海南中学2015-2016学年度高一年级第2学期期末考试
物理试卷
第Ⅰ卷（共38分）
一、 单项选择题（共6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个选项正确）
1.下面说法中正确的是( )
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
2．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( )
A．0.2g B．0.4g
C．2.5g D．5g
3.下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )
A．一颗弹丸在粗糙的碗内做复杂的曲线运动[图(a)]
B．运动员在蹦床上越跳越高[图(b)]
C．图(c)中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)
D．图(c)中如果小车振动时，木块相对小车有滑动
4.如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2∶1.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①②受到的向心力之比为( )
A．2∶1
B．4∶1
C．1∶4
D．8∶1
5．如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是( )
A．，
B．，
C．，
D．，
6.如右图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则( )
A. ＝2
B．tan θ1tan θ2＝2
C. ＝2
D. ＝2
二、 多选题（共4小题，每小题5分，共20分，每小题有两个或两个以上的正确选项）
7．某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的
方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则( )
A．F1对物体做正功
B．F2对物体做正功
C．F3对物体做负功
D．合外力对物体做负功
8．如右图所示，一小球以v0＝10 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点．在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计，g取10 m/s2)，以下判断中正确的是( )
A．小球经过A、B两点间的时间t＝(－1) s
B．小球经过A、B两点间的时间t＝ s
C．A、B两点间的高度差h＝10 m
D．A、B两点间的高度差h＝15 m
9.如右图所示，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处(取重力势能在B处为零势能参考平面)，下列说法正确的是( )
A．在B点处重力势能为mgh
B．在B点处的动能为mv2－mgh
C．在B点处的机械能为mv2－mgh
D．在B点处的机械能为mv2
10.如右图所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列说法正确的是( )
A．物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机械能守恒
B．手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量
C．弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量
D．手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量
第Ⅱ卷 （共62分）
一、 实验题（本题共2个小题，共16分）
11.（4分）在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是 (填字母代号)．
A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
12.在验证机械能守恒定律的实验中
（1）（4分）实验步骤操作合理的顺序排列是 （填写步骤前面的字母）．
A．将打点计时器竖直安装在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…vn
F．分别算出mvn2和mghn，在实验误差范围内看是否相等
（2）某次应用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符
合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2.那么：
(1)纸带的 端(选填“左”或“右”)与重物相连；（2分）
(2)根据图上所得的数据，可以计算得从O点到B点，
重物重力势能减少量ΔEp＝ J，
动能增加量ΔEk＝________ J(结果取3位有效数字)；（4分）
(3)实验的结论是：
__________________________________________________________．（2分）
一、 计算题（本题共4个小题，共46分）
13. （10分）右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，如右图所示．将一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求：
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；
(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离．
14. （10分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如右图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速
度为g.忽略手的运动半径和空气阻力．求：
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
15. （13分）如图所示，质量m＝1 kg的物块从h＝0.8 m高处沿光滑斜面滑下，到达底部时通过光滑圆弧BC滑至水平传送带CD上，CD部分长L＝2 m．传送带在皮带轮带动下以v＝4 m/s的速度逆时针传动，物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.3，取g＝10 m/s2.求：
(1)物块滑到C、D两点时的速度大小各为多少？
(2)物块从C滑到D的过程中，皮带对物块做多少功？
(3)物块从C滑到D的过程中，因摩擦产生的热量是多少？
16. （13分）在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论．如下图所示，他们将选手简化为质量m＝60 kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α＝53°，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝3 m．不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；
(2)若绳长l＝2 m，选手摆到最高点时松手落入水中．设水对选手的平均浮力f1＝800 N，平均阻力f2＝700 N，求选手落入水中的深度d；
(3)若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远．请通过推算说明你的观点．
海南中学2015-2016学年度高一年级第2学期期末考试
物理试卷
第Ⅰ卷（共38分）
一、 单项选择题（共6小题，每题3分，共18分，每小题只有一个选项正确）
1.下面说法中正确的是( )
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
解析：做曲线运动的物体速度大小不一定变化，但速度方向必定变化，A项正确．速度变化的运动可能是速度大小在变，也可能是速度方向在变化，也可能是速度的大小和方向都变化，不一定是曲线运动，B项错误．加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，C项错误．加速度变化的运动可能是变加速直线运动，也可能是变加速曲线运动，D项错误．
答案：A
2．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( )
A．0.2g
B．0.4g
C．2.5g
D．5g
解析： 在星球表面有G＝mg，故火星表面的重力加速度g火＝0.4g，则＝＝0.4，故B正确．
答案： B
3.下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )
A．一颗弹丸在粗糙的碗内做复杂的曲线运动[图(a)]
B．运动员在蹦床上越跳越高[图(b)]
C．图(c)中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)
D．图(c)中如果小车振动时，木块相对小车有滑动
解析：弹丸在光滑的碗内运动时，只有重力做功，机械能守恒，A正确；运动员在蹦床上越跳越高，其机械能逐渐增大，故机械能不守恒，B错误；小车左右振动时，如小车与木块无相对滑动，则系统只发生动能和弹性势能的相互转化，机械能守恒，C正确；如果小车与木块有相对滑动，则系统产生内能，机械能减少，D错误．
答案：C
4.如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①放在A盘的边缘，钢球②放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2∶1.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮．a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①②受到的向心力之比为( )
A．2∶1
B．4∶1
C．1∶4
D．8∶1
解析： 本题考查圆周运动等知识．由题意“在同一皮带带动下匀速转动”，说明a、b两轮的线速度相等，即va＝vb，又因a轮与A盘同轴，b轮与B盘同轴，角速度相等，联立并代入F＝m得到D项正确．
答案： D
5．如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下
列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是( )
A．M＝，ρ＝
B．M＝，ρ＝
C．M＝，ρ＝
D．M＝，ρ＝
解析： 设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M，“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，G＝m(R＋h)2，其中T＝，解得M＝.又土星体积V＝πR3，所以ρ＝＝.
答案： D
6.如右图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则( )
A.＝2
B．tan θ1tan θ2＝2
C.＝2
D.＝2
解析： 由题意可知：tan θ1＝＝，tan θ2＝＝＝，所以tan θ1tan θ2＝2，故B正确．答案： B
二、 多选题（共4小题，每题5分，共20分，每小题有两个或两个以上的正确选项）
7．某物体同时受到三个力作用而做匀减速直线运动，其中F1与加速度a的方向相同，F2与速度v的方向相同，F3与速度v的方向相反，则( )
A．F1对物体做正功
B．F2对物体做正功
C．F3对物体做负功
D．合外力对物体做负功
解析： 因物体做匀减速运动，a的方向与v的方向相反，故F1对物体做负功，A错；F2与速度v方向相同做正功，B正确；F3与v方向相反做负功，C正确；合外力的方向与运动方向相反做负功，故D正确．
答案： BCD
8．如右图所示，一小球以v0＝10 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点．在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°(空气阻力忽略不计，g取10 m/s2)，以下判断中正确的是( )
A．小球经过A、B两点间的时间t＝(－1) s
B．小球经过A、B两点间的时间t＝ s
C．A、B两点间的高度差h＝10 m
D．A、B两点间的高度差h＝15 m
解析： 设A点竖直速度为v⊥A，v⊥A＝v0＝gtA，得tA＝1 s，设B点的竖直速度为v⊥B，v⊥B＝v0tan 60°＝gtB得tB＝ s，则小球经过A、B两点间的时间为tB－tA＝(－1) s，故A正确，B错误；A、B两点间的高度差hAB＝t＝10 m，故C正确，D错误．
答案： AC
9.如右图所示，一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处(取重力势能在B处为零势能参考平面)，下列说法正确的是( )
A．在B点处重力势能为mgh
B．在B点处的动能为mv2－mgh
C．在B点处的机械能为mv2－mgh
D．在B点处的机械能为mv2
解析： 因为机械能为Ek＋Ep，所以C对．由动能定理知，B对．
答案： BC
10.如右图所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列说法正确的是( )
A．物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机械能守恒
B．手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加量
C．弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量
D．手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能的增加量
解析： 对于物体和弹簧组成的系统，当只有重力做功时机械能才守恒，手的拉力对系统做正功，系统的机械能增大，由功能原理可知，A错B对；对物体、弹簧弹力是外力，物体所受外力中，除重力外只有弹簧弹力做功，因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的增加量，C对；手的拉力作用于弹簧，因此引起弹簧的形变而改变弹性势能，D错．
答案： BC
Ⅱ卷 （共62分）
一、 实验题（本题共2个小题，共16分）
11.（4分）在用下图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是____________(填字母代号)．
A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样
C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
解析： 当小车拉着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，沿长木板方向重力的分力等于摩擦力，即在实验中可消除摩擦力的影响，A项正确；由实验原理可知，B、C正确，D错误；使用打点计时器时都必须先接通电源再释放小车，E错误；橡皮筋拉力做的总功等于小车动能的增加，此动能应为小车获得的最大动能，所以用打点计时器打下的纸带来测定的是小车的最大速度，F正确，G错误．答案： ABCF
12.在验证机械能守恒定律的实验中
（1）（4分）实验步骤操作合理的顺序排列是 (填写步骤前面的字母)．
A．将打点计时器竖直安装在铁架台上
B．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验
D．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带
E．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h1，h2，h3…，hn，计算出对应的瞬时速度v1，v2，v3，…vn
F．分别算出mvn2和mghn，在实验误差范围内看是否相等
答案：ADBCEF
（2）某次应用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80 m/s2.那么：
(1)纸带的 端(选填“左”或“右”)与重物相连；（2分）
(2)根据图上所得的数据，可以计算得
从O点到B点，重物重力势能减少量ΔEp＝ J，动能增加量ΔEk＝________ J(结果取3位有效数字)；（4分）
(3)实验的结论是：
__________________________________________________________．（2分）
解析： O为第一个点在纸带的左端，所以纸带的左端与重物相连．根据图上所得的数据，从O点到B点，重物重力势能减少量ΔEp＝mgxOB＝1.88 J，动能增加量ΔEk＝m2＝1.84 J．实验的结论是：重物只受重力作用，在误差允许范围内，重物减小的重力势能等于增加的动能，即机械能守恒．
答案： (1)左 (2)1.88 1.84 (3)重物只受重力作用，在误差允许范围内，重物减小的重力势能等于增加的动能，即机械能守恒
一、 计算题（本题共4个小题，共46分）
13.（10分）右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，如右图所示．将一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求：
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；
(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离．
解析： (1)由动能定理得：
FL－Ff L－mgh＝0
其中Ff ＝μFN＝μmg＝0.2×0.5×10 N＝1.0 N
所以h＝ ＝ m＝0.15 m.
(2)由动能定理得：
mgh－Ff x＝0
所以x＝＝ m＝0.75 m.
答案： (1)0.15 m (2)0.75 m
14.（10分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如右图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力．求：
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
解析： (1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向d－d＝gt2，水平方向d＝v1t
联立解得v1＝
由机械能守恒定律，有
mv22＝mv12＋mg
得v2＝.
(2)设绳能承受的最大拉力大小为FT，这也是球受到绳的最大拉力大小．
球做圆周运动的半径为R＝d
由圆周运动向心力公式，有FT－mg＝
联立解得FT＝mg.
答案： (1)v1＝ v2＝ (2)mg
15.（13分）如图所示，质量m＝1 kg的物块从h＝0.8 m高处沿光滑斜面滑下，到达底部时通过光滑圆弧BC滑至水平传送带CD上，CD部分长L＝2 m．传送带在皮带轮带动下以v＝4 m/s
的速度逆时针传动，物块与传送带间动摩擦因数μ＝0.3. g＝10 m/s2求：
(1)物块滑到C、D两点时的速度大小各为多少？
(2)物块从C滑到D的过程中，皮带对物块做多少功？
(3)物块从C滑到D的过程中，因摩擦产生的热量是多少？
解析：(1)由机械能守恒定律
mgh＝mv
解得物块到达C点的速度v1＝＝4 m/s
物块在皮带上滑动的加速度a＝μg＝3 m/s2
由运动学公式
－2aL＝v－v
解得物块到达D点的速度
v2＝＝2 m/s
(2)皮带对物块做功
W＝－μmgL＝－6 J
(3)物块从C滑到D的时间t1＝＝ s
物块与皮带相对滑动距离s1＝vt1＋L
物块在皮带上滑动的过程中产生的热量
Q＝μmgs1
得Q＝14 J
答案：(1)4 m/s 2 m/s (2)－6 J (3)14 J
16.（13分）在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论．如下图所示，他们将选手简化为质量m＝60 kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角α＝53°，绳的悬挂点O距水面的高度为H＝3 m．不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；
(2)若绳长l＝2 m，选手摆到最高点时松手落入水中．设水对选手的平均浮力f1＝800
N，平均阻力f2＝700 N，求选手落入水中的深度d；
(3)若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远．请通过推算说明你的观点．
解析： (1)机械能守恒mgl(1－cos α)＝mv2①
圆周运动F′－mg＝m
解得F′＝(3－2cos α)mg
人对绳的拉力F＝F′
则F＝1 080 N.
(2)动能定理 mg(H－lcos α＋d)－(Ff1＋Ff2)d＝0
则d＝
d＝1.2 m.
(3)选手从最低点开始做平抛运动 x＝vt
H－l＝gt2
且由①式及以上两式
解得x＝2
当l＝时，x有最大值．解得l＝1.5 m
因此，两人的看法均不正确．当绳长越接近1.5 m时，落点距岸边越远．
答案： (1)1 080 N (2)1.2 m (3)两人的看法均不正确，当绳长越接近1.5 m时，落点距岸边越远．
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