甘肃临夏市高一物理下学期期末.docx
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甘肃临夏市高一物理下学期期末
2016-2017学年甘肃省临夏高一(下)期末物理试卷
一、本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,1---9题只有一个选项是符合题意的,10---12题有两个或两个以上答案,选对一个得2分错选该题不得分.(每小题4分,共48分.选择题涂到答题卡上)
1.做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( )
A.动能B.速度C.加速度D.合外力
2.如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动,小球运动线速度的大小为v,则绳的拉力F大小为( )
A.m
B.m
C.mvrD.mvr2
3.在公路上常会看到凸形和凹形的路面,如图所示.一质量为m的汽车,通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1,通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2,则( )
A.N1>mgB.N1=mgC.N2>mgD.N2=mg
4.河宽420m,船在静水中速度为4m/s,水流速度是3m/s,则船过河的最短时间为( )
A.140sB.105sC.84sD.100s
5.如图所示,一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下,沿水平面向右运动一段距离s.则在此过程中,拉力F对物块所做的功为( )
A.FsB.FscosθC.FssinθD.Fstanθ
6.图中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹,则从起跳至入水的过程中,该运动员的重力势能( )
A.一直减小B.一直增大C.先增大后减小D.先减小后增大
7.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体.物体在空中运动5s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为( )
A.300WB.400WC.500WD.700W
8.如图中的圆a、b、c,其圆心均在地球自转轴线上,则关于同步卫星的轨道下列说法正确的是( )
A.可能为aB.可能为bC.可能为cD.一定为a
9.已知某天体的第一宇宙速度为8km/s,设该星球半径为R,则在距离该星球表面高度为3R的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为( )
A.2
km/sB.4km/sC.4
km/sD.8km/s
10.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列叙述中不正确的是( )
A.系统机械能守恒
B.小球动能先增大后减小
C.动能和弹性势能之和总保持不变
D.动能和重力势能之和一直减小
12.如图所示,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,斜面对小物块的滑动摩擦力大小为
mg,小物块上升的最大高度为H,则小物块在此过程中( )
A.重力势能减少了mgHB.动能减少了2mgH
C.机械能减少了mgHD.克服摩擦力做的功为
mgH
13.如图所示,一个长为L,质量为M的长方形木板,静止在光滑水平面上,一个质量为m的物块(可视为质点),以水平初速度v0,从木板的左端滑向另一端,设物块与木板间的动摩擦因数为μ,当物块与木板达到相对静止时,物块仍在长木板上,物块相对木板的位移为d,木板相对地面的位移为s.则在此过程中( )
A.摩擦力对物块做功为﹣μmg(s+d)
B.摩擦力对木板做功为﹣μmgs
C.木板动能的增量为μmgs
D.系统由于摩擦而产生的热量为μmgd
二、实验题
14.某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz.(结果保留两位小数)
①打第4个计数点时纸带的速度v4= m/s.
②0﹣6点间的加速度为a= m/s2.
15.在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法.
(1)某同学列举实验中用到的实验器材为:
铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平,其中不必要的是 ;缺少的是 .
(2)用公式
=mgh进行验证时,对纸带上起点的要求是 ,为此目的,所选纸带的第一、二两点间距应接近 .
(3)如果以
为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是图中的 ,其斜率等于 的数值.
三、计算题写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案.
16.一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星到地心的距离为r,已知引力常量G和地球质量M,求:
(1)地球对卫星的万有引力的大小;
(2)卫星的速度大小.
17.汽车发动机的额定功率为30kW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,求:
(g取10m/s2)
(1)汽车在路面上能达到的最大速度
(2)若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是多少?
(3)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间.
18.如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距水平地面高H=0.75m,C距水平地面高h=0.45m.一质量m=0.10kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点.现测得C、D两点的水平距离为x=0.60m.不计空气阻力,取g=10m/s2.求
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf.
2016-2017学年甘肃省临夏中学高一(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,1---9题只有一个选项是符合题意的,10---12题有两个或两个以上答案,选对一个得2分错选该题不得分.(每小题4分,共48分.选择题涂到答题卡上)
1.做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( )
A.动能B.速度C.加速度D.合外力
【考点】47:
匀速圆周运动.
【分析】利用匀速圆周运动的特点即可求解,匀速圆周运动的特点是:
线速度的大小不变,方向时刻改变,向心加速度、向心力的方向始终指向圆心.
【解答】解:
匀速圆周运动过程中,线速度大小不变,方向改变,向心加速度大小不变,方向始终指向圆心,向心力大小不变,方向始终指向圆心,动能(标量)不变.故BCD错误,A正确.
故选:
A.
2.如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动,小球运动线速度的大小为v,则绳的拉力F大小为( )
A.m
B.m
C.mvrD.mvr2
【考点】4A:
向心力;37:
牛顿第二定律.
【分析】小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动,靠拉力提供向心力,根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小.
【解答】解:
根据牛顿第二定律得,拉力提供向心力,有F=m
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
3.在公路上常会看到凸形和凹形的路面,如图所示.一质量为m的汽车,通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1,通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2,则( )
A.N1>mgB.N1=mgC.N2>mgD.N2=mg
【考点】4A:
向心力;35:
作用力和反作用力.
【分析】汽车过凸形路面的最高点和通过凹形路面最低处时,重力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律列出表达式,再来分析判断压力与重力的关系.
【解答】解:
A、B:
汽车过凸形路面的最高点时,设速度为v,半径为r,竖直方向上合力提供向心力,由牛顿第二定律得:
mg﹣N1′=m
得:
N1′<mg,
根据牛顿第三定律得:
N1=N1′<mg,故A、B错误.
C、D:
汽车过凹形路面的最高低时,设速度为v,半径为r,竖直方向上合力提供向心力,由牛顿第二定律得:
N2′>mg=m
得:
N2′>mg,
根据牛顿第三定律得:
N2=N2′>mg,故C正确,D错误.
故选:
C.
4.河宽420m,船在静水中速度为4m/s,水流速度是3m/s,则船过河的最短时间为( )
A.140sB.105sC.84sD.100s
【考点】44:
运动的合成和分解.
【分析】船参与了两个分运动,沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动,由于两个分运动相互独立,互不影响,故渡河时间等于沿船头指向分运动的时间,与水流速度无关,当船头与河岸垂直时,沿船头方向的分运动的位移最小,故渡河时间最短.
【解答】解:
船参与了两个分运动,沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动,渡河时间等于沿船头指向分运动的时间,当船头与河岸垂直时,沿船头方向的分运动的位移最小,故渡河时间最短
因而t=
=
=105s,故B正确,ACD错误;
故选:
B.
5.如图所示,一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下,沿水平面向右运动一段距离s.则在此过程中,拉力F对物块所做的功为( )
A.FsB.FscosθC.FssinθD.Fstanθ
【考点】62:
功的计算.
【分析】根据功的定义,力与力方向上的位移的乘积,直接计算即可.
【解答】解:
物体的位移是在水平方向上的,
把拉力F分解为水平的Fcosθ,和竖直的Fsinθ,
由于竖直的分力不做功,所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功,
所以w=Fcosθ•s=Fscosθ
故选:
B
6.图中虚线是一跳水运动员在跳水过程中其重心运动的轨迹,则从起跳至入水的过程中,该运动员的重力势能( )
A.一直减小B.一直增大C.先增大后减小D.先减小后增大
【考点】67:
重力势能.
【分析】重力势能大小的影响因素:
质量和高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.根据高度的变化,判断重力势能的变化.
【解答】解:
跳水运动员从起跳至落到水面的过程中,运动员的质量不变,高度先增大后减小,则其重力势能先增大后减小.故ABD错误,C正确.
故选:
C.
7.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体.物体在空中运动5s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为( )
A.300WB.400WC.500WD.700W
【考点】63:
功率、平均功率和瞬时功率.
【分析】物体做平抛运动,重力的瞬时功率只于重物的竖直方向的末速度有关,根据竖直方向的自由落体运动求得末速度的大小,由P=FV可以求得重力的瞬时功率.
【解答】解:
物体做的是平抛运动,在竖直方向上是自由落体运动,
所以在物体落地的瞬间速度的大小为Vy=gt=10×5m/s=50m/s,
物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为P=FV=mgVy=10×50W=500W.
故选:
C.
8.如图中的圆a、b、c,其圆心均在地球自转轴线上,则关于同步卫星的轨道下列说法正确的是( )
A.可能为aB.可能为bC.可能为cD.一定为a
【考点】4H:
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】根据同步卫星的特点进行解答,所有的同步卫星都位于赤道的正上方.
【解答】解:
如图可以看到只有b位于赤道的正上方,根据所有的同步卫星都位于赤道的正上方同一轨道平面上知b可能为地球同步卫星轨道.
故选:
B.
9.已知某天体的第一宇宙速度为8km/s,设该星球半径为R,则在距离该星球表面高度为3R的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为( )
A.2
km/sB.4km/sC.4
km/sD.8km/s
【考点】4H:
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】由万有引力公式可知,卫星运行的线速度v=
,而第一宇宙速度为绕着地球表面运行时的线速度;同理可得距该天体表面高度为天体半径的3倍的运行速度
【解答】解:
第一宇宙速度v=
=8km/s;
而距该天体表面高度为3R的宇宙飞船的运行速度v′=
=
=4km/s.
故选:
B
10.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列叙述中不正确的是( )
A.系统机械能守恒
B.小球动能先增大后减小
C.动能和弹性势能之和总保持不变
D.动能和重力势能之和一直减小
【考点】6C:
机械能守恒定律.
【分析】解答本题需要掌握:
正确判断物体机械能是否守恒;正确分析小球下落过程中弹簧弹力的变化从而进一步明确速度、加速度的变化情况;弄清小球下落过程中的功能转化,小球和弹簧接触直至压缩最短过程中,弹簧弹力对小球做负功,因此小球机械能减小.
【解答】解:
A、因小球和弹簧组成的系统只有重力和弹力做功,因此系统的机械能守恒,故A正确;
B、小球下落和弹簧接触过程中,开始做加速度逐渐减小的加速运动当弹簧弹力等于重力时速度最大,然后做加速度逐渐增大的减速运动,故其动能先增大后减小,故B正确;
C、根据功能关系可知小球下落过程中动能、势能以及弹簧弹性势能三者之和保持不变,即系统机械能守恒,因为小球的重力势能一直减小,因此小球动能和弹性势能之和一直增加,故C错误;
D、因系统机械能守恒,故小球下落过程中动能、势能以及弹簧弹性势能三者之和保持不变,由于弹性势能一直增大,因此动能和重力势能之和一直减小,故D正确.
本题选错误的,故选:
C.
12.如图所示,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,斜面对小物块的滑动摩擦力大小为
mg,小物块上升的最大高度为H,则小物块在此过程中( )
A.重力势能减少了mgHB.动能减少了2mgH
C.机械能减少了mgHD.克服摩擦力做的功为
mgH
【考点】6B:
功能关系.
【分析】物体上升时重力势能增加.由动能定理可求得动能的损失;可根据功能关系求解机械能的损失.根据功的计算公式求克服摩擦力做的功.
【解答】解:
A、小物块上升的最大高度为H,克服重力做功为mgH,则重力势能增加了mgH,故A错误.
B、物块所受的合外力大小为F=mgsin30°+f=mg,位移为2H,由动能定理得:
△Ek=WF=﹣F•2H=﹣2mgH,因此动能减少了2mgH,故B正确.
C、根据功能原理,知摩擦力做的功等于物块机械能的变化量,则机械能的变化量△E=﹣f•2H=﹣mgH,所以机械能减少了mgH,故C正确.
D、物块克服摩擦力做功为Wf=f•2H=mgH,故D错误.
故选:
BC
13.如图所示,一个长为L,质量为M的长方形木板,静止在光滑水平面上,一个质量为m的物块(可视为质点),以水平初速度v0,从木板的左端滑向另一端,设物块与木板间的动摩擦因数为μ,当物块与木板达到相对静止时,物块仍在长木板上,物块相对木板的位移为d,木板相对地面的位移为s.则在此过程中( )
A.摩擦力对物块做功为﹣μmg(s+d)
B.摩擦力对木板做功为﹣μmgs
C.木板动能的增量为μmgs
D.系统由于摩擦而产生的热量为μmgd
【考点】53:
动量守恒定律;6B:
功能关系.
【分析】先求出木块相对于地面的位移,根据恒力做功公式求出摩擦力对木块做的功,分析木板受到摩擦力的方向与位移方向的关系,判断摩擦力对木板做功的正负,根据动能定理求解木板动能的增量,系统由于摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对位移.
【解答】解:
A、木块运动的位移x1=s+d,则摩擦力对物块做功为Wf=﹣μmg(s+d),故A正确;
B、木板受到的摩擦力方向与运动方向相同,做正功,则摩擦力对木板做功为W=μmgs,故B错误;
C、根据动能定理可知,木板动能的增量等于摩擦力对木板做的功,即为μmgs,故C正确;
D、系统由于摩擦而产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,即为μmgd,故D正确.
故选:
ACD
二、实验题
14.某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz.(结果保留两位小数)
①打第4个计数点时纸带的速度v4= 1.20 m/s.
②0﹣6点间的加速度为a= 1.98 m/s2.
【考点】M5:
测定匀变速直线运动的加速度.
【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上4点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
【解答】解:
①因为每两点之间还有四点没有画出来,所以T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,v4=
=
=1.20m/s
②设0到1之间的距离叫x1,设1到2之间的距离叫x2,设2到3之间的距离叫x3,设3到4之间的距离叫x4,设4到5之间的距离叫x5,设5到6之间的距离叫x6,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:
x4﹣x1=3a1T2
x5﹣x2=3a2T2
x6﹣x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:
a=
(a1+a2+a3)
即小车运动的加速度计算表达式为:
a=
,
代入数据解得:
a=1.98m/s2
故答案为:
①1.20;②1.98.
15.在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法.
(1)某同学列举实验中用到的实验器材为:
铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平,其中不必要的是 秒表、天平 ;缺少的是 刻度尺 .
(2)用公式
=mgh进行验证时,对纸带上起点的要求是 初速度为零 ,为此目的,所选纸带的第一、二两点间距应接近 2mm .
(3)如果以
为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是图中的 D ,其斜率等于 g 的数值.
【考点】MD:
验证机械能守恒定律.
【分析】书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.
利用v2﹣h图线处理数据,如果mgh=
,那么
﹣h图线的斜率就等于g.
【解答】解:
(1)其中不必要的器材是:
秒表,通过打点计时器打出的点可以计算时间.
天平,因为我们是比较mgh、
的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平.
缺少的是刻度尺,我们需要刻度尺测量计数点间的距离.
(2)用公式
=mgh进行验证时,对纸带上起点的要求是初速度为零,所以所选纸带的第一、二两点间距应接近h=
.
(3)利用v2﹣h图线处理数据,如果mgh=
,那么
,知
﹣h图线是过原点的倾斜直线,图线的斜率为重力加速度g.
故答案为:
(1)秒表、天平;刻度尺
(2)初速度为零;2mm(3)D;g
三、计算题写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案.
16.一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星到地心的距离为r,已知引力常量G和地球质量M,求:
(1)地球对卫星的万有引力的大小;
(2)卫星的速度大小.
【考点】4F:
万有引力定律及其应用;4H:
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【分析】根据万有引力定律的内容(万有引力是与质量乘积成正比,与距离的平方成反比)解决问题.
由万有引力充当向心力可得出线速度的大小.
【解答】解:
根据万有引力的大小公式得:
地球对卫星的万有引力的大小F=
由万有引力充当向心力得:
=m
v=
.
答:
(1)地球对卫星的万有引力的大小是
;
(2)卫星的速度大小是
.
17.汽车发动机的额定功率为30kW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,求:
(g取10m/s2)
(1)汽车在路面上能达到的最大速度
(2)若以恒定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度是多少?
(3)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间.
【考点】63:
功率、平均功率和瞬时功率.
【分析】当汽车以额定功率行驶时,随着汽车速度的增加,汽车的牵引力会逐渐的减小,所以此时的汽车不可能做匀加速运动,直到最后牵引力和阻力相等,到达最大速度之后做匀速运动.
【解答】解:
(1)汽车有最大速度时,此时牵引力与阻力平衡,由此可得:
P=F牵•vm=f•vm
(2)当速度v=10m/s时,则
由P=Fv得
F=
=
由F﹣f=ma得
a=
(3)若汽车从静止作匀加速直线运动,
则当P=P额时,匀加速结束
P额=F牵•vt
F牵﹣f=ma
vt=at
联立解得t=7.5s
答:
(1)汽车在路面上能达到的最大速度为15m/s;
(2)当汽车速度为10m/s时的加速度为0.5m/s2
(3)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续7.5s
18.如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距水平地面高H=0.75m,C距水平地面高h=0.45m.一质量m=0.10kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点.现测得C、D两点的水平距离为x=0.60m.不计空气阻力,取g=10m/s2.求
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf.
【考点】43:
平抛运动;66:
动能定理的应用.
【分析】
(1)物体做平抛运动,由竖直方向的自由落体运动规律可以求得运动的时间;
(2)物体做平抛运动,由水平方向的匀速直线运动运动规律可以求得运动的初速度;
(3)从A到C,根据动能定理可以求得克服摩擦力做的功.
【解答】解:
(1)从C到D,根据平抛运动规律
竖直方向h=
求出t=0.30s.
(2)从C到D,根据平抛运动规律
水平方向x=vCt
求出vC=2.0m/s.
(3)从A到C,根据动能定理
求出克服摩擦力做功Wf=0.10J.
答:
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t是0.30s;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC是2.0m/s;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功是0.10J.