2015-2016学年陕西省西北大学附属中学高一下学期期末考试物理(解析版)

2015-2016学年陕西省西北大学附属中学高一下学期期末考试物理期末试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述错误的是A.牛顿发现了万有引力定律B.卡文迪许通过实验测出了万有引力常量C.开普勒研究第谷的天文观测数据，发现了行星运动的规律D.伽利略发现地月间的引力满足距离平方反比规律【答案】D【解析】本题主要考查物理学史,意在考查学生的记忆能力。牛顿提出了万有引力定律，故选项A正确；卡文迪许在实验室由扭秤实验测出万有引力常量，故选项B正确；开普勒在第谷的观测基础上提出了行星运动定律，故选项C正确；牛顿发现地月间的引力满足距离平方反比规律，故选项D错误；本题错误选项为D。2．如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是A.B.C.D.【答案】D【解析】本题考查万有引力定律的知识，意在考查学生的分析能力。在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，根据向心加速度an=，由于拉格朗日点L1的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L1的轨道半径，根据a=得，选项D正确。综上本题选D。3．关于重力和万有引力的关系,下列认识错误的是A.地面附近物体所受的重力就是万有引力B.重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的C.在不太精确的计算中,可以认为物体的重力等于万有引力D.严格来说重力并不等于万有引力,除两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处的重力都略小于万有引力【答案】A【解析】重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的,重力只是万有引力的一个分力,故A符合题意,B不符合题意。在不太精确的计算中,可以认为物体的重力等于万有引力,故C不符合题意。严格来说重力并不等于万有引力,除两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处的重力都略小于万有引力,故D不符合题意。4．下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是A.匀速圆周运动状态是平衡状态B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.匀速圆周运动是速度和加速度都不断改变的运动D.匀速圆周运动的物体受到的合外力是恒力【答案】C【解析】本题考查圆周运动的知识，意在考查学生的理解能力。匀速圆周运动合力提供向心力，是非平衡态，选项A错误；匀速圆周运动的合外力方向时刻在变化，是非匀变速曲线运动，选项B错误；物体做匀速圆周运动时，速度和加速度的方向不断变化，选项C正确；匀速圆周运动的物体受到的合外力大小不变，方向改变，不是恒力，选项D错误。5．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河，小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直，去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为A.B.C.D.【答案】B【解析】本题考查运动的合成与分解的知识，意在考查学生的理解能力。设船渡河时的速度为vc；当船头指向始终与河岸垂直，则有：t去=；当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：t回=；而回头时的船的合速度为：v合=；由于去程与回程所用时间的比值为k，所以小船在静水中的速度大小为：vc=＝，故选项B正确。综上本题选B。6．“科学真是迷人。”如果我们能测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了。已知引力常数G，用M表示月球的质量。关于月球质量，下列说法正确的是A.M=B.M=C.M=D.M=【答案】A【解析】本题主要考查万有引力定律；对于月球表面的物体有，解得，故选项A正确；对于月球环绕地球圆周运动有,解得，但是不可由周期表示出月球质量，故选项C、D错误；本题正确选项为A。7．关于机械能守恒，下面说法中正确的是A.物体所受合外力为零时，机械能一定守恒B.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒C.在竖直平面内做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒D.做各种抛体运动的物体，若不计空气阻力，机械能一定守恒【答案】D【解析】本题考查机械能守恒的知识，意在考查学生的理解能力。物体运动过程中只有重力和弹力做功时机械能守恒，各种抛体运动的物体，在不计空气阻力的情况下，只受重力，满足机械能守恒，选项D正确；合力为零，不一定只有重力做功，选项A错误；匀速直线运动，不一定只有重力做功，选项B错误；物体在竖直面内做匀速圆周运动，机械能一定不守恒，选项C错误。综上本题选D。8．如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h，拉力F做功WF，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是A.重力做功-mgh，重力势能减少mghB.弹力做功-WF，弹性势能增加WFC.重力势能增加mgh，弹性势能增加WF-mghD.重力势能增加mgh，弹性势能增加FH【答案】C【解析】本题考查机械能守恒的知识，意在考查学生的分析能力。重力势能的变化量等于负的重力所做的功，即△EP=-WG=-(-mgh)=mgh，物体缓缓提高说明速度不变，所以物体动能不发生变化，△E弹=WF+WG=WF-mgh，选项C正确。综上本题选C。9．如图所示，由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向的匀速运动，现把一工件(质量为m)轻轻放在传送带的左端A处，一段时间后，工件被运送到右端B处，A、B之间的距离为L(L足够长)。设工件与传送带间的动摩擦因数为μ。那么该电动机每传送完这样一个工件多消耗的电能为A.μmgLB.μmgL+mv2C.mv2D.mv2【答案】D【解析】根据能量守恒定律可知，电动机多消耗的电能转化为工件的动能和系统产生的内能。设经时间t工件与传送带速度相等，则有v=at=μgt解得t=。这一过程中工件通过的距离：x1=，传送带通过的距离xz=vt=，所以二者之间的相对距离△x=x2-x1=，系统产生的内能Q=μmg△x=mv2。此过程中工件增加的动能为△Ek=mv2，故电动机多消耗的电能为E电=Q+Ek=mv2。10．(2015·新课标全国卷)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2,中间球网高度为h,发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h。不计空气的作用,重力加速度大小为g,若乒乓球的发射速率v在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v的最大取值范围是A.vL1B.vC.vD.v【答案】D【解析】当发射机正对右侧台面发射,乒乓球恰好过网时,发射速度最小。由平抛运动规律,=v1t,2h=gt2,联立解得v1=;当发射机正对右侧台面的某个角发射,乒乓球恰好到达角上时,发射速度最大。由平抛运动规律,=v2t',3h=gt'2,联立解得v2=;即速度v的最大取值范围为v。选项D正确,选项ABC错误。11．(多选)如图所示，一质量为1.2kg的物体从倾角为30°、长度为10m的光滑斜面顶端由静止开始下滑。则A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60WB.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120WC.整个过程中重力做功的平均功率是30WD.整个过程中重力做功的平均功率是60W【答案】AC【解析】本题考查功率的知识，意在考查学生的应用能力。重力做功为WG=mgh=mgLsin30°=60J，下滑过程中加速度为a=gsin30°=5m/s2，所需时间t=＝s＝2s，重力平均功率为P＝W＝30W，故选项C正确；下滑到斜面底端时的速度为v=at=10m/s，故P=mgvcos60°=60W，故选项A正确。综上本题选AC。12．(多选)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用F、v、x和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是【答案】AD【解析】本题考查牛顿第二定律、匀变速直线运动的速度与时间的关系、匀变速直线运动的图像、动能和势能的相互转化，意在考查学生的分析能力。物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故选项A正确；在v-t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v-t图象斜率不变，故选项B错误；物体下滑位移为：x＝，因此由数学知识可知其位移时间图象为抛物线，故选项C错误；设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有：E＝E总−fx＝E总−f•，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故选项D正确。综上本题选AD。13．(多选)如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平位置(转过了90°角)，关于此过程，下列说法不正确的是A.重物M做匀速直线运动B.重物M做匀变速直线运动C.重物M的最大速度是ωLD.重物M的速度先增大后减小【答案】CD【解析】本题考查运动的合成与分解的知识，意在考查学生的分析能力。设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ(锐角)，由题知C点的线速度为vC=ωL，该线速度在绳子方向上的分速度就为v绳=ωLcosθ，θ的变化规律是开始最大(90°)然后逐渐变小，所以，v绳=ωLcosθ逐渐变大，直至绳子和杆垂直，θ变为零度，绳子的速度变为最大，为ωL；然后，θ又逐渐增大，v绳=ωLcosθ逐渐变小，绳子的速度变慢。所以知重物的速度先增大后减小，最大速度为ωL，故C、D正确，A、B错误。综上本题选CD。14．如图所示，在不计摩擦力时小球从高h处自由滚下进入竖直圆环轨道，圆环轨道半径为R，则下列说法中正确的是A.当时，小球一定能通过环顶B.当时，小球一定在上半环某处脱离轨道C.只要小球能通过环顶，小球在环顶与环底的压力差一定为D.只要小球能通过环顶，小球在环底在最小加速度必为4g【答案】ABC【解析】本题考查圆周运动的知识，意在考查学生的分析能力。在最高点的临界情况为：mg=m，解得v＝，根据动能定理得：mg(h-2R)=，解得h＝，所以最小高度h=，故选项A正确；当h＞R时，根据动能定理知，小球一定能越过圆周，所以当R＜h＜时，小球一定在上半环某处脱离轨道，故选项B正确；在最高点有：mg+N1＝m，在最低点有：N2−mg＝m，根据动能定理有：mg•2R＝，联立三式解得：N2-N1=6mg，故选项C正确；当小球恰好越过最高点时，v＝，根据动能定理，mg•2R＝，由a＝得，a=5g，在最低点的最小加速度为5g，故选项D错误。综上本题选ABC。15．如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是【答案】【解析】本题考查圆周运动的知识，意在考查学生的分析能力。汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得：mgtanθ=m，解得：v=。16．一辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后，接着又匀速通过圆弧形凹地，设圆弧半径相等，汽车通过桥顶A时，对桥面的压力NA为车重的一半，汽车在弧形地最低点B时，对地面的压力为NB，则NA：NB为【答案】1:3【解析】本题考查圆周运动的知识，意在考查学生的分析能力。汽车通过桥顶A时，mg-NA=m，在圆弧形凹地最低点时NB-mg=m，据题有：NA=0.5mg，则NB-mg=mg-NA，NB=2mg-NA=4NA-N