物理-四川省成都市青羊区石室中学2016-2017学年高一下学期期中试卷(解析版)

四川省成都市青羊区石室中学2016-2017学年高一下学期期中试卷一．本题6小题；每小题3分，共18分.在每小题给出的四个选项中只有一项是正确的. 1．以下说法中，正确的是（）A．只有物体所受合外力为零时，它的机械能才守恒B．做圆周运动的物体其所受的合外力即为其向心力C．一对作用力与反作用力所做的功一定是大小相等、正负相反的D．做曲线运动物体的加速度方向跟它的速度方向一定不在同一直线上2．如图，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升．若以FN表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，F为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是（）A．加速过程中F≠0，F、FN、G都做功B．加速过程中F≠0，FN不做功C．加速过程中F=0，FN、G都做功D．匀速过程中F=0，FN、G都不做功3．如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动．在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止．下列说法正确的是（）A．小球A的合力小于小球B的合力B．小球A与框架间可能没有摩擦力C．小球B与框架间可能没有摩擦力D．圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大4．随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的．则下列判断正确的是（）A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同5．如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定在地面上．小球A和B 在与球心同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑，A球的质量大于B球的质量当小球通过两轨道最低点时（A、B两小球均可视为质点）（）A．A球的速度一定大于B球的速度B．A球的机械能一定小于B球的机械能C．A球所受到轨道的支持力一定大于B球所受到轨道的支持力D．A球的向心加速度一定小于B 球的向心加速度6．如图，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点．O点在水平地面上．可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=l0m/s2．则B点与O点的竖直高度差为（）A．R B．R C．R D．R二．本题共6小题；每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分.7．如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（）A．两物块到达底端时速度相同B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同C．两物块到达底端时动能相同D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率8．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（）A．b所需向心力最大B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度9．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）套在倾斜放置的固定光滑杆上，轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．将小球沿杆拉到水平位置A处（此时弹簧处于原长状态）由静止释放，当小球滑至O点正下方的C处时速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h．若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，且OA=OB，重力加速度为g．则下滑过程中，小球（）A．对弹簧做功mghB．滑到B处时动能最大C．加速度先增大后减小D．与弹簧组成的系统机械能守恒10．质量分别为2m和m的A、B 两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其V﹣t图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．F1和F2大小相等B．F1和F2对A、B做功之比为2：1C．A、B所受摩擦力大小相等D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：111．如图所示，一条小河，河宽d=60m，水速v1=3m/s．甲乙两船在静水中的速度均为v2=5m/s．两船同时从A点出发，且同时到达对岸，其中甲船恰好垂直到达正对岸的B点，乙船到达对岸的C点（图中未画出），则（）A．α=β B．两船过河时间为12sC．两船航行的合速度大小相同D．BC距离为90m12．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑轮O，倾角为30°的斜面体置于水平地面上．A的质量为m，B的质量为6m．开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动．现将A由静止释放，在其下摆过程中（除去初末位置），斜面体始终保持静止，不计空气阻力，下列判断中正确的是（）A．物块B受到的摩擦力先减小后增大B．地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C．小球A的机械能守恒D．小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒三．本题共2小题；共16分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.13．为了探究“合外力做功与物体动能改变的关系”，某同学设计了如下实验方案：第一步：如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过跨过定滑轮的轻绳与一质量为m的重锤相连，重锤下连一纸带，纸带穿过打点计时器．调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速运动．第二步：如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠近定滑轮处，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，第三步：接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出的纸带如图丙所示．其中打下计数点0时，滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为T．（1）根据纸带求打点计时器打E点时滑块的速度vE=，（2）合外力在OE段对滑块做功的表达式WOE=；（当地的重力加速度g）（3）利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功形及A、B、C、D、E各点的瞬间速度v，以v2为纵轴，以W为横轴建坐标系，作出v2﹣W图象，发现它是一条过坐标原点的倾斜直线，测得直线斜率为k，则滑块质量M=．14．在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f=50Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量起始点O依次到A、B、C、D、E、F各点的距离分别记作x1，x2，x3，x4，x5，x6，并记录在下表中．（1）在实验过程中需要用工具进行直接测量的是( )A．重锤的质量B．重力加速度C．重锤下降的高度D．重锤的瞬时速度（2）该同学用重锤在OE段的运动来验证机械能守恒定律．已知重锤的质量为1kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2．则此过程中重锤重力势能的减少量为J，而动能的增加量为J．（结果均保留3 位有效数字）（3）另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度a，为了充分利用记录数据，尽可能减小实验操作和测量过程中的误差，他的计算式应为a=，代人数据，求得a=m/s2（结果保留3位有效数字）．四.本题共4小题，42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.15．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v•t图象（除2～10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线），已知在小车的运动过程中，2～14s 时间内小车牵引力的功率保持不变，14s末停止遥控让小车自由滑行，小车的质量m=1.0kg，可以认为小车在整个过程中受到的阻力大小不变．求：（1）小车所受阻力f的大小、小车匀速行驶阶段的功率P：（2）小车在加速运动过程中位移s的大小：16．如图所示，长l=1.25m、质量M=8kg的平板车静止在光滑水平面上，车的左端放一质量m=2kg的木块，它与车面间的动摩擦因数μ=0.2．今以水平恒力F=10N拖木块在车上滑行，物体最终从车的右端滑落．木块在车上滑动过程中，问：（1）拉力对木块做了多少功？（2）小车和木块各获得多大动能？（3）摩擦产生多少热量？17．如图所示，大型车间传送带常用较大轮子带动，为保持传送带水平稳定传输物体，在上部分皮带下方还安装有滚轮支撑（图中未画出），已知传送带两轮的半径r=1m，传动中传送带不打滑，质量为1kg的物体从光滑轨道A点无初速下滑（A点比B点高h=5m），物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，当传送带静止时，物体恰能在C点离开传送带，（物体视为质点）取g=10m/s2，则（1）BC两点间距离为多少？（2）当传送带两轮以12rad/s的角速度顺时针转动时，物体仍从A 点无初速释放，在整个过程中物体与皮带系统增加的内能为多少？（3）电动机因运送物体而对传送带多做多少功？18．如图所示是某公园中的一项游乐设施，半径为R=2.5m、r=1.5m的两圆形轨道甲和乙安装在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道CD相连，现让可视为质点的质量为10kg 的无动力小滑车从A点由静止释放，刚好可以滑过甲轨道后经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，然后从水平轨道飞入水池内，水面离水平轨道的高度h=5m，所有轨道均光滑，g=10m/s2．（1）求小球到甲轨道最高点时的速度v．（2）求小球到乙轨道最高点时对乙轨道的压力．（3）若在水池中MN范围放上安全气垫（气垫厚度不计），水面上的B点在水平轨道边缘正下方，且BM=10m，BN=15m；要使小滑车能通过圆形轨道并安全到达气垫上，则小滑车起始点A距水平轨道的高度该如何设计？【参考答案】一．本题6小题；每小题3分，共18分.在每小题给出的四个选项中只有一项是正确的. 1．【考点】机械能守恒定律；物体做曲线运动的条件．【分析】机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功，即机械能守恒；曲线运动速度方向是切线方向，时刻改变，一定是变速运动，一定具有加速度，合外力一定不为零；曲线运动的条件是合力与速度不共线．圆周运动可能同时受沿切线和径向的两个分力的作用而做变速圆周运动；明确作用力与反作用力的性质，再根据功的性质分析作用力和反作用力做功情况．【解答】解：物体所受合外力为零时，外力可能做功，如竖直方向的匀速运动，此时机械能不守恒，故A错误；做圆周运动的物体，将合力沿着径向和切向正交分解，向心力为其所受的合外力的径向分量，只有做匀速圆周运动的物体，其合外力才等于向心力，故B错误；一对作用力与反作用力是作用在两个物体上的，由于两个物体的位移不一定相同，故它们所做的功一定是大小不一定相等，故C错误；根据物体做曲线运动的条件可知，做曲线运动物体的加速度方向跟它的速度方向一定不在同一直线上，故D正确．故选：D．2．【考点】功的计算．【分析】匀速过程中，人受力平衡，水平方向不受摩擦力，加速过程中，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向，根据牛顿第二定律即可求解，力是否做功根据做功条件判断．【解答】解：加速过程中，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：ax=acosθ，方向水平向右；ay=asinθ，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f=ma=macosθ，水平向右，竖直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，在水平方向上有位移，则摩擦力也做功．故A正确，BC错误．匀速过程中，人受力平衡，水平方向不受摩擦力，但在竖直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，故D错误；故选：A．3．【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心力．【分析】由于合力提供向心力，依据向心力表达式可判定AB小球的合力关系；依据A、B受到的受力情况可判定摩擦力的有无，以及随转速的变化情况；【解答】解：由于合力提供向心力，依据向心力表达式F=mrω2，已知两球质量，半径和角速度都相同，可知向心力相同，即合力相同，故A错误．小球A受到重力和弹力的合力不可能垂直指向OO′轴，故一定存在摩擦力，而B球的重力和弹力的合力可能垂直指向OO′轴，故B球摩擦力可能为零，故B错误，C正确．由于不知道B是否受到摩擦力，故而无法判定圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力的变化情况，故D错误．故选：C．4．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力提供向心力公式列及同步卫星的相关知识即可分析．【解答】解：根据解得：T=而不知道同步卫星轨道半径的关系，所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系，故A错误；根据解得：a=所以，故B错误；根据解得：v=，所以，故C正确；根据C分析可知：v=，轨道半径r相同，但质量不同，所以速度也不一样，故D错误．故选C5．【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】根据动能定理求出小球在最低点的速度，从而比较大小，结合牛顿第二定律求出支持力，从而比较大小．根据向心加速度公式求出小球在最低点的向心加速度，从而比较大小．抓住小球在运动过程中机械能守恒，通过比较初始位置的机械能得出最低点机械能的大小．【解答】解：根据动能定理得：mgR=，解得最低点速度为：v=，由于B球运动的半径大于A球运动的半径，则A球在最低点的速度小于B球在最低点的速度，故A错误．小球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，规定初始位置为零势能平面，则初状态两球的动能为零，重力势能的为零，可知在最低点的机械能都为零，故B错误．根据牛顿第二定律得：N﹣mg=m，解得：N=3mg，由A的质量大于B的质量，则A球在最低点受到的支持力大于B球在最低点受到的支持力，故C正确．向心加速度为：a=，可知两球在最低点向心加速度大小相等，故D错误．故选：C．6．【考点】动能定理的应用；向心力．【分析】小球刚好通过A点，在A点重力提供向心力，求出A点速度．小球从A点抛出后做平抛运动，根据平抛运动的基本公式结合几何关系求出B点与O点的竖直高度差．【解答】解：小球刚好通过A点，则在A点重力提供向心力，则有：mg=m，解得：vA=从A点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x=vt，竖直方向的位移为：h=gt2，根据几何关系有：x2+h2=R2解得：B点与A点的竖直高度差为：h=所以B点与O点的竖直高度差为：H=R﹣h=．故选：A二．本题共6小题；每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分.7．【考点】机械能守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据动能定理比较两物块到达底端的动能，从而比较出速度的大小，根据重力与速度方向的关系，结合P=mgvcosα比较瞬时功率的大小．【解答】解：根据动能定理得，mgR=，知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同．故A错误．两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，重力做功相同．故B正确．两物块到达底端的速度大小相等，质量相等，可知两物块到达底端时动能相同，故C正确．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率．故D错误．故选：BC8．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】根据万有引力提供向心力，可比较出周期、向心加速度、线速度的大小．【解答】解：人造地球卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，根据F=，可知c所需的向心力大于b所需的向心力．故A错误．，a=，v=，T=．知b、c周期相等，且大于a的周期．b、c加速度相等，小于a是加速度．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度．故B、D正确，C错误．故选BD．9．【考点】功能关系；功的计算．【分析】对整个过程，根据动能定理求出弹簧对小球做功，从而得到小球对弹簧做功．当小球滑到B处时，弹簧处于原长，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值．在小球运动的过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒定律分析即可求解．【解答】解：小球从A下滑至最低点C的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，初、末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量mgh，根据功能关系可知，小球对弹簧做功为mgh，故A正确．当小球滑到B处时，弹簧处于原长，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，则动能也没有达到最大值，故B错误．小球在A处和B处弹簧处于原长状态，加速度为gsinα，α是杆的倾角．在AB的中点，弹簧与杆垂直，由牛顿第二定律知，小球的加速度也为gsinα．在A到B的过程，弹簧处于压缩状态，可知，小球的加速度先减小后增大，再减小后增大．从B到C，弹簧伸长，由于小球的质量未知，则加速度可能先减小后增大，也可能一直减小，故C错误．小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，故D正确．故选：AD10．【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】根据撤去F后物体运动的加速度，由牛顿第二定律求出摩擦力大小，对整个过程，运用动量定理分析F1和F2大小．由速度图象的“面积”求出位移，再根据功的计算公式求解力F做功W的大小和摩擦力做功的大小．【解答】解：设A、B 两物体所受摩擦力大小分别为f1和f2．撤去F后，A的加速度大小为：a1=，B的加速度大小为：a2=根据牛顿第二定律得：对A有：f1=2ma1=．对B有：f2=ma2=．所以有：f1=f2．对整个过程运用动量定理得：对A有：F1t0﹣f1•3t0=0，对B有：F2•2t0﹣f2•3t0=0，联立解得：F1=2F2．故A错误，C正确．F1和F2对A、B做功之比为：W1：W2=F1：F2=1：1，故B错误．对全过程，根据动能定理知，摩擦力对A、B做功等于F做的功，则全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：1，故D正确．故选：CD11．【考点】运动的合成和分解．【分析】依据甲乙两船在静水中的速度大小，结合同时到达对岸，则可知，两船在垂直河岸方向速度相等，从而即可判定夹角是否相等；根据甲船恰好垂直到达正对岸的B点，结合水流的速度，即可求解船在垂直河岸方向的速度，从而即可求解渡河时间；依据速度的合成法则，即可求解合速度的大小关系；根据渡河时间，结合甲船在水流方向的速度，即可求解BC间距．【解答】解：两船同时从A点出发，且同时到达对岸，可知，两船在垂直河岸方向的速度大小相等，由于它们的速度大小相等，因此它们的夹角相等，即α=β，故A正确；甲船恰好垂直到达正对岸的B点，而甲船在静水中的速度均为v2=5m/s，水速v1=3m/s，依据速度的合成法则，则船在垂直河岸方向的速度大小v⊥==4m/s，那么船过河时间为t===15s，故B错误；根据速度的合成法则，两船在静水中速度大小相等，水流速度也相等，因它们的夹角不同，因此两船航行的合速度大小不相同，故C错误；因船过河时间为t=15s，而乙船在水流方向的速度大小为m/s，那么BC间距x=6×15=90m，故D正确；故选：AD12．【考点】机械能守恒定律；摩擦力的判断与计算．【分析】小物体B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，细线的拉力从零增加到最大，再对物体B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况．对B 与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力的方向．【解答】解：小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有mgL=，在最低点，有F﹣mg=m，解得F=3mg．再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为Fx=（3m）gsin30°=3mg，故根据平衡条件得知：静摩擦力一直减小，故A错误．对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力．故B正确．小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒．故C正确，D错误．故选：BC．三．本题共2小题；共16分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.13．【考点】探究功与速度变化的关系．【分析】（1）用平均速度代替瞬时速度去求解AB点的速度；（2）合外力为重物的重力，要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x，根据W=Fx即可求解；（3）根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解．【解答】解：（1）用平均速度代替瞬时速度得：VE=；（2）合外力为重物的重力，要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x5，则W=Fx=mgx5；（3）合外力做的功为：W=Fx=Mg•gt2=Mv2，所以v2=W，已知直线斜率为k，所以M=；故答案为：（1）；（2）mgx5；（3）；．14．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，确定哪些是直接测量的．（2）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的速度，从而得出动能的增加量．（3）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小．【解答】解：（1）验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量，故A错误．该实验不需要测量重力加速度，故B错误．实验中需直接测量重锤下降的高度，从而得出重力势能的减小量，故C正确．重锤的瞬时速度不是直接测量，是通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出，故D错误．故选：C．（2）OE段，重力势能的减小量为：J=0.468JE点的瞬时速度为：m/s=0.9525m/s则动能的增加量为：≈0.454J．（3）根据△x=aT2，运用逐差法得：解得：a==，代入数据得：a=m/s2=9.58m/s2．故答案为：（1）C；（2）0.468，0.454；（3），9.58．四.本题共4小题，42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.15．【考点】动能定理的应用；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】（1）14﹣18s内小车做匀减速过程，合力等于摩擦力，根据运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律列式求阻力f．10﹣14s内，小车匀速运动，牵引力等于阻力，再根据P=Fv求出功率P；（2）分别求出小车在匀加速运动过程和变加速过程中的位移，两者之和即可所求位移s．【解答】解：（1）根据图象可知，14s﹣18s内汽车做匀减速直线运动，加速度为：a=k==﹣1.5m/s2根据牛顿第二定律得：f=ma=1×（﹣1.5）N=﹣1.5N在10﹣14s小车做匀速直线运动，牵引力为：F=f则有：P=Fv=1.5×6W=9W（2）0﹣2s内，位移为：x1=m=3m2s﹣10s：由动能定理有：Pt﹣fx2=mv22﹣mv12，解得：x2=39m则小车在加速运动过程中的位移s大小为：x=x1+x2=42m答：（1）小车所受阻力的大小为1.5N；小车匀速行驶阶段的功率P为9W．（2）小车在加速运动过程中位移s的大小是42m．16．【考点】功能关系；动能定理．【分析】（1）由牛顿第二定律求出木块和车的加速度，根据木块在车上滑落时木块与车的位。