安徽省铜陵市2016-2017学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）.doc

2016-2017学年安徽省铜陵市高一（下）期末物理试卷一、选择题1. 下列说法正确的是（ ）A. 质点在某一点的速度，不一定沿曲线在这一点的切线方向B. 做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心C. 平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的D. 物体受恒力作用时，可能做匀速圆周运动【答案】C【解析】物体做曲线运动，速度方向沿该点的切线方向，A错误；匀速圆周运动的物体，加速度方向一定指向圆心，变速圆周运动，加速度的方向不一定指向圆心，B错误；平抛运动的加速度不变，方向竖直向下，则速度变化量的方向一定竖直向下，C正确；物体做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，合力方向时刻改变，可知物体受恒力作用，不可能做匀速圆周运动，故D错误2. 如图，在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业为了节省救援时间，消防车向前前进的过程中，人相对梯子匀加速向上运动，在地面上看消防队员的运动，下列说法中正确的是（ ）A. 当消防车匀速前进时，消防队员可能做匀加速直线运动B. 当消防车匀速前进时，消防队员水平方向的速度保持不变C. 当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速曲线运动D. 当消防车匀减速前进时，消防队员一定做匀变速曲线运动【答案】D【解析】消防员参与了沿梯子方向的匀加速直线运动和水平方向上的匀速直线运动，通过合速度与合加速度是否在同一条直线上判断消防员做直线运动还是曲线运动若消防车匀速前进，根据运动的合成，知合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动，故A错误将消防员的运动分解为水平方向和竖直方向，知水平方向上的最终的速度为匀速后退的速度和沿梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速度在变，所以消防队员水平方向的速度在变。故B错误若消防车匀加速前进，根据运动的合成，知合速度的方向与合加速度的方向有可能在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员有可能做匀变速直线运动，故C错误若消防车匀减速前进，根据运动的合成，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动，故D正确3. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是v当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力值是（ ）A. 0 B. mg C. 3mg D. 5mg【答案】C【解析】当小球以速度v经内轨道最高点时且不脱离轨道，则小球仅受重力，重力充当向心力，有；当小球以速度2v经内轨道最高点时，小球受重力G和轨道对小球竖直向下的支持力N，如图，合力充当向心力，有；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，；由以上三式得到，故选项C正确。点睛：本题要注意对小球受力分析，找出向心力来源；同时，题中要求的为轨道对小球的压力，而非支持力。4. 有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动，运用您所学物理知识，分析垃圾转移前后，下列说法中正确的是（ ）A. 地球与月球间的万有引力会逐渐减小B. 月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小C. 月球绕地球运行的加速度将会逐渐变大D. 月球绕地球运行的周期将变小【答案】B【解析】试题分析：月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出线速度、周期和万有引力的表达式进行分析设地球质量为M，月球质量为m，地球与月球间的万有引力，由于，M减小、m增加、固定，故会增加，故地球与月球间的万有引力会逐渐增加，直到两者质量相等为止，A错误；万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有解得，由于M减小，故月球的运行速度减小，向心加速度减小，周期将会增大，故B正确CD错误5. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AOOB，则（ ）A. 星球A的质量小于星球B的质量B. 星球A的线速度大于星球B的线速度C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小D. 双星的总质量一定，双星间距离越大，其转动周期越小【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力，因为，所以，即A的质量一定大于B的质量，A错误；双星系统角速度相等，根据，且，可知，A的线速度小于B的线速度，B错误；设两星体间距为L，中心到A的距离为，到B的距离为，根据万有引力提供向心力公式得，解得周期为，由此可知双星的距离一定，质量越大周期越小，C正确；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，D错误6. “嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道绕月飞行，如图所示之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动对此，下列说法正确的是（ ）A. 卫星在轨道上运动的速度大于月球的第一宇宙速度B. 卫星在轨道上运动周期比在轨道上长C. 卫星在轨道上运动到P点的速度大于沿轨道运动到P点的速度D. 卫星在轨道上运动到P点的加速度等于沿轨道运动到P点的加速度【答案】D【解析】试题分析：月球的第一宇宙速度是在月球表面的卫星的运行速度；根据开普勒第三定律公式比较周期长短；根据牛顿第二定律分析加速度大小关系万有引力提供向心力，故，解得，轨道半径越大，线速度越小月球第一宇宙速度对应的轨道半径为月球的半径，所以第一宇宙速度是绕月球作圆周运动最大的环绕速度，所以卫星在轨道上运动的速度小于月球的第一宇宙速度，A错误；根据开普勒第三定律，半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道运动的周期最长，B错误；卫星在轨道上运动到P点需要减速才能转移到轨道上运动，故卫星在轨道上运动到P点的速度小于沿轨道运动到P点时的速度，C错误；卫星在轨道上在P点和在轨道在P点的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律，加速度相等，D正确7. 质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D于圆心O在同一水平线上小滑块运动时，物体M保持静止，关于物体M对地面的压力N和地面对物体的摩擦力，下列说法正确的是（ ） A. 滑块运动到A点时，NMg，摩擦力方向向左B. 滑块运动到B点时，NMg，摩擦力方向向右C. 滑块运动到C点时，N=（M+m）g，M于地面无摩擦力D. 滑块运动到D点时，N=Mg，摩擦力方向向左【答案】D【解析】小滑块在A点时，滑块对M的作用力在竖直方向上，系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，A错误；小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以M对滑块有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力，B错误；小滑块在C点时，滑块的向心力向上，所以C对物体M的压力要大于C的重力，故M受到的滑块的压力大于mg，那么M对地面的压力就要大于（M+m）g，C错误；小滑块在D点需要的向心力向左，所以M对滑块有向左的支持力的作用，即滑块对M有向右的作用力，地面要对M有向左的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力，D正确8. 在天花板上的O点系一根细绳，细绳的下端系一小球小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中，不计空气阻力，下面说正确的是（ ） A. 小球受到的向心力大小不变B. 细绳对小球的拉力对小球做正功C. 重力对小球做功的平均功率为零D. 重力对小球做功的功率先变大后变小【答案】D【解析】试题分析：小球被释放后做圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，在下落过程中速度逐渐增大，运动过程中，由向心力公式可判断出向心力变化绳子拉力与小球速度始终垂直，对小球不做功重力的瞬时功率由公式可判断小球从A点运动到B点过程中，速度逐渐增大，由向心力公式可知，向心力逐渐增大，A错误；小球做圆周运动，细绳对小球的拉力方向始终与小球的速度垂直，可知，拉力对小球不做功，B错误；重力对小球做的功为，则其平均功率不为零，故C错误；小球在A点时速度为零，重力的瞬时功率为零，到达B点时，重力与速度垂直，由公式可知重力的瞬时功率也为零，则重力对小球做功的瞬时功率先变大后变小，故D正确9. 取水平地面为重力势能零点一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能是重力势能的一半不计空气阻力该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角的正切值tan为（ ）A. 1 B. C. 2 D. 【答案】B【解析】试题分析：在抛出点，根据题意可知：，即；当物体落地时，则速度方向与水平方向的夹角的正切值，故选项B正确。考点：平抛运动.【名师点睛】此题是对平抛物体的运动的考查；要知道平抛物体在水平方向是匀速运动，在竖直方向是自由落体运动运动，结合两个方向的运动规律即可求解；此题是基础题，意在考查学生灵活运用基础知识解决问题的能力.10. 如图所示，光滑轨道ABCD是过山车轨道的模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平粗糙传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（ ）A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2.2RB. 滑块返回左侧所能达到的最大高度一定低于出发点AC. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关D. 无论传送带速度v多大，滑块于传送带摩擦产生的热量都一样多【答案】C.二、填空题11. 在“研究平抛物体运动”的实验中（如图1），通过描点画出平抛小球的运动轨迹（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_A选取的斜槽轨道要表面光滑B每次小球应从同一高度由静止释放C每次小球释放的初始位置可以任意选择D为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图3中yx2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_（选填“A”、“B”、“C”或“D”）（3）图2是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A，B，C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距x为60.0cm则平抛小球的初速度v0为_m/s，g取10m/s2【答案】 (1). B (2). A (3). 3.0（1）为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故AC错误B正确；为描出小球的运动轨迹，描绘的点用平滑曲线连接，D错误（2）根据，得，可知yx2图象是过原点的倾斜直线，故A正确（3）根据得，根据得，则初速度12. 如图1所示为“探究功与速度变化的关系”的实验装置图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，这时，橡皮筋对小车做的功记为W再用2条、3条相同的橡皮筋并在一起进行实验每次实验中小车获得的速度由打出的纸带算出（1）为了平衡小车受到的摩擦力，木板应_（填“水平”或“倾斜”）放置；（2）判断摩擦阻力已被平衡的方法是_A释放小车后，小车能够运动B轻推一下小车，小车能够匀速运动C释放小车后，拖着纸带的小车能够运动D轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速运动（3）实验中_ （填“需要”或“不需要”）测出一条橡皮筋对小车做功W的数值（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图2纸带的_部分进行测量（选填“AD”、“DG”或“GK”）【答案】 (1). 倾斜 (2). D (3). 不需要 (4). GK【解析】试题分析：(1)为了平衡小车受到的摩擦力，木板应倾斜放置；（2）判断摩擦阻力已被平衡的方法是：轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速运动，选项D 正确；(3)实验中只需要知道用n条橡皮筋对小车做的功为nW，但是不需要测出一条橡皮筋对小车做功W的数值；由于GK部分点迹均匀，说明小车已经做匀速运动，故选用GK部分可以测量小车获得的速度。考点：“探究功与速度变化的关系”的实验。三、计算题13. 飞机离地面高度为H=720m，飞机的水平飞行速度为v1=100m/s，追击一辆速度为v2=30m/s同向行驶的汽车，不考虑空气阻力，g取10m/s2，求：（1）炸弹从投出到落地所需的时间是多少？（2）欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？【答案】（1）12s（2）840m【解析】试题分析：炸弹离开飞机后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间；结合炸弹的初速度和时间求出平抛运动的水平位移，结合汽车的速度求出汽车在炸弹平抛运动时间内的位移，从而得出飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹（1）由得炸弹下落时间为 （2）这段时间内，炸弹的水平位移为：汽车的位移为：；故飞机距汽车的水平距离为时投弹14. 据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星假设该行星质量约为地球质量的6倍，半径约为地球半径的2倍若某人在地球表面能举起60kg的物体，试求：（1）人在这个行星表面能举起的物体的质量为多少？（2）这个行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的多少倍？【答案】（1）40kg（2）倍【解析】（1）物体在星体表面的重力等于物体受到的万有引力，又有同一个人在两个星体表面能举起的物体重力相同，故有：；所以；（2）第一宇宙速度即近地卫星的速度，故有故，所以；15. 如图所示装置可绕竖直轴OO转动，可视为质点的小球A于两细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角=53已知小球的质量m=1kg，细线AC长L=3m（重力加速度取g=10m/s2，sin53=0.8）（1）若装置匀速转动时，细线AB刚好被拉至成水平状态，求此时的角速度1（2）若装置匀速转动的角速度2=rad/s，求细线AB和AC上的张力大小TAB、TAC【答案】（1）rad/s（2）4N、N【解析】（1）当细线AB刚好被拉直，则AB的拉力为零，靠AC的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有，解得（2）若装置匀速转动的角速度，竖直方向上有：，水平方向上有：，代入数据解得16. 为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为=53，长为L1=7.5m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC相连，然后在C处连接一个竖直的光滑圆轨道如图所示高为h=0.8m光滑的平台上有一根轻质弹簧，一端被固定在左面的墙上，另一端通过一个可视为质点的质量m=1kg的小球紧压弹簧，现由静止释放小球，物块离开台面时已离开弹簧，到达A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下已知小物块与AB间的动摩擦因数为=0.5g取10m/s2，sin53=0.8求：（1）弹簧被压缩时的弹性势能；（2）小球到达C点时速度vC的大小；（3）小球浸入圆轨道后，要使小球不脱离轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件【答案】（1）4.5J（2）10m/s（3）R5m或0R2m【解析】试题分析：根据小球在A点的速度方向，由平抛运动规律根据竖直高度得到竖直分速度，从而得到离开平台时的速度，然后对小球在平台上的运动应用动能定理即可求解；对小球从A到C应用动能定理求解；通过小球不脱离轨道得到小球的运动状况，然后应用机械能守恒求解（1）小球离开台面到达A点的过程做平抛运动，故有，小球在平台上运动，只有弹簧弹力做功，故由动能定理可得：弹簧被压缩时的弹性势能为：；（2）小球在A处的速度为：；小球从A到C的运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得解得：；（3）小球进入圆轨道后，要使小球不脱离轨道，即小球能通过圆轨道最高点，或小球能在圆轨道上到达的最大高度小于半径；那么对小球能通过最高点时，在最高点应用牛顿第二定律可得：；对小球从C到最高点应用机械能守恒可得 解得：；对小球能在圆轨道上到达的最大高度小于半径的情况应用机械能守恒可得：，解得：；故小球进入圆轨道后，要使小球不脱离轨道，则竖直圆弧轨道的半径R5m或0R2m；