【全国百强校】四川省成都市第七中学2014-2015学年高一下学期期末考试物理试题(PDF版)

成都七中 2014-2015 学年度下期期末考试 高一物理试题
命题人:俞献林 黄魏
温馨提示: 1、本试题包括选择题和非选择题两大部分,满分 110 分,答题时间为 100 分钟 2、本试题所有答案均填写在答题卡对应规定的位置,不能使用添卷纸。

审题人:母明亮

Ⅰ卷
一、选择题(本题共 16 小题。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确, 全部选对的得 3 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分)
1.下列说法正确的是( ) A.做曲线运动物体的速度和加速度时刻都在变化 B.卡文迪许通过扭秤实验得出了万有引力定律 C.1847 年德国物理学家亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律 D.一对作用力与反作用力做的总功一定为 0 2.船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示,河水的流速与船离河岸的距离的 变化关系如图乙所示,则当船沿渡河时 间最短的路径渡河时( ) A.船渡河的最短时间 60s B.要使船以最短时间渡河,船在行驶 过程中,必须随时调整船头指向 C.船在河水中航行的轨迹是一条直线 D.船在河水中的最大速度是 5m/s 3.如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一起,大圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲不打滑 转动. 大、 小圆盘的半径之比为 3: 1, 两圆盘和小物体 m1、 m2 间的动摩擦因数相同. m1 离甲盘圆心 O 点 2r,m2 距乙盘圆心 O′点 r,当甲缓慢转动且转速慢慢增加时( )

A.物块相对盘开始滑动前,m1 与 m2 的线速度之比为 1:1 B.物块相对盘开始滑动前,m1 与 m2 的向心加速度之比为 2:9 C.随转速慢慢增加,m1 先开始滑动 D.随转速慢慢增加,m1 与 m2 同时开始滑动 4、在光滑圆锥形容器中,固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细 杆上穿有小环(小环可以自由转动,但不能上下移动),小环上连接一轻绳,与一质量 为 m 的光滑小球相连,让小球在圆锥内作水平面上的匀速圆周运动,并与圆锥内壁接 触. 如图所示, 图 (a) 中小环与小球在同一水平面上, 图 (b) 中轻绳与竖直轴成 θ 角. 设

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a 图和 b 图中轻绳对小球的拉力分别为 Ta 和 Tb,圆锥内壁对小球的支持力分别为 Na 和 Nb,则在下列说法中正确的是( )

A.Ta 一定为零,Tb 一定为零 B.Ta 可以为零,Tb 可以不为零 C.Na 一定不为零,Nb 不可以为零 D.Na 可以为零,Nb 可以不为零 5.设地球半径为 R,质量为 m 的卫星在距地面 R 高处做匀速圆周运动,地面的重力加 速度为 g,则( ) A.卫星的线速度为
gR 2
g 2

B.卫星的角速度为

g 4R
R g

C.卫星的加速度为

D.卫星的周期为 4 ?

6.2013 年 12 月 2 日,嫦娥三号探测器顺利发射。嫦娥三号要求一次性进入近地点 210 公里、远地点约 36.8 万公里的地月转移轨道。12 月 10 日晚上九点二十分,在太空飞行 了九天的“嫦娥三号”飞船,再次成功变轨,从 100km× 100km 的环月圆轨道Ⅰ,降低到 近月点 15km、远月点 100km 的椭圆轨道Ⅱ,两轨道相交于点 P,如图所示。若绕月运 行时只考虑月球引力作用,关于“嫦娥三号”飞船,以下说法正确的是

A.在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期 B.沿轨道 I 运行至 P 点的速度等于沿轨道 II 运行至 P 点的速度 C.沿轨道 I 运行至 P 点的加速度大于沿轨道 II 运行至 P 点的加速度 D.在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大 7.放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环 a、b 通过过其圆心的竖直轴 O1O2 连接,其 半径 Rb= 3 Ra, 环上各有一个穿孔小球 A、 B(图中 B 球未画出), 均能沿环无摩擦滑动。 如果同心圆环绕竖直轴 O1O2 以角速度 ω 匀速旋转,两球相对于铁环静止时,球 A 所在 半径 OA 与 O1O2 成 θ=300 角。则( )

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A.球 B 所在半径 OB 与 O1O2 成 45° 角 B.球 B 所在半径 OB 与 O1O2 成 30° 角 C.球 B 和球 A 在同一水平线上 D.由于球 A 和球 B 的质量未知,不能确定球 B 的位置 8.如图所示,从 A 点由静止释放一弹性小球,一段时间 后与固定斜面上 B 点发生碰撞, 碰后小球速度大小不变, 方向变为水平方向, 又经过相同的时间落于地面上 C 点, 已知地面上 D 点位于 B 点正下方,B、D 间的距离为 h, 则( ) A.C、D 两点间的距离为 2 h
h 2

B.C、D 两点间的距离为
h 4

2 3

3

h

C.A、B 两点间的距离为

D. A、B 两点间的距离为

9、如图所示,质量为 M=2Kg 的薄壁细圆管竖直放置,圆管内壁光滑,圆半径比细管的 内径大的多,已知圆的半径 R=0.4m,一质量为 m=0.5Kg 的小球在管内最低点 A 的速度 大小为2√3 m/s,g 取 10m/s2,则下列说法正确的是( )

A.小球恰好能通过最高点 B.小球上升的最大高度为 0.3m C.圆管对地的最大压力为 20N D.圆管对地的最大压力为 40N 10. P1 、 P2 为相距遥远的两颗行星,距各自表面相同高度处各有一颗卫星 s1 、 s 2 做匀 速圆周运动,图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a,横坐标 表示物体到行星中心的距离 r 的平方,两条曲线分别表示 P1 、 P2 周围的 a 与 r 的反比 关系,它们左端点横坐标相同,则( A. P1 的平均密度比 P2 的大 B. P1 的第一宇宙速度比 P2 的小 C. s1 的向心加速度比 s 2 的大 )
2

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D. s1 的公转周期比 s 2 的大 11.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的 1.8 倍,质量是 - 地球的 25 倍.已知近地卫星绕地球运动的周期约为 1.4 小时,引力常量 G=6.67× 10 11 N· m2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为( ) A.1.8× 103kg/m3 B.5.6× 103kg/m3 4 3 C.7.7× 10 kg/m D.2.9× 104kg/m3 12.如图所示,在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环,杆与水平方向的夹角 α =30° ,圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连,弹簧的另一端固定在地面上的 A 点,弹 簧处于原长 h。让圆环沿杆由静止滑下,滑到杆的底端时速度恰为零。则在圆环下滑过 程中( ) A.圆环和地球组成的系统机械能守恒 B.当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大 C.弹簧的最大弹性势能为 mgh D.弹簧转过 60° 角时,圆环的动能为
m gh 2

13、如图所示,固定在竖直面内的光滑圆环半径为 R,圆环上套有质量分别为 m 和 2m 的小球 A、B(均可看作质点),且小球 A、B 用一长为 2R 的轻质细杆相连,在小球 B 从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为 g),下列说法 不正确的是( )
B

A

A.B 球减少的机械能等于 A 球增加的机械能 B.B 球减少的重力势能等于 A 球增加的动能 C.B 球的最大速度为√
4 3 8 3

D.细杆对 B 球所做的功为

14.如图 甲所示,物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感 器和速度传感器监测到推力 F、 物体速度 v 随时间 t 变化的规律如图乙所示. 取 g=10 m/s2. 则( )

A.物体的质量 m=1.0 kg
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B.物体与水平面间的动摩擦因数 μ=0.20 C.第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W=2.0 J D.前 2 s 内推力 F 做功的平均功率 P =1.5 W 15.如图 a,用力 F 拉一质量为 1 kg 的小物块使其由静止开始向上运动,经过一段时间 后撤去 F。以地面为零势能面,物块的机械能随时间变化图线如图 b.所示,已知 2 s 末 拉力大小为 10 N,不计空气阻力,取 g=10 m/s2,则( ) A.力 F 做的功为 50 J B.力 F 的功率恒为 50W C.2 s 末物块的动能为 25 J D.落回地面时物块的动能为 50 J

16.如图所示,倾角 30° 、高为 L 的固定斜面底端与光滑水平面平滑相连,质量分别为 3m、m 的两个小球 A、B 用一根长为 L 的轻绳连接,A 球置于斜面顶端。现由静止释 放 A、B 两球,B 球与弧形挡板碰撞过程时间极短无机械能损失,且碰后只能沿斜面下 滑,两球最终均滑到水平面上。已知重力加速度为 g,不计一切摩擦,则

A.A 球刚滑至水平面时的速度大小为

5 gL 2 6 gL 2

B.B 球刚滑至水平面时的速度大小为

C.在 A 球沿斜面下滑的过程中,轻绳对 B 球先做正功、后不做功 D.两小球在水平面上不可能相撞

Ⅱ卷
二、实验题(共 12 分)
17.(1)成都七中林荫校区某同学采用半径 R=25 cm 的 1/4 圆弧轨道做平抛运动实验, 其部分实验装置示意图如图 17(1)甲所示.实验中,通过调整使出口末端 B 的切线水 平后,让小球从圆弧顶端的 A 点由静止释放.图 17(1)乙是小球做平抛运动的闪光照 片, 照片中的每个正方形小格的边长代表的实际长度为 4.85 cm.已知闪光频率是 10 Hz. 则根据上述的信息可知
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1 小球到达轨道最低点 B 时的速度大小 vB=________ m/s,小球在 D 点时的竖直速 ○ 2 度大小 vDy=________ m/s,当地的重力加速度 g=________ m/s ; 2 小球在圆弧槽轨道上是否受到了摩擦力:________(填“受到”、“未受到”或 ○ “条件不足,无法确定”).

图 17(1)

图 17(2)

(2)成都七中网校某远端学校所在地重力加速度 g 恰好与(1)问中七中林荫校区 同学所测的结果一样。该校同学在做“验证机械能守恒定律”实验时,使用重物的质量 为 m=1.00 kg,打点计时器所用电源的频率为 f=50 Hz.得到如图 17(2)所示为实验 中得到一条点迹清晰的纸带.点 O 与点 1 间的距离约为 2mm,另选连续的 4 个点 A、B、 C、 D 作为测量的点, 经测量知 A、 B、 C、 D 各点到 O 点的距离分别为 63.35 cm、 70.36 cm、 77.76 cm、85.54 cm. 根据以上数据,可知重物由 O 点运动到 C 点,重力势能的减少量等于________,动 能的增加量等于________(取 3 位有效数字).

三、计算题(共 50 分)
18(10 分).我国探月工程已规划至“嫦娥四号”,并计划在 2017 年将嫦娥四号探月 卫星发射升空。到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测。已知万有引力常量为 G,月 球表面的重力加速度为 g,月球的平均密度为 ρ,月球可视为球体,球体积计算公式
V ? 4 3

? R 。求:

3

(1)月球质量 M. (2)嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度 v。

19(12 分).某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动 能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。 某次测试中,汽车以额定功率行驶 700m 后关闭发动机,测出了汽车动能 Ek 与位移 x 的关系图象如图,其中①是关闭储能装置 时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为 1000kg,设汽车 运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,求

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(1)汽车的额定功率 P; (2)汽车加速运动 500m 所用的时间 t; (3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能 E?

20.(13 分)如图 20 所示,质量为 m 的小球,由长为 L 的细线系住,线能承受的最大 拉力是 9mg,细线的另一端固定在 A 点,AB 是过 A 的竖直线,E 为 A 正下方的一点,且 AE=0.5L,过 E 作水平线 EF,在 EF 上钉铁钉 D,现将小球拉直水平,然后由静止释放, 小球在运动过程中,不计细线与钉子碰撞时的能量损失,不考虑小球与细线间的碰撞. (1) 若钉铁钉位置在 E 点, 请计算说明细线与钉子第一次碰撞后, 细线是否会被拉断? (2)要使小球能绕铁钉在竖直面内做完整的圆周运动,求钉子位置在水平线 EF 上距 E 点距离的取值。

A E D F

B

图 20

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21.(15 分)如图所示,以 A、B 和 C、D 为断点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内, 一滑板静止在光滑的地面上,左端紧靠 B 点,上表面所在平面与两半圆分别相切于 B、C 两 点,一物块(视为质点)被轻放在水平匀速运动的传送带上 E 点,运动到 A 点时刚好与传送 带速度相同,然后经 A 点沿半圆轨道滑下,且在 B 点对轨道的压力大小为 10mg,再经 B 点 滑上滑板,滑板运动到 C 点时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为 m,滑板质量为 M=2m, 两半圆半径均为 R,板长 l=6.5R,板右端到 C 点的距离为 L=2.5R,E 点距 A 点的距离 s=5R, 物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数相同,重力加速度为 g。求 (1)物块滑到 B 点的速度大小. (2)物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数. (3)求物块与滑板间因摩擦而产生的总热量.

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