北京市昌平区学年高一下学期期末物理试题.docx
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北京市昌平区学年高一下学期期末物理试题
昌平区2013～2014学年第二学期高一年级期末质量抽测
物理试卷
（满分100分，考试时间90分钟） 2014.7
考
生
须
知
1．考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。
2．本试卷共8页，分两部分。
第一部分选择题，包括两道大题，15个小题；第二部分非选择题，包括三道大题，7个小题。
3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。
4．考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考老师收回。
第一部分（选择题共50分）
一．单项选择题。
本题共10小题，每小题3分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。
1．下列物理量中，属于矢量的是（A）
A．向心加速度B．功C．功率D．动能
2．对于做匀速圆周运动的物体，哪个量是不变的？
（B）
A．线速度B．角速度
C．向心加速度D．向心力
3． 水滴从高处自由下落，至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风，则水滴下落的时间将（B）
A．增长B．不变C．缩短D．无法确定
4．在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均可忽略不计，则机械能守恒的是（C）
A．小孩沿滑梯匀速滑下
B．电梯中的货物随电梯一起匀速下降
C．被投掷出的铅球在空中运动
D．发射过程中的火箭加速上升
5．大小相等的力F按如图1所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离，其中力F做功最多的是（A）
6．公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。
如图2所示，汽车通过凹形桥的最低点时 （B）
A．车的加速度为零，受力平衡
B．桥对车的支持力比汽车的重力大
C．桥对车的支持力比汽车的重力小
D．车的速度越大，桥对车的支持力越小
7．假设两颗近地卫星1和2的质量相同，都绕地球做匀速圆周运动，如图3所示，卫星2的轨道半径更大些。
两颗卫星相比较，下列说法中正确的是（D）
A．卫星1的向心加速度较小
B．卫星1的线速度较小
C．卫星1的角速度较小
D．卫星1的周期较小
8．“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，神舟十号航天员在“天宫一号”展示了失重环境下的物理实验或现象，下列四个实验可以在“天宫一号”舱内完成的有（D）
A．用台秤称量重物的质量
B．用水杯喝水
C．用沉淀法将水与沙子分离
D．给小球一个很少的初速度，小球即可以竖直平面内做圆周运动
9．一个物体从某一确定的高度以v0的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为v1，那么它的运动时间是（D）
A．
B．
C．
D．
10.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。
如图5所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。
汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。
设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。
已知重力加速度为g。
要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（B）
A.
B.
C.
D.
图5
二．不定项选择题。
本题共5小题，每小题4分，共20分。
在每小题给出的四个选项中，可能有一个或多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
11．如图6所示，一个小物块沿光滑的固定斜面向下滑动。
小物块在下滑的过程中（CD）
A．只受重力
B．受重力、下滑力和支持力
C．只有重力做功
D．机械能守恒
12．质量为1kg的物体做自由落体运动，经过2s落地。
取g=10m/s2。
关于重力做功的功率，下列说法正确的是（AC）
A.下落过程中重力的平均功率是100W
B.下落过程中重力的平均功率是200W
C.落地前的瞬间重力的瞬时功率是200W
D.落地前的瞬间重力的瞬时功率是400W
13．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（AD）
A.物体做曲线运动，其速度一定在变化
B.物体做曲线运动，其加速度一定在变化
C.物体在恒力作用下运动，其速度一定不变
D.物体在恒力作用下运动，其加速度一定不变
请考生注意：
下面14－15题有①、②两道小题。
其中第①小题供侧文的考生做；第②小题供侧理的考生做。
每位考生只做其中一道小题。
①（供侧文的考生做）
14．某人从距水平地面h高处，水平抛出一质量为m的小球，球落地时的水平位移为x、速率为v。
若不计空气阻力，则抛出时人对球做的功为（AC）
A．
B．
C．
D．
②（供侧理的考生做）
14．如图7所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零。
不计空气阻力，重力加速度为g。
关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（AC）
A．小球的机械能减少了mg（H+h）
B．小球克服阻力做的功为mgh
C．小球所受阻力的冲量大于m
D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
①（供侧文的考生做）
15．如图8所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g。
物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（BC）
A．动能损失了mgH
B．动能损失了2mgH
C．机械能损失了mgH
D．机械能损失了2mgH
②（供侧理的考生做）
15．如图9所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙。
用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E。
这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（BC）
A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒
B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒
C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为
D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E
第二部分（非选择题，共50分）
三．填空题。
本题共3小题，每小题4分，共12分。
16．如图10所示为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。
a、b分别是小齿轮和大齿轮边缘上的点，c是大齿轮上某条半径上的中点，已知大齿轮的半径是小齿轮半径的2倍。
若a点的线速度大小为v，则b点的线速度大小为，c点的线速度大小为。
17．如图11所示，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为L，小球质量为m，重力加速度为g，则小球的向心力大小为 ，小球运动的线速度大小为 。
18．一根长为L且不可伸长的轻质细绳，一端固定于O点，另一端拴一质量为m的小球。
现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态，由静止释放小球，如图12所示。
若不考虑空气阻力的作用，重力加速度为g，则小球摆到最低点A时的速度v大小为，此时绳对小球的拉力大小为。
四．实验题。
本题共1小题，共12分。
19．某同学用如图13所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。
已知重力加速度为g。
（1）在实验所需的物理量中，需要直接测量的是 ，通过计算得到的是 。
（填写代号）
A．重锤的质量
B．重锤下落的高度
C．重锤底部距水平地面的高度
D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度
（2）在实验得到的纸带中，我们选用如图14所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律。
图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点，F点是第n个点。
设相邻点间的时间间隔为T，下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是。
A．vF=g（nT）B．vF=
C．vF=
D．vF=
（3）若代入图14中所测的数据，求得
在误差范围内等于 （用已知量和图14中测出的物理量表示），即可验证重锤下落过程中机械能守恒。
即使在操作及测量无误的前提下，所求
也一定会略 （选填“大于”或“小于”）后者的计算值，这是实验存在系统误差的必然结果。
（4）另一名同学利用图14所示的纸带，分别测量出各点到起始点的距离h，并分别计算出各点的速度v，绘出v2-h图线，如图15所示。
从v2-h图线求得重锤下落的加速度
g′=m/s2（保留3位有效数字）。
则由上述方法可知，这名同学是通过观察v2-h图线是否过原点，以及判断与（用相关物理量的字母符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，来验证机械能是否守恒的。
五．论述计算题。
本题共3小题，共26分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。
有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
20．（9分）一个人在20m高的楼顶水平抛出一个小球，小球在空中沿水平方向运动20m后，落到水平地面上。
不计空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s2。
求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球被抛出时的初速度大小；
（3）小球落地时的速度大小。
21．（8分）在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。
如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，如图16所示是卡文迪许扭秤实验示意图。
卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其它已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。
（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式。
22．（9分）如图17所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道BC在B点平滑连接，AB段长x=10m，半圆形轨道半径R=2.5m。
质量m=0.1kg的小滑块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出。
重力加速度g取10m/s2。
（1）若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点。
求：
①滑块通过C点时的速度大小；
②滑块刚进入半圆形轨道时，在B点对轨道压力的大小；
（2）如果要使小滑块能够通过C点，求水平恒力F应满足的条件。
昌平区2013～2014学年第二学期高一年级期末质量抽测
物理试卷参考答案
第一部分（选择题共50分）
一．单项选择题。
本题共10小题，每小题3分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
B
C
A
B
D
D
D
B
二．不定项选择题。
本题共5小题，每小题4分，共20分。
在每小题给出的四个选项中，可能有一个或多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
题号
11
12
13
14
15
答案
CD
AC
AD
AC
BC
第二部分（非选择题，共50分）
三．填空题。
本题共3小题，每小题4分，共12分。
16．v（2分），
（2分）
17．mgtanθ（2分），
（2分）
18．
（2分），3mg（2分）
四．实验题。
本题共1小题，共12分。
19．（12分）
（1）B（1分）；D（1分）
（2）C（2分）
（3）ghn（2分）；小于（2分）
（4）9.75（9.68~9.78）（2分）；g（1分）；g′（1分）
五．论述计算题。
本题共3小题，共26分。
20．（9分）
（1）设小球做平抛运动的时间为t，沿竖直方向有h＝
（2分）
解得：
t=2.0s（1分）
（2）设小球做平抛运动的初速度为v0，沿水平方向有x=v0t（2分）
解得：
v0=10m/s（1分）
（3）小球落地时竖直方向的速度大小为vy=gt=20m/s（1分）
小球落地时的速度大小为
（1分）
解得：
m/s（或22.4m/s）（1分）
21．（8分）
（1）根据万有引力定律，
（2分）
解得：
（1分）
（2）设地球质量为M，在地球表面任一物体质量为m
在地球表面附近满足G
=mg（2分）
解得：
地球的质量M=
（1分）
地球的体积V=
解得：
地球的密度
（2分）
22．（9分）
（1）①设滑块从C点飞出时的速度为vC，从C点运动到A点时间为t，滑块从C点飞出后，做平抛运动
竖直方向：
2R=
gt2（1分）
水平方向：
x=vCt（1分）
解得：
vC=10m/s（1分）
②设滑块通过B点时的速度为vB，根据机械能守恒定律
mv
=
mv
+2mgR（1分）
设滑块在B点受轨道的支持力为FN，根据牛顿第二定律
FN－mg=m
（1分）
联立解得：
FN=9N（1分）
依据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力FN=FN=9N
（2）若滑块恰好能够经过C点，设此时滑块的速度为vC，依据牛顿第二定律有
mg=m
解得vC=
=
=5m/s（1分）
滑块由Ａ点运动到C点的过程中，由动能定理
Fx-mg2R≥
（1分）
解得：
水平恒力F应满足的条件F≥0.625N（1分）
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