东城区2015—2016学年度第二学期期末教学统一检测
高一物理
试卷满分:100分 考试时间:100分钟
班级 姓名 学号
一、选择题:本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的。(每小题4分,共48分)
1.下列物理量中属于矢量的是
A.功 B.向心加速度 C.动能 D.功率
2.两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的一半,它们之间万有引力的大小变为
A. B. C. D.
O′
O
3.一圆盘可绕通过圆盘中心OO′且垂直于盘面的竖直轴转动,如图所示。在圆盘上放置一木块,当木块随圆盘一起匀速转动运动时,关于木块的受力情况,以下说法中正确的是
A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相反
B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心
C.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心
D.木块与圆盘间没有摩擦力作用,木块受到向心力作用
4.如图所示,用恒力F拉着物体沿水平面从A移动到B的过程中,下列说法正确的是
A
B
F
F
A.水平面粗糙时力F做的功比水平面光滑时力F做的功多
B.水平面粗糙时和水平面光滑时相比力F做功一样多
C.加速运动时力F做的功比减速运动时力F做的功多
D.加速运动时力F做的功比匀速运动时力F做的功多
5.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,运动速率之比为vA∶vB=2∶1,则轨道半径之比为
A.RA∶RB=2∶1
B.RA∶RB=1∶2
C.RA∶RB=4∶1
D.RA∶RB=1∶4
6.在下列所述实例中,机械能守恒的是
A.木箱沿光滑斜面下滑的过程
B.电梯加速上升的过程
C.雨滴在空中匀速下落的过程
D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动的过程
v0
h
7.如图所示,一个人把质量为m的石块,从距地面高度为h处,以初速度v0斜向上方抛出。以水平地面处为势能零点,不计空气阻力,重力加速度为g,则:
A.石块离开手的时刻机械能为
B.石块刚落地的时刻动能为
C.人对石块做的功是
D.人对石块做的功是
8.关于地球的同步卫星,下列说法正确的是
A.同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面
B.同步卫星的轨道必须和地球赤道共面
C.所有同步卫星距离地面的高度不一定相同
D.所有同步卫星的质量一定相同
9.如图所示,物体从直立轻质弹簧的正上方处下落,然后又被弹回,若不计空气阻力,对上述过程的下列判断中正确的是
A.能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B.物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等
C.当重力和弹簧弹力大小相等时,重力势能最小
D.物体在把弹簧压缩到最短时,动能最大
a
b
10.如图,光滑小球置于正方体盒子中,盒子的边长略大于小球的直径。此盒子在机械装置(未画出)带动下在竖直平面内做匀速圆周运动。图中所示a位置为竖直方向上的最高点,b位置与圆心o的连线与oa垂直。关于小球与盒子内壁
的相互作用情况,下列说法正确的是
A.盒子运动到a点时,盒子上壁与小球之间一定没有作用力
B.盒子运动到b点时,盒子右壁与小球之间一定没有作用力
C.盒子运动到a点时,盒子左壁和右壁与小球间的作用力大小一定不等
D.盒子运动到b点时,盒子上壁和下壁与小球间的作用力大小一定不等
11.“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,一般有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上,每个座椅可坐一人。启动时,座椅在圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转。不考虑空气阻力,当旋转圆盘匀速转动时,设连接A、B的缆绳与中心轴的夹角为θ,则:
A.θ与座椅及乘坐人的质量有关
B.θ与缆绳悬点到中心轴的距离有关
C.θ与圆盘旋转的角速度无关
D.θ与缆绳的长度无关
A
B
D
C
12.汽车通过如图所示的一段路面,其中AB、CD分别为水平路面,BC为一段斜坡,全程路面的材质相同,各路段之间平滑连接。若汽车在从A到D的过程中发动机的功率始终保持不变,在三段路面上达到匀速行驶状态时速率分别为v1、v2 、v3。则以下关于汽车的速度随时间变化的图像中可能正确的是
v
v1(v3)
v2
v
v1(v3)
v2
t
t
B
A
v
v1
v2
v3
t
C
v
v1
v2
v3
t
D
二、实验题(共10分)
13.(4分)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的是
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.实验只能说明A球在竖直方向上做自由落体运动
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
14.(4分)如图所示是某次实验中用频闪照相方法拍摄的小球(可视为质点)做平抛运动的闪光照片。如果图中每个方格的边长表示的实际距离l和闪光频率f为已知量,请写出计算平抛初速度v0的表达式:v0= ;计算当地重力加速度值g的表达式g= 。
图甲
15.(6分)如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。
① 已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材有 (选填选项前的字母)。
A.直流电源 B.交流电源
C.天平及砝码 D.刻度尺
② 安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图乙所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE =______ m/s(结果保留三位有效数字)。
图乙
B
C
D
E
A
F
O
h1=42.70cm
h2=48.61cm
h3=54.74cm
G
③ 若已知当地重力加速度为g,代入图乙中所测的数据进行计算,并将与 进行比较(用图乙中所给字母表示),即可在误差范围内验证,从O点到E 点的过程中机械能是否守恒。
三、论述、计算题(共38分)
解题要求:写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。 有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
16.(6分)从某高度处以12m/s的初速度水平抛出一物体,经2s 落地,不计空气阻力,g取10m/s2。
求:(1)物体抛出时距地面的高度h;
(2)物体落地点距抛出点的水平距离x;
(3)刚落地时速度方向与水平方向的夹角θ的正切值tanθ。
17.(6分)太阳正处于主序星演化阶段,为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径为R,地球质量为m ,日地中心的距离r,万有引力常量为G,地球绕太阳公转的周期为T,试写出目前太阳的质量M的表达式。
F
A
B
θ
18.(8分)如图,用与水平方向成θ角的恒力F,将质量为m的物体由静止开始从A点拉到B点,若物体和地面间的动摩擦因数为µ,AB间距离为x,求:
(1)从A到B的过程中力F做的功W;
(2)物体到达B点时的动能Ek。
19.(9分)如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点静止。若圆弧轨道半径为R
,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
求:(1)物块滑到b点时的速度;
(2)物块滑到b点时对b点的压力;
(3)b点与c点间的距离。
20.(9分)如图甲所示,一长为l的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动。给系统输入能量,使小球通过最高点的速度不断加快,通过传感器测得小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示,重力加速度为g,不考虑摩擦及空气阻力,请分析并回答以下问题:
(1)若要小球能做完整的圆周运动,对小球过最高点的速度有何要求?(用题中给出的字母表示)。
(2)根据题目及图像中的条件求出小球质量m和摆线长度l的值。(g取10m/s2)
(3)求小球从图中a 点所示状态到图中b点所示状态的过程中,外界对此系统做的功。
(4)当小球达到图乙中b点所示状态时,立刻停止能量输入。之后的运动过程中,在绳中拉力达到最大值的位置,轻绳绷断,求绷断瞬间绳中拉力的大小。
0
O
l
m
Ek/J
F/N
1.0
4.0
a
b
甲
乙
东城区2015—2016学年度第二学期期末教学统一检测
高一物理答案
一、选择题:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
C
B
D
A
D
B
B
D
B
A
二、实验题:
13.(4分)BC (选不全得2分,选错不得分)
14.(4分)v0=3lf;(2分) g=2lf2(2分)
15.(6分) ①BD(2分) ② 3.01 (2分) ③ gh2 (gOE) (2分)
三、计算题:
16.(6分)
解:(1)m (2分)
(2)m(2分)
(3)(2分)
17.(6分)
解: 地球绕太阳作匀速圆周运动,因此有: (4分)
可得太阳的质量 (2分)
18.(8分)
解: (1)由功的公式可求得: (2分)
(2)物体受到的摩擦力 (2分)
对物体从A点到B点的过程应用动能定理:(3分)
即,物体到达B点时的动能(1分)
19.(9分)
解:(1)物块从a到b的过程机械能守恒,由,(2分)可得:
物块滑到b点时的速度(1分)
(2)物块滑到b点时,由牛顿第二定律可得:,(2分)
将代入, 可得:(1分)
(3)对物块从a到c的全过程应用动能定理,有(2分)
则b点与c点的距离(1分)
20.(9分)
(1)小球刚好通过最高点做完整圆运动要求在最高点受力满足:(1分)
因此小球过最高点的速度要满足:(1分)
(2)小球在最高点时有: 又因为:,
所以绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系式为:(1分)
由图象知,当时,F=0,代入上式得到:;又已知,则小球的质量0.2kg。(1分)
(3)由知:图线的斜率值为N/J,因此对应状态b,Fb=4.0N
,可求出小球在最高点的动能,于是得到:3.0J(1分)
(或:由,将0.2kg、、F=4.0 N 代入,可求得:)
对小球从状态a到状态b的过程,有:(1分)
即:外界对系统做的功为2.0J。
(4)在停止能量输入之后,小球在重力和轻绳拉力作用下在竖直面内做圆周运动,运动过程中机械能守恒。当小球运动到最低点时,绳中拉力达到最大值。
设小球在最低点的速度为v,对从b状态开始至达到最低点的过程应用机械能守恒定律,有:;(1分)
设在最低点绳中拉力为Fm,由牛顿第二定律有:(1分)
两式联立解得:Fm=16N (1分)
即:绷断瞬间绳中拉力的大小为16N。