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湖北省黄冈中学2013-2014学年高一上学期期末考试 物理试题 Word版含答案

时间:2014-01-25


湖北省黄冈中学 2013 年秋季高一期末物理试题
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分,每小题给出的四个选项中,至少有 一个选项正确,对而不全得 2 分,错选或不选不得分。1-8 为单选,9-12 为多选。 ) 1.下列说法正确的是( ) A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速 B.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的科学方法,并利用这种方法发现:忽略 空气阻力的情况下,重物与轻物下落得同样快。 C.速度变化越快的物体惯性越大,匀速运动或静止时没有惯性 D.开普勒根据行星的运动规律总结出了万有引力定律 2.L 型木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上,斜面光滑, 轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的 滑块 Q 相连,如图所示。若 P、Q 一起沿斜面下滑,不计 空气阻力。则木板 P 的受力个数为( ) A. 3 B.4 C.5 D.6 3.某航母跑道长 200m.飞机在航母上滑行的最大加速度为 6m/s2,起飞需要的最低速度为 50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为( ) A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s 4.质量均为 m 的 a、b 两木块叠放在水平面上,如图所示,a 受到斜向上与水平面成 θ 角的 力 F 作用,b 受到斜向下与水平面成 θ 角等大的力 F 作用, 两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( A.b 对 a 的支持力一定等于 mg B.水平面对 b 的支持力小于 2mg C.b 与水平面之间可能存在静摩擦力 D.a、b 之间一定存在静摩擦力 5.如图所示,A、B 两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力),下列说法正 确的( ) A.在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 B.上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 C.下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 D.在上升和下降过程中 A 对 B 的压力都等于 A 物体受到的重力 6.民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驰的马背上,弯弓放箭射击侧向的固定目 标. 假设运动员骑马奔驰的速度为 v1,运动员静止时射出的箭的速度为 v2,跑道离固定目标的最近距离为 d. 如图所示,要想在最短的时间内射 中目标,则运动员放箭处离目标的距离应该为( ) A.
dv2 v ?v
2 2 2 1



B.

2 v12 ? v2 d v2

C.

dv1 v2

D.

dv2 v1

7. 物块从光滑曲面上的 P 点自由滑下, 通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的 Q 点, 若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来,使传送带随之运动,如图所示,再把物块放 到 P 点自由滑下则( ) A.物块将仍落在 Q 点 B.物块将会落在 Q 点的左边 C.物块将会落在 Q 点的右边 D.物块有可能落不到地面上 8.如图所示,物体 A 和 B 质量均为 m,且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮,B 放在水 平面上,A 与悬绳竖直. 用力 F 拉 B 沿水平面向左匀速运动的过程中,绳对 A 的拉力的 大小( ) A.大于 mg B.总等于 mg C.一定小于 mg D.以上三项都不正确 9.右图所示为某一皮带传动装置. 主动轮的半径为 r1,从动轮的半径为 r2. 已知主动轮做顺 时针转动,转速为 n,转动过程中皮带不打滑. 下列说法正确的是( ) A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动 r C.从动轮的转速为 1 n r2 D.从动轮的转速为
r2 n r1

10. 如图所示,地面上竖直固定一轻弹簧,一个小球从弹簧正上方自由下 落,接触弹簧后将弹簧压缩到最短,在该过程中,下面分析正确的是 ( ) A. 小球接触弹簧瞬间,速度最大 B.小球从接触弹簧开始,速度先变大,然后变小直到为零 C.全过程小球先做自由落体运动,然后做减速运动 D.全过程小球受到的合外力先不变,后变小,最后又变大

11. 如图所示, 竖直平面内两根光滑细杆所构成的角AOB被铅垂线 OO? 平分, ?AOB ? 120?. 两个质量均为m的小环通过水平轻弹簧的作用静止在A、B两处,A、B连线与 OO? 垂直, 连线与O点距离为h,已知弹簧原长为 3h ,劲度系数为k. 现在 将两个小环在竖直方向上均向下平移距离h,释放瞬间A环加速 度为a,则下列表达式正确的是( A. k ?
mg 3h

) C. a ? g D. a ? 3g

B. k ?

mg 6h

12.甲、乙两车在同一水平道路上,一前一后相距 x=6 m,乙车在前,甲车在后,某时刻 两车同时开始运动,两车运动的过程如图所示,则下列 表述正确的是( ) A.当 t=4 s 时两车相遇 B.当 t=4 s 时甲车在前,乙车在后 C.两车有两次相遇 D.两车有三次相遇 二、实验题:本大题共 2 小题,第 13 题 6 分,第 14 题 10 分,共 16 分。 13. (6 分)在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸 来记录轨迹,小方格的边长 l=1.25 cm,若小球在平抛运动中 先后经过的几个位置如下图中的 a、b、c、d 所示,则小球 平抛的初速度的计算式为 v2=___________(用 l、g 表示) , 2 其值是__________(g 取 9.8m/s ) .

14. (10 分)如图所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系,小车上固定一个盒子, 盒子内盛有沙,沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙的质量)记为 m,小车的总质量(包括车、 盒子及盒内沙的质量)记为 M. (1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙,装入沙 桶中,称量并记录沙桶的总重力 mg,将该力视为合外力 F,对应的加速度 a 可从打下的纸 带中计算得出. 多次改变合外力 F 的大小,每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中, 桶内的沙取自小车中, 故系统的总质量不变。 以合外力 F 为横轴, 加速度 a 为纵轴, 画出 a ? F 图象,图象是一条过原点的直线。

① a ? F 图象斜率的物理意义是_____________. ②你认为把沙桶的总重力 mg 当做合外力 F 是否合理?___________. (填 “合理” 或 “不 合理” ) ③本次实验中,是否应该满足 M ? m 这样的条件?___________(填“是”或“否” ) ; 理由是__________________________。 (2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙的质量 m 不变, 在盒子内添加或去掉一些沙, 验证加速度与质量的关系。 本次实验中, 桶内沙的总质量不变, 故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时,以加速度 a 为纵轴,应该以__________ 的倒数为横轴。

三、计算题: (4 小题,共 46 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出 最后答案的不能得分。有数值的计算题,答案中必须明确写出数值和单位。 ) 15. (10 分)一质点做匀减速直线运动,在第 1 秒内位移为 6m,停止运动前的最后 1 秒内 位移为 2m,求: (1)在整个减速过程中质点的位移的大小; (2)整个减速过程所用的时间。

16 . ( 10 分)一个质量为 0.2kg 的小球用细绳吊在倾角为 ? ? 53? 的斜面顶端,如图所示,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面 平行,不计摩擦,当斜面以 10m/ s 2 的加速度向右运动时,求绳子 的拉力及斜面对小球的弹力。

17. (13 分)如图所示,一根长 0.1 m 的细线,一端系着一个质量为 0.2kg 的小球,拉住线 的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动.使小球的转速很缓慢地增加,当 小球的转速增加到开始时转速的 3 倍时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开 始时大 64N,求: (1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小; (2)线断开的瞬间,小球运动的线速度; (3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌子边线的夹角为 60? ,桌面高出地面 0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边线的 水平距离.

18. (13 分)水平面上有带圆弧形凸起的长方形木块 A,木块 A 上的物体 B 用绕过凸起的轻 绳与物体 C 相连,B 与凸起之间的绳是水平的. 用一水平向左边的拉力 F 作用在物体 B 上,恰使物体 A、B、C 保持相对静止. 如右图所示,已知物体 A、B、C 的质量均为 m, 重力加速度为 g,不计所有的摩擦,则拉力 F 应为多大?

湖北省黄冈中学 2013 年秋季高一期末物理参考答案
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分,每小题给出的四个选项中,至少有 一个选项正确,少选得 2 分,错选或不选不得分) 1.B 解析:滑动摩擦力阻碍相对运动,与物体的运动方向可能相同,也可能相反,还可以成任意 夹角,故 A 错误。伽利略利用理想斜面实验结合理论推导发现:忽略空气阻力,重物与轻 物下落一样快,所以 B 正确。惯性是物体的固有属性,惯性的大小只跟物体的质量有关, 故 C 错误。开普勒根据行星的运动规律总结出了开普勒三大定律,牛顿总结出了万有引力 定律。 2.A 解析:若不计一切摩擦,则弹簧处于原长状态,木板 P 受到重力,斜面的支持力和滑块的 压力三个力。 3.B 解析:根据速度位移关系式
v 2 ? v0 2 ? 2ax

则最小初速度为
v0 ? 10m / s

4.D 解析:对 a 受力分析,有 F ? sin ? ? N ? mg ∴N<mg b 对 a 的支持力小于 a 的重力,A 错误。b 对 a 的静摩擦力水平向左,D 正确。 以 a、b 整体作为研究对象,可知水平面对 b 的支持力等于 2mg,B 错误;b 与水平面之间 没有静摩擦力,C 错误。 5.A 解析:不计空气阻力,则 A、B 均处于完全失重状态,在上升和下降过程中 A 对 B 的压力 一定都为零,A 正确。 6.C 解析:根据运动的合成与分解,有 沿运动员运动的方向有: x ? v1t 垂直运动员运动的方向有: d ? v2t 则
x? v1 d v2

7.A 解析: 传送带静止和逆时针转动时, 物块相对于传送带均向右, 传送带阻碍物体的相对运动, 均给物块向左的滑动摩擦力,物块受力不变,故物块将仍落在 Q 点。

8.A 解析:根据运动的合成与分解,有
vA ? vB ? cos?

则 A 的速度逐渐增大,A 向上做加速运动,根据牛顿第二定律绳对 A 的拉力大于 mg。 9.BC 解析:主动轮做顺时针转动,由于皮带交叉传动,则从动轮的转动方向与主动轮相反,做逆 r 时针转动,根据传动装置边缘处线速度相同可知从动轮的转速为 1 n r2 10.BD 解析:当小球的加速度为零时,速度才会达到最大值,小球刚接触弹簧时加速度向下,故小 球从接触弹簧开始,速度先变大,然后变小直到为零,所以 A 错误,B 正确。全过程小球先 做自由落体运动,加速度不变,合外力也不变,接触弹簧后,合外力变小,做加速度减小的 加速运动;最后合外力向上增大,做加速度增大的减速运动。 11.AC 解析:小环静止时,弹簧的长度 L ? 2h tan 60? ? 2 3h ,即弹簧的伸长量为 3h ,则有
mg sin 30 ??k 3 h cos 30 ?, 解得 k ?

mg , 选项 A 正确; 在向下平移 h, 弹簧的形变量为 3 3h , 3h

由牛顿第二定律可知: k 3 3h cos30? ? mg sin 30? ? ma ,解得:a=g,选项 C 正确. 12.BD 解析:由图像可知,前 4s 驾车比乙车的位移大 8m,故 t=4 s 时甲车在前,乙车在后,故 A 错误,B 正确。由图像可知,A、B 两车有三次相遇,故 C 错误,D 正确。 二、实验题:本大题共 2 小题,第 13 题 4 分,第 14 题 9 分,共 13 分。 13.答案: 2 gl 0.7 m/s

解析: (1)从图中可以看出,a、b、c、d 四点沿水平方向相邻两点间的距离均为 2l;根 据平抛规律,物体在任意两相邻间融所用时间为 l,则有 v0 ?
2l . t



(2)由于 a、b、c、d 四点沿竖直方向依次相距 l、2l、3l;平抛物体在竖直方向做自由 落体运动,而且任意两个连续相等时间里的位移之差相等,
?x ? g 2t ? , l

即t ?

l . g



由①②式得 v0 ? 2 lg ,代入数据得
2 v0 ? 2 1 . 2 ? 5 ?1 0?

9.8m ?/ s

0.7m / s.

14.答案: (1)①

1 M ?m

②合理 ③否 因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于 mg

(2) M ? m 解析: (1)将车内的沙转移到桶中,就保证了 M ? m 不变,即系统的总质量不变,研究对象 F合 mg 1 是整个系统, a ? ,可见 a ? F 图象斜率的物理意义是 ,系统的合外 ? M ?m M ?m M ?m 力就等于所悬挂沙桶的重力 mg,所以不必满足 M ? m 这样的条件. (2)向小车内添加或去掉部分沙,是改变系统的总质量 M ? m ,而系统的合外力仍等于 所悬挂沙桶的重力 mg,保证了合外力不变. 三、计算题: (3 小题,共 36 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出 最后答案的不能得分。有数值计算题,答案中必须明确写出数值和单位。 ) 15. (1)8m (2)2s 解析: (1)设质点做匀减速运动的加速度大小为 a,初速度为 v0. 由于质点停止运动前 的最后 1 s 内位移为 2 m,则:
1 2 , x2 ? at2 2 2x 所以 a ? 2 2 ? 4m / s2 . t2 1 质点在第 1 s 内位移为 6 m,由 x1 ? v0t1 ? at12 得 2
v0 ? 2 x1 ? at12 ? 8m / s. 2t1

在整个减速运动过程中质点的位移大小为:

x?

2 v0 ? 8 m. 2a

(2)对整个过程逆向考虑,则

x?

1 2 at , 2
2x ? 2s. a

所以 t ?

16.解析:当小球对斜面恰好没有压力时,斜面向右的加速度为 a0,则 Tsin ? ? mg
T cos? ? ma0

∴ a0 ? g cot ? ? 7.5m / s 2 所以当 a0=10 m/s2 时,物体已经飞起来了,受力分析如图所示. T sin ? ? mg

T cos? ? ma
∴ T ? (mg )2 ? (ma)2 ? 2.83N N=0. 17.解析: (1)线的拉力等于向心力,设开始时角速度为 ?0 ,向心力是 F0,线断开的瞬间,

角速度为 ? , 线的拉力是 F.
2 F0 ? m?0 R

① ② ③

F? m ?2 R

由①②得

F ?2 9 ? 2 ? F0 ?0 1

又因为 F ? F0 ? 64N 由③④得 F=72N (2)设线断开时速度为 v
FR 72 ? 0.1 mv 2 ,得 v ? ? m / s ? 6m / s m 0.2 R (3)设桌面高度为 h,小球落地经历时间为 t.



由F ?

t?

2h ? 0.4s g

则小球飞出后的落地点到桌边线的水平距离为
l ? v ? sin 60? ? t ? 6 3 m = 2.08m 5

18.答案: 3mg 解析:设绳中张力为 T,A、B、C 共 同的加速度为 a,与 C 相连部分的绳与 竖直线夹角为 ? ,由牛顿运动定律,对 A、B、C 组成的整体有: F=3ma ① 对 B 有 F ? T ? ma 对 C 有 T cos ? ? mg

② ③ ④ ⑤

Tsin ? ? ma 联立①、②式解得 T=2ma 联立③、④式解得
3 g 3 联立⑤、⑥式解得 a? 3 g 3 联立①、⑦式解得 a?
F ? 3mg








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