甘肃省陇东中学学年高一下学期期末考试物理.docx
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甘肃省陇东中学学年高一下学期期末考试物理
陇东中学2016—2017学年第二学期期末考试高一级物理试题
一、选择题(每小题4分,共48分,请将正确答案的序号填在题后的括号内。
1-8小题为单相选择题,只有一个正确答案,选对的得4分;9-12小题为多相选择题,有多个选项正确。
全选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。
)
1.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,则可能的轨迹是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向,由此可以判断AB错误;曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由此可以判断C正确D错误;
2.如图所示,在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟,壕沟两侧的高度差为0.8m.取g=10m/s2,则运动员跨过壕沟所用的时间为()
A.0.4sB.1.6s
C.0.8sD.因初速度不知道,时间无法确定
【答案】A
【解析】根据
得,
,故D正确.
3.长度为L=0.4m的轻质细杆OA,A端连有一质量为m=2kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是1m/s,取g=10m/s2,则此时细杆对小球的作用力为()
A.15N,方向向上
B.15N,方向向下
C.5N,方向向上
D.5N,方向向下
【答案】A
【解析】试题分析:
在最高点,假设杆子对小球的作用力方向向上,根据牛顿第二定律得,
mg﹣F=m
,
解得F=
,可知杆子对小球的作用力大小为15N,方向向上.故A正确,B、C、D错误.
故选:
A.
4.如图所示,图中α、b、c、d四条圆轨道的圆心均在地球的自转轴上,均绕地球做匀速圆周运动的卫星中,下列判断图中卫星的可能轨道说法正确的是()
A.只要轨道的圆心均在地球自转轴上都是可能的轨道,图中轨道α、b、c、d都是可能的轨道
B.只要轨道的圆心在地球的球心上,这些轨道都是可能的轨道,图中轨道α、b、c均可能
C.只有轨道平面与地球赤道平面重合的卫星轨道才是可能的轨道,图中只有α轨道是可能的
D.只有轨道圆心在球心,且不与赤道平面重合的轨道,即图中轨道b、c才是可能的
【答案】B
【解析】试题分析:
卫星绕地球做匀速圆周运动,是靠万有引力提供向心力,万有引力的方向指向地心,故圆周运动的圆心为地心.
卫星运动过程中的向心力由万有引力提供,故地球必定在卫星轨道的中心,即地心为圆周运动的圆心.因此轨道d是不可能的,而轨道a、b、c均是可能的轨道;而同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同,轨道一定在赤道的上空.故轨道只可能为a.故ACD错误,B正确.
5.如图,小物体m与圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况不正确的是:
)
A.受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用
B.摩擦力的方向始终指向圆心O
C.重力和支持力是一对平衡力
D.摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
【答案】A
【解析】试题分析:
由于物体随盘一起做匀速圆周运动,做圆周运动的物体需要向心力,这个向心力是由静摩擦力提供,物体还受重力和竖直向上的支持力,故A错误,D正确;因为物体做圆周运动的圆心在O点,是由摩擦力的方向始终指向圆心充当向心力,故B正确;重力和支持力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故C正确。
考点:
牛顿第二定律;静摩擦力和最大静摩擦力;向心力
【名师点睛】物体随盘一起做匀速圆周运动,做圆周运动的物体需要向心力,这个向心力是由静摩擦力提供,物体还受重力和竖直向上的支持力。
6.人造地球卫星在圆周轨道上运行,由于受到高空稀薄气体的阻力作用,绕地球运转的轨道半径会缓慢变小,则卫星的:
()
A.机械能逐渐减小,线速度逐渐变小
B.机械能逐渐减小,线速度逐渐变大;
C.机械能逐渐增大,线速度逐渐变小
D.机械能逐渐增大,线速度逐渐增大;
【答案】B
【解析】阻力做负功,机械能减小,万有引力充当向心力,根据公式
可得
,半径减小,线速度变大,故B正确.
7.质量为m的小球,从离桌面H高处由静止落下,桌面离地面高为h(如图),设桌面处的重力势能为零, 则小球落地时的重力势能为:
()
A.mgHB.-mghC.mg(H+h)D.mg(H-h)
【答案】B
【解析】以桌面为零势能参考平面,地面离零势能点的高度为-h,物体重力势能为
,B正确,
【点睛】重力势能表达式
中,h为物体相对零势能点的高度,因此重力势能大小和零势能点的选取有关,而重力做功和零势能的选取无关,只与物体的初末位置有关.
8.质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1m,这时物体的速度是2m/s,下列说法中不正确的是:
()
A.手对物体做功12J
B.合外力对物体做功12J
C.物体动能的变化量为2J
D.物体克服重力做功10J
【答案】B
【解析】试题分析:
合力做功等于动能的变化,除重力以外的力做功等于机械能的变化.
根据动能定理得
,解得手对物体做功为:
,故A正确;由动能定理得
,即动能变化量为2J,B错误C正确;物体的重力做功为
,即物体克服重力做功10J,D正确.
9.(多选)甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是()
A.乙的速度大于第一宇宙速度
B.甲的周期大于乙的周期
C.甲的加速度小于乙的加速度
D.甲在运行时可能经过北极的正上方
【答案】BC
考点:
万有引力定律,第一宇宙速度,同步卫星
【名师点睛】
(1)第一宇宙速度是所有环绕速度中的最大速度;
(2)同步卫星高度一定,运行周期一定,加速度一定,线速度一定,角速度一定;卫星高度越高,运行速度越小,周期越大,加速度越小。
(3)此类问题关键抓住中心天体是否相同,如果相同,围绕卫星的高度,就可以比较其他运行常量。
10.如图所示,在水平面上竖直放置一轻质弹簧,有一物体m在它正上方A处自由下落,到B点与弹簧接触,到C点时弹簧压缩量最大。
则物体由B运动到C的过程中正确的是()。
A.物体的重力势能一直在减小
B.物体的动能一直在减小
C.系统的弹性势能一直在增加
D.系统的总机械能保持不变
【答案】ACD
【解析】由于从释放到最低点C的过程中物体一直下降,重力一直做正功,故重力势能一直在减小,A正确;小球接触弹簧后将弹簧压缩到最短的过程中,受到向下的重力和弹簧向上的弹力,由于弹簧的弹力与压缩量成正比,开始阶段,弹力小于重力,小球的合力向下,与速度方向相同,速度增大,动能增加;随着压缩量的增大,弹力的增大,合力减小,后来弹力大于重力,合力向上,随着弹力的增大,合力增大,由于合力与速度方向相反,小球速度减小,动能减小,故动能先增大后减小,故B错误;弹簧的压缩量一直增大,所以系统的弹性势能一直在增加,故C正确;整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功,所以系统的总机械能保持不变,故D正确.
【点睛】本题一方面要抓住常见的功与能关系,知道重力势能的变化取决于重力做功,动能的变化取决于合外力做功等;另一方面要正确分析物体的运动情况,不能认为物体一接触弹簧就开始减速,而要根据其受力情况进行分析.
11.(多选)从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f阻恒定。
则对于小球的整个上升过程,下列说法中正确的是()
A.小球的动能减少了mgH
B.小球的机械能减少了f阻H
C.小球的重力势能增加了mgH
D.小球的加速度大于重力加速度g
【答案】BCD
【解析】试题分析:
本题应根据①总功等于动能的变化量;②重力做功等于重力势能的减小量;③除重力外其余力做的功等于机械能的变化量,进行分析.
小球上升的过程中,重力和阻力都做负功,根据动能定理得
,则得动能的减小量等于
,故动能的减小量大于mgH,故A错误;根据功能关系知:
除重力外其余力做的功等于机械能的变化量.在上升过程中,物体克服阻力做功
,故机械能减小
,故B正确;小球上升H,故重力势能增加mgH,故C正确;根据牛顿第二定律得
,则得
,D正确.
12.(多选)如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g。
下列说法正确的是()
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合外力对小车做的功是
C.推力对小车做的功是
D.阻力对小车做的功是
【答案】ABD
二、填空题
13.如图所示,汽车在倾斜的弯道上拐弯,弯道的倾角为θ,半径为r,则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是_______________
【答案】
【解析】试题分析:
汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供.根据牛顿第二定律得到转弯的速率.
解:
汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供,力图如图.
根据牛顿第二定律得:
mgtanθ=m
解得:
v=
故答案为:
.
14.某同学在用图示的实验装置验证机械能守恒定律,
(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:
A.铁架台B.打点计时器C.复写纸D.纸带E.低压交流电源
F.天平G.秒表H.导线I.开关K.米尺J.重锤
在该实验中:
上述器材不必要的是______.(只填字母代号)
(2)关于这一实验,下列说法中正确的是_______(单选)。
A.重物应选用密度小的物体
B.两个限位孔应在同一竖直线上
C.实验中必须测出重锤的质量
D.应先释放纸带,后接通电源
(3)使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,另选连续的三个点A、B、C进行测量,图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。
已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,回答下列问题(计算结果保留3位有效数字):
①打点计时器打B点时,重物速度的大小vB=__________m/s;
②从O点到B点,重物重力势能的减少量ΔEp=_______J,动能增加量ΔEk=_______J;
③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以
为纵轴,以h为横轴画出的图象是下图中的___________.
【答案】
(1).FG
(2).B(3).1.92(4).1.88(5).1.84(6).A
【解析】
(1)实验过程中由于等式左右质量抵消,所以无需测量物体的质量;打点计时器是计时的仪器,故FG多余。
(2)实验过程中为了减小阻力,所以应采用体积小密度大的物体,A错误;自由落体运动是竖直方向上的运动,所以两个限位孔应在同一竖直线上,B正确;实验过程中由于等式左右质量抵消,所以无需测量物体的质量,C错误;为了得到更多的数据,应先接通电源后释放纸带,D错误.
(3)①利用匀变速直线运动的推论:
②重力势能减小量
.动能增加量
③根据
得
,即
与h成正比,A正确.
三、计算题(本题共3个小题,解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位)
15.在足够高处将质量m=1kg的小球沿水平方向抛出,已知在抛出后第2s末时小球速度大小为25m/s,(g=l0m/S2)求:
(1)水平抛出的初速度;
(2)小球经4s发生的位移大小。
【答案】
(1)15m/s
(2)100m
【解析】试题分析:
(1)由竖直方向的自由落体运动可求得小球的竖直分速度;已知2s末的合速度,由速度的合成法可求得小球的初速度v0;
(2)分别求出水平和竖直位移,根据矢量合成法则求出合位移.
(1)小球竖直方向上做自由落体运动,在2s末,竖直分速度为
所以小球的初速度为
(2)4s内小球的水平位移为:
竖直位移为:
则合位移为:
16.金星的半径是地球的0.95倍,质量为地球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是多大?
金星的“第一宇宙速度”是多大?
【答案】
(1)8.9m/s2
(2)7.3km/s
【解析】试题分析:
在地球有
,化简得
同理,在金星表面有
因此
,得
金星表面的第一宇宙速度
考点:
万有引力定律第一宇宙速度
点评:
根据万有引力提供向心力,求出在金星表面的加速度,根据第一宇宙速度的定义式,不难求出金星的第一宇宙速度
17.民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面,若斜面高3.2m,斜面长6.5m,质量60kg的人沿斜面滑下时所受的阻力是240N,求人由静止滑到底端时的速度?
(用动能定理解答)
【答案】2√3m/s或3.46m/s
【解析】重力做功为
摩擦力做功为
整个过程中根据动能定理可得
,解得
18.如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面AB长为
,其下端与光滑的圆弧轨道BCD相切与B点,C是最低点,圆心角
,D与圆心O等高,圆弧轨道半径
,现有一个质量为
可视为质点的滑块,从D点的正上方
的E点处自由下落,滑块恰好能运动到A点,(
,
,
,计算结果可保留根号。
提示:
由几何关系可知斜面AB倾角为37度)求:
(1)滑块第一次到达B点的速度;
(2)滑块与斜面AB之间的动摩擦因数;
(3)滑块在斜面上运动的总路程
【答案】
(1)
;
(2)
;(3)
【解析】
(1)第一次到达B点的速度为
,根据动能定理得,
,
代入数据解得
。
(2)从E到A的过程,由动能定理得,
,
,
代入数据解得
。
(3)根据
得,代入数据解得
.
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