湖北省孝感市八所重点高中教学协作体2016-2017学年高一7月联合考试物理试题

孝感市八所重点高中教学协作体2016—2017学年联合考试
高一物理试卷
一、选择题
1. 下列说法正确的是( )
A. “笔尖下发现的行星”是天王星，卡文迪许测出了万有引力常量G的值
B. 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质不是惯性
C. 行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动周期的平方与轨道半径的三次方之比=K为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关
D. 匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向
【答案】B
2. 静止的质点，在两个互成锐角的恒力F1、F2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉F1，则质点在撤去F1前、后两个阶段中的运动情况分别是 ( )
A. 匀加速直线运动，匀变速曲线运动
B. 匀加速直线运动，匀减速直线运动
C. 匀变速曲线运动，匀速圆周运动
D. 匀加速直线运动，匀速圆周运动
【答案】A
【解析】两个互成锐角的恒力F1、F2合成，根据平行四边形定则，其合力为恒力，加速度恒定；质点原来静止，故物体做初速度为零的匀加速直线运动；撤去一个力后，剩下的力与速度不共线，故开始做曲线运动，由于F2为恒力，故加速度恒定，即做匀变速曲线运动；故A正确，BCD错误．故选A.
3. 古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为1 kg，以10 m/s的速度大小奔跑，撞树后反弹的速度的大小为1 m/s，则兔子受到撞击力的冲量大小为( )
A. 9 N·s
B. 10 N·s
C. 11 N·s
D. 12N·s
【答案】C
【解析】设兔子的末速度方向为正方向，则初速度v0=-10m/s；末速度为v=1m/s；则由动量定理可知兔子受到撞击力的冲量大小为：I=mv-mv0=(1+10)×1=11N•s；故C正确，ABD错误故选C.
4. 某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计．用v、E、E k、P分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A、B、足球做斜上抛运动，机械能守恒，重力势能先增加后减小，故动能先减小后
增加，速度先减小后增加，故A、B错误；C、以初始位置为零势能面，踢出时速度方向速度为v y，足球的机械能守恒，则mg2t2，故C错误；D、速度的水平分量不变，竖直分量先减小到零，后反向增加，故根据P=Gv y=mg2t，重力的功率先均匀减小后均匀增加，故D正确；故选D.
【点睛】本题关键是明确物体的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的上抛运动，然后结合机械能守恒定律和功率的表达式列式分析．
5. 某人从岸上以相对岸的水平速度v0跳到一条静止的小船上，使小船以速度v1开始运动；如果此人从这条静止的小船上以同样大小的水平速度v0相对小船跳离小船，小船的反冲速度的大小为v2，则两者的大小关系( )
A. v1＞v2
B. v1 = v2
C. v1＜v2
D. 条件不足，无法判断
【答案】B
...............
【点睛】解答本题时要注意速度的参照物是地面，不是小船．运用动量守恒定律要规定正方向．
6. 如图所示，水平传送带由电动机带动以恒定的速度v顺时针匀速转动，某时刻一个质量为m的小物块在传送带上由静止释放，小物块与传送带间的动摩擦因数为μ，小物块在滑下传送带之前已与传送带的速度相同．对于小物块从静止释放到与传送带的速度相同这一过程中，下列说法正确的是( )
A. 电动机多做的功为mv2
B. 小物块在传送带上的划痕长为
C. 传送带克服摩擦力做的功为mv2
D. 电动机增加的功率为μmgv
【答案】D
【解析】物块刚放上传送带时做匀加速运动，直到速度相等时保持相对静止；设物块匀加速运动的时间为t，则; 物块与传送带相对位移大小为：△x=vt-v t=，即小物块在传送带上的划痕长为，摩擦生热为：Q=f△x=μmg vt=mv2，则电动机多做的功为：
W=Q+mv2=mv2，选项AB错误；传送带克服摩擦力做功为：W f带=μmg∙vt=μmgv∙=mv2．故C错误．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为：P=fv=μmgv，故D正确．故选D.
点睛：解决本题的关键知道物体在传送带上发生相对运动时的运动规律，以及知道能量的转化，知道电动机多做的功等于物体动能的增加和摩擦产生的内能之和．
7. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在红蜡块R从坐标原点匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为θ．则红蜡块R的
A. 分位移y与分位移x成正比
B. 合速度v的大小与时间t成正比
C. 分位移y的平方与分位移x成正比
D. tanθ与时间t成正比
【答案】CD
【解析】A、C、由题意可知，y轴方向，y=v0t；而x轴方向，，联立可得：，故A错误，C正确；B、x轴方向，v x=at，那么合速度的大小，则v的大小与时间t不成正比，故B错误；D、设合速度的方向与y轴夹角为α，则有：，故D正确；故选CD．
【点睛】分析好小圆柱体的两个分运动，掌握运动学公式，理解运动的合成与分解法则，注
意平抛运动规律的应用．
8. 如图是地球三个宇宙速度示意图,当卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时,到地心
距离为r,速度为v,加速度为a,设地球质量为M,万有引力恒量为G,则下列说法正确的是( )
A. v<7.9km/s
B. 7.9km/s<v<11.2km/s
C. a =
D. a =
【答案】AC
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，卫星绕地球作椭圆轨道运动到达远地点时要做近心运动，其速度v＜7.9km/s．故A正确，B错误；根据牛顿第二定律及万有引力定律得解得，故C正确；在远点时的轨道曲率半径不等于r，则，D错误；故选AC．
点睛：掌握第一宇宙速度的含义，知道第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度．知道物体做椭圆运动时万有引力不完全提供向心力．
9. 在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开C时，A的速度为v，则此过程（弹簧的弹性势能与弹簧的伸长量或压缩量的平方成正比，重力加速度为g）( )
A. 物块A运动的距离为
B. 物块A加速度为
C. 拉力F做的功为mv2
D. 拉力F对A做的功等于A的机械能的增加量
【答案】AD
【解析】试题分析：开始时，弹簧处于压缩状态，压力等于物体A重力的下滑分力，根据胡克定律，有：mgsinθ=kx1
解得：；物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有；
mgsinθ=kx2；解得：；故物块A运动的距离为：△x＝x1+x2＝，故A正确；此时物体A受拉力、重力、支持力和弹簧的拉力，根据牛顿第二定律，有：F-mgsinθ-T=ma 弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，为：T=mgsinθ，故：a=−2gsinθ，故B错误；拉力F做的功等于物体A、物体B和弹簧系统机械能的增加量，为：W=mg•△xsinθ+mv2+E P弹，故C错误；由于质量相等，那么刚好要离开挡板时候的弹性势能和刚开始相同，同时B物体机械能没有变化，那么整个过程中外力F做的功全部用于增加物块A的机械能，故D正确；故选AD。

考点：胡克定律；牛顿第二定律；动能定理的应用
【名师点睛】本题关键抓住两个临界状态，开始时的平衡状态和最后的B物体恰好要滑动的临界状态，然后结合功能关系分析，不难。

10. 如图所示，光滑的斜槽轨道AB的B端切线水平, 在B点静止放置一个质量为m2的小球. 另一个质量为m1的小球从斜槽上某点A静止释放下滑, 与m2发生无机械能损失的正碰, 碰后两球落到水平面上, 落地点到O的距离之比为OP︰OM=3︰1, 则两球质量之比m1︰m2可能为( )
A. 3︰1
B. 3︰2
C. 3︰5
D. 1︰7
【答案】ACD
【解析】设碰撞前m1小球的速度为v0，碰后瞬间m1、m2的速度分别为v1、v2．取水平向左为正
方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得m1v0=m1v1+m1v2，，解得：
，，碰后两球离开轨道后都做平抛运动，运动时间相等，由
x=v0t知，|v1|：v2=OM：OP=1：3；若碰后瞬间m1的速度向左，则 v1：v2=1：3，联立解得m1：m2=3：1；若碰后瞬间m1的速度向右，则-v1：v2=1：3，联立解得m1：m2=3：5；故选AC.
【点睛】本题是弹性碰撞问题，要知道碰撞过程遵守动量守恒定律与机械能守恒定律，要注意碰后m1球的速度有两种可能，不能漏解．
二、实验题
11. ①某同学用如图甲所示的装置，来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是（________）
A. 该实验中，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料
B. 该实验中，可以由公式v=gt求出打某点的纸带的速度
C. 该实验中，应先接通电源后释放重物
D. 该实验中，打点计时器接到电源的直流输出端上
②实验中得到的一条点迹清晰的纸带如图乙所示, 若把第一个点记做O，另选连续的三个点
A、B、C作为测量点，经测量A、B、C到O的距离分别为70.18cm、77.76cm、85.76cm。

根据以上数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能的减少量为______J，动能的增加量为______J。

所用重物的质量为1.00kg（g取10m/s2，计算结果保留三位有效数字）
【答案】 (1). AC (2). 7.78 (3). 7.59
【解析】(1)A、为了减小阻力的影响，重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，故A 正确．B、实验时不能根据v=gt求解瞬时速度，否则默认机械能守恒，失去验证的意义，故B错误．C、实验时应先接通电源后释放重物，故C正确．D、打点计时器接到电源的交流输出端上，故D错误．故选AC．
(2)重物由O点运动到B点，重力势能的减少量△E p=mgh=1×10×0.7776J≈7.78J．B点的瞬时速度,则动能的增加量
【点睛】对于基础实验要从实验原理出发去理解，要亲自动手实验，深刻体会实验的具体操作，不能单凭记忆去理解实验．
12. 气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，
使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

我们可以用带竖直挡板C、D
的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)。

采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B；
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1；
e．按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

①实验中还应测量的物理量及其符号是________________________________。

②作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________；作用后A、B两滑块质量与速度乘
积之和为_____________________。

③作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有
⑴______________________，⑵________________________(至少答出两点)。

【答案】 (1). B的右端至挡板D的距离L2 (2). 0 (3). (4).
⑴L1、L2、t1、t2、m A、m B的数据测量误差; ⑵没有考虑弹簧推动滑块的加速过程(5). ⑶
滑块并不是做标准的匀速直线运动，滑块与导轨间有少许摩擦力; ⑷气垫导轨不完全水平【解析】(1)因系统水平方向动量守恒，即：m A v A-m B V B=0，由于系统不受摩擦，故滑块在水
平方向做匀速直线运动故有：，，即为，所以还要测量的物
理量是：B的右端至D板的距离L2．
(2)作用前两滑块均保持静止，故A、B两滑块质量与速度乘积之和为0；作用后，根据（1）
中表达式可知，A、B两滑块质量与速度乘积之和为；
(3)由①分析可知验证动量守恒定律的表达式是．产生误差的原因是测量m A、m B、L1、L2、t1、t2时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦等．
【点睛】本题考查验证动量守恒定律的实验；利用位移或位移与时间的比值表示物体的速度是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握．
三、计算题
13. 火星是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面
存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展。

若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g0火星半径为R，火星自转周期为T，万有引力常量为G。

求：
(1)火星的平均密度ρ。

(2)火星的同步卫星距火星表面的高度h。

【答案】(1) ;(2)
【解析】试题分析：根据万有引力等于重力求出火星的质量，结合火星的体积求出火星的密度．根据万有引力提供向心力求出火星同步卫星的轨道半径，从而得出距离火星表面的高度。

（1）在火星表面，对质量为m的物体有：, 密度为：，联立解得：.
（2）同步卫星的周期等于火星的自转周期T
万有引力提供向心力，有
联立解得:
点睛：解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力。

14. 如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块
和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)，物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ
倍．（重力加速度为g）求：
(1)当转盘的角速度ω1＝时，细绳的拉力F1；
(2)当转盘的角速度ω2＝时，细绳的拉力F2.
【答案】(1) F1＝0 (2) F2＝
【解析】设角速度为ω0时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，有：
,解得：
(1)由于,绳子未被拉紧，此时静摩擦力未达到最大值，F1=0．
(2)由于，故绳被拉紧，
根据牛顿第二定律得：F2+μmg＝mrω22
解得：.
【点睛】解决本题的关键知道物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，基础题．
15. 如图是某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法。

在离地面高度为h 的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是x1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是x2，（设每次射出的子弹一样，且射出枪口时的速度相对地也一样），求子弹射出枪口时速度的大小.（重力加速度为g）
【答案】
【解析】设子弹的质量为m，木块的质量为M，子弹射出枪口时的速度为v0．
第一颗子弹射入木块时，动量守恒mv0=（M+m）v1
木块带着子弹做平抛运动：s1=v1t
第二颗子弹射入木块时，动量守恒mv0=（M+2m）v2
木块带着两颗子弹做平抛运动s2=v2t
联立以上各式解得
【点睛】本题考查了动量守恒定律和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及运用动量守恒定律解题时，注意系统的选取．
16. 如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图，光滑的弧形轨道末端与一个半径为R
的光滑圆轨道平滑连接，两车(A车在下，B车在上)的质量分别为m A＝4m，m B＝m（可视为质点），中间夹住一轻弹簧后连接一起，两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开，其中B车刚好停在圆环最低点处，A车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点．（重力加速度为g）求：
（1）A车被弹出时的速度．
（2）把前车弹出过程中弹簧释放的弹性势能．
（3）两车下滑的高度h．
【答案】（1）v1＝；（2）E P＝2mgR ；（3） h＝
【解析】(1)设前车在最高点速度为v2，依题意有：
设前车在最低点位置与后车分离后速度为v1，根据机械能守恒得：
联立解得：
(2) 设两车分离前速度为v0，由动量守恒定律2mv0=mv1
得:
设分离前弹簧弹性势能E p，根据系统机械能守恒得:
(3) 两车从h高处运动到最低处机械能守恒
【点睛】本题综合性较强，解决综合问题的重点在于分析物体的运动过程，分过程灵活应用相应的物理规律；优先考虑动能定理、机械能守恒等注重整体过程的物理规律．。