河北省定州中学高一承智班下期末物理试卷(解析版)

高中物理考试
考试时间: 分钟 满分: 50
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第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共6题,共30分)

1、

从地面竖直向上抛出一个质量为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f恒定。在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列正确的是(   )

A.小球的动能减少mgH

B.小球的动能减少fH

C.小球的机械能减少fH

D.小球的机械能减少(mg+f)H

2、

从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg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

1

A. k的值为1kg·s/m

B. 小球在上升阶段速度大小为1 m/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

3、

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

1

A. F1减小   B. F1不变   C. F2减小   D. F2不变

4、

如图所示,A、B两木块的重力均为50 N,放在倾角1=370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60 N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 ( )

2

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

5、

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.

1

A.9 B.10 C.11 D.12

6、

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

1

二、解答题(共4题,共20分)

7、

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

(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?

8、

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=1T(2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。

9、

质量为4kg的木块放在倾角为300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

(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?

10、

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

(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:2

河北省定州中学高一承智班下期末物理试卷(解析版)

高中物理考试
一、选择题(共6题,共30分)

1、

从地面竖直向上抛出一个质量为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f恒定。在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列正确的是(   )

A.小球的动能减少mgH

B.小球的动能减少fH

C.小球的机械能减少fH

D.小球的机械能减少(mg+f)H

【考点】
【答案】

C

【解析】

试题分析:小球上升的过程中,重力和阻力都做负功,根据动能定理得:1,则得动能的减小量等于2,故AB错误;根据功能关系知:除重力外其余力做的功等于机械能的变化量.在上升过程中,物体克服阻力做功3,故机械能减小3,C正确;D错误;故选C。

2、

从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg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

1

A. k的值为1kg·s/m

B. 小球在上升阶段速度大小为1 m/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

【考点】
【答案】

CD

【解析】

试题分析:小球落地前以v1匀速运动,则有:1,即2,A错误;根据牛顿第二定律得:3,得4,B错误;小球抛出瞬间的加速度大小为5,C正确;上升时加速度为a,3

取极短时间△t内,速度变化△v,有:6

上升的全过程:7

又:89

解得:10,得:11

下降时加速度为a2,12

同理可得:13,所以:14

解得:15,故选CD。

3、

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

1

A. F1减小   B. F1不变   C. F2减小   D. F2不变

【考点】
【答案】

D

【解析】

试题分析: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1,如图,则:2

3

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4,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。

4、

如图所示,A、B两木块的重力均为50 N,放在倾角1=370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60 N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 ( )

2

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】
【答案】

C

【解析】

试题分析:根据胡克定律可知,弹簧弹力:1,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:2,解得:3,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:4,解得:5,则B受的摩擦力为18N,方向沿斜面向上,C正确;ABD错误;故选C。

5、

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.

1

A.9 B.10 C.11 D.12

【考点】
【答案】

C

【解析】

试题分析:对全程运用动能定理得:1,解得:2,故C正确。

6、

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

1

【考点】
【答案】

B

【解析】

试题分析:根据万有引力定律可得:1,则2,因为3,则45;根据6,则7,故v-r图像不是线性关系,A错误;根据8,解得9,故a-r-2是过原点的直线,B正确;根据10,解得11,C错误;根据612,解得两黑洞的总机械能为13,D错误;故选B。

二、解答题(共4题,共20分)

7、

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

(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?

【考点】
【答案】

(1)1;(2)2

【解析】

试题分析:(1)设m3发射出去的速度为v1,m2的速度为v2以向右的方向为正方向,

对m2、m3,由动量守恒定律得:1

只要m1和m3碰后速度不大于v2,则m3和m2就不会再发生碰撞,m3与m2恰好不相撞时,两者速度相等。

对m1、m3,由动量守恒定律得:2

解得:3

即弹簧将m3发射出去的速度至少为4

(2)对m2、m3及弹簧,由机械能守恒定律得:5

8、

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=1T(2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。

【考点】
【答案】

①0.5V0  ②1

【解析】

试题分析:①设充入气体体积ΔV,由理想气体状态方程可知:

1

2

②由题意:3

由热力学第一定律:4可得:5

9、

质量为4kg的木块放在倾角为300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

(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?

【考点】
【答案】

(1)60N(2)2s

【解析】

试题分析:(1)木块在斜面上所受的滑动摩擦力:1

木块在拉力作用下运动时:2

由牛顿第二定律得:3

由以上三式代入数据求得:4

(2)设拉力最小作用时间为t,则:56

撤去F后:7

89

解得:10

10、

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

(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:2

【考点】
【答案】

(1)5m/s(2)6.8N(3)见解析;

【解析】

试题分析:(1)将小球经A点时的速度vA分解,有:1

解得:2

(2)小球从A到B的过程,由机械能守恒定律有

3

在B点,对小球有:4

代入数据解得  5

由牛顿第三定律知,小球经B点时对圆槽的压力大小为6.8N。

(3)小球能从A点沿切线方向进入圆弧,说明其经A点时的速度vA与水平方向的夹角为θ1。设它从P到A的时间为t,则有:6

7

所以有:8,得证