湖北省襄阳市老河口市第一中学学年高一物理下学期期中试题.docx
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湖北省襄阳市老河口市第一中学学年高一物理下学期期中试题
湖北省老河口市一中高一年级2015-2016学年度下学期期中考试物理试题
时间:
90分钟分值100分
第I卷(选择题共48分)
一、单选题(本大题12小题,每小题4分,共48分)
1.如图(a)所示,质量相等的a、b两物体,分别从斜面上的同一位置A由静止下滑,经B点的水平面上滑行一段距离后停下。
不计经过B点时的能量损失,用传感器采集到它们的速度—时间图象如图(b)所示,下列说法正确的是()
A.a在斜面上滑行的加速度比b的大
B.a在水平面上滑行的距离比b的短
C.a与斜面间的动摩擦因数比b的小
D.a与水平面间的动摩擦因数比b的大
2.如右图所示,一物块受到一水平力F作用静止于斜面上,此力F的方向与斜面平行,如果将力F撤除,下列对物块的描述正确的是()
A.木块将沿斜面下滑B.木块受到的摩擦力变大
C.木块立即获得加速度D.木块所受的摩擦力方向改变
3.一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上,电梯以0.1g的加速度匀加速上升h高度,在此过程中()
A.磅秤的示数等于mg
B.磅秤的示数等于0.1mg
C.人的动能增加了0.9mgh
D.人的机械能增加了1.1mgh
4.甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动,它们运动的加速度随时间变化图象如图所示。
关于两车的运动情况,下列说法正确的是
A.在0~4s内甲车做匀加速直线运动,乙车做匀减速直线运动
B.在0—2s内两车间距逐渐增大,2s~4s内两车间距逐渐减小
C.在t=2s时甲车速度为3m/s,乙车速度为4.5m/s
D.在t=4s时甲车恰好追上乙车
5.如图所示,质量分别为M和m的两个小球静止置于高低不同的两个平台上,a、b、c分别为不同高度的参考平面,下列说法正确的是
A.若以c为参考平面,M的机械能大
B.若以b为参考平面,M的机械能大
C.若以a为参考平面,m的机械能大
D.无论如何选择参考平面,总是M的机械能大
6.据报道,刘翔在2012年5月19日国际田联钻石联赛上海站110m跨栏比赛中,取得12秒97的好成绩,并获得第一名.与同组比赛的其他运动员相比,比赛过程中刘翔的()
A.位移最大B.初速度最大
C.平均速度最大D.运动时间最长
7.以下关于“质点”的认识和运用,正确的是:
A.计算天体之间的引力时,将天体当作质点
B.研究地球自转时,将地球当作质点
C.评判跳水比赛的运动员动作时,将运动员当作质点
D.测量列车通过某隧道口所用的时间时,将列车当作质点
8.一个质点运动的速度时间图象如图甲所示,任意很短时间内质点的运动可以近似视为匀速运动,该时间内质点的位移即为条形阴影区域的面积,经过累积,图线与坐标轴围成的面积即为质点在相应时间内的位移.利用这种微元累积法我们可以研究许多物理问题,图乙是某物理量随时间变化的图象,此图线与坐标轴所围成的面积,下列说法中不正确的是()
A.如果y轴表示加速度,则面积等于质点在相应时间内的速度变化
B.如果y轴表示力做功的功率,则面积等于该力在相应时间内所做的功
C.如果y轴表示流过用电器的电流,则面积等于在相应时间内流过该用电器的电量
D.如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势,则面积等于该磁场在相应时间内磁感应强度的变化量
9.如图所示,一固定杆与水平方向夹角为α,将一质量为m1的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂一质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动,此时绳子与竖直方向夹角为β,且α<β,不计空气阻力,则滑块的运动情况是()
A.沿着杆减速下滑B.沿着杆减速上滑
C.沿着杆加速下滑D.沿着杆加速上滑
10.一个质量为lkg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,假如小球所受空气阻力大小恒定,该过程的位移一时间图象如图所示,g=l0m/s2,下列说法正确的是
A.小球抛出时的速度为12m/s
B.小球上升和下落的时间之比为2:
C.小球落回到抛出点时所受合力的功率为64
W
D.小球上升过程的机械能损失大于下降过程的机械能损失
11.如图所示为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验,他让铜球沿阻力很小的斜面从静止滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间。
关于伽利略的“斜面实验”,下列说法正确的是
A.伽利略测定了铜球运动的位移与时间,进而得出了速度随位移均匀增加的结论
B.铜球在斜面上运动的加速度比自由落体下落的加速度小,所用时间长得多,时间容易测量
C.若斜面长度一定,铜球从顶端滚动到底端所需时间随倾角的增大而增大
D.若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
12.小陈在地面上从玩具枪中竖直向上射出初速度为v0的塑料小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地速率为v1,下列说法中正确的是
A.小球上升过程中的平均速度大于v0/2
B.小球下降过程中的平均速度大于v1/2
C.小球射出时的加速度值最大,到达最高点的加速度值为0
D.小球的加速度在上升过程中逐渐减小,在下降过程中也逐渐减小
二、实验题(16分)
13.(6分)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。
图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与
两力中,方向一定沿AO方向的是_________。
(2)本实验采用的科学方法是_______。
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法
(3)实验中可减小误差的措施有()
A.两个分力F1、F2的大小要适量大些
B.两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
C.拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
14.(10分)在验证机械能守恒定律的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,就可验证机械能守恒定律.
(1)如图所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用的交流电的频率为f,则打点计时器在打C点时重锤的动能为Ek=________________,打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能减少量为ΔEh=__________________.实验中发现,重锤减小的重力势能总是略(选填“大于”、“小于”或“等于”)重锤增加的动能,其主要原因是。
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度,则加速度a的表达式为a=__________________.
三、计算题(36分)
15.(本题12分)如图所示,质量为m=0.2kg的小球(可视为质点)从水平桌面右端点A以初速度v0水平抛出,桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径.P点到桌面的竖直距离为R.小球飞离桌面后恰由P点无碰撞地落入圆轨道,取g=10m/s2.
(1)求小球在A点的初速度v0及AP间的水平距离x;
(2)求小球到达圆轨道最低点N时对N点的压力;
(3)判断小球能否到达圆轨道最高点M.
16.(8分)气球以10m/s的速度匀速上升,当它上升到离地面40m高处,从气球上落下一个物体.不计空气阻力,求
(1)物体落到地面需要的时间;
(2)落到地面时速度的大小。
(g=10m/s2).
17.(16分)如图所示,一质量M=2kg的木楔静置于粗糙的水平地面上,木楔与物块间的动摩擦因数μ=0.2.木楔的倾角θ=37°,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s=2m时,求:
(1)物块的速度为多少?
(2)在这个过程中木楔没有移动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g=10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8).
参考答案
1.AC
【解析】
试题分析:
由乙图图象斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大,故A正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始.由图象与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大,故B错误;物体在斜面上运动的加速度a=gsinθ-μgcosθ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故C正确;对物块整个运动过程运用动能定理得;mgh-Wf=0-0,所以Wf=mgh,ab两个物体质量相等,所以在整个运动过程中克服摩擦力做的功一样多,故D错误.故选AC.
考点:
v-t图线;牛顿第二定律;动能定理
2.D
【解析】
试题分析:
设木块的重力为G,将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向,沿斜面向下的分力大小为Gsinθ,如图,在斜面平面内受力如图.
力F未撤掉时,由图根据平衡条件得,静摩擦力大小
,力F撤掉时,重力分力Gsinθ<
,所以木块仍保持静止.由图,根据平衡条件得f2=Gsinθ,所以木块受到的摩擦力变小.由图看出,木块所受的摩擦力方向发生了改变.故选D.
考点:
物体的平衡;摩擦力
3.D
【解析】
试题分析:
根据牛顿第二定律得:
F-mg=ma,解得:
F=mg+ma=1.1mg,即磅秤的示数等于1.1mg,故AB错误;根据动能定理得:
△EK=W合=mah=0.1mgh,故C错误;人上升h,则重力做功为-mgh,可知重力势能增大mgh,动能增加0.1mgh,则机械能增大了1.1mgh,故D正确;故选D.
考点:
牛顿第二定律;动能定理
4.C
【解析】
试题分析:
根据图象可知,乙的加速度逐渐减小,不是匀减速直线运动,故A错误;据加速度时间图象知道图象与时间轴所围的面积表示速度.据图象可知,当t=4s时,两图象与t轴所围的面积相等,即该时刻两辆车的速度相等;在4秒前乙车的速度大于甲车的速度,所以乙车在甲车的前方,所以两车逐渐远离,当t=4s时,两车速度相等即相距最远,故BD错误;在t=2s时乙车速度为v乙=
×(1.5+3)×2=4.5m/s,甲车速度为v甲=1.5×2=3m/s,故C正确.故选C.
考点:
v-t图线
5.B
【解析】
试题分析:
两个小球均静止,没有动能,机械能就等于它们具有的重力势能.若以c为参考平面,M、m的机械能分别为:
EPM=MghM,EPm=mghm,hM>hm,但由于两个物体的质量关系未知,所以不能比较机械能的大小,故A错误.若以b为参考平面,M的机械能为零,m的机械能为负值,所以M的机械能大,故B正确.若以a为参考平面,M、m的机械能分别为:
EPM=-MghM,EPm=-mghm,hM、hm是两个物体相对a所在水平面的高度,hM<hm,但由于两个物体的质量关系未知,所以不能比较机械能的大小,故C错误.由于两个物体的质量关系未知,m的机械能也可能大于M的机械能.故D错误.故选B.
考点:
机械能;重力势能
【名师点睛】此题是对机械能问题的考查;要知道机械能等于动能与重力势能之和.重力势能的计算式是EP=mgh,h是物体相对于参考平面的高度,若物体位于参考平面下方,重力势能为负值。
6.C
【解析】
试题分析:
110m比赛是在相同的位移内比时间,时间短的胜,即时间短的平均速度大.故C正确,ABD错误.故选C。
考点:
平均速度
7.A
【解析】
试题分析:
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,与体积、质量大小无关,计算天体之间的引力时,将天体当作质点,故A正确.研究地球自转时,自身的大小对研究问题有影响,所以不能当作质点,故B错误.评判跳水比赛的运动员动作时,不可以忽略运动员自身大小,不可将物体看成质点,故C错误.测量列车通过某隧道口所用的时间时,列车的长度对研究的时间有影响,我们就不可以把它看成质点,故D错误.故选A。
考点:
质点
8.D
【解析】
试题分析:
如果y轴表示加速度,则根据
可知面积等于质点在相应时间内的速度变化,选项A正确;如果y轴表示力做功的功率,则根据
可知面积等于该力在相应时间内所做的功,选项B正确;如果y轴表示流过用电器的电流,则根据q=It可知面积等于在相应时间内流过该用电器的电量,选项C正确;如果y轴表示变化磁场在金属线圈产生的电动势,则根据
,则面积等于该线圈在相应时间内磁通量的变化量,选项D错误;故选D.
考点:
微元法
9.B
【解析】
试题分析:
把滑块和球看做一个整体受力分析,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得,若速度方向向下,则,沿斜面方向:
(m1+m2)gsinθ-f=(m1+m2)a垂直斜面方向:
FN=(m1+m2)gcosθ
摩擦力:
f=μFN
联立可解得:
a=gsinθ-μgcosθ,
对小球有:
若θ=β,a=gsinβ
现有:
θ<β,则有a>gsinβ
所以gsinθ-μgcosθ>gsinβ
gsinθ-gsinβ>μgcosθ
因为θ<β,所以gsinθ-gsinβ<0,但μgcosθ>0
所以假设不成立,即速度的方向一定向上.由于加速度方向向下,所以物体沿杆减速上滑,故B正确.
考点:
牛顿第二定律的应用
10.C
【解析】
试题分析:
由图知,小球上升的位移x=24m,用时t1=2s,平均速度
.由
得初速度v0=24m/s.故A错误.上升时加速度大小为
;由牛顿第二定律得:
mg+f=ma1;解得空气阻力的大小f=2N;对于下落过程,由牛顿第二定律得mg-f=ma2;解得a2=8m/s2;则a1:
a2=3:
2;根据位移公式x=
at2,及上升和下落的位移大小相等,可知上升和下落的时间之比为
.故B错误.由上可得下落时间
,小球落回到抛出点时速度为
所受合力F合=mg-f=8N,此时合力的功率为
.故C正确.小球上升和下落两个过程克服空气阻力做功相等,由功能原理知,球上升过程的机械能损失等于下降过程的机械能损失.故D错误.故选C.
考点:
x-t图线;牛顿第二定律
11.B
【解析】
试题分析:
伽利略测定了铜球运动的位移与时间,进而得出了位移x与t平方的成正比,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化,小球是否做匀变速运动.故A错误;在伽利略时代,没有先进的计时仪器,因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力,铜球在斜面上运动的加速度比自由落体下落的加速度小,所用时间长得多,时间容易测量.故B正确;若斜面长度一定,铜球从顶端滚动到底端所需时间随倾角的增大而减小.故C错误.他得到的结论是,若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间的平方成正比,故D错误.故选B
考点:
伽利略斜面实验
【答案】BD
【解析】
试题分析:
上升过程若是匀减速直线运动,其平均速度为
,而从图中可以看出其面积小于匀减速直线运动的面积,即小球实际上升的位移小于做匀减速上升的位移,而平均速度等于位移与时间之比,故其平均速度小于匀减速运动的平均速度,即小于
,故A错误;同理,可知小球下降过程中的平均速度大于匀加速下降的平均速度,即大于
,故B正确;小球抛出时,根据牛顿第二定律得:
,此时速率最大,可知此时的加速度最大,到最高点时,
,加速度
,不是0,故C错误;上升过程有:
,
减小,
减小.下降过程有:
,
增大,
减小,故D正确。
考点:
竖直上抛运动、平均速度
【名师点睛】本题关键是受力分析,只有分析好小球的受力,判断出小球加速度的变化情况,利用的面积表示位移,平均速度等于位移比时间分析平均速度。
13.
(1)
(2分);
(2)B(2分);(3)ACD(2分,漏选得1分)
【解析】
试题分析:
(1)由于
是两个分力的真正合力,是用一根弹簧秤测得的值,一定沿着AO方向;
(2)在实验中,第一次用两根弹簧秤将橡皮条拉到O点,第二次用一个弹簧秤同样将橡皮条拉到O点,两次的作用效果相同,因此本实验采用等效替代的方法;(3)两个分力F1、F2的大小要适量大些,这样在读数时可以减小相对误差,A正确;两个力的夹角不易过大也不易过小,B错误;拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行,这时测量的力较准确,C正确;由于两点确定一条直线,因此拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,这时标记的细绳的方向更准确,D正确。
考点:
验证力的平行四边形定则
【答案】
(1)
;mg(s0+s1);大于;重锤带着纸带下落过程中存在着阻力作用(每空2分)
(2)
(2分)
【解析】
试题分析:
(1)打点计时器打C点时的速度为
,此时重锤的动能为
;重力势能的减小量
;因要克服摩擦阻力做功,消耗机械能,所以重力势能的减小量略大于动能增量;
(2)到AE段利用逐差公式得到重锤下落的加速度
;
考点:
验证机械能守恒定律
15.
(1)v0=4m/s,x=1.6m
(2)F'N=9.17N,方向竖直向下(3)不能
【解析】
试题分析:
(1)物块由A点做平抛运动,在P点恰好沿圆轨道的切线进入轨道,则物块在P点的竖直分速度为:
由平抛运动规律得:
代入数据解得:
v0=4m/s,x=1.6m.
(2)物块在P点的速度为:
物块从P点到N点,由动能定理得:
物块在N点,由牛顿第二定律得:
代入数据解得物块所受支持力为:
FN=9.17N
由牛顿第三定律得,物块对N点的压力为F'N=9.17N,方向竖直向下.
(3)假设小球能够到达M点,由功能关系得:
代入数据解得:
球能够完成圆周运动,在M点须有:
,
即:
,由
知,小球不能到达圆轨道最高点M.
考点:
考查了平抛运动,动能定理,功能关系
【名师点睛】该题涉及到多个运动过程,主要考查了机械能守恒定律、平抛运动基本公式、圆周运动向心力公式的应用,用到的知识点及公式较多,难度较大,属于难题
16.
(1)4s
(2)30m/s
【解析】
(1)
可得:
t=4s(4分)
(2)
(4分)
17.
(1)
m/s
(2)3.52N,方向水平向左
【解析】
试题分析:
(1)根据牛顿第二定律,物五块的加速度为:
=4.4m/s2
根据v2=2as得物块的速度为
m/s
(2)对整体分析,根据牛顿第二定律得:
F地=macos37°=3.52N,方向水平向左
考点:
牛顿第二定律、整体法与隔离法。
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