河北省保定市定州中学学年高一下学期期末物.docx
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河北省保定市定州中学学年高一下学期期末物
2015-2016学年河北省保定市定州中学高一(下)期末物理试卷(承智班)
一.选择题(共44分,本大题共11小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1至7题只有一项符合题目要求,第8至11题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.如图所示,A、B两木块的重力均为50N,放在倾角θ=37°的斜面上,A、B与斜面间的动摩擦因数均为0.5.在沿斜面向上的大小为60N的力F作用下,A、B静止在斜面上,此时,与A、B相连的轻弹簧被拉伸了3cm,弹簧的劲度系数为400N/m.则下列说法正确的是( )
A.A、B所受的摩擦力均为零
B.B受的摩擦力为2N,方向沿斜面向上
C.A受的摩擦力为18N,方向沿斜面向下
D.B受的摩擦力为12N,方向沿斜面向上
2.如图所示,在楼道内倾斜天花板上安装灯泡.将一根轻绳的两端分别固定在天花板上的a、b两点,另取一根轻绳将灯泡悬挂在O点,绳Oa水平,整个装置静止.现保持O点位置不变,对灯泡施加一个水平向右的拉力,使它稍向右移动一小段距离,两绳中拉力F1和F2的变化情况是( )
A.F1减小B.F1不变C.F2减小D.F2不变
3.如图所示,质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落,落到地面进入沙坑h/10停止,则钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的( )倍.
A.9B.10C.11D.12
4.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Ff恒定.在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的动能减少mgHB.小球的动能减少FfH
C.小球的机械能减少FfHD.小球的机械能减少(mg+Ff)H
5.某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器,滚筒内表面粗糙,内直径为D.工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动.为使栗子受热均匀,要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离,则( )
A.滚筒的角速度应满足ω<
B.滚筒的角速度应满足ω>
C.栗子脱离滚筒的位置与其质量有关
D.若栗子到达最高点时脱离滚筒,栗子将自由下落
6.关于物理学的研究方法,不正确的是( )
A.根据速度定义式v=,当△t→0时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法
B.电场强度是用比值法定义的,因而不能说成电场强度与电场力成正比,与电量成反比
C.奥斯特受法拉弟发现电流的磁效应的启发发现了电磁感应现象
D.卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时,应用了放大法
7.美国科学家在2016年2月11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)“探测到两个黑洞合并时产生的引力波”,爱因斯坦在100年前的预测终被证实.两个黑洞在合并的过程中,某段时间内会围绕空间某一位置以相同周期做圆周运动,形成“双星”系统.设其中一个黑洞的线速度大小为v,加速度大小为a,周期为T,两黑洞的总机械能为E,它们之间的距离为r,不计其他天体的影响,两黑洞的质量不变.下列各图可能正确的是( )
A.B.C.D.
8.如图所示,相同乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网,不计乒乓球的旋转和空气阻力,乒乓球自最高点到落台的过程中,正确的是( )
A.球1和球2在空中可能相遇
B.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
C.球1的速度变化率等于球2的速度变化率
D.落台时,球1的重力功率等于球2的重力功率
9.如图所示,当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时,板上A、B两点的( )
A.角速度之比ωA:
ωB=1:
1B.角速度之比ωA:
ωB=1:
C.线速度之比vA:
vB=:
1D.线速度之比vA:
vB=1:
10.如图,将小砝码至于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为M和m,各接触面间的动摩擦因数均为μ,砝码与纸板左端的距离及桌面右端的距离均为d.现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板,下列说法正确的是( )
A.纸板相对砝码运动时,纸板所受摩擦力的大小为μ(M+m)g
B.要使纸板相对砝码运动,F一定大于2μ(M+m)g
C.若砝码与纸板分离时的速度小于,砝码不会从桌面上掉下
D.当F=μ(2M+4m)g时,砝码恰好到达桌面边缘
11.从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比,其关系为f=kv,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2m/s,且落地前已经做匀速运动(取g=10m/s2),则以下说法正确的是( )
A.k的值为1kg•s/m
B.小球在上升阶段速度大小为1m/s时,加速度大小为20m/s2
C.小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2
D.小球抛出到落地过程中所用时间为1.2s
二、计算题:
共4题每题20分共80分
12.(20分)我质量为4kg的木块放在倾角为30°长为15m的固定斜面上时,木块恰好能沿斜面匀速下滑,若改用沿斜面向上的恒力F拉木块,木块从静止开始沿斜面运动2.5m所用的时间为1s(g取10m/s2)求:
(1)恒力F的大小
(2)要使物体能从斜面底端运动到顶端F至少要作用多长时间?
13.(20分)如图所示,小球a被一根长为L=0.5m的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个质量为m小球b相连,整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30°.若将小球a拉水平位置(杆呈水平状态)开始释放,不计摩擦,竖直绳足够长,求:
(1)小球a的质量;
(2)当杆转动到竖直位置时,小球b的速度大小.(结果可用根式表示)
14.(20分)为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列设想:
取一个与水平方向夹角为θ=60°,长为L1=2m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为L2=m的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道上D处,如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ=.g取10m/s2,求:
(1)小球初速度v0的大小;
(2)小球滑过C点时的速率vC;
(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件.
15.(20分)如图所示,光滑圆弧形凹槽ABC放在水平地面上,O为圆心,A、C两点等高且为圆弧边缘,B为最低点,张角∠AOC可随意调节,圆弧半径r=0.5m.现将OA与竖直方向的夹角θ1调为53°,把一个质量m=0.1kg的小球从水平桌面的边缘P点以v0=3m/s向右水平抛出,该小球恰能从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽.已知sin53°=0.8,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.
(1)求小球运动到A点时的速度大小;
(2)求小球在B点时对轨道的压力大小;
(3)改变θ1和v0的大小,同时把凹槽在水平地面上左右移动,使小球仍能从A点沿切线方向进入凹槽.若PA与竖直方向的夹角为θ2,试证明tanθ1•tanθ2=2.
16.(20分)一只篮球的体积为V0,球内气体的压强为p0,温度为T0.现用打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体,使球内气体压强变为3p0,同时温度升至2T0.已知气体内能U与温度的关系为U=αT(α为正常数),充气过程中气体向外放出Q的热量,篮球体积不变.求:
①充入气体的体积;
②充气过程中打气筒对气体做的功.
17.(20分)如图所示,质量为m2=2kg和m3=3kg的物体静止放在光滑水平面上,两者之间有压缩着的轻弹簧(与m2、m3不拴接).质量为m1=1kg的物体以速度v0=9m/s向右冲来,为了防止冲撞,释放弹簧将m3物体发射出去,m3与m1碰撞后粘合在一起.试求:
(1)m3的速度至少多大,才能使以后m3和m2不发生碰撞?
(2)为保证m3和m2恰好不发生碰撞,弹簧的弹性势能至少多大?
2015-2016学年河北省保定市定州中学高一(下)期末物理试卷(承智班)
参考答案与试题解析
一.选择题(共44分,本大题共11小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,第1至7题只有一项符合题目要求,第8至11题有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.如图所示,A、B两木块的重力均为50N,放在倾角θ=37°的斜面上,A、B与斜面间的动摩擦因数均为0.5.在沿斜面向上的大小为60N的力F作用下,A、B静止在斜面上,此时,与A、B相连的轻弹簧被拉伸了3cm,弹簧的劲度系数为400N/m.则下列说法正确的是( )
A.A、B所受的摩擦力均为零
B.B受的摩擦力为2N,方向沿斜面向上
C.A受的摩擦力为18N,方向沿斜面向下
D.B受的摩擦力为12N,方向沿斜面向上
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】先根据胡克定律求出弹簧弹力,AB都处于静止状态,受力平衡,合力为零,分别对AB两个物体受力分析,根据平衡条件列式求解即可.
【解答】解:
根据胡克定律可知,弹簧弹力F弹=k△x=400×0.03=12N,
A处于静止状态,受力平衡,设A受到的摩擦力方向向下,根据平衡条件得:
F﹣F弹﹣Gsin37°﹣fA=0
解得:
fA=18N,方向沿斜面向下,
B处于静止状态,受力平衡,设B受到的摩擦力方向向下,根据平衡条件得:
F弹﹣Gsin37°﹣fB=0
解得:
fB=﹣18N,则B受的摩擦力为18N,方向沿斜面向上,故C正确,ABD错误.
故选:
C
【点评】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用,要求同学们能正确分析物体受力分析,灵活选择研究对象,然后根据共点力平衡条件求解,注意AB都受静摩擦力,不能根据滑动摩擦力公式求解.
2.如图所示,在楼道内倾斜天花板上安装灯泡.将一根轻绳的两端分别固定在天花板上的a、b两点,另取一根轻绳将灯泡悬挂在O点,绳Oa水平,整个装置静止.现保持O点位置不变,对灯泡施加一个水平向右的拉力,使它稍向右移动一小段距离,两绳中拉力F1和F2的变化情况是( )
A.F1减小B.F1不变C.F2减小D.F2不变
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】先对灯泡进行分析,得出灯泡对绳子的拉力,然后对O点受力分析,受三个拉力,根据平衡条件并结合分解法列式求解即可.
【解答】解:
设灯泡为C.先选择灯泡为研究对象,开始时灯泡受到重力和绳子的拉力,所以绳子的拉力等于灯泡的重力;设对灯泡施加一个水平向右的拉力后设OC与竖直方向之间的拉力为θ,如图,则:
选择节点O点为研究对象,则O点受到三个力的作用处于平衡状态,受力如图,由图可知,在竖直方向:
F2沿竖直方向的分力始终等于FCcosθ=mg,而且F2的方向始终不变,所以F2始终不变;沿水平方向:
F1的大小等于F2沿水平方向的分力与FC沿水平方向分力的和,由于FC沿水平方向分力随θ的增大而增大,所以F1逐渐增大.可知四个选项中只有D正确.
故选:
D.
【点评】本题关键对O点受力分析后根据平衡条件列式求解,可以结合合成法、分解法、正交分解法求解,中档题.
3.如图所示,质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落,落到地面进入沙坑h/10停止,则钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的( )倍.
A.9B.10C.11D.12
【考点】动能定理的应用.
【分析】在整个过程中,有重力和阻力对钢珠做功,对全程由动能定理可求得钢珠在沙坑中受到