【物理】江西省宜春市高安中学2019-2020学年高一下学期期中考试（B）试卷

【物理】江西省宜春市高安中学2019-2020学年高一下学期期中考试（B）试卷

江西省宜春市高安中学2019-2020高一下学期期中考理（B）‎ 一、 选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10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．关于功和能，下列说法中正确的是（ ）．‎ A．功就是能，功可以转化为能 B．做功越多，物体的能越大 C．能量转化中，做的功越多，能量转化越多 D．功是物体能量的量度 ‎2．物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力F1做功6J，物体克服力F2做功8J，则力F1、F2的合力对物体做功（　　）‎ A．10J B．-2J C．-10J D．14J ‎3．如图所示，这是物体做匀变速曲线运动的轨迹示意图。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．C点的加速度比B点的加速度大 B．C点的加速度比A点的加速度大 C．A点的速率大于B点的速率 D．从A点到C点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大 ‎4．如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为球体上两点，下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B两点具有大小相等的线速度 B．A、B两点具有相同的角速度 C．A、B两点具有大小相等的向心加速度 D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心 ‎5．如图所示，小球能在水平光滑滑杆上滑动，滑杆连同支架可以绕竖直轴转动，球通过弹簧与转动轴相连．当系统以角速度ω1匀速转动时，球离轴距离为r1＝8 cm.当系统角速度增加为ω2＝ω1时，球离轴距离为r2＝9 cm，则此弹簧的自然长度l0为(　　)‎ A．8.5 cm B．7 cm C．8 cm D．1 cm ‎6．如图，从半径为R=1m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点的小球，经t=0.4 s小球落到半圆上，已知当地的重力加速度g=10 m/s2，则小球的初速度v0可能为（　　）‎ A．1 m/s或2 m/s B．2 m/s或3 m/s C．3 m/s或4 m/s D．1 m/s或4 m/s ‎7．如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L。一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B。子弹可视为质点，其运动视为匀变速直线运动．则子弹穿出A时的速度为（　　）‎ A． B． C． D．v1‎ ‎8．为探测某X星球，科学家设想驾驶飞船通过变轨到达X星球表面进行科学勘探。假设X星球半径为R，X星球表面的重力加速度为g0，飞船沿距X星球表面高度为8R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近星点B时再次点火进入X星球近星轨道Ⅲ绕天体球做圆周运动。下列判断正确的是（　　）‎ A．飞船在轨道Ⅲ绕X星球运动一周所需的时间 B．飞船在A点处点火变轨时，速度增大 C．飞船在轨道Ⅱ飞行的周期为 D．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率 ‎9．如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上，一小球压在轻弹簧的上端而不栓连，从静止开始释放，在小球向上运动的过程中，规定运动的起点为重力势能的零势能点，小球机械能E随其位移大小x的变化规律如图乙所示，且曲线与平行与x轴的直线相切，则下列说法中正确的是( )‎ A．小球在0~x1这段位移上加速度一直减小 B．小球动能的最大值在0~x1这段位移上的某个位置 C．小球在0~x1这段位移上的机械能守恒 D．小球在x1~x2这段位移上的机械能守恒 ‎10．如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C, 圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r=0.2m，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动，且角速度ω缓慢增大，已知重力加速度为g=10m/s2,则对于这个过程，下列说法正确的是（ ）‎ A．A、B两个物体同时达到最大静摩擦力 B．B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变 C．当rad/s时A、B、C整体会发生滑动 D．当 时，在ω增大的过程中B、C间细线的拉力不断增大 二、实验题（共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎11．在探究功与速度变化的关系的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示．木块从A点静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，记录此过程中弹簧对木块做的功为W1．O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1．再用完全相同的2根、3根…弹簧并在一起进行第2次、第3次…实验并记录2W1，3W1…及相应的L2、L3…数据，用W﹣L图象处理数据，回答下列问题：‎ ‎（1）如图乙是根据实验数据描绘的W﹣L图象，图线不过原点的原因是_____；‎ ‎（2）由图线得木块从A到O过程中摩擦力做的功是Wf =____W1；（小数点后保留一位）‎ ‎（3）W﹣L图象斜率的物理意义是_____．‎ ‎12．用如图甲所示的实验装置验证质量为的物块A、质量为的物块B组成的系统的机械能守恒，B从高处由静止开始下落，A上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知，，打点计时器的频率为50Hz。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎(1)在纸带上打下计数点5时物块的速度_________m/s。‎ ‎(2)在打下计数点0到计数点5的过程中系统动能的增量______J，系统势能减少量______J。（当地重力加速度约为）‎ ‎(3)若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度_____。‎ 三、计算题（共3小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）‎ ‎13．（12分）一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿水平方向以速度从高h处抛出一个小球，测得小球落地时的水平位移为，已知该星球半径为，引力常量为.h远小于R，求：‎ ‎（1）该星球表面的重力加速度；‎ ‎（2）该星球的质量；‎ ‎（3）该星球的密度．‎ ‎14．（15分）如图所示，在半径为R 的光滑半圆轨道与高为10R 的光滑斜轨道处于同一竖直平面内，两轨道之间用光滑轨道CD 相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上轻弹簧被A、B 两小球挤压（不栓接）处于静止状态，现同时释放两小球，A 恰好能通过最高点A；B恰好能到达B 点．已知A 的质量为 mA；B 的质量为mB；求：‎ ‎（1）A 球离开弹簧时的速度vA ‎（2）B 球离开弹簧时的速度 vB ‎（3）弹簧的弹性势能Ep ‎15．（19分）科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求：‎ ‎（1）物块由A到B所经历的时间；‎ ‎（2）DE弧对应的圆心角α为多少；‎ ‎（3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围．‎ ‎【参考答案】‎ 未计算AO间的摩擦力做功 0.3-0.5均可 摩擦力 ‎ ‎12．2.4 0.58 0.59 9.7 ‎ ‎13．(1) (2) (3)‎ ‎（1）在星球上小球做平抛运动 x=v0t h=gt2‎ 解得 （2）又因为星球表面的重力等于万有引力： 则星球的质量为： （3）星球的密度为： 14．（1）（2）（3）2.5mAgR+10mBgR ‎（1）A球过恰好通过圆轨道最高点A时，有：‎ 则得：‎ A球从C运动到A，由机械能守恒定律得：mAvC2=mAvA2+2mAgR 由以上两式求出：‎ ‎（2）B球从D运动到B，由机械能守恒定律得：mBvD2=mBg×10R 求得：‎ ‎（3）弹簧的弹性势能为：Ep=mAvA2+mBvB2‎ 解得：Eρ=2.5mAgR+10mBgR ‎15．(1)0.7s (2) (3),‎ ‎（1）物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得： ‎ 所以：‎ 物体加速到3m/s的时间： ‎ 在加速阶段的位移： ‎ 物体做匀速直线运动的时间： ‎ 物块由A到B所经历的时间：t=t1+t2=0.7s ‎ ‎(2)若物体能在B点恰好离开传送带做平抛运动，则满足：‎ ‎ ‎ 所以： ‎ 所以物体能够在B点离开传送带做平抛运动，平抛的时间： ‎ 解得： ‎ 到达D点时物体沿竖直方向的分速度： ‎ 到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角： ‎ 所以：α=530‎ ‎ ‎ 即DE弧对应的圆心角α为530‎ ‎（3）当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，所以物体在F点受到的支持力：‎ ‎ ‎ 物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得： ‎ 代入数据得：v3=5m/s 物体在倾斜的传动带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力：‎ f′=μmgcos370=2N 重力沿斜面向下的分力：Fx=mgsin370=3N>f′‎ 可知物体不可能相对于传动带静止，所以物体在传送带上将一直做减速运动，物体恰好到达H点时速度为0. ‎ Ⅰ、若传送带的速度大于等于物体在F点的速度，则物体受到的摩擦力的方向向上，物体一直以不变的加速度向上做减速运动；此时：Fx-f′=ma3‎ 解得：a3=2m/s2‎ 物体的位移为： ‎ 代入数据解得：t′=1.16s（或t′=3.84s不合题意）‎ Ⅱ、若传送带的速度小于物体在F点的速度，则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下；当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力方向向上，物体继续向上做减速运动，速度的大小发生变化．‎ 设物体恰好能到达H点时，传送带的速度是vmin，且vmin

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