物理-陕西省汉中市南郑中学2016-2017学年高一下学期期中试卷(解析版)

2016-2017学年陕西省汉中市南郑中学高一（下）期中物理试卷一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分．1-8小题为单选，9-12小题为多选，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）1．下列说法正确的是（）A．曲线运动是变速运动，变速运动一定是曲线运动B．抛体运动在某一特殊时刻的加速度可以为零C．平抛运动是速度越来越大的曲线运动D．运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（）A．14J B．10J C．2J D．﹣2J3．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与两斜面间的动摩擦因数相同，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）A．W1＜W2 B．W1=W2 C．W1＞W2 D．无法判断4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时．汽车的瞬时加速度的大小为（）A．B．C．D．5．如图所示，水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物，不计绳重及滑轮的摩擦，在汽车向右以V0匀速前进的过程中，以下说法中正确的是（）A．当绳与水平方向成θ角时，重物上升的速度为V0•sinθB．当绳与水平方向成θ角时，重物上升的速度为C．汽车的输出功率将保持恒定D．被提起重物的动能不断增大6．一小物块以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则以下说法中错误的是（）A．在第2s末物块到达最高点，瞬时加速度为零B．在0～1s内上升的高度是总高度的四分之三C．在第3s末时的速度与第1s末时的速度等大反向D．在0～4s内的平均速率为10m/s7．某同学进行篮球训练，如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．篮球撞墙的速度，第一次较大B．从抛出到撞墙，第一次球在空中运动时间较长C．篮球在空中运动时的加速度，第一次较大D．抛出时的速度，第一次一定比第二次大8．如图所示，小物体从A处静止开始沿光滑斜面AO下滑，又在粗糙水平面上滑动，最终停在B处．已知A距水平面OB的高度为h，物体的质量为m，现用力将物体m从B点静止沿原路拉回至距水平面高为h的C点处，需外力做的功至少应为（）A．mgh B．mgh C．mgh D．2mgh9．如图所示，两个质量相等的小球A、B处在同一水平线上，当小球A被水平抛出的同时，小球B开始自由下落，不计空气阻力，则（）A．两球的速度变化快慢不相同B．在同一时刻，两球的重力的功率不相等C．在下落过程中，两球的重力做功不相同D．在相等时间内，两球的速度增量相等10．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽90m、水流速度为5m/s的河流中渡河，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则该小船（）A．渡河的最短时间为30 sB．以最短时间渡河时，小船运动的合速度为4m/sC．渡河的最短航程150mD．以最短航程渡河时，所需的时间为50s11．如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出，初速度为20m/s，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，不计空气阻力（sin37°=0.6，cos 37°=0.8；g取10m/s2）．下列说法正确的是（）A．运动员离斜坡的最大距离为9mB．运动员离斜坡的最大距离为12mC．运动员空中飞行了3sD．A点与O点的距离L=70m12．如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s．若木块对子弹的阻力f视为恒定，则下列关系式中正确的是（）A．fL=Mv2 B．﹣fs=mv2﹣mv02C．系统摩擦生热Q=fs D．f（L+s）=mv02﹣mv2二．实验题（16分．每空2分）13．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：（1）某同学在实验中得到的纸带如图所示，其中A、B、C、D是打下的相邻的四个点，它们到运动起点O的距离分别为s1、s2、s3、s4．已知当地的重力加速度为g，打点计时器所用电源频率为f，重锤质量为m．请根据以上数据计算重锤从开始下落起到打点计时器打C 点的过程中，重力势能的减少量为，动能的增加量为．（用题目所给字母表示）（2）甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带，它们前两个打点间的距离分别是1.9mm、7.0mm、1.8mm．那么一定存在操作错误的同学是，错误原因可能是．（3）某同学在同一次实验中计算了多组动能的变化量△Ek，画出动能的变化量△Ek与下落的对应高度△h的关系图象，在实验误差允许的范围内，得到的△EK﹣△h图象应是如下图的．14．一同学想利用如图所示的实验装置探究动能定理．（1）实验时为了保证滑块受到的合力与砝码所受重力大小基本相等，砝码质量应满足的实验条件是；在本次实验中需要测量的物理量有：砝码的质量m、遮光条的宽度d、遮光条通过光电门1的时间t1、遮光条通过光电门2的时间t2，光电门1到光电门2的距离s，还需测量（用文字说明并用相应的字母表示）．（2）在（1）的基础上，当挂上砝码后带动滑块由静止加速运动，经过光电门1时的速度V1=．则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示）．三、计算题（共36分.解答应写出必要的文字说明、示意图、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位．）15．在空中某一高度水平抛出一物体，初速度为10m/s，落地时速度方向与水平地面夹角为60°（g取10m/s2）求：（1）落地速度的大小（2）从抛出点到落地点水平位移的大小．16．如图所示，质量分别为6kg和10kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面接触地面，B物体距地面0.8m，求：（1）放开B物体，当B物体着地时，A物体的速度；（2）A物体能上升的最大高度．17．如图所示，在水平面上有一轻质弹簧，其左端与竖直墙壁相连，在水平面右侧有一倾斜的传送带与水平面在A点平滑连接，当传送带静止时．一质量m=1kg可视为质点的物体压缩弹簧到O点（与弹簧不拴接），然后静止释放，最后物体到达传送带上端B点时的速率刚好为零．已知物体与水平面及物体与传送带的动摩擦因数均为0.5，水平面OA段长L=1m 皮带轮AB之间长S=1.8m，传送带与水平面之间的夹角α为37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）物体经过A点时的速率（2）释放物体之前弹簧所具有的弹性势能（3）若皮带轮以V=5m/s的速率逆时针匀速转动，求物体从A到B与传送带之间由于摩擦而产生的热量．【参考答案】一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分．1-8小题为单选，9-12小题为多选，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）1．【考点】功的计算；平抛运动．【分析】既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动．在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，而匀速圆周运动受到的是变力，是变加速曲线运动；根据功的定义可分析力做功情况．【解答】解：曲线运动物体的速度方向在不断改变，是变速运动，但变速运动不一定就是曲线运动，如匀变速直线运动，故A错误；做抛体运动的物体在空中一直受重力，因此其加速度在任意时刻均不可能为零，故B错误；由于在运动过程中，重力一直做正功，故平抛运动是速度越来越大的曲线运动．故C正确；运动物体所受的合外力不为零，合外力不一定做功，如匀速圆周运动，力和位移方向相互垂直，不做功，故D错误．故选：C．2．【考点】功的计算．【分析】功是能量转化的量度，做了多少功，就有多少能量被转化．功是力在力的方向上发生的位移乘积．功是标量，没有方向性．求合力的功有两种方法：先求出合力，然后利用功的公式求出合力功；或求出各个力做功，之后各个功之和．【解答】解：求合力的功有两种方法，此处可选择：先求出各个力做功，之后各个功之和．力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，即﹣8J．虽然两力相互垂直，但两力的合力功却是它们之和=6J+（﹣8J）=﹣2J故答案为：﹣2J3．【考点】动能定理的应用．【分析】两斜面的水平位移相同，根据倾角求得摩擦力、运动位移的表达式，从而得到克服摩擦力做功的表达式，然后根据倾角判断大小．【解答】解：设斜面的倾角为θ，斜面的水平距离为x，那么物体受到的摩擦力为：f=μmgcosθ物体运动的位移为：；所以，物体下滑过程中克服摩擦力所做的功为：W=fs=μmgx，那么，W1=W2，故B正确，ACD错误；故选：B．4．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【分析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可．【解答】解：汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P=Fv和共点力平衡条件有：F1=f①P=F1v②当汽车的车速为时有：③根据牛顿第二定律有：F2﹣f=ma④由①～④式，可求得：所以ABD错误，C正确；故选：C．5．【考点】功能关系；运动的合成和分解；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】对汽车的速度沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行分解，沿绳子方向的速度分量等于重物上升的速度大小，结合三角函数的知识求重物上升的速度．以重物为研究对象，分析重物的运动情况，分析绳子拉力的变化，判断汽车输出功率的变化情况．【解答】解：将汽车的速度v0沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示，则有：重物上升的速度v物=v0cosθ，故AB错误．汽车向右匀速前进的过程中，角度θ逐渐减小，cosθ增大，所以v物增大，重物加速上升，克服重力做功的功率增大，根据能量守恒定律知，汽车的输出功率增大，故C错误．重物加速上升，动能不断增大，故D正确．故选：D6．【考点】竖直上抛运动；平均速度．【分析】竖直上抛运动是加速度为﹣g的匀减速直线运动，根据位移时间关系公式列式求解即可．【解答】解：选取向上为正方向；小物块做竖直上抛运动，到达最高点的速度是0，所以需要的时间：s到达最高点后的加速度仍然等于重力加速度g．故A错误；小物块上升的最大高度：H=m在0～1s内上升的高度是：h=m=．故B正确；第1s末时的速度：v1=v0﹣gt1=20﹣10×1=10m/s第3s末时的速度：v3=v0﹣gt3=20﹣10×3=﹣10m/s，负号表示方向向下．可知在第3s末时的速度与第1s末时的速度等大反向．故C正确；2﹣4s内小物块做自由落体运动，路程与0﹣2s内的路程相等，所以0﹣4s内的总路程是2×20=40m，所以在0～4s内的平均速率为：m/s．故D正确．本题选择错误的，故选：A7．【考点】平抛运动．【分析】由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，该运动的逆运动为平抛运动，结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解．【解答】解：由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，因为在两次中，篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动．加速度都为g．在竖直方向上：h=，因为h1＞h2，则t1＞t2，因为水平位移相等，根据x=v0t知，撞墙的速度v01＜v02．即第二次撞墙的速度大．故A、C错误，B正确．根据平行四边形定则知，抛出时的速度，第一次的水平初速度小，而上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小．故D错误．故选：B．8．【考点】动能定理的应用．【分析】物体从A到B全程应用动能定理可得，重力做功与物体克服滑动摩擦力做功相等，返回AO的中点处时，滑动摩擦力依然做负功，重力也会做负功，要想外力做功最少，物体末速度应该为零，由动能定理可解答案【解答】解：物体从A到B全程应用动能定理可得：mgh﹣Wf=0﹣0由B返回C处过程，由动能定理得：WF﹣Wf﹣mgh=0﹣0联立可得：WF=mgh；故C正确，ABD错误．故选：C9．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；平抛运动．【分析】平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故两球的竖直分运动相同．【解答】解：两球加速度相同，均为g，故速度变化快慢相同，故A错误；重力的功率P=Gvy=mg2t，相同，故B错误；重力的功W=Gy=mg•，故相同，故C错误；两球加速度相同，均为g，在相等时间△t内，两球的速度增量相等，均为g•△t，故D正确；故选D．10．【考点】运动的合成和分解．【分析】将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短；水流速大于静水速，合速度的方向不可能与河岸垂直，不能垂直渡河，当合速度的方向与静水速方向垂直时，渡河位移最短．【解答】解：小船要过河时间最短，船头方向需垂直河岸方向：．故A 正确；以最短时间渡河时，船头方向需垂直河岸方向，与水流的方向垂直，所以小船运动的合速度为：m/s．故B错误；当合速度的方向与静水速方向垂直时，渡河位移最短，设船头与上游所成的夹角为θ，则有：cosθ==，解得：θ=53°．则合速度的方向与河岸的夹角：α=90°﹣53°=37°渡河的最短航程：m．故C正确；合速度的大小：v=vs•sinθ=5×sin53°=4m/s以最短航程渡河时，所需的时间为：s．故D错误．故选：AC11．【考点】平抛运动．【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移与竖直位移之间的关系求的时间和距离【解答】解：当运动员速度方向沿斜面时，离斜面最远；此时速度方向与水平方向成37°；vy=v0tan37°=20×=15m/s；则平抛运动的时间T==1.5s；将运动员的平抛运动分解为平行于斜面方向与垂直于斜面方向，运动员在垂直于斜面方向做初速度大小为v0sinθ，加速度大小为﹣gcosθ的匀减速运动，则得到运动员离斜坡的最大距离S=v0sinθT==9m．故A正确，B错误；水平位移为x=v0t竖直位移为y=tan37°=联立解得t=3s故：x=20×3=60m，y==45m==75m，故C正确，D错误故选：AC12．【考点】动能定理的应用．【分析】子弹射入木块的过程中，木块对子弹的阻力f做功为﹣f（L+s），子弹对木块的作用力做功为fL，根据动能定理，分别以木块和子弹为研究对象，分析子弹和木块的作用力做功与动能变化的关系．根据能量守恒定律研究系统摩擦生热．【解答】解：以木块为研究对象，根据动能定理得，子弹对木块做功等于木块动能的增加，即fL=①．故A正确．以子弹为研究对象，由动能定理得，﹣f（L+s）=②．故B错误，D正确．由①+②得，fs=，根据能量守恒定律可知，系统摩擦生热Q=，则得到Q=fs．故选ACD二．实验题（16分．每空2分）13．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）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C点的瞬时速度，从而得出动能的增加量．（2）根据自由落体运动的位移时间公式求出第一、二两个点的大约距离，从而确定哪一位同学操作错误．（3）根据机械能守恒定律得出△Ek与△h的关系式，从而确定正确的图线．【解答】解：（1）重锤从开始下落起到打点计时器打C点的过程中，重力势能的减少量为△Ep=mgs3．C点的瞬时速度，则动能的增加量=．（2）根据x=知，第一、二两个点的距离大约2mm，可知乙同学操作错误，错误原因可能是先释放重物，后接通电源．（3）根据机械能守恒得，△Ek=mg△h，可知△Ek与h成正比，故选：C．故答案为：（1）mgs3，；（2）乙，先释放重物，后接通电源（或释放纸带初速度不为零等）．（3）C．14．【考点】探究功与速度变化的关系．【分析】（1）根据牛顿第二定律可以推导出滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等的条件，根据实验目的可知需要测量的数据；（2）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，求出合力的功和动能的增加量即可．【解答】解：（1）设绳子上拉力为F（即滑块的合外力为F），对小车根据牛顿第二定律有：F=Ma ①对钩码有：mg﹣F=ma ②F=，由此可知当M＞＞m时，钩码的重力等于绳子的拉力；由于实验需要计算滑块的动能，因此需要测量滑块的质量M．（2）滑块的外力做功为：W=mgs由于遮光条通过光电门的时间极短，因此可以用其平均速度代替瞬时速度，则经过光电门1时的速度v1=，经过光电门2时的速度v2=，故滑块的动能为：故选需要验证的关系式为：mgs=．故答案为：（1）钩码的质量远小于滑块的质量；滑块的质量M；（2）；mgs=．三、计算题（共36分.解答应写出必要的文字说明、示意图、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位．）15．【考点】平抛运动．【分析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．将落地时速度的速度进行分解，求解落地时的速度大小．（2）由落地的速度进行分解求落地时竖直分速度vy，再由vy=gt求出时间，从而求得水平位移．【解答】解：（1）将落地时速度的速度进行分解，由平抛运动的知识得落地时的速度大小为：v==20m/s（2）由平抛运动的知识得落地时竖直分速度为：vy=v0tan60°=10m/s又由vy=gt得：t=s因此水平位移为：x=v0t=10m≈17.3m答：（1）落地速度的大小是20m/s．（2）抛出点到落地点水平位移的大小是17.3m．16．【考点】机械能守恒定律．【分析】（1）从放开B到B物体刚着地的过程，对于两个物体组成的系统，只有动能与重力势能之间的转化，系统的机械能守恒，列式求解即可．（2）B落地后，A竖直上抛，再对A，运用机械能守恒列式求解上升的高度，即可求得总高度．【解答】解：（1）从放开B到B物体刚着地的过程，A上升h，对于两个物体组成的系统，只有动能与重力势能之间的转化，系统的机械能守恒．根据机械能守恒知，B减少的重力势能等于A增加的重力势能与AB的动能之和，则得：mBgh﹣mAgh=（mA+mB）v2解得：v==m/s=2m/s（2）B落地后，A竖直上抛，由A的机械能守恒得：mv2=mghA，代人数据解得：hA===0.2mA能上升的最大高度为H=0.8+0.2=1.0m．答：（1）放开B，当B物体着地时，A物体的速度是2m/s．（2）物体A能上升的高度为1m．17．【考点】功能关系；弹性势能．【分析】（1）物体从A运动到B的过程，运用动能定理列式，即可求解物体经过A点时的速率；（2）根据功能关系，即可求解释放物体之前弹簧所具有的弹性势能；（3）根据牛顿第二定律和运动学公式结合，分段求出时间和位移；最后结合公式Q=f•△S 求解热量．【解答】解：（1）物体从A运动到B，由动能定理得：﹣μmgcosα•s﹣mgs•sinα=0﹣代入数据解得：vA=6m/s（2）由功能关系可得：Ep=μmgL+代入数据解得：弹簧所具有的弹性势能为：Ep=23J（3）设物体从A到B的时间为t，由vA=at 代入数据得：t=0.6s由s传=vt代入数据得：s传=3m由Q=μmgcos37°•s相又s相=s传+L解得：Q=19.2J答：（1）物体经过A点时的速率6m/s；（2）释放物体之前弹簧所具有的弹性势能23J；（3）物体与传送带之间由于摩擦而产生的热量19.2J．。