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1、湖北省沙市中学2017-2018学年高一物理下学期期中试题一、选择题（12小题，共48分。1-8为单选题，9-12题为多选题，每题4分，漏选得2分，错选得0分）1在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是A牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人B牛顿进行了“月地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律C卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了微元法D在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是转换法2下列说法不正确的是A中国第一位进入太空的宇航员是杨
2、利伟B中国的卫星导航系统叫北斗导航系统C能量是守恒的，我们不需要节约能源D能量的耗散从能量转换的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的。3如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是AD点的速率比C点的速率大B从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小C从A到D的过程中，相等的时间内动能的变化相同D从A到D的过程中，相等的时间内动量的变化不同4如图所示是自行车传动结构的示意图，其中A是半径为r1的大齿轮，B是半径为r2的小齿轮，C是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n
3、r/s，则自行车前进的速度为ABC D5一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为L(LR)的轻绳连在一起。如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)A BC D6近年来，人类发射的火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探索(如发现了冰)，为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得它运动的周期为T，则火
4、星的平均密度的表达式为(k为某个常量)AkTBCkT2 D7如图所示，做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和小车速度的大小分别为，则ABC绳的拉力等于B的重力DAB系统机械能守恒8一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为ABC D9一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行，40支车队以各家独门绝技挑战1升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m2 000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N。小汽车以额定功率由静止开始
5、运动直到冲线，夺得1升汽油行驶30公里的最好成绩。则下列判断正确的是A小汽车行驶的最大速度为30m/sB小汽车行驶速度为20m/s时加速度为1m/s2C小汽车行驶30公里用时1037.5s D小汽车行驶30公里的过程中牵引力的冲量为890000Ns10如图所示，某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，Q点距地心的距离为。轨道2、3相切于P点，P点距地心的距离为。则以下说法正确的是A卫星在轨道3上的机械能最大B卫星在轨道2上由点运动到点的过程中机械能减少C卫星在轨道2上经过Q点的速度与经过点的速度
6、的比为 D卫星在轨道1上经过Q点进入轨道2需要点火加速，增加机械能11高空作业须系安全带，如果质量为的高空作业人员不慎跌落。从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前，人下落高度为，运动时间为（可视为自由落体运动，重力加速度为）。此后经历时间安全带达到最大伸长量。下列说法正确的是A下落过程中的最大加速度大于B下落过程中安全带的最大弹性势能为C下落过程中安全带对人的平均作用力大小为，方向向上D下落过程中的最大速度为12如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则Aa
7、落地前，ab机械能守恒B因为a的机械能守恒，所以a落地时速度大小为Ca下落过程中，竖直杆对a的作用力先减小后增大Da落地前，当b对地面的压力大小为mg时，b的机械能最大二、实验题（4312，请将13题、14题答案涂在答题卡上）13利用如图装置来“探究碰撞中的不变量”。将打点计时器固定在长木板的一端，小车A（含撞针）与小车B（含橡皮泥）质量相同。下列说法正确的是_。A实验前要把纸带穿过打点计时器连在小车A上平衡磨擦B实验时要注意打点计时器与小车A以及小车A与小车B之间的间距，以确保在一条纸带上打出两段点迹均匀的点C实验时要先让小车A运动再接通电源D实验得到了一条如图所示的纸带，测得和。如果在误差
8、允许的范围内等于2，则可以认为两小车碰撞前后动量是相等的。14利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。下列说法正确的是_。A为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量B为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的速度变化量和高度变化量C大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦阻力对实验的影响D大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是没有采用多次实验取平均值的方法15接上题，实验中先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到
9、起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m. 从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep_，动能变化量Ek_。三、计算题（共5小题，1212121450分。计算题要有必要的文字叙述和解答过程，只有结果不给分。）16如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为，一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，设重力加速度为.试求：（1）物块由P运动到Q所用的时间t；（2）物块由P点水平射入时的初速度；（3）物块离开Q点时速度的大小。17质量为40kg的铁锤从5m高处由静止开始落下，打在水泥桩上，与水泥桩的撞
10、击时间是0.04s。求撞击时，铁锤对桩的平均冲击力（重力加速度取10m/s2）。18如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角30，皮带在电动机的带动下，始终保持2 m/s的速率运行。现把一质量为10 kg的工件(可看为质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到1.5 m的高处，取10 m/s2。求：（1）工件与皮带间的动摩擦因数；（2）电动机由于传送此工件多消耗的电能。19轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B
11、端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。（1）若P的质量为m，求P到达C点时对轨道的作用力；（2）它离开圆轨道后落回到AB上的位置与A点之间的距离； （3）若P能滑上圆轨道，且不脱离圆轨道，求P的质量的取值范围。答案题号123456789101112答案BCACDDAAACDACDABCACD13ABD14AC15 16解析(1)物块做类平抛运动，由mgsin ma可知，物块的加速度agsin ，由lat2可得，物块由P运动到Q所用的时间t。(2)
12、由bv0t可得物块的水平射入时的初速度v0b。(3)由vyat，v可得v。17解析：由 和 代入数据联立解得桩对铁锤的平均冲击力10400N，负号表示方向向上。由牛顿第三定律得铁锤对桩的平均冲击力10400N，方向向下。18解析：(1)由题意得，皮带长为：L3 m，工件速度达到v0之前，从静止开始做匀加速运动，设匀加速运动的时间为t1，位移为x1，有x1t1t1，假设工件最终取得了与传送带相同的速度，则达到v0之后工件将做匀速运动，有Lx1v0(tt1)，解得t10.8 s1.9 s，故工件最终取得与传送带相同的速度的假设正确。加速运动阶段的加速度为a2.5 m/s2，在加速运动阶段，根据牛顿
13、第二定律，有mgcos mgsin ma，解得。(2)在时间t1内，传送带的位移为xv0t11.6 m，工件的位移为x1t1t10. 8 m，所以在时间t1内，工件相对传送带的位移xxx10.8 m，在时间t1内，因摩擦而产生的热量为Qmgcos x60 J，工件到达最高点时获得的动能为Ekmv0220 J，工件增加的势能为Epmgh150 J，所以电动机由于传送工件多消耗的电能为EQEkEp230 J。答案：(1)(2)230 J19解析：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l时，质量为5m的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律，弹簧长度为l时的弹性势能为E
14、p5mglP运动到C的过程中，由能量守恒定律得EpP在C点由牛顿第二定律得联立式，得轨道对P的作用力由牛顿第三定律得P到达C点时对轨道的作用力，方向水平向右。（2）若P能沿圆轨道运动到D点，其到达D点时的向心力不能小于重力，即P此时的速度大小v应满足mg0P滑到D点的过程中，由机械能守恒定律得联立式得vDvD满足式要求，故P能运动到D点，并从D点以速度vD水平射出。设P落回到轨道AB所需的时间为t，由运动学公式得2lgt2P落回到AB上的位置与B点之间的距离为svDt联立式得s2l故P离开圆轨道后落回到AB上的位置与A点之间的距离为(3)为使P能滑上圆轨道，它到达B点时的速度不能小于零。所以要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C。由机械能守恒定律有Ep由式可知mMm要使P能沿圆轨道上的D点滑过。由机械能守恒定律有Ep联立式得所以要P能滑上圆轨道，且不脱离圆轨道，P的质量的取值范围是和mMm- 8 -