湖北省襄阳市枣阳一中高二(上)开学物理试卷
高中物理考试
考试时间:
分钟
满分:
65 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共10题,共50分)
1、 在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有( ) A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来 B.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度 C.接通电源,释放纸带 D.用秒表测出重锤下落的时间 2、 如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( ) A.A球的轨道半径比B球大 B.A球的向心力比B球大 C.A球的线速度比B球大 D.A球的角速度比B球大 3、 如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( ) A.ta>tb B.ta<tb C.va<vb D.va>vb 4、 如图所示,物体沿斜面向上运动,经过A点时具有动能100J,当它向上滑行到B点时,动能减少了80J,机械能损失了20J,则物体回到A点时的动能为( ) A.100J B.50J C.20J D.60J 5、 两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是( ) A.乙大 B.甲大 C.一样大 D.无法比较 6、 下列说法正确的是( ) A.单晶体和多晶体都有各项异性的物理性质 B.夏天荷叶上小水珠呈球状,说明水不浸润荷叶 C.能量耗散说明能量在不断减小 D.绝对湿度一定的情况下,温度越高相对湿度越大 7、 两个粒子电荷量相同,在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动( ) A.若速率相等,则半径必相等 B.若动能相等,则周期必相等 C.若质量相等,则周期必相等 D.若质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等 8、 在某一高处的同一点将三个质量都相等的小球,以大小相等的初速度分别竖直上抛,平抛和竖直下抛,不计空气阻力,则( ) A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做的功相等 B.落地时三个球的动能相等 C.三小球落地时间相等 D.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等 9、 一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动,周期为T,人和车的总质量为m,轨道半径为R,车经最高点时发动机功率为P0 , 车对轨道的压力为2mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道压力成正比,则( ) A.车经最低点时对轨道的压力为3mg B.车经最低点时发动机功率为2P0 C.车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为 P0T D.车从最低点经半周到最高点的过程中发动机做的功为2mgR 10、 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0 , 此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0 . 物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( ) A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动 B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为 ﹣μg C.物体做匀减速运动的时间为2 D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0﹣ )
二、解答题(共3题,共15分)
11、 如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽,放在光滑的水平桌面上.A是质量为3m的细长直杆,在光滑导孔的限制下,A只能上下运动.物块C的质量为m,紧靠B放置.初始时,A杆被夹住,使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触,然后从静止释放A.求: (1)杆A的下端运动到槽B的最低点时B、C的速度; (2)杆A的下端经过槽B的最低点后,A能上升的最大高度. 12、 某人为了测定一个凹形路面的半径,在乘汽车通过凹形路面的最低点时,他注意到车上速度计的示数为72km/h,车内悬挂1kg砝码的弹簧秤示数为12N,问: (1)该汽车通过凹形路面的最低点时的加速度多大? (2)凹行路面的半径为多少? 13、 如图所示,一轻绳长为L,下端拴着质量为m的小球(可视为质点),当球在水平面内做匀速圆周运动时,绳子与竖直方向间的夹角为θ,已知重力加速度为g.求: (1)绳的拉力大小F; (2)小球做匀速圆周运动的周期T. |
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湖北省襄阳市枣阳一中高二(上)开学物理试卷
1、
在验证机械能守恒定律的实验中,要验证的是重锤重力势能的减少量等于它的动能的增加,以下步骤中仅是实验中的一部分,在这些步骤中多余的或错误的有( )
A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和低压直流电源连接起来
B.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
C.接通电源,释放纸带
D.用秒表测出重锤下落的时间
A,D
解:A、打点计时器连接交流电源,故A错误.
B、把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度,故B正确.
C、实验时先接通电源,再释放纸带,故C正确.
D、打点计时器可以记录时间,不需要用秒表测出重锤下落的时间,故D是多余的.
本题选多余的或错误的,故选:AD.
【考点精析】掌握机械能守恒及其条件是解答本题的根本,需要知道在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
2、
如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A.A球的轨道半径比B球大
B.A球的向心力比B球大
C.A球的线速度比B球大
D.A球的角速度比B球大
A,C
解:物体受力如图:
A、由图可知,A球的轨道半径比B球大,故A正确;
B、将FN沿水平和竖直方向分解得:FNcosθ=ma…①,FNsinθ=mg…②.由②可知支持力相等,则A、B对内壁的压力大小相等.根据牛顿第二定律,合外力提供向心力,合外力相等,则向心力相等.由①②可得:mgcotθ=ma=m =mω2R.可知半径大的线速度大,角速度小.则A的线速度大于B的线速度,A的角速度小于B的角速度,A、B的向心加速度相等.故C正确,BD错误.
故选:AC
3、
如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A.ta>tb
B.ta<tb
C.va<vb
D.va>vb
A,C
解:两个小球都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,根据h= gt2知,t= ,因为ha>hb , 则ta>tb .
根据x=v0t,因为水平位移相等,ta>tb , 则va<vb . 故AC正确,BD错误.
故选:AC.
【考点精析】掌握平抛运动是解答本题的根本,需要知道特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
4、
如图所示,物体沿斜面向上运动,经过A点时具有动能100J,当它向上滑行到B点时,动能减少了80J,机械能损失了20J,则物体回到A点时的动能为( )
A.100J
B.50J
C.20J
D.60J
B
解:物体从开始到经过斜面上某一点时,受重力、支持力和摩擦力,
根据动能定理,有
﹣mg•lABsinθ﹣f•lAB=EKB﹣EKA=﹣80J
机械能减小量等于克服摩擦力做的功,故
f•lAB=EB﹣EA=20J
解得f= mgsinθ.
当该物体经过斜面上某一点时,动能减少了80J,机械能减少了20J,所以当物体到达最高点时动能减少了100J,机械能减少了25J,
所以物体上升过程中克服摩擦力做功是25J,全过程摩擦力做功W=﹣50J
从出发到返回底端,重力不做功,设回到出发点的动能为EK′,由动能定理可得
W=EK′﹣EK
得:EK′=50J
故选B.
【考点精析】认真审题,首先需要了解动能定理的综合应用(应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷).
5、
两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离是( )
A.乙大
B.甲大
C.一样大
D.无法比较
A
解:材料相同的物体在同一水平面上滑动,动摩擦因素相同,根据牛顿第二定律可知a甲=a乙 ,
因为EK甲=EK乙且m甲>m乙 ,
所以v甲<v乙 ,
根据速度位移公式得:
所以x甲<x乙 .
故选A.
6、
下列说法正确的是( )
A.单晶体和多晶体都有各项异性的物理性质
B.夏天荷叶上小水珠呈球状,说明水不浸润荷叶
C.能量耗散说明能量在不断减小
D.绝对湿度一定的情况下,温度越高相对湿度越大
B
解:A、单晶体的物理性质是各向异性的,而多晶体是各向同性的,故A错误;
B、夏天荷叶上小水珠呈球状,说明水不浸润荷叶,故B正确;
C、能量耗散虽然不会使能的总量减少,但能量的可利用率越来越低,即能量的品质越来越低,根据能量守恒定律可知,虽然能量的可利用率越来越低,但能量总和保持不变,即仍然遵守能量守恒定律,故C错误;
D、在绝对湿度一定的情况下,气温升高时,饱和湿度增加,故相对湿度一定减小,故D错误;
故选:B
7、
两个粒子电荷量相同,在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动( )
A.若速率相等,则半径必相等
B.若动能相等,则周期必相等
C.若质量相等,则周期必相等
D.若质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等
C,D
解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
qvB=m ,粒子轨道半径:R= ,粒子做圆周运动的周期:T= ,
已知粒子电荷量q、磁场磁感应强度B都相同;
A、由R= 可知,粒子轨道半径与粒子质量m有关,粒子速率相等,轨道半径不一定相等,故A错误;
B、粒子动能EK= mv2 , 两粒子动能相等,粒子质量部一定相等,由T= 可知,粒子的周期不一定相等,故B错误;
C、由T= 可知,如果粒子的质量相等,则粒子的周期一定相等,故C正确;
D、由R= 可知:如果粒子的质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等,故D正确;
故选:CD.
【考点精析】本题主要考查了向心力的相关知识点,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力才能正确解答此题.
8、
在某一高处的同一点将三个质量都相等的小球,以大小相等的初速度分别竖直上抛,平抛和竖直下抛,不计空气阻力,则( )
A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做的功相等
B.落地时三个球的动能相等
C.三小球落地时间相等
D.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功的平均功率相等
A,B
解:A、重力做功与路径无关,只与初末位置有关,故重力做功相等,故A正确;
B、小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,由于初位置的动能和重力势能都相等,根据机械能守恒定律得到落地时动能也相等,故B正确;
C、落地的时间不同,竖直上抛时间最长,竖直下抛时间最短,故C错误;
D、平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故上抛时间最长,下抛时间最短,根据 = ,平均功率不等,故D错误;
故选AB.
【考点精析】解答此题的关键在于理解平抛运动的相关知识,掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
9、
一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动,周期为T,人和车的总质量为m,轨道半径为R,车经最高点时发动机功率为P0 , 车对轨道的压力为2mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道压力成正比,则( )
A.车经最低点时对轨道的压力为3mg
B.车经最低点时发动机功率为2P0
C.车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为 P0T
D.车从最低点经半周到最高点的过程中发动机做的功为2mgR
B
解:A、在最高点:向心力大小为 Fn=N1+mg=3mg,摩托车做匀速圆周运动,向心力大小不变,则
在最低点:N2﹣mg=Fn , 得N2=4mg.故A错误;
B、在最高点:发动机功率P0=F1v=μN1v=2μmgv,在最低点:发动机功率P=F2v=μN2v=4μmgv,则P=2P0 . 故B正确;
C、车在最高点的发动机功率为P0 , 车在最低点的发动机功率为2P0 , 车从最高点经半周到最低点的过程中发动机的功率是变化的,所以发动机做的功不等于P0 = .故C错误;
D、摩托车做匀速圆周运动,动能不变,根据动能定理得知其合力做功为零,则发动机做功等于重力做功与摩擦力做功之和,发动机做的功不等于2mgR.故D错误.
故选:B.
【考点精析】本题主要考查了向心力和动能定理的综合应用的相关知识点,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力;应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷才能正确解答此题.
10、
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变.用水平力,缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0 , 此时物体静止.撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0 . 物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( )
A.撤去F后,物体先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.撤去F后,物体刚运动时的加速度大小为 ﹣μg
C.物体做匀减速运动的时间为2
D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg(x0﹣ )
B,D
解:A、撤去F后,物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不变,而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,则物体向左先做加速运动后做减速运动,随着弹力的减小,合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大,故物体先做变加速运动,再做变减速运动,最后物体离开弹簧后做匀减速运动;故A错误.
B、撤去F后,根据牛顿第二定律得物体刚运动时的加速度大小为a= = .故B正确.
C、由题,物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0 , 由牛顿第二定律得:匀减速运动的加速度大小为a= =μg.将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动,则
3x0= ,得t= .故C错误.
D、由上分析可知,当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时,速度最大,此时弹簧的压缩量为x= ,则物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为W=μmg(x0﹣x)= .故D正确.
故选BD
11、
如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽,放在光滑的水平桌面上.A是质量为3m的细长直杆,在光滑导孔的限制下,A只能上下运动.物块C的质量为m,紧靠B放置.初始时,A杆被夹住,使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触,然后从静止释放A.求:
(1)杆A的下端运动到槽B的最低点时B、C的速度;
(2)杆A的下端经过槽B的最低点后,A能上升的最大高度.
(1)
解:最低点时,长直杆在竖直方向的速度为0,BC具有共同速度v,由(整个系统ABC)机械能守恒定律有:
3mgR= ×3mv2,
所以有:v=vB=vC=
(2)
解:B、C分离后,杆上升到所能达到的最高点时,AB的速度均为0,AB系统机械能守恒,有:
×2mv2=3mgR
解得:h= R
(1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时vB=vC , 由机械能守恒即可求解;(2)长直杆的下端上升到的最高点时竖直方向速度为零,根据机械能守恒定律即可求解;
【考点精析】掌握机械能守恒及其条件是解答本题的根本,需要知道在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
12、
某人为了测定一个凹形路面的半径,在乘汽车通过凹形路面的最低点时,他注意到车上速度计的示数为72km/h,车内悬挂1kg砝码的弹簧秤示数为12N,问:
(1)该汽车通过凹形路面的最低点时的加速度多大?
(2)凹行路面的半径为多少?
(1)
解:由题意知,汽车的速度v=72km/h=20m/s
汽车通过凹形路面的最低点时,砝码所受的拉力F和砝码的重力mg的合力为砝码提供竖直向上的向心力
由牛顿第二定律得:
F﹣mg=ma
可得加速度
因为汽车和砝码的加速度相同,故汽车在最低点的加速度为2m/s2
(2)
解:汽车做圆周运动的向心加速度为2m/s2,根据向心加速度的表达式
得凹形路面的半径r=
(1)根据砝码的受力情况确定砝码的加速度,从而确定汽车过最低点时的加速度;(2)根据汽车圆周运动向心加速度的表达式由向心加速度和速度求出路面的半径.
【考点精析】掌握向心力是解答本题的根本,需要知道向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
13、
如图所示,一轻绳长为L,下端拴着质量为m的小球(可视为质点),当球在水平面内做匀速圆周运动时,绳子与竖直方向间的夹角为θ,已知重力加速度为g.求:
(1)绳的拉力大小F;
(2)小球做匀速圆周运动的周期T.
(1)
解:对小球受力分析如图,设绳子的拉力为F,拉力在竖直方向的分力等于重力,则有:F=
(2)
解:对小球,小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,得:
mgtanθ=m
其中:r=Lsinθ
解得:T=2π
小球在水平面内做匀速圆周运动,小球所受的重力和拉力的合力提供圆周运动的向心力,根据力的合成求解绳的拉力大小,根据牛顿第二定律,求出小球的周期.
【考点精析】解答此题的关键在于理解向心力的相关知识,掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.