甘肃省高台县第一中学2014-2015学年高一物理下学期期末考试试题.doc

高台县2015年高一物理下学期期末试卷（带答案）‎ 温馨提示：‎ ‎1、本试题包括选择题和非选择题两大部分，满分 110 分，答题时间为 100 分钟。‎ ‎2、本试题所有答案均填写在答题卡对应规定的位置，不能使用添卷纸。‎ Ⅰ卷 一、选择题（本题共 16 小题。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确， 全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）‎ ‎1．下列说法正确的是( ) ‎ A．做曲线运动物体的速度和加速度时刻都在变化 ‎ B．卡文迪许通过扭秤实验得出了万有引力定律 C．1847 年德国物理学家亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律 D．一对作用力与反作用力做的总功一定为 0 ‎ ‎2．如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，大圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲不打滑 转动．大、小圆盘的半径之比为 3：1，两圆盘和小物体 m1、m2 间的动摩擦因数相同．m1 离甲盘圆心 O 点 2r，m2 距乙盘圆心 O′点 r，当甲缓慢转动且转速慢慢增加时（ ）‎ A．物块相对盘开始滑动前，m1 与 m2 的线速度之比为 1：1 B．物块相对盘开始滑动前，m1 与 m2 的向心加速度之比为 2：‎9 C．随转速慢慢增加，m1 先开始滑动 D．随转速慢慢增加，m1 与 m2 同时开始滑动 ‎3．船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的 变化关系如图乙所示，则当船沿渡河时 间最短的路径渡河时（ ）‎ A．船渡河的最短时间 60s B．要使船以最短时间渡河，船在行驶 过程中，必须随时调整船头指向 C．船在河水中航行的轨迹是一条直线 D．船在河水中的最大速度是 ‎5m/s ‎4、在光滑圆锥形容器中，固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细 杆上穿有小环（小环可以自由转动，但不能上下移动），小环上连接一轻绳，与一质量 为 m 的光滑小球相连，让小球在圆锥内作水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接 触．如图所示，图（a）中小环与小球在同一水平面上，图（b）中轻绳与竖直轴成 θ 角．设 a 图和 b 图中轻绳对小球的拉力分别为 Ta 和 Tb，圆锥内壁对小球的支持力分别为 Na ‎ 14‎ 和 ‎[]‎ Nb，则在下列说法中正确的是（ ）‎ A．Ta 一定为零，Tb 一定为零 B．Ta 可以为零，Tb 可以不为零 C．Na 一定不为零，Nb 不可以为零 D．Na 可以为零，Nb 可以不为零 ‎5．设地球半径为 R，质量为 m 的卫星在距地面 R 高处做匀速圆周运动，地面的重力加 速度为 g，则（ ）‎ ‎6．‎2013 年 12 ‎月 2 日，嫦娥三号探测器顺利发射。嫦娥三号要求一次性进入近地点 210 公里、远地点约 36.8 万公里的地月转移轨道。‎12 月 1‎0 日晚上九点二十分，在太空飞行 了九天的“嫦娥三号”飞船，再次成功变轨，从 ‎100km×‎100km 的环月圆轨道Ⅰ，降低到 近月点 ‎15km、远月点 ‎100km 的椭圆轨道Ⅱ，两轨道相交于点 P，如图所示。若绕月运 行时只考虑月球引力作用，关于“嫦娥三号”飞船，以下说法正确的是 A．在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期 B．沿轨道 I 运行至 P 点的速度等于沿轨道 II 运行至 P 点的速度 C．沿轨道 I 运行至 P 点的加速度大于沿轨道 II 运行至 P 点的加速度 D．在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大 ‎7．放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环 a、b 通过过其圆心的竖直轴 O1O2 连接，其半径 Rb= 3 Ra，环上各有一个穿孔小球 A、B(图中 B 球未画出)，均能沿环无摩擦滑动。如果同心圆环绕竖直轴 O1O2 以角速度 ω 匀速旋转，两球相对于铁环静止时，球 A 所在 半径 OA 与 O1O2 成 θ=300 角。则( )‎ A.球 B 所在半径 OB 与 O1O2 成 45°角 B.球 B 所在半径 OB 与 O1O2 成 30°角 14‎ C.球 B 和球 A 在同一水平线上 D.由于球 A 和球 B 的质量未知，不能确定球 B 的位置 ‎8．如图所示，从 A 点由静止释放一弹性小球，一段时间 后与固定斜面上 B 点发生碰撞，碰后小球速度大小不变， 方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上 C 点， 已知地面上 D 点位于 B 点正下方，B、D 间的距离为 h，‎ ‎[]‎ 则（ ）‎ ‎9、如图所示，质量为 M=‎2Kg 的薄壁细圆管竖直放置，圆管内壁光滑，圆半径比细管的内径大的多，已知圆的半径 R=‎0.4m，一质量为 m=‎0.5Kg 的小球在管内最低点 A 的速度 大小为2√‎3 m/s，g 取 ‎10m/s2，则下列说法正确的是（ ）‎ A．小球恰好能通过最高点 B．小球上升的最大高度为 ‎‎0.3m C．圆管对地的最大压力为 20N D．圆管对地的最大压力为 40N ‎10． P1 、 P2 为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星 s1 、 s 2 做匀 速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a，横坐标 表示物体到行星中心的距离 r 的平方，两条曲线分别表示 P1 、 P2 周围的 a 与 r 2 的反比 关系，它们左端点横坐标相同，则（ ）‎ A. P1 的平均密度比 P2 的大 ‎ B. P1 的第一宇宙速度比 P2 的小 ‎ C. s1 的向心加速度比 s 2 的大 ‎ 试卷第 3 页，总8 页 14‎ D. s1 的公转周期比 s 2 的大 ‎11．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星．这颗行星的体积是地球的 1.8 倍，质量是 地球的 25 倍．已知近地卫星绕地球运动的周期约为 1.4 小时，引力常量 G＝6.67×10－ 11N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为（ ）‎ A．1.8×‎103kg/m3 B．5.6×‎103kg/m‎3 C．7.7×‎104kg/m3 D．2.9×‎104kg/m3‎ ‎12．如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环，杆与水平方向的夹角 α ＝30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A 点，弹 簧处于原长 h。让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零。则在圆环下滑过 程中（ ）‎ A．圆环和地球组成的系统机械能守恒 B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大 C．弹簧的最大弹性势能为 mgh 14‎ D．弹簧转过 60°角时，圆环的动能为 ‎‎ m g h ‎2‎ 14‎ ‎13、如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为 R，圆环上套有质量分别为 m 和 ‎‎2m 的小球 A、B（均可看作质点），且小球 A、B 用一长为 2R 的轻质细杆相连，在小球 B 从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中（已知重力加速度为 g），下列说法 不正确的是（ ）‎ ‎14.如图 甲所示，物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感 器和速度传感器监测到推力 F、物体速度 v 随时间 t变化的规律如图乙所示．取 g＝‎10 m/s2.‎ 则( )‎ A．物体的质量 m＝‎‎1.0 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.20‎ C．第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W＝2.0 J D．前 2 s 内推力 F 做功的平均功率 P ＝1.5 W ‎15．如图 a，用力 F 拉一质量为 ‎1 kg 的小物块使其由静止开始向上运动，经过一段时间 后撤去 F。以地面为零势能面，物块的机械能随时间变化图线如图 b.所示，已知 2 s 末 拉力大小为 10 N，不计空气阻力，取 g＝‎10 m/s2，则（ ）‎ A.力 F 做的功为 50 J B.力 F 的功率恒为 50W C.2 s 末物块的动能为 25 J D.落回地面时物块的动能为 50 J ‎16．如图所示，倾角 30°、高为 L 的固定斜面底端与光滑水平面平滑相连，质量分别为 ‎3m、m 的两个小球 A、B 用一根长为 L 的轻绳连接，A 球置于斜面顶端。现由静止释 放 ‎ 14‎ A、B 两球，B 球与弧形挡板碰撞过程时间极短无机械能损失，且碰后只能沿斜面下 滑，两球最终均滑到水平面上。已知重力加速度为 g，不计一切摩擦，则 ‎5 g‎ L A．A 球刚滑至水平面时的速度大小为 ‎2‎ ‎6 g‎ L B．B 球刚滑至水平面时的速度大小为 ‎2‎ C．在 A 球沿斜面下滑的过程中，轻绳对 B 球先做正功、后不做功 D．两小球在水平面上不可能相撞 Ⅱ卷 二、实验题（共 12 分）‎ ‎17.(1)成都七中林荫校区某同学采用半径 R＝‎25 cm 的 1/4 圆弧轨道做平抛运动实验，‎ 其部分实验装置示意图如图 17（1）甲所示．实验中，通过调整使出口末端 B 的切线水 平后，让小球从圆弧顶端的 A 点由静止释放．图 17（1）乙是小球做平抛运动的闪光照 片，照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为 ‎4.85 cm.已知闪光频率是 10 Hz.‎ 则根据上述的信息可知 ‎○1小球到达轨道最低点 B 时的速度大小 vB＝________ m/s，小球在 D 点时的竖直速 度大小 vDy＝________ m/s，当地的重力加速度 g＝________ m/s2；‎ ‎○2小球在圆弧槽轨道上是否受到了摩擦力：________(填“受到”、“未受到”或 ‎“条件不足，无法确定”)．‎ 图 17（1） 图 17（2）‎ ‎（2）成都七中校某远端学校所在地重力加速度 g 恰好与（1）问中七中林荫校区 同学所测的结果一样。该校同学在做“验证机械能守恒定律”实验时，使用重物的质量 为 m＝‎1.00 kg，打点计时器所用电源的频率为 f＝50 Hz.得到如图 17（2）所示为实验 ‎ 14‎ 中得到一条点迹清晰的纸带．点 O 与点 1 间的距离约为 ‎2mm，另选连续的 4 个点 A、B、 C、D 作为测量的点，经测量知 A、B、C、D 各点到 O 点的距离分别为 ‎63.35 cm、‎70.36 cm、 ‎77.76 cm、‎85.54 cm.‎ 根据以上数据，可知重物由 O 点运动到 C 点，重力势能的减少量等于________，动 能的增加量等于________(取 3 位有效数字)．‎ 三、计算题（共 50 分）‎ ‎18（10 分）．我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在 2017 年将嫦娥四号探月 卫星发射升空。到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测。已知万有引力常量为 G，月 球表面的重力加速度为 g，月球的平均密度为 ρ，月球可视为球体，球体积计算公式 V = 4 p R 3 。求： ‎ ‎[]‎ ‎3 ‎ ‎（1）月球质量 M.‎ ‎（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度 v。‎ ‎19（12 分）．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动 能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶 ‎700m 后关闭发动机，测出了汽车动能 Ek 与位移 x 的关系图象如图，其中①是关闭储能装置 时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为 ‎1000kg，设汽车 运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计，求 ‎（1）汽车的额定功率 P；‎ ‎（2）汽车加速运动 ‎500m 所用的时间 t；‎ ‎（3）汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能 E？‎ 14‎ ‎20.（13 分）如图 20 所示，质量为 m 的小球，由长为 L 的细线系住，线能承受的最大 拉力是 9mg，细线的另一端固定在 A 点，AB 是过 A 的竖直线，E 为 A 正下方的一点，且 AE=‎0.5L，过 E 作水平线 EF，在 EF 上钉铁钉 D，现将小球拉直水平，然后由静止释放， 小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能量损失，不考虑小球与细线间的碰撞．‎ ‎（1）若钉铁钉位置在 E 点，请计算说明细线与钉子第一次碰撞后，细线是否会被拉断？‎ ‎（2）要使小球能绕铁钉在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线 EF 上距 E 点距离的取值。‎ 14‎ ‎21．（15 分）如图所示，以 A、B 和 C、D 为断点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内， 一滑板静止在光滑的地面上，左端紧靠 B 点，上表面所在平面与两半圆分别相切于 B、C 两 点，一物块（视为质点）被轻放在水平匀速运动的传送带上 E 点，运动到 A 点时刚好与传送 带速度相同，然后经 A 点沿半圆轨道滑下，且在 B 点对轨道的压力大小为 10mg，再经 B 点 滑上滑板，滑板运动到 C 点时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为 m,滑板质量为 M=‎2m， 两半圆半径均为 R,板长 l=6.5R,板右端到 C 点的距离为 L=2.5R，E 点距 A 点的距离 s=5R， 物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数相同，重力加速度为 g。求 ‎(1)物块滑到 B 点的速度大小.‎ ‎(2)物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数.‎ ‎(3)求物块与滑板间因摩擦而产生的总热量.‎ 14‎ 试卷第 8 页，总 8 页 高一物理试题参考答案 一、不定项选择题（每小题3分，共48分，选对不全得2分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ C B D B A D C A ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12[]‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ D AC C CD BD CD AD AC 14‎ 二、实验题（共12分）‎ ‎17答案：(1) 1.94　1.94　9.7　 受到 ‎ （2）7.54J　7.20 J　‎ 四、计算题（共50分）‎ ‎18．（1）（2）‎ · 解：（1）设：月球半径为R ‎               ……①                 （2分）‎ 月球的质量  ……②            （2分）‎ ‎     由①②得： ……③             （1分）‎ ‎（2）万有引力提供向心力：   ……④   （2分）‎ 由①②得：   ……⑤                 （2分）‎ 由④⑤得： ……⑥          （1分）‎ ‎19．（1） （2）16.25s （3）‎ 14‎ 解：（1）关闭发动机且关闭储能装置后，汽车在地面的阻力f的作用下减速至静止，由动能定理 ‎ ‎2分 解得 1分 汽车匀速运动的动能 解得 1分 汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力，故汽车的额定功率 ‎1分 解得 1分 ‎（2）汽车加速运动过程中，由动能定理 ‎2分 解得 1分 ‎（3）由功能关系，汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为 ‎2分 解得 1分 ‎20（1）不会断（2）≤x≤ ‎ · 解析： （1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律得 1分，碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为l，碰钉子前瞬间线的拉力为F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为l/2，碰钉子后瞬间线的拉力为F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：， 1分 14‎ 得 1分 绳子不会断 1分 ‎（2）设在D点绳刚好承受最大拉力，记DE=x1，则：AD=‎ 悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD= l－‎ 当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v1，由牛顿第二定律有：‎ F－mg=  1分   结合F≤9mg ‎ 由机械能守恒定律得：mg (+r1)= mv12 2分 由上式联立解得：x1≤    1分 随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了．‎ 设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，‎ 则：AG=        r2=l－AG= l－      在最高点：mg≤      由机械能守恒定律得：mg (—r2)= mv22    2分       联立得：x2≥         2分 钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值范围是： ≤x≤    1分 14‎ ‎21（1） (2)0.5 (3)3.5mgR （1） 设物块运动到B的速度分别为 v1，由牛顿第二定律得：‎ ‎ 2分 解得： 1分 （2） 从E到B由动能定理得 mg2R+ 2分 解得： 2分 （3） 对物块由牛顿第二定律得：a1=‎ 对滑板由牛顿第二定律得：a2= 1分 设经过时间t滑板与物块达到共同速度时，位移分别为，‎ V1-a1t=v V=a2t X1= x2= 1分 联立解得： 1分即物块与滑板在达到共同速度时，物块未离开滑板 则Q1= 1分 物块与木板此后以共同速度匀速运动至C点 滑板则不再运动，物块继续往前运动0.5R冲上圆弧,‎ Q2= 1分 由动能定理得 ‎ 1分 Vc= ‎ 物块滑回来，由能量守恒可得 Q3== 1分 则总热量Q=3.5mgR 1分 14‎