2018-2019学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

宜昌市葛洲坝中学2018-2019学年第二学期高一年级期中考试试卷 物理试题 一、选择题 ‎1.下列关于力的叙述正确的是 A. 放在桌面上的书对桌面的压力就是书受到的重力 B. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C. 放在水平桌面上的书受到一个向上的支持力，这是由于桌面发生微小弹性形变而产生的 D. 由磁铁间有相互作用可知：力可以离开物体而单独存在 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放在桌面上的书对桌面的压力大小等于书的重力，不能说就是书受到的重力，选项A错误； 摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，不一定与运动方向相反，选项B错误；放在水平桌面上的书受到一个向上的支持力，这是由于桌面发生微小弹性形变而产生的，选项C正确；力是物体对物体的作用，不能离开物体单独存在，选项D错误.‎ ‎2.汽车刹车后做匀减速直线运动,经过3.5s停止,它在刹车开始后的1s内、2s内、3s内的位移之比为 A. 1：2：3 B. 1：4：9 C. 1：3：5 D. 3：5：6‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设加速度大小为a，根据速度公式v0−a•3.5＝0，得汽车的初速度v0＝3.5a；则1s内的位移；2s内的位移；3s内的位移；可知，故D正确，ABC错误；‎ ‎3.人用绳子通过动滑轮拉A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，求此时A物体实际运动的速度是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，‎ 拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度．故A正确，BCD错误。‎ ‎4.甲、乙两名溜冰运动员，M甲＝80kg，M乙＝40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示。两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，下列判断中正确的是 A. 两人的线速度相同，约为40m/s B. 两人的角速度相同，为5rad/s C. 两人的运动半径相同，都是0.45m D. 两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得：M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2=9.2N ；由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，所以ω甲=ω乙．则R甲=0.3m，R乙=0.6m。由于v=Rω，知两人的线速度不等。根据F=M甲R甲ω甲2，解得：。故D正确，ABC错误。‎ ‎5.设月球绕地球运动的周期为27天,则月球中心到地球中心的距离R1与地球的同步卫星到地球中心的距离R2之比即R1∶R2为(　 　)‎ A. 3∶1‎ B. 9∶1‎ C. 27∶1‎ D. 18∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由开普勒第三定律有＝，所以＝＝＝，选项B正确 ‎6.一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图中左图所示。则拉力的功率随时间变化的图像是图中的（g取10m/s2）：‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据v−t图象和题意可知：一个物体在粗糙程度均匀的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内先做匀加速运动后匀速直线运动：①在第一个加速过程中，物体受到的拉力大于摩擦力，即，且F1的大小不变，拉力的功率，而v与t成正比，则有v=kt(k为比例系数)；所以，即P与t成正比，则P−t图象为一过原点的倾斜直线；‎ ‎②在第二个过程中，物体以第一个过程中的末速度做匀速直线运动，受到的拉力F2等于摩擦力，因接触面的粗糙程度与压力大小不变，故摩擦力大小不变，F2=f，此时拉力的功率与速度的关系为，因拉力F2与此时物体的速度v末均为定值，即功率大小不随时间变化，为一水平直线；‎ 因F1>F2，且第一个过程末时刻速度等于第二个过程初时刻的速度，所以第一个过程末时刻的功率大于第二个过程初时刻的功率(即图象中的转折处功率突然减小)；所以，拉力的功率随时间变化的图象是如图中的D，故D正确，A、B、C错误； ‎ 故选B。‎ ‎【点睛】根据图象分析物体运动情况和受力情况，根据物体的运动状态找出两个过程中拉力的大小关系及第一个过程末和第二个过程初的速度关系，由P=Fv得到拉力的功率与时间的关系，再选择图象。‎ ‎7.如图甲所示，两物体A、B叠放在光滑水平面上，对物体A 施加一水平力F，F-t关系图象如图乙所示。两物体在力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止。则（ ）‎ A. 两物体做匀变速直线运动 B. 两物体沿直线做往复运动 C. B物体所受摩擦力的方向始终与力F的方向相同 D. t＝2s到t＝3s这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：先对整体受力分析可知加速度的变化，得知整体的运动状态及其变化；再对B分析可知AB间摩擦力及其变化；‎ 解：A、对AB整体分析可知，整体水平方向只受变化的推力作用．由图象可知，合外力作周期性变化，则由牛顿第二定律可知，整体的加速度也作周期性的变化，所以两物体做非匀变速直线运动；故A错误．‎ B、因0﹣2s时间内物体向右做加速度先增大后减小的加速运动，2s﹣4s时间内物体向右做加速度先增大后减小的减速运动，根据对称性可知，4s末物体的速度为零，接着周而复始，故两物体沿直线做单向运动．故B错误；‎ C、因两物体一直相对静止，故在运动中加速度相同，而B由摩擦力提供加速度，整体由F提供，故B受到的摩擦力一直与F同向，故C正确；‎ D、对B分析可知，B水平方向只受摩擦力．t=2s到t=3s时间内，F增大，由牛顿第二定律知，整体的加速度逐渐增大，B所受的摩擦力逐渐增大；故D错误；‎ 故选C．‎ ‎【点评】本题为连接体问题，此类问题的处理方法一般要先整体再隔离，分别对整体和部分受力分析是解决问题的关键．‎ ‎8.从同一地点出发甲、乙两个物体沿同一方向做直线运动的v—t图象如图所示，则 A. 两物体相遇的时刻是2s末和6s末 B. 乙物体先向前运动2s，随后向后运动 C. 在0～6s的时间内，两个物体相距最远的时刻是4s末 D. 4s后甲在乙前面 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：在v-t图中图象与横坐标围成面积大小与物体发生的位移大小相等，由图可知当t=2s和t=6s时，两图象与横坐标围成面积相等，说明发生的位移相等，由于两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动，因此两物体两次相遇的时刻是2s和6s，故A正确；整个过程中乙物体一直向前运动，先加速后减速，故B错误．由图象可知，两物体相距最远时刻出现在甲追乙阶段，即当速度相等时，甲乙相距最远，此时t=4s，故C正确；开始运动时，乙的初速度为零，甲在前面，在t=2s时，两物体相遇，此时乙的速度大于甲的，因此乙在前面，甲匀速运动开始追乙，乙做匀减速运动，当t=6s时，甲乙再次相遇，因此在2～6s内，甲在乙后面，故D错误；故选AC．‎ 考点：v-t图线；追击问题.‎ ‎9.从高度为125m的塔顶，先后落下a、b两球,自由释放这两个球的时间差为1s，则以下判断正确的是(g取10m/s2,不计空气阻力)‎ A. b球下落高度为20m时，a球的速度大小为30m/s B. a球接触地面瞬间，b球离地高度为80m C. 在a球接触地面之前，两球离地的高度差恒定 D. 在b球运动之后a球接触地面之前，两球速度差恒定 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据h＝gt2知，b球下落时间．则a球下落的时间t1=3s，速度v=gt1=30m/s。故A正确。a球运动的时间，则b球的运动时间t′=4s，b球下降的高度，所以b球离地面的高度为45m。故B错误。设b球下降时间为t时，b球下降的高度hb＝gt2，a球下降的高度ha＝g(t+1)2，两球离地的高度差等于下降的高度差，△h＝ha−hb＝gt+g，随时间的增大，位移差增大。故C错误。设b球下降时间为t时，b球的速度vb=gt，a球的速度va=g（t+1），则△v=va-vb=g，与时间无关，是一定量。故D正确。‎ ‎10.在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为3m和2m ‎，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚要离开C时，A的加速度方向沿斜面向上，大小为a，则　　‎ A. 物体A始终做匀加速运动 B. 从静止到B刚离开C的过程中，弹簧的弹力先减小后增大 C. 从静止到B刚离开C的过程中，A运动的距离为 D. 恒力F的大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体A沿斜面方向受恒力F、重力沿斜面向下的分力、弹簧的弹力，弹簧的弹力是变化的，则合力是变化的，所以加速度是变化的，故A错误；‎ B．弹簧开始是被压缩的，物体A向上运动时，弹簧先回复原长，后被拉长，所以弹力先减小后增大，故B正确；‎ C．开始A处于静止状态，弹簧处于压缩状态，根据平衡有，解得，当B刚离开C时，B对挡板的弹力为零，弹簧处于拉伸状态有，解得，可知从静止到B刚离开C的过程中，A发生的位移，故C正确；‎ D．根据牛顿第二定律有，解得，故D错误。‎ ‎11.如图所示，两个质量相等的小球A、B处在同一水平线上，当小球A被水平抛出的同时，小球B开始自由下落，不计空气阻力，则(    )．‎ A. 两球的速度变化快慢不相同 B. 在同一时刻，两球的重力的功率相等 C. 在下落过程中，两球的重力做功相同 D. 在相等时间内，两球的速度增量相等 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】两球的加速度均为g，则两球速度变化的快慢相同，选项A错误；在某时刻两球的竖直速度均为vy=gt，根据PG=mgvy可知在同一时刻，两球的重力的功率相等，选项B正确；根据h=gt2，则W=mgh=mg2t2可知在下落过程中，两球的重力做功相同，选项C正确；根据可知，在相等时间内，两球的速度增量相等，选项D正确；故选BCD.‎ ‎12.半圆柱体M放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板PQ，M与PQ之间放有一个光滑均匀的小圆柱体N，整个系统处于静止。如图所示是这个系统的纵截面图。若用外力F使PQ保持竖直并且缓慢地向右移动，在N落到地面以前，发现M始终保持静止。在此过程中，下列说法正确的是 A. PQ对N的弹力逐渐减小 B. MN之间的弹力逐渐增大 C. 地面对M的摩擦力逐渐增大 D. 地面对M的支持力逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】先对N受力分析，受重力、M对N的支持力和PQ对N的支持力，如图：‎ ‎ 根据共点力平衡条件，有：，N2=mgtanθ 再对M、N整体受力分析，受重力、地面支持力、PQ挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力，如图：‎ ‎ 根据共点力平衡条件，有：f=N2 N=（M+m）g，故有：f=mgtanθ；PQ保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ不断变大，故f变大，N不变，N1变大，N2变大，故BC正确，AD错误.‎ 二、实验题 ‎13.某同学安装如图甲所示的实验装置，验证机械能守恒定律。如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带；现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02 s打一个点。请回答下列问题：‎ ‎（1）下列几个操作步骤中：‎ A．按照图示，安装好实验装置；‎ B．将打点计时器正确连接到电源的上；‎ C．用天平测出重锤的质量；‎ D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；‎ E．测量纸带上某些点间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。‎ 没有必要的是_________，操作错误的是____________。(填步骤前相应的字母序号)‎ ‎（2）根据纸带可以判断，实验时纸带的_________(填“左”或“右”)端和重物相连接。‎ ‎（3）若x2＝4.80 cm，则在纸带上打下计数点B时的速度vB＝________m/s。‎ ‎（4）若x1数据也已测出，则要验证机械能守恒定律，实验还需测出的一个物理量为______。‎ ‎【答案】 (1). (1) C (2). D (3). (2)左 (4). (3) 1.2 (5). (4) A、B之间的距离或hAB ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）此实验是要验证mgh与mv2的关系，两边的质量m可以消掉，则不需要测量重锤的质量，即C没必要；步骤D中要先接通电源，后释放重锤；‎ ‎（2）根据纸带可知，从左到右点间距离逐渐增加，则可以判断，实验时纸带的左端和重物相连接。‎ ‎（3）若x2＝4.80 cm，则在纸带上打下计数点B时的速度 。‎ ‎（4）要验证mghAB=mvB2，则还需要测量A、B之间的距离hAB.‎ ‎14.在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置。‎ 先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C。‎ 若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm，A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm。请回答以下问题(g＝9.80 m/s2)‎ ‎(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_____________。‎ ‎(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝_______。(用题中所给字母表示)‎ ‎(3)小球初速度的值为v0＝________m/s。‎ ‎【答案】 (1). 为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同； (2). ； (3). 1.00；‎ ‎【解析】‎ ‎（1）要保证每次抛出时的速度相等应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下并且斜槽轨道末端必须保持水平，只要做到这两点，我们就能得到相等的速度，至于摩擦力不会影响这个结果。要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些 ‎（2）水平方向上每次平移x，说明ABC三点的时间间隔相等设为t，由于在竖直方向上小球做的是匀加速直线运动，所以根据匀加速直线运动在相等时间内走过的位移差是一个定值得，两式可计算出v0＝。代入数据得出结果。‎ 三、计算题 ‎15.已知某星球表面重力加速度大小为，半径大小为R，自转周期为T，万有引力常量为求：‎ 该星球质量；‎ 该星球同步卫星运行轨道距离星球表面的高度；‎ 该星球同步卫星运行速度的大小．‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）； ‎ ‎【解析】‎ 由 解得星球质量为：    ‎ 由  ‎ 且 解得：‎ 由   ‎ 解得：‎ 点睛：本题首先明确在星球表面万有引力等于重力，其次要会用万有引力提供向心力的各种表达式，基础题．‎ ‎16.一竖直放置的半径为R＝0.4m半圆形轨道与水平直轨道在最低点平滑连接。质量m＝0.05kg的小球以一定的初速度沿直轨道向右运动，并沿圆轨道的内壁冲上去。如果小球经过N点时的速度v1＝6m/s；小球经过轨道最高点M后作平抛运动，平抛的水平距离为x＝1.6m，取重力加速度g＝10m/s2。求：‎ ‎（1）小球经过M时速度大小；‎ ‎（2）小球经过M时对轨道的压力大小；‎ ‎（3）小球从N点滑到轨道最高点M的过程中克服摩擦力所做的功。‎ ‎【答案】（1）4m/s （2）1.5N （3）0.1J ‎【解析】‎ ‎【分析】小球从M后作平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解M点速度；在M点对小球进行受力分析，根据向心力公式列式即可求解；小球从N点滑到轨道最高点M的过程中根据动能定理列式即可求解；‎ 解：（1）小球从M点抛出，根据平抛规律 竖直方向： ‎ 水平方向： ‎ 联立可解得： ‎ ‎（2）小球经过M时，根据牛顿第二定律 ‎ 可解得： ‎ ‎（3）小球由N到M的过程中，应用动能定理 ‎ ‎ 可解得： ‎ ‎17.如图所示，为一倾角=37°的足够长斜面，将一质量为m=2kg的物体无初速度释放在斜面上，同时施加一沿斜面向上的拉力，2s后拉力变为，方向不变。物体与斜面间的动摩擦因数=0.25，取，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎（1）作用时物体的加速度及2s末物体的速度；‎ ‎（2）前16s内物体发生的位移 ‎【答案】（1）、5m/s（2）30m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）在沿斜面方向上物体受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的重力的分力，摩擦力 通过分析可知物体的合力向下，故向下做初速度为零的匀加速直线运动 根据牛顿第二定律可得，解得 ‎2s末物体的速度 ‎（2）物体在前2s的位移 当外力时，有，方向沿斜面向上，‎ 物体经过时间速度变为零，所以 时间的位移为 当速度减小到零后，如果物体要向上运动，则必须满足，‎ 但实际 所以物体以后处于静止状态 故物体16s的总位移为 考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用 ‎【名师点睛】做分析多过程运动时，一定要根据受力判断物体的运动性质，然后根据牛顿第二定律，求解加速度，然后根据运动学公式求解对应问题，‎ ‎18.如图所示，一名旅客在平直公路边等候长途汽车，他突然发现距离自己所在位置S0=5.0m处的汽车以P=34kW的恒定功率开始启动，于是他从静止开始以a=2.0m/s2的加速度匀加速追赶汽车，经过t=5.0s追上了正在加速运动的汽车。已知汽车（含车内乘客）的质量M=5.0×103kg，汽车运动过程中受到的阻力是其重力的0.08倍，重力加速度g取10m/s2。求：‎ ‎（1）汽车在启动过程中能达到的最大速度；‎ ‎（2）旅客刚追上汽车时汽车的速度和加速度的大小。‎ ‎【答案】（1）8.5m/s （2）6m/s， 0.33m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意可得当汽车牵引力和阻力相等时，速度达到最大，设汽车所受牵引力为F，阻力为f，则：        ‎ 根据题意可知：f=0.08Mg             ‎ 联立可得：vm=8.5m/s      ‎ ‎（2）当旅客追上汽车时，旅客的位移为S1，汽车行驶的位移为S2，汽车速度为v´，加速度为a´，汽车所受的牵引力为F´，由题意可得：‎ ‎ S1-S2=S0            ‎ ‎                          ‎ 在旅客追上汽车的过程中，对于汽车由动能定理可得：‎ ‎        ‎ ‎   ‎ ‎   ‎ 联立以上各式可得：      （）‎ ‎ ‎