山东省枣庄市滕州市2015-2016学年高一(下)期末物理试卷(解析版)

2015-2016学年山东省枣庄市滕州市高一（下）期末物理试卷一、本题包括12小题．第1-8小题，毎题3分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题，每题4分，有多个选项正确，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，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点．四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向．其中描述最准确的是（）A．甲B．乙C．丙D．丁2．一轮船以船头指向始终垂直于河岸方向以一定的速度向对岸行驶，水匀速流动，则关于轮船通过的路程、渡河经历的时间与水流速度的关系，下述说法正确的是（）A．水流速度越大，路程越长，时间越长B．水流速度越大，路程越短，时间越短C．渡河时间与水流速度无关D．路程和时间都与水速无关3．某机械传动结构的示意图如图所示．A在前齿构轮边缘上，B点在后齿轮边緣上，C在后轮边缘上；前齿轮和后齿轮通过链条传动，后齿轮和后轮固定在一起．前齿轮半径为l0cm，后齿轮半径为5cm，后轮半径为30cm．在它们匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A、B两点角速度相同B．A点角速度是C点角速度的一半C．A、C两点的加速度大小相同D．B点的转动周期小于C点的转动周期4．如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物块（可视为质点），A为终端皮带轮．已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮之间不会打滑．若小物块m最终被传送带水平抛出，则A 轮转动周期的最大值是（）A．2πB．2πC．D．5．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F．如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为（）A． F B． F C． F D． F6．在地面上发射一个飞行器，进入如图所示的椭圆轨道绕地球运行，其发射速度v应满足（）A．v＜7.9km/s B．v=7.9km/sC．7.9km/s＜v＜11.2km/s D．v＞11.2km/s7．下列说法不正确的是（）A．经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的B．相对论时空观认为物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同C．经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别8．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离，其中力F做功最多的是（）A．B．C．D．9．关于动能，下列说法正确的是（）A．运动物体所具有的能叫做动能B．某物体运动的加速度若为零，则其动能不变C．某物体若做匀速圆周运动，则其动能是变化的D．某物体若做斜上抛运动，则其动能先减少后增加10．如图所示，小球以大小不同的初速度，先、后从P点水平向右抛出，两次都碰撞到竖直墙壁．若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．两次碰墙时瞬时速度相同B．两次碰撞墙壁的同一点C．初速度大时，在空中运动的时间短D．初速度大时，碰撞墙壁时重力的瞬时功率小11．如图所示，在地面上以初速度v0抛出质量为m的物体，落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，则下列说法正确的是（）A．物体落到海平面时的重力势能为mghB．物体落到海平面时的重力势能为mv02+mghC．整个过程中重力对物体做的功为mghD．整个过程中物体的重力势能减少了mgh12．如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E k﹣h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知（）A．小滑块的质量为0.2kgB．轻弹簧原长为0.2mC．弹簧最大弹性势能为0.32JD．小滑块运动过程的每一时刻，其机械能与弹簧的弹性势能的总和均为0.7J二、本题共2小题，共14分．13．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．（1）实验中，应将木板的（填写字母“A”或“B”）端垫高．（2）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图乙所示，则根据图线形状，对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是（填写字母代号）．A．W∝B．W∝C．W∝v2D．W∝v3．14．在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示，他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C的距离分别为h1、h2、h3…，电源的频率为f．（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是．A．选用铁质重锤B．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直（2）打B点时，重锤的速度大小v B为．（3）小明用实验测得数据画出v2﹣h图象如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是．（4）另有四位图线在图乙的基础上，画出没有阻力时的v2﹣h图线（图丙），并与其比较，其中正确的是．三、本大题共5小题，共45分．解答必须写出明确的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位.15．跳台滑雪是一种极为壮观的运动．如图所示，运动员从倾角为30°的山坡顶端的跳台上A点，以某速度沿水平方向飞出，恰好落到山坡底端的水平面上的B点．已知AB之间的距离x=10m，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）运动员在空中飞行的时间；（2）运动员经过A点时的速度．16．已知地球半径为R，地球自转的周期为T，地球表面的重力加速度为g，求（1）第一宇宙速度？（2）地球同步卫星离地面的高度h．17．为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速．如图所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道．已知弯道半径R=24m，汽车到达A点时速度v A=16m/s，汽车质量为1.5×103kg，与路面间的动摩擦因数μ=0.6，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，若汽车进入弯道后刚好不发生侧滑．求：（1）汽车在弯道上行驶时的向心力大小．（2）汽车在弯道上行驶时的线速度大小．（3）汽车在AB段汽车克服摩擦力做得功．18．如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，高为H，斜面顶点有一小定滑轮．小物块A和B的质量均为m，通过不可伸长的轻软细绳跨过定滑轮连接．开始时两物块都静止于到地面的竖直距离为H的位置．滑轮质量、摩擦均忽略不计，空气阻力忽略不计．那么，释放两物块后，物块A沿斜面上滑的最大距离是多少？19．如图所示，长度为L的轻绳上端固定在0点，下端系质量为m的小球，在水平拉力F 作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α=37°时，小球在Q点保持静止．己知重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）求力F的大小；（2）若用大小为2F的水平拉力，把小球从轻绳悬垂时的最低点P拉至Q点时，小球的速度多大？（3）接第（2）问，若小球被拉至Q点时撤去拉力，则小球继续上摆到达的位置距最低点P 的高度是多大？2015-2016学年山东省枣庄市滕州市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、本题包括12小题．第1-8小题，毎题3分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确；第9-12小题，每题4分，有多个选项正确，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，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点．四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向．其中描述最准确的是（）A．甲B．乙C．丙D．丁【考点】物体做曲线运动的条件．【分析】曲线运动的物体在某一点的速度方向沿该点的切线方向，从而即可求解．【解答】解：某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向，故C正确，ABD错误．故选：C．2．一轮船以船头指向始终垂直于河岸方向以一定的速度向对岸行驶，水匀速流动，则关于轮船通过的路程、渡河经历的时间与水流速度的关系，下述说法正确的是（）A．水流速度越大，路程越长，时间越长B．水流速度越大，路程越短，时间越短C．渡河时间与水流速度无关D．路程和时间都与水速无关【考点】运动的合成和分解．【分析】因为船垂直于河岸方向的速度不变，而水流方向是垂直于这个方向的，在这个方向上没有分速度，所以不论水速多大时间不变；水速越大，水流方向的位移就越大．【解答】解：设河宽为d，船垂直于河岸的速度为v，t=．时间与水速无关，故A错误，C正确；如果水速越大，船在水中运动的路程就越大，故BD错误．故选：C3．某机械传动结构的示意图如图所示．A在前齿构轮边缘上，B点在后齿轮边緣上，C在后轮边缘上；前齿轮和后齿轮通过链条传动，后齿轮和后轮固定在一起．前齿轮半径为l0cm，后齿轮半径为5cm，后轮半径为30cm．在它们匀速转动时，下列说法正确的是（）A．A、B两点角速度相同B．A点角速度是C点角速度的一半C．A、C两点的加速度大小相同D．B点的转动周期小于C点的转动周期【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】根据同轴转动的点角速度相同，皮带连动的轮子边缘处的线速度相等；再根据角速度和线速度的关系以及向心加速度的表达式进行分析即可．【解答】解：A、AB是用皮带连接的；故AB两点线速度相同，因两点的半径不同；故两点的角速度不同；故A错误；B、BC两点是共轴转动的，故两点的角速度相同；由v=rω可知，A的角速度是B的角速度的一半；故A角速度是C角速度的一半；故B正确；C、由a=rω2可知，设A点的角速度是ω，结合B的分析可知C点的角速度是2ω，故加速度关系为：，两点的加速度大小不同；故C错误；D、因BC两点角速度相同，则周期一定相同；故D错误；故选：B4．如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物块（可视为质点），A为终端皮带轮．已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮之间不会打滑．若小物块m最终被传送带水平抛出，则A 轮转动周期的最大值是（）A．2πB．2πC． D．【考点】线速度、角速度和周期、转速；平抛运动．【分析】物体恰好不被抛出的临界条件是最高点重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律求出最高点的线速度，从而得出A轮的转速和周期．【解答】解：物体恰好被抛出的临界条件是最高点重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力，有：mg=，解得v=，根据线速度与周期的关系公式，有：v=联立解得：T=2π．可知选项A正确，BCD错误．故选：A5．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F．如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为（）A． F B． F C． F D． F【考点】万有引力定律及其应用．【分析】用没挖之前球对小球的引力，减去被挖部分对小球的引力，就是剩余部分对质点的引力．结合万有引力定律公式进行求解．【解答】解：根据m=知，挖去部分的小球是整个实心球质量的，挖去部分的质量m=，设没挖去前，对小球的引力F=，挖去的部分对质点的引力=，则剩余部分对质点P的引力．故选：C．6．在地面上发射一个飞行器，进入如图所示的椭圆轨道绕地球运行，其发射速度v应满足（）A．v＜7.9km/s B．v=7.9km/sC．7.9km/s＜v＜11.2km/s D．v＞11.2km/s【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．【分析】第一宇宙速度v=7.9km/s为最小发射速度，可以知道若发射卫星必须达到这个速度，但是若要环绕地球，又不能超过这个速度，由此可判定选项．【解答】解：依据第一宇宙速度为最小发射速度，可知在地面上发射一个飞行器，进入近地圆轨道Ⅰ并绕地球运行，其发射速度v应满足v=7.9km/s，当速度在7.9～11.2km/s之间时．人造卫星既不能保持在地球附近做圆周运动，又无法完全逃离地球，故C正确，ABD错误．故选：C．7．下列说法不正确的是（）A．经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的B．相对论时空观认为物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同C．经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别【考点】狭义相对论．【分析】1、狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．2、狭义相对论的几个重要的效应：①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．③质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．【解答】解：A、经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故A正确；B、相对论时空观认为物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同．故B正确；C、经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动（相对于光速）的问题，故C正确；D、当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学是适用的，故D不正确；本题选择不正确的，故选：D．8．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离，其中力F做功最多的是（）A．B．C．D．【考点】功的计算．【分析】由功的公式分别分析几种情况下拉力做功的情况，即可比较做功的多少．【解答】解：拉力做功W=FLcosθ；由图可知，A中夹角为0°，B中夹角为30°；C中夹角为30°，D中拉力为60°，因夹角越大，则cosθ越小，故A中拉力做功最多；故选：A．9．关于动能，下列说法正确的是（）A．运动物体所具有的能叫做动能B．某物体运动的加速度若为零，则其动能不变C．某物体若做匀速圆周运动，则其动能是变化的D．某物体若做斜上抛运动，则其动能先减少后增加【考点】动能．【分析】动能是标量、速度是矢量，速度变化时，动能不一定变化，物体动能变化，速度一定变化．根据动能定理，根据合力做功情况判断动能的变化．【解答】解：A、动能是物体由于运动而具有的能量，所以A错误；B、物体的加速度为0，物体静止或匀速直线运动，动能不变，故B正确；C、物体做匀速圆周运动，速度大小不变，动能不变，故C错误；D、斜抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动，在上升过程中动能减小，下降过程中动能增加，故动能先减小后增加，故D正确；故选：BD10．如图所示，小球以大小不同的初速度，先、后从P点水平向右抛出，两次都碰撞到竖直墙壁．若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．两次碰墙时瞬时速度相同B．两次碰撞墙壁的同一点C．初速度大时，在空中运动的时间短D．初速度大时，碰撞墙壁时重力的瞬时功率小【考点】平抛运动；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移一定，比较出运动的时间，再结合位移公式比较下降的高度．【解答】解：A、初速度大，运动的时间短，则竖直分速度小，初速度小，运动时间长，则竖直分速度大，根据平行四边形定则知，碰到墙壁前的速度方向一定不同，故A错误．B、初速度越大，运动的时间越短，根据，知下降的高度越小，碰撞墙壁的点在上方，故B错误C、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，运动的时间，初速度越大，则在空中运动的时间越短，故C正确．D、初速度大时，运动时间短，根据知竖直分速度小，根据碰撞墙壁时重力的瞬时功率小，故D正确；故选：CD．11．如图所示，在地面上以初速度v0抛出质量为m的物体，落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，则下列说法正确的是（）A．物体落到海平面时的重力势能为mghB．物体落到海平面时的重力势能为mv02+mghC．整个过程中重力对物体做的功为mghD．整个过程中物体的重力势能减少了mgh【考点】机械能守恒定律．【分析】重力势能是相对的，是相对于参考平面，而重力做功只与初末位置有关，与路径无关．重力做功多少，重力势能就减少多少．由此分析即可．【解答】解：AB、以地面为参考平面，海平面在地面的下方，所以物体落到海平面时重力势能为﹣mgh，故AB错误；C、整个过程中，物体下降的高度为h，则重力对物体做的功为mgh，故C正确．D、整个过程中重力对物体做的功为mgh，则物体的重力势能减少了mgh，故D正确．故选：CD12．如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E k﹣h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知（）A．小滑块的质量为0.2kgB．轻弹簧原长为0.2mC．弹簧最大弹性势能为0.32JD．小滑块运动过程的每一时刻，其机械能与弹簧的弹性势能的总和均为0.7J【考点】机械能守恒定律．【分析】根据E k﹣h图象的斜率表示滑块所受的合外力，高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，说明滑块只受重力，结合能量守恒定律求解．【解答】解：A、在从0.2m上升到0.35m范围内，图象是直线，说明滑块只受重力，由动能定理得：△E k=mg△h，图线的斜率绝对值为：k===2N=mg，则m=0.2kg，故A正确；B、在E k﹣h图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m 范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，所示从h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m．故B正确；C、根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即等于弹簧最大弹性势能，所以E pm=mg△h=0.2×10×（0.35﹣0.1）=0.5J，故C错误；D、在滑块整个运动过程中，滑块和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，即滑块的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变，等于h=0.35m时重力势能，为E=mgh=0.2×10×0.35J=0.7J，故D正确；故选：ABD二、本题共2小题，共14分．13．某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．（1）实验中，应将木板的B（填写字母“A”或“B”）端垫高．（2）若根据多次测量数据画出的W﹣v图象如图乙所示，则根据图线形状，对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是AB（填写字母代号）．A．W∝B．W∝C．W∝v2D．W∝v3．【考点】打点计时器系列实验中纸带的处理；探究功与速度变化的关系．【分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功；（2）根据图象特点，利用数学知识可正确得出结论；【解答】解：（1）该实验中要使橡皮筋对小车所做功为合外力的功，应当进行平衡摩擦力的操作，所以要求斜面倾斜，释放小车后小车能够匀速下滑，故应将B端垫高；（2）根据图象结合数学知识可知，该图象形式和y=x n（n=2，3，4）形式，故AB错误，CD正确．本题选不正确的，故选AB故答案为：（1）B；（2）AB．14．在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示，他舍弃前面密集的点，以O为起点，从A点开始选取纸带上连续点A、B、C…，测出O到A、B、C的距离分别为h1、h2、h3…，电源的频率为f．（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是ABC．A．选用铁质重锤B．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直（2）打B点时，重锤的速度大小v B为．（3）小明用实验测得数据画出v2﹣h图象如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是打下O点重锤速度不为零．（4）另有四位图线在图乙的基础上，画出没有阻力时的v2﹣h图线（图丙），并与其比较，其中正确的是B．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度．（3）图线不过原点，抓住h为零，速度不为零，得出图线不过原点的原因．（4）抓住释放位置相同，即初速度为零的位置相同确定正确的图线．【解答】解：（1）A、为了减小阻力的影响，重锤选择质量大一些，体积小一些的铁质重锤，故A正确．B、安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上，故B正确．C、释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直，重锤下落时，手不需提着纸带上端，故C 正确，D错误．故选：ABC．（2）B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则．（3）小明用实验测得数据画出v2﹣h图象图线不过坐标原点，即h=0时，速度不为零，可打下O点时重锤速度不为零．（4）不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，两图线交于横轴的同一点，故B正确，A、C、D错误．故选：B．故答案为：（1）ABC，（2），（3）打下O点时重锤速度不为零，（4）B．三、本大题共5小题，共45分．解答必须写出明确的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位.15．跳台滑雪是一种极为壮观的运动．如图所示，运动员从倾角为30°的山坡顶端的跳台上A点，以某速度沿水平方向飞出，恰好落到山坡底端的水平面上的B点．已知AB之间的距离x=10m，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）运动员在空中飞行的时间；（2）运动员经过A点时的速度．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动的高度，结合位移时间公式求出运动员在空中运动的时间，结合水平位移和时间求出运动员经过A点的速度．【解答】解：（1）设运动员在空中飞行的时间为t，根据得，t=．（2）运动员经过A点的速度．答：（1）运动员在空中飞行的时间为1s；（2）运动员经过A点时的速度为m/s．16．已知地球半径为R，地球自转的周期为T，地球表面的重力加速度为g，求（1）第一宇宙速度？（2）地球同步卫星离地面的高度h．【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度；同步卫星．【分析】（1）第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度．（2）地球同步卫星公转周期等于地球自转的周期，万有引力等于向心力．【解答】解：（1）卫星的重力等于向心力：mg=m。