1、2010-2011学年四川省成都石室中学高一下学期期末考试物理试卷与答案 选择题 1下列关于物理学史实的描述，错误的是 A牛顿发现了万有引力定律，揭示了天体运行的规律与地上物体运动的规律具有内在的一致性，成功地实现了天上力学与地上力学的统一 B开普勒发现了行星的运动规律，为人们解决行星运动学问题提供了依据，澄清了多年来人们对天体运动的神秘、模糊的认识 C人们通过望远镜发现了天王星，海王星和冥王星也是通过望远镜发现的，而不是预言后再观测到的 D德国物理学家亥姆霍兹概括和总结了自然界中最重要、 最普遍的规律之一 能量守恒定律 答案： C 如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板 M的左端，右端与小木块
2、m连接，且 m、 M及M与地面间摩擦不计开始时， m和 M均静止，现同时对 m、 M施加等大反向的水平恒力 F1和 F2，设两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度。对于 m、 M和弹簧组成的系统 A由于 F1、 F2等大反向，故系统机械能守恒 B当弹簧弹力大小与 F1、 F2大小相等时， m、 M各自的动能最大 C由于 F1、 F2大小不变，所以 m、 M各自一直做匀加速运动 D由于 F1、 F2均做正功，故系统的机械能一直增大 答案： B 横截面为直角三角形的两个相同斜面如图紧靠在一起，固定在水平面上，它们的竖直边长都是底边长的一半。小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向
3、右平抛，最后落在斜面上。其中有三次的落点分别是 a、 b、 c。下列判断正确的是（ ） A图中三小球比较，落在 a的小球飞行时间最短 B图中三小球比较，落在 c的小球飞行过程速度变化最大 C图中三小球比较，落在 a的小球飞行过程速度变化最快 D无论小球抛出时初速度多大，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直 答案： D 试题分析：根据平抛运动规律，则下落高度决定飞行时间，所以 c飞行时间最短，即A错。速度变化最大，即动能变化最多，由于平抛机械能守恒，所以根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，所以 a点重力做功最 多， a动能变化最大，所以 a的速度变化最大， B排除。由于三个小球均为平抛
4、运动，速度变化快慢都是重力加速度，所以相等， C错。通过排除法答案：为 D。 考点：平抛运动 点评：本题考查了平抛运动的规律：通常必须用分解知识才能求解平抛以及类平抛问题。 一辆汽车的质量为 m，额定功率为 P，运动中阻力大小为车重的 k倍。汽车在水平路面上从静止开始受恒定的牵引力 F启动，已知重力加速度为 g。则根据上述信息不能求出的是 A汽车达到额定功率所经历的时间 B汽车在匀加速过程中牵引力做的功 C汽车从开始到达到最大速度的过程中所 受的阻力做的功 D汽车运动的最大速度 答案： C 如图所示，质量为 m的物体 (可视为质点 )以某一速度从 A点冲上倾角为 30的固定斜面，其运动的加速度
5、大小为 ，此物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体 A重力势能增加了 mgh B克服摩擦力做功 mgh C动能损失了 mgh D机械能损失了 答案： CD 质量为 m的小球由轻绳 a、 b分别系于一轻质木架上的 A和 C点，绳长分别为 la、 lb，如图所示。当轻杆绕轴 BC以角速度 匀速转动时，小球在水 平面内做匀速圆周运动，绳 a在竖直方向，绳 b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳 b被烧断的同时轻杆停止转动，则 A小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B在绳 b被烧断瞬间， a绳中张力突然增大 C若角速度 较小，小球在垂直于平面 ABC的竖直平面内摆动 D绳 b未被烧断时，绳
6、 a的拉力大于 mg，绳 b的拉力为 答案： BC 甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比 m1： m2=1： 2，它们圆周运动的轨道半径之比为 r1： r2=1： 2，下列关于卫星的说法中正确的是 A它们的线速度之比 v1： v2= B它们的运行周期之比 T1： T2= C它们的向心加速度比 a1： a2= 4： 1 D 它们的向心力之比 F1： F2= 4： 1 答案： C 质量为 m的小球从高 H处由静止开始自由下落，以地面作为零势能面当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为 A 2mg B mg C mg D mg 答案： B 如图所示， A、 B是两个摩擦
7、传动轮，两轮半径大小关系为 RA 2RB，则两轮边缘上的 A角速度之比 A B 2 1 B周期之比 TA TB 1 2 C转速之比 nA nB 1 2 D向心加速度之比 aA aB 2 1 答案： C 一船在静水中的速度为 6m/s，要渡过宽度为 80m，水流的速度为 8 m/s的河流，下列说法正确的是 A因为船速小于水速，所以船不能渡过此河 B因为船速小于水速，所以船不能行驶到正对岸 C船渡河的最短时间一定为 l0 s D船相对河岸的速度大小一定为 10 m/s 答案： B 如图所示， A、 B两球质量相等， A球用不能伸长的轻绳系于 O点， B球用轻弹簧系于O点， O与 O点在同一水平面上
8、，分别将 A、 B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平高度，则 A两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等 B两球到达各自悬点的正下方时， A球速度较大 C两球到达各自悬点的正下方时， B球速度较大 D两球到达各自悬点 的正下方时，两球受到的拉力相等 答案： B 下列说法正确的是 A曲线运动一定是变速运动 B物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C两个直线运动的合运动一定是直线运动 D物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动 答案： A 填空题 在 “验证机械能守恒定律 ”的实验中，质量为
9、 m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器所打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量就可以验证机械能守恒定律。 （ 1）如图所示，选取纸带打出的五个连续点 A、 B、 C、 D、 E，测出 A点距起始点 O的距离为 S0，其余如图，使用电源的频率为 f（频率为周期的倒数），则打 C点时重锺的速度为 ，打点计时器在打 C点时重锤的动能为 ，打点计时器在打 O点和 C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为 。 （ 2）实验中发现重锤减少的重力势能略大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力作用，若已知当地重力加速度的值为 g，用（ 1）小题及题目中给出
10、的已知量表示重锤在下落过程中受到的平均阻力大小为 。 答案：（ 1） （ s1+s2） f/4 ， mf2(S1+S2)2/32 ， mg(S0+S1) 。 （ 2） mg- mf2(S1+S2)2/32(S0+S1) 。 三个同学根据不同的实验条件，进行了 “探究平抛运动规律 ”的实验： （ 1） 甲同学采用如图 (1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把 A球沿水平方向弹出，同时 B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力 度，即改变 A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_。 （ 2）乙同学采用如图 (2)所示的装置。两个相同的弧形轨道 M、 N，分别用于发射
11、小铁球 P、 Q，其中 N的末端与可看作光滑的水 平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、 D；调节电磁铁 C、 D的高度，使 AC BD，从而保证小铁球 P、 Q在轨道出口处的水平初速度 v0相等，现将小铁球 P、 Q分别吸在电磁铁 C、 D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度 v0同时分别从轨道 M、 N的下端射出。实验可观察到的现象应是 _。仅仅改变弧形轨道 M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 _ 。 （ 3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图 (3)所示的 “小球做平抛运动 ”的照片。图中每个小方格的边长为 10cm，则由图可求得拍摄时每 _s曝光一次，该小球运
12、动到图中位置 2时速度大小为 _m/s(g取 10m/s2)。答案： (1) 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动； (2)P， Q二球相碰；平抛运动在水平方向上是匀速运动； （ 3） 0.1； 2.5 计算题 如图所示，水平台面 AB距地面的高度 h 0.80m.有一滑块从 A点以 v0 6.0m/s的初速度在台面上 做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数 0.5.滑块运动到平台边缘的 B点后水平飞出 .已知 AB 2.7m。不计空气阻力， g取 10m/s2，求： （ 1）滑块从 B点飞出时的速度大小； （ 2）滑块落地点到平台边缘的水平距离； （ 3）滑块落地前瞬间的速度与水平方向的夹
13、角（结果可直接用三角函数表示）。答案：解：（ 1）设滑块到达 B点的速度为 ，由动能定理得 故 （ 2）由平抛运动规律，竖直方向，由 ， 得 水平方向， 即滑块落地点到平台边缘的水平距离为 （ 3）落地前瞬间竖直速度 ， 水平方向的速度 ，设速度与水平方向的夹角为 ， 则 ，即 一宇航员抵达一半径为的星球表面后，为了测定该星球的质量，做如下实验，取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端栓一质量为 m的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握细直管抡动砝码，使它在竖直平面 内做完整的圆周运动。停止抡动细直管，砝码可继续在同一竖直平面做完整的圆周运动。如图所示，观察测力计得到，当砝码运动到圆周的最低点时
14、，测力计的读数为 ；当砝码运动到圆周的最高点时，测力计的读数为 。已知引力常量为，试根据题中提供的条件和测量结果，求： （ 1）该星球表面的重力加速度； （ 2）该星球的质量； （ 3）该星球的第一宇宙速度。 答案：解：（ 1）砝码在最高点细线的拉力为 F1,速度为 v1，则 砝码在最低点细线的拉力为 F2,速度为 v2，则 由机械能守恒定律得 由 、 、 解得 （ 2）在星球表面，万有引力近似等于重力 由 、 解得 （ 3）由 ， 得 （或由 ， 得 如图所示，已知半径分别为 R和 r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道
15、 CD相连一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为 的 CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道若小球在两圆轨道的最高点对轨道压 力都恰好为零试求： 分别经过 C、 D时的速度； 小球释放的高度 h； 水平 CD段的长度 答案：（ 1） ； （ 2） 2.5R（ 3） 试题分析：（ 1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过 C点时的速度为 vc，通过甲环最高点速度为 v，根据小球对最高点压力为零，有 取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律 由 、 两式消去 v，可得 同理可得小球滑过 D点时的速度 （ 2）小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至 C点时机械能守恒，有 由 、
16、 两式联立解得 h=2.5R,因此小球释放的高度为 2.5R （ 3）设 CD段的长度为 L，对小球滑 过 CD段过程应用动能定理 由 、 、 三式联立解得 考点：机械能守恒定律；牛顿定律及动能定理。 如图所示，在竖直方向上 A、 B两物体通过劲度系数为 k的轻质弹簧相连， A放在水平地面上； B、 C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连， C放在固定的光滑斜面上用手拿住 C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证 ab段的细线竖直、 cd段的细线与斜面平行已知 A、 B的质量均为 m， C的质量为 4m，重力加速度为 g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放 C后它沿斜面下滑，
17、A刚离开地面时， B获得最大速度，求： (1) 从释放 C到物体 A刚离开地面时，物体 C沿斜面下滑的距离 . (2) 斜面倾角 (3) B的最大速度 vBm 答案：解： 设开始时弹簧的压缩量 xB，则 设当物体 A刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为 xA，则 当物体 A刚离开地面时，物体 B上升的距离以及物体 C沿斜面下滑的距离均为 由 式解得 物体 A刚刚离开地面时，以 B为研究对象，物体 B受到重力 mg、弹簧的弹力 kxA、细线的拉力 T三个力的作用，设物体 B的加速度为 a，根据牛顿第二定律，对 B有 对 C有 由 、 两式得 当 B获得最大速度时，有 由 式联立，解得 所以： （ 3）由于 xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，且物体 A刚刚离开地面时， B、 C两物体的速度相等，设为 vBm，以 B、 C及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得： 由 、 、 式，解得：
