2015-2016学年河北省定州中学高一(承智班)下学期期末考试物理试题

1页河北定州中学2015-2016学年度第二学期承智班期末考试物理试题第I卷（选择题44分）一．选择题（共44分，本大题共11小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1至7题只有一项符合题目要求，第8至11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．如图所示，A、B两木块的重力均为50N，放在倾角=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60N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（）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2．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A．F1减小B．F1不变C．F2减小D．F2不变3．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．A．9B．10C．11D．124．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mgHB．小球的动能减少fH2页C．小球的机械能减少fHD．小球的机械能减少（mg+f）H5．某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内直径为D。工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动。为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则A．滚筒的角速度应满足Dg2B．滚筒的角速度应满足Dg2C．栗子脱离滚筒的位置与其质量有关D．若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落6．关于物理学的研究方法，不正确．．．的是（）A．根据速度定义式v＝xt，当Δt→0时，xt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法B．电场强度是用比值法定义的，因而不能说成电场强度与电场力成正比，与电量成反比C．奥斯特受法拉弟发现电流的磁效应的启发发现了电磁感应现象D．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大法7．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8．如图所示，相同乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自最高点到落台的过程中，正确的是（）A．球1和球2在空中可能相遇B．球1的飞行时间大于球2的飞行时间C．球1的速度变化率等于球2的速度变化率D．落台时，球1的重力功率等于球2的重力功率9．如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O并与板垂直的转动轴转动时，板上A、B两点的（）3页A．角速度之比ωA∶ωB=1∶1B．角速度之比ωA∶ωB=1∶2C．线速度之比vA∶vB=2∶1D．线速度之比vA∶vB=1∶210．如图所示，将小砝码放在桌面上的薄纸板上，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，砝码到纸板左端的距离和到桌面右端的距离均为d。现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板，下列说法正确的是A．纸板相对砝码运动时，纸板所受摩擦力的大小为gmM)（B．要使纸板相对砝码运动，F一定大于gmMμ)(2C．若砝码与纸板分离时的速度小于gdμ，砝码不会从桌面上掉下D．当gmMμF)42(时，砝码恰好到达桌面边缘11．从地面上以初速度v0=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0．2kg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A．k的值为1kg．s/mB．小球在上升阶段速度大小为1m/s时，加速度大小为20m/s2C．小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2D．小球抛出到落地过程中所用时间为1．2s第Ⅱ卷（非选择题，共66分）二、计算题：共4题每题20分共80分12．我质量为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：4页（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？13．如图所示，小球a被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个质量为m的小球b相连，整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30°．若将小球a由水平位置（杆呈水平状态）开始释放，不计摩擦，竖直绳足够长，（重力加速度为g）求：（1）小球a的质量；（2）当杆转动到竖直位置时，小球b的速度大小．（结果可用根式表示）14．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为60，长为m321L的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为m232L的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道D，如图所示。现将一个小球从距A点高为m9.0h的水平台面上以一定的初速度0v水平弹出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为33。取2sm10g。求：（1）小球初速度0v的大小；（2）小球滑过C点时的速率Cv；5页（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件。15．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）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2tantan21。16．一只篮球的体积为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=T（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。17．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）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？6页参考答案1．C【解析】试题分析：根据胡克定律可知，弹簧弹力F弹=k△x=400×0．03=12N，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：F-F弹-Gsin37°-fA=0，解得：fA=18N，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：F弹-Gsin37°-fB=0，解得：fB=-18N，则B受的摩擦力为18N，方向沿斜面向上，故C正确，ABD错误．故选C．考点：物体的平衡【名师点睛】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体受力分析，灵活选择研究对象，然后根据共点力平衡条件求解，注意AB都受静摩擦力，不能根据滑动摩擦力公式求解。2．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θ，如图，则：CmgFcos＝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FCcosθ=mg，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．考点：物体的平衡【答案】C【解析】试题分析：对全程运用动能定理得，01010hhmghF（），解得： 111Fmg，故选项C正确。考点：动能定理的应用【名师点睛】对物体的整个过程运用动能定理，抓住动能的变化量为0，求出物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的倍数。【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：kmgHfHE，则得动能的减小量等于mgHfH，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fH，故机械能减小fH，故C正确，D错误。考点：功能关系【名师点睛】本题应根据①总功等于动能的变化量；②重力做功等于重力势能的减小量；③除重力外7页其余力做的功等于机械能的变化量，进行分析。5．A【解析】试题分析：栗子在最高点恰好不脱离时有：22Dmgm，解得2 gD＝，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则2 gD，故A正确，B错误．栗子脱离滚筒的位置与其质量无关，故C错误．若栗子到达最高点时脱离滚筒，由于栗子的速度不为零，栗子的运动不是自由落体运动，故D错误．故选A．考点：牛顿第二定律；圆周运动6．C【解析】试题分析：根据速度定义式v＝xt，当Δt→0时，xt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，选项A正确；电场强度是用比值法定义的，因而不能说成电场强度与电场力成正比，与电量成反比，选项B正确；法拉弟受奥斯特发现电流的磁效应的启发发现了电磁感应现象，选项C错误；卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时，应用了放大法，选项D正确；故选C．考点：物理问题的研究方法【名师点睛】本题涉及了物理多种物理方法和数学方法，理想化模型，等效替代，比值定义法，这些都是老师在课上经常提到的，只要留意听课，这些很容易解答。7．B【解析】试题分析：根据万有引力定律可得221211222Gmmmrmrr，则1122mrmr，因为r1+r2=r，则2112mrrmm，1212mrrmm；根据212121Gmmvmrr，则2212()Gmvrmm，故v-r图像不是线性关系，线性A错误；根据1212Gmmmar，解得22Gmar，故a-r-2是过原点的直线，线性B正确；根据21211224GmmmrrT解得23124()rTGmm，故选项C错误；根据212121Gmmvmrr及212222Gmmvmrr，解得两黑洞的总机械能为221211221122GmmEmvmvr，故选项D错误；故选B．考点：万有引力定律的应用8．CD【解析】试题分析：球1和球2平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，在相同时间内下降高度相同，由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速