2019春安徽省合肥一中、合肥六中联考高一(下)期末物理试卷(解析版).docx
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2019春安徽省合肥一中、合肥六中联考高一(下)期末物理试卷
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
1.在田径运动会上,中学生通过自己的努力,展现了积极向上,勇于拼搏的风采.下列几种关于比赛项目中的论述正确的是( )
A.背越式跳高比赛中要研究运动员过杆的技术要领时,可把运动员当成“质点”来处理
B.在400米比赛中,处于第1跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈,他的成绩为 ,则他在整个过程的平均速度为0
C.文文同学在100m比赛的成绩是 s,其 s指的是“时刻”
D.强强同学的投标枪成绩为 ,其 m为标枪在空中运动的路程
2.如图,在下列不同情形中将光滑小球以相同速率v射出,忽略空气阻力,结果只有一种情形小球不能到达天花板,则该情形是( )
A.A B.B C.C D.D
3.如图所示,一根硬杆A端固定于竖直墙上,B端安装一定滑轮.质量为m的物体系上细绳,细绳另一端通过定滑轮,系于竖直墙上C点,细绳BC段水平,(忽略绳和滑轮间摩擦).已知AC=3m,BC=4m,当装置保持静止时,则关于硬杆B端所受的弹力大小F,下列说法正确的是()
A.B. C. D.
4.如图所示,一可看做质点的小球从一台阶顶端以2m/s的水平速度抛出,每级台阶的高度和宽度均为0.5m,如果台阶数足够多,重力加速度g取10m/s2,则小球将落在标号为几的台阶上()
A.2 B.3 C.4 D.5
5.2019年春节期间电影《流浪地球》的热播使人们关注到影视中“领航员号”空间
站通过让圆形空间站旋转的方法获得人工重力的情形,即刘培强中校到达空间站时电脑“慕斯”所讲的台词“离心重力启动”,空间模型如图,已知空间站半径为1000米,为了使宇航员感觉跟在地球表面上的时候一样“重”,g取10m/s2,空同站转动的角速度为( )
A.B. C. D.
6.如图所示,质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动,运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知重心在C点,其垂线与脚,两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9m和0.6m,若她在1min内做了30个俯卧撑,
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每次肩部上升的距离均为0.4m,则克服重力做的功和相应的功率为(g=10m/s2)( )
A.430J,7W B.4320J,72W C.720J,12W D.7200J,120W
7.2018年10月20日,酒泉卫星发射中心迎来60岁生日。
作为我国航天事业的发祥地,中心拥有我国最早的航天发射场和目前唯一的载人航天发射场.2013年6月,我国成功实现目标飞行器“神舟十号”与轨道空间站“天宫一号”的对接。
如图所示,已知“神舟十号”从捕获“天宫一号”到两个飞行器实现刚性对接用时为t,这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ,地球半径为R,组合体离地面的高度为H,万有引力常量为G,据以上信息可求地球的质量为( )
A.B. C. D.
8.如图所示,质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时B与A分离。
则下列说法中正确的是( )
A.B和A刚分离时,弹簧为原长
B.B和A刚分离时,它们的加速度为g
C.弹簧的劲度系数等于
D.在B与A分离之前,它们作匀加速运动
二、多选题(本大题共5小题,共20.0分)
9.如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( )
A.人拉绳行走的速度为 B.人拉绳行走的速度为vcos
C.船的加速度为 D.船的加速度为
10.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的动摩擦因数为0.5,要使物体不下滑,车厢前进的加速度应为(取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.B. C. D.
11.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运 行的四颗人造卫
星。
其中a、c的轨道相交于P,b、d在同一个 以轨道上,b、c
轨道在同一平面上。
某时刻四颗卫星的运行方 向及位置如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度 B.a、c的角速度
大小相等,且大于b的角速度大小相等,且大于a的线速度点相撞的危险
12.如图所示,两质量相同的小球A、B,分别用细线悬挂于等高的两点,
A球的悬线比B球的长,把两球均拉到悬线水平后将小球由静止释放,以悬点所在平面为参考平面,则两球经最低点时()
A.A球的速率等于B球的速率
C.b、d的线速度
D.a、c存在在P
B.A球的动能等于B球的动能
C.A球的机械能等于B球的机械能
D.A球的对绳的拉力等于B球对绳的拉力
13.如图所示,在点电荷Q的电场中,已知a、b两点在同一等势势面上,c、d两点在同一等势面上,无穷远处电势为零.甲、乙两个带粒子经过a点时动能相同,甲粒子的运动轨迹为acb,乙粒子的运动轨迹为adb.由此可以判定( )
A.甲粒子经过c点与乙粒子经过d点时的动能相等
B.甲、乙两粒子带异种电荷
C.甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能
D.两粒子经过b点时具有相同的动能
三、实验题(本大题共2小题,共16.0分)
14.如图为利用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置.
①实验中所使用的交流电源的频率为50Hz,则纸带上打出相邻两点的时间间隔是
s.
②实验时,为减小空气阻力的影响,重物应选 (将正确选项前的字母填人空格中).
A.铁锤 B.木块
③在实验中,由于各种阻力不可避免地存在,重物下落过程中减少的重力势能通常会 (选填“略大于”或“略小于”)其增加的动能.
15.
(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次从同一高度释放沿同一
轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,正确的选项是 。
A.调节斜槽末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同C.每次必须由静止释放小球D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)如图所示,在研究平抛物体的运动的实验中,用一张印有小方格的纸
记录轨迹,小方格的边长为L,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则由图可知小球从a运动到b和b运动到c的时间是 (填”相等”或”不相等”)的,小球平抛的初速度的计算式为v0=(用L、g表示),小球在b点的速率是vb= (用L、g表示),a点 抛出点(填“是”或“不是”)。
四、计算题(本大题共3小题,共32.0分)
16.如图所示,竖直平面内半径为R=0.3m的光滑半圆形轨道,与水平轨道AB相连接,AB的长度为s=0.3m。
一质量为m=lkg的小滑块,在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3,到B点时撤去力F,小滑块沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为2mg,重力加速度为g=10m/s2,求:
(1)小滑块在C点的速度大小;
(2)恒力F的
大小。
17.如图所示,皮带在轮O1、O2带动下以 速度v匀速转动,皮带与轮之间不打滑.皮带AB段长为 L,皮带轮左端B处有一光滑小圆弧与一光滑斜面相连接.物体无初速度放上皮带右端后,能在皮带带动下向左运动,
并滑上斜面.已知物体与皮带间的动摩擦因数为μ,且> .求:
(1)若物体无初速度放上皮带的右端A处,则其运动到左端B处所需的时间;
(2)若物体无初速度放上皮带的右端A处,则其运动到左端B处过程中所产生的热量;
(3)物体无初速度放上皮带的不同位置,则其沿斜面上升的最大高度也不同.设物体放上皮带时离左端B的距离为x,物体沿斜面上升的最大高度为 h,请画出h-x图象.
18.如图所示,一质量为m的带电小球,用长为l的绝缘细线悬挂在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角,重力加速度大小为g。
(1)指出小球所带电荷的电性;
(2)求小球所带电荷量的大小;
(3)若将细线突然剪断,求小球运动时的加速度大小。
1.【答案】B
答案和解析
【解析】解:
A、跳高比赛中研究运动员跳跃的姿势,不能忽略运动员的体积,此时不能看作质点,故A错误;
B、处于第1跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈时,400m比赛的位移是0,平均速度是位移与时间的比值,故此过程位移为零;故B正确
C、100m比赛的成绩是13.35s,其13.35s指的是时间,故C错误;
D、强强同学的投标枪成绩为50.8m,其50.8m为标枪在地面上的直线距离,不是路程,故D错误。
故选:
B。
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,平均速度是位移与时间的比值,时间对应一段时间间隔.
本题考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,理解平均速度的定义,时间和时刻的区别,位移和路程的区别.同时还要注意明确各项体育比赛项目的内容.
2.【答案】B
【解析】解:
由题意,忽略空气阻力,没有能量的消耗,小球的机械能守恒,将光滑小球以相同速率v射出:
小球沿竖直方向向上运动,动能转化为重力势能,速度足够大,就会有足够的动能转化为重力势能,就会
到达天花板;
同理,小球沿斜上方的方向运动,或沿向上方的方向沿斜面运动,同样会到达天花板;
小球在双轨管道里运动时类似于用杆支撑,故只要竖直上抛能到达最高点,则在管道里面即可到达最高点;只有物体斜抛时,由于竖直分速度小于A中的竖直速度;水平方向速度保持不变;则由机械能守恒定律可知,小球无法到达最高点;
综合考虑,不能到达最高点的只有B;故选:
B。
忽略空气阻力,且小球是光滑的,没有能量消耗,小球在运动的过程中机械能守恒;小球进入右侧轨道改
变了小球的运动方向;据此逐项分析解答
解决本题的关键掌握动能和势能的转化及机械能守恒定律,要注意明确球在双轨管道里运动时,只要速度为零即可到达并超过最高点.
3.【答案】B
【解析】解:
对物体分析可知,物体受重力和绳子的拉力而处于平衡状态,故绳子拉力T=mg;
再对B点分析可知,B点受两绳子拉力以及杆的作用力而处于平衡状态,如图所示;则可知,杆受到的弹力F= mg;
故B正确,ACD错误。
故选:
B。
先对重物受力分析求出绳子的拉力;对绳子与滑轮接触点(C点)受力分析,受两个拉力和支持力,根据平衡条件可知,杆的弹力与两端绳子拉力的合力大小相等、方向相反.
本题是三力平衡问题,要根据平衡条件作图分析;注意由于A点固定,所以杆的弹力可以沿任意方向,故只能根据对两端绳子上的拉力进行合成求出合力,再根据三力平衡规律判断杆上的弹力.
4.【答案】A
【解析】解:
如图:
设小球落到斜线上的时间t,水平:
x=v0t
竖直:
y=
且 ,
解得t=0.4s
相应的水平距离:
x=2×0.4m=0.8m台阶数:
n=
知小球抛出后首先落到的台阶为第2级台阶,故A正确,BCD错误;故选:
A。
小球做平抛运动,根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,结合几何关系即
可求解。
解决本题的关键掌握平抛运动的特点:
水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,难度不大,属于基础题。
5.【答案】C
【解析】解:
空间站中宇航员做匀速圆周运动,使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致,则根据g=ω2r,则 ,故C正确,ABD错误
故选:
C。
太空舱中宇航员做匀速圆周运动,图中以O点为圆心匀速转动使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致,通过受力分析可知提供向心力的是BC对宇航员的支持力,根据向心力公式即可求解。
本题主要考查了向心加速度与角速度的关系式的直接应用,难度不大,属于基础题。
6.【答案】B
【解析】解:
由题意,由几何关系,可知一次俯卧撑重心上升高度h为:
=
在1min内克服重力做功为:
WG=30mgh
联立解得WG=4320J
根据平均功率的定义式,得:
== W=72W
故ACD错误,B正确;故选:
B。
由运动员重心的升高可以求出克服重力做的功,通过做的功与所用时间的比值可以求出平均功率。
本题考查功和平均功率,关键是把握重心位置的变化,另外要注意平均功率和瞬时功率的区别。
7.【答案】A
【解析】解:
组合体的角速度为:
ω=,
根据G =m(R+H)ω2得地球的质量为:
M= = ,故A正确,BCD错误。
故选:
A。
根据组合体转动的角度和运动的时间求出组合体的角速度,结合万有引力提供向心力求出地球的质量。
解决本题的关键知道组合体做圆周运动向心力的来源,结合万有引力提供向心力求解中心天体的质量,注意组合体做圆周运动的轨道半径不是H,而是R+H。
8.【答案】C
【解析】解:
A、B和A刚分离时,B受到重力mg和恒力F,B的加速度为零,A的加速度也为零,说明弹力对A有向上的弹力,与重力平衡,弹簧处于压缩状态。
故AB错误。
C、B和A刚分离时,弹簧的弹力大小为mg,原来静止时弹力大小为2mg,则弹力减小量△F=mg.两物
体向上运动的距离为h,则弹簧压缩量减小△x=h,由胡克定律得:
k=△= .故C正确。
△
D、对于在B与A分离之前,对AB整体为研究对象,重力2mg不变,弹力在减小,合力减小,整体做变加速运动。
故D错误。
故选:
C。
B和A刚分离时,相互之间恰好没有作用力,则B受到重力mg和恒力F,由已知条件F=mg,分析出此时B的加速度为零,A的加速度也为零,说明弹簧对A有向上的弹力,与重力平衡。
由胡克定律求出弹簧的劲度系数。
对于在B与A分离之前,对AB整体为研究对象,所受合力在变化,加速度在变化,做变加速运动。
本题关键在于分析B和A刚分离时A、B的受力情况,来确定弹簧的状态。
9.【答案】BC
【解析】解:
A、B、船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。
如右图所示根据平行四边形定则有,v人=vcosθ;故A错误,B正确。
CD、对小船受力分析,如右图所示,根据牛顿第二定律,有:
Fcosθ-Ff=ma
因此船的加速度大小为:
a= ,故C正确,D错误;
故选:
BC。
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度,连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动,又参与了绕定滑轮的摆动.根据船的运动速度,结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度,及船的加速度.
解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度,并掌握受力分析与理解牛顿第二定律.
10.【答案】CD
【解析】解:
物体刚好不下落时,静摩擦力等于滑动摩擦力;设物体的质量为m,在竖直方向上,由平衡条件得:
mg=f,
摩擦力:
f=μFN,FN为物体所受水平弹力。
在水平方向上,由牛顿第二定律得:
FN=ma。
解得:
a== =m/s2=20m/s2。
故要使物体不下落,加速度应大于或等于20m/s2.故CD正确AB错误。
故选:
CD。
物块在水平方向上和小车具有相同的加速度,根据牛顿第二定律求出车厢后壁对物块的弹力,结合竖直方向上受力平衡,求出物块的加速度,从而得知车的加速度。
解决本题的关键是知道物块与车具有相同的加速度,抓住物块水平方向上有合力,竖直方向上合力为零,再结合牛顿第二定律和共点力平衡进行求解。
11.【答案】AB
【解析】解:
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,有:
G =ma=m=mω2r
解得:
a= ,v= ,ω=
A、根据a= ,ra=rc<rb,则:
aa=ac>ab,故A正确;
B、根据ω= ,ra=rc<rb,则:
ωa=ωc>ωb,故B正确;
C、根据v= ,ra<rb=rd,则:
va>vb=vd,故C错误;
D、由以上分析可知,a、c的轨道半径相等,线速度大小相等,不会发生碰撞,故D错误;故选:
AB。
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,应用万有引力公式与牛顿第二定律求出加速度、角速度、线速度表达式,然后分析答题。
本题关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力,能根据半径关系分析描述卫星做圆周运动的物理量与轨道
半径的关系。
12.【答案】CD
【解析】解:
A、根据动能定理mgL=mv2,得:
v= ,所以A球的速度大于B球的速度,故A错误。
B、根据动能的表达式EK=mv2,得:
A球的动能大于B球的动能,故B错误。
C、A、B两球在运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,初始位置的机械能相等,所以在最低点,两球的机械能相等。
故C正确。
D、在最低点,根据牛顿第二定律得:
F-mg=m,
得F=mg+m=3mg,与绳的长度无关。
所以两绳拉力大小相等。
故D正确。
故选:
CD。
A、B两球在运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,比较出初始位置的机械能即可知道在最低点的机械能大小.
根据动能定理mgL=mv2,可比较出A、B两球的速度大小.
根据动能定理或机械能守恒求出在最低点的速度,然后根据F-mg=m,得出拉力的大小,从而可以比较出两球摆线的拉力.
解决本题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律,知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力.
13.【答案】BCD
【解析】解:
A、根据轨迹判定电荷甲受到中心电荷的引力,而电荷乙受到中心电荷的斥力,所以点电荷
Q对甲做正功,对乙做负功,所以甲粒子经过c点的动能大于乙粒子经过d点时的动能。
故A错误;
B、由图可知电荷甲受到中心电荷的引力,而电荷乙受到中心电荷的斥力,故两粒子的电性一定不同,故B
正确;
C、取无穷远处电势为零(电势能也一定为零),将带电粒子甲从C移动到无穷远处,电场力做负功,电势能增加,故粒子甲在C点电势能为负值;将带电粒子乙从d移动到无穷远处,电场力做正功,电势能减小,故粒子乙在d点的电势能为正值,故甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能,故C正确;
D、据虚线为等势面,可判定沿着acb、adb曲线运动过程中电场力所做的总功为0,两粒子在a点时具有相同的动能,根据动能定理,两粒子经过b点时具有相同的动能,故D正确;
故选:
BCD。
根据轨迹判定电荷甲受到中心电荷的引力,而电荷乙受到中心电荷的斥力,可知两粒子在从a向b运动过程中电场力做功的具体情况.根据虚线为等势面,可判定沿着acb、adb曲线运动过程中电场力所做的总功为0.
根据轨迹判定“电荷甲受到中心电荷的引力,而电荷乙受到中心电荷的斥力”是解决本题的突破口;同时要注意电场力做功等于电势能的减小量.
14.【答案】0.02A略大于
【解析】解:
①实验中所使用的交流电源的频率为50Hz,则纸带上打出相邻两点的时间间隔是0.02s;
②为了减小空气阻力对物体的影响,要选择体积较小质量较大的物体,故选铁锤;
③在实际测量中,由于存在摩擦阻力,重物减少的重力势能通常会略大于重物增加的动能.故答案为:
①0.02,②A,③略大于.
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项,只有这样才
能明确每步操作的具体含义.
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
15.【答案】
(1)AC;
(2)相等,2 ,4 ,不是
【解析】【分析】
(1)要保证小球做平抛运动,必须通过调节使斜槽的末端保持水平,因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,实验要求小球滚下时不能碰到木板平面,避免因摩擦而使运动轨迹改变,最后轨迹应连成平滑的曲线。
(2)根据水平距离的关系分析运动时间关系。
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度。
根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度,结合平行四边形定则求出b点的速度。
根据自由落体运动的规律分析a点是否是抛出点。
解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项,掌握数据处理的方法。
要知道平抛运动在水平方向和
竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】
(1)A、为了保证小球的初速度水平,应调节斜槽的末端水平,故A正确;
BC、为了保证每次小球平抛运动的初速度相等,则每次要从斜槽的同一位置由静止释放小球,故B错误,
C正确;
D、将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑的曲线连成曲线,故D错误。
故选:
AC。
(2)平抛运动水平方向匀速直线运动,由于小球从a运动到b和b运动到c的水平位移相等,因此运动时间相等;
根据平抛运动规律得:
竖直方向:
小球做自由落体运动,因各段时间相等,由△h═7L-5L=5L-3L=2L=gt2,
可得:
t=,
水平方向:
匀速运动,则有:
x=4L=v0t,所以解得:
v0==2 ,
小球抛到b点的竖直方向速度为:
vby= ==2 ,所以b点的速度为vb= =4 ,
因为从a点开始,各段相等时间内竖直分位移之比不是1:
3:
5,所以a点不是抛出点。
故答案为:
(1)AC;
(2)相等,2 ,4 ,不是。
16.【答案】解:
(1)由牛顿第三定律知C点轨道对小球的弹力为:
F=2mg
小球C点时,受到重力和和轨道对球向下的弹力,由牛顿第二定律得F+mg=
解得v= =3m/s;
(2)从A到C过程中,由动能定理得
F•s-μmgs-mg•2R=mv2
则F=μmg+ =38N。
答:
(1)小球在C点的速度大小为3m/s;
(2)恒力F的大小为38N。
【解析】
(1)小球C点时,受到重力和轨道对球向下的弹力,由牛顿第二定律即可求解速度;
(2)从A到C过程中,由动能定理列式即可求解恒力F的大小。
本题主要是考查圆周运动的知识,解答此类问题的关键是能够对物体进行受力分析,确定哪些力的合力或哪个力的分力提供了向心力,根据向心力的计算公式进行解答。
17.【答案】解:
(1)由> 可得 < ,即物体到达B之前就与传送带共速;设物体加速度为a,则μmg=ma①
加速阶段的时间为 ②
加速阶段的位移 ③
匀速阶段的时间 ④总时间t=t1+t2⑤
由①②③④⑤解得:
(2)物体在加速阶段与传送带
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