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1、 湖北省沙市中学高一年级下学期期中考试物理 试卷一、选择题(12小题,共48分。1-8为单选题,9-12题为多选题,每题4分,漏选得2分,错选得0分)1在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重大贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法,下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是A牛顿发现了万有引力定律,他被称为“称量地球质量”第一人B牛顿进行了“月地检验”,得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律C卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时,应用了微元法D在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是转换法2下列说法不正确的是A中国第一位进入太空的宇航员是杨利伟B中国
2、的卫星导航系统叫北斗导航系统C能量是守恒的,我们不需要节约能源D能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。能源的利用受这种方向性的制约,所以能源的利用是有条件的,也是有代价的。3如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是AD点的速率比C点的速率大B从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小C从A到D的过程中,相等的时间内动能的变化相同D从A到D的过程中,相等的时间内动量的变化不同4如图所示是自行车传动结构的示意图,其中A是半径为r1的大齿轮,B是半径为r2的小齿轮,C是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n r/s,则
3、自行车前进的速度为ABC D5一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙物体质量分别为M和m(M m),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍,两物体用一根长为L(LR)的轻绳连在一起。如图所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直,要使两物体与圆盘不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)A BC D6近年来,人类发射的火星探测器已经在火星上着陆,正在进行着激动人心的科学探索(如发现了冰),为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动,并测得它运动的周期为T,则火星的平均密
4、度的表达式为(k为某个常量)AkTBCkT2 D7如图所示,做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和小车速度的大小分别为,则ABC绳的拉力等于B的重力DAB系统机械能守恒8一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为ABC D9一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行,40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为m2 000 kg,在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N。小汽车以额定功率由静止开始运动直到冲
5、线,夺得1升汽油行驶30公里的最好成绩。则下列判断正确的是A小汽车行驶的最大速度为30m/sB小汽车行驶速度为20m/s时加速度为1m/s2C小汽车行驶30公里用时1037.5s D小汽车行驶30公里的过程中牵引力的冲量为890000Ns10如图所示,某次发射同步卫星的过程如下:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2,最后将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点,Q点距地心的距离为。轨道2、3相切于P点,P点距地心的距离为。则以下说法正确的是A卫星在轨道3上的机械能最大B卫星在轨道2上由点运动到点的过程中机械能减少C卫星在轨道2上经过Q点的速度与经过点的速度的比为 D
6、卫星在轨道1上经过Q点进入轨道2需要点火加速,增加机械能11高空作业须系安全带,如果质量为的高空作业人员不慎跌落。从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前,人下落高度为,运动时间为(可视为自由落体运动,重力加速度为)。此后经历时间安全带达到最大伸长量。下列说法正确的是A下落过程中的最大加速度大于B下落过程中安全带的最大弹性势能为C下落过程中安全带对人的平均作用力大小为,方向向上D下落过程中的最大速度为12如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则Aa落地前,a
7、b机械能守恒B因为a的机械能守恒,所以a落地时速度大小为Ca下落过程中,竖直杆对a的作用力先减小后增大Da落地前,当b对地面的压力大小为mg时,b的机械能最大二、实验题(4312,请将13题、14题答案涂在答题卡上)13利用如图装置来“探究碰撞中的不变量”。将打点计时器固定在长木板的一端,小车A(含撞针)与小车B(含橡皮泥)质量相同。下列说法正确的是_。A实验前要把纸带穿过打点计时器连在小车A上平衡磨擦B实验时要注意打点计时器与小车A以及小车A与小车B之间的间距,以确保在一条纸带上打出两段点迹均匀的点C实验时要先让小车A运动再接通电源D实验得到了一条如图所示的纸带,测得和。如果在误差允许的范围
8、内等于2,则可以认为两小车碰撞前后动量是相等的。14利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。下列说法正确的是_。A为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量B为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的速度变化量和高度变化量C大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和摩擦阻力对实验的影响D大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是没有采用多次实验取平均值的方法15接上题,实验中先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的
9、距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m. 从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量Ep_,动能变化量Ek_。三、计算题(共5小题,1212121450分。计算题要有必要的文字叙述和解答过程,只有结果不给分。)16如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,设重力加速度为.试求:(1)物块由P运动到Q所用的时间t;(2)物块由P点水平射入时的初速度;(3)物块离开Q点时速度的大小。17质量为40kg的铁锤从5m高处由静止开始落下,打在水泥桩上,与水泥桩的撞击时间是0
10、.04s。求撞击时,铁锤对桩的平均冲击力(重力加速度取10m/s2)。18如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角30,皮带在电动机的带动下,始终保持2 m/s的速率运行。现把一质量为10 kg的工件(可看为质点)轻轻放在皮带的底端,经时间1.9 s,工件被传送到1.5 m的高处,取10 m/s2。求:(1)工件与皮带间的动摩擦因数;(2)电动机由于传送此工件多消耗的电能。19轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为
11、l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数0.5。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。(1)若P的质量为m,求P到达C点时对轨道的作用力;(2)它离开圆轨道后落回到AB上的位置与A点之间的距离; (3)若P能滑上圆轨道,且不脱离圆轨道,求P的质量的取值范围。20172018学年下学期2017级期中考试物理答案题号123456789101112答案BCACDDAAACDACDABCACD13ABD14AC15 16解析(1)物块做类平抛运动,由mgsin ma可知,物块的加速度agsin ,由lat2可得
12、,物块由P运动到Q所用的时间t。(2)由bv0t可得物块的水平射入时的初速度v0b。(3)由vyat,v可得v。17解析:由 和 代入数据联立解得桩对铁锤的平均冲击力10400N,负号表示方向向上。由牛顿第三定律得铁锤对桩的平均冲击力10400N,方向向下。18解析:(1)由题意得,皮带长为:L3 m,工件速度达到v0之前,从静止开始做匀加速运动,设匀加速运动的时间为t1,位移为x1,有x1t1t1,假设工件最终取得了与传送带相同的速度,则达到v0之后工件将做匀速运动,有Lx1v0(tt1),解得t10.8 s1.9 s,故工件最终取得与传送带相同的速度的假设正确。加速运动阶段的加速度为a2.
13、5 m/s2,在加速运动阶段,根据牛顿第二定律,有mgcos mgsin ma,解得。(2)在时间t1内,传送带的位移为xv0t11.6 m,工件的位移为x1t1t10. 8 m,所以在时间t1内,工件相对传送带的位移xxx10.8 m,在时间t1内,因摩擦而产生的热量为Qmgcos x60 J,工件到达最高点时获得的动能为Ekmv0220 J,工件增加的势能为Epmgh150 J,所以电动机由于传送工件多消耗的电能为EQEkEp230 J。答案:(1)(2)230 J19解析:(1)依题意,当弹簧竖直放置,长度被压缩至l时,质量为5m的物体的动能为零,其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能
14、守恒定律,弹簧长度为l时的弹性势能为Ep5mglP运动到C的过程中,由能量守恒定律得EpP在C点由牛顿第二定律得联立式,得轨道对P的作用力由牛顿第三定律得P到达C点时对轨道的作用力,方向水平向右。(2)若P能沿圆轨道运动到D点,其到达D点时的向心力不能小于重力,即P此时的速度大小v应满足mg0P滑到D点的过程中,由机械能守恒定律得联立式得vDvD满足式要求,故P能运动到D点,并从D点以速度vD水平射出。设P落回到轨道AB所需的时间为t,由运动学公式得2lgt2P落回到AB上的位置与B点之间的距离为svDt联立式得s2l故P离开圆轨道后落回到AB上的位置与A点之间的距离为(3)为使P能滑上圆轨道,它到达B点时的速度不能小于零。所以要使P仍能沿圆轨道滑回,P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C。由机械能守恒定律有Ep由式可知mMm要使P能沿圆轨道上的D点滑过。由机械能守恒定律有Ep