湖南省长沙市一中2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含答案

2017-2018学年一、选择题：（本题包括13小题，每小题4分，共52分，其中11~13三个小题，每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的2分，有选错的得0分） 1、下列说法符合史实的是 A 、牛顿发现了行星的运动规律 B 、开普勒发现了万有引力定律C 、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D 、牛顿发现了海王星和冥王星2、真空中两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q 和-Q 的电量，当它们相距r 时，它们之间的库仑力是F ，若把它们接触后分开，再置于相距3r的两端，则它们的库仑力的大小为 A 、3FB 、FC 、9FD 、3F 3、如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R 和r ，且R=3r ，A 、B 分别为两轮边缘上的点，则皮带运动过程中，关于A 、B 两点下列说法正确的是A 、向心加速度之比:1:3AB a a = B 、角速度之比:3:1A B ωω=C 、线速度大小之比:1:3A B v v =D 、在相同的时间内通过的路程之比:3:1A B s s =4、如图所示，倾角为θ的斜面长为L ，在顶端水平抛出一小球，小球刚好落在斜面的底端，那么，小球初速度0v 的大小为A 、cos 2sin gL θθ、cos sin gLθC 、sin 2cos gL θ、sin cos gLθ5、如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮，在红蜡块从玻璃管的下端以速度v 匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右以速度'v 匀速运动，红蜡块由管口上升到顶端，所需时间为t，相对地面通过的路程为L，则下列说法正确的是A、v增大时，t增大B、v增大时，t不变C、v增大时，L增大D、v增大时，L减小6、我国载人飞船“神舟七号”的顺利飞天，极大地振奋了民族精神，神七在轨道飞行过程中，宇航员翟志刚跨出飞船，实现了“太空行走”，当他出舱后相对于飞船静止不动时，以下说法正确的是A、他处于平衡状态B、他不受任何力的作用C、他的加速度不为零D、他的加速度恒定不变7、关于圆周运动，以下说法正确的是A、做匀速圆周运动的物体，所受各力的合力一定是向心力B、做匀速圆周运动的物体除了受到其他物体的作用，还受到一个向心力C、物体做离心运动时，是因为它受到了离心力的作用D、汽车转弯时速度过小，会因离心运动造成交通事故8、如图所示，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑，已知B与斜面体间光滑接触，则在AB下滑的过程中，下列说法正确的是A、B对A的支持力不做功B、B对A的作用力做负功C、B对A的摩擦力做正功D、B、A的重力做功的平均功率相同9、一半的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来替代，如图甲所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径，现将一物体沿水平方向抛出，落地时速度v与水平面成α角，如图乙所示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是A 、2v gB 、2sin v g αC 、22cos v g αD 、22cos sin v g αα10、起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图甲所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图乙中的哪一个？11、如图所示，a 、b 、c 是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，下列说法正确的是A 、b 、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度B 、c 加速可追上同一轨道的b ，b 减速可等候同一轨道上的cC 、b 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度增大，机械能增大D 、b 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度增大，机械能减小12、蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起，腾空并做空中动作。

为了测量运动员跃起的高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网的压力，并在计算机上作出压力-时间图像，假设作出的图像如图所示，设运动员在空中运动时可视为质点，忽略空气阻力，则根据图像判断下列说法正确的是（210/g m s =）A 、在1.1s-2.3s 时系统的弹性势能保持不变B 、运动员在5.5时刻运动方向向上C 、运动员跃起的最大高度为5.0mD 、运动员在空中的机械能在增大13、如图所示，一轻质弹簧的下端，固定在水平面上，上端叠放这两个质量均为M 的物体A 、B （物体B 与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k ，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F 作用在物体上，使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动，测得两个物体的v-t 图像如图乙所示（重力加速度为g ），则A 、施加外力的瞬间，A 、B 间的弹力大小为()M g a B 、A 、B 在1t 时刻分离，此时弹簧弹力大小不为零C 、弹簧恢复到原长时，物体B 的速度达到最大值D 、B 与弹簧组成的系统的机械能先逐渐减小，后保持不变 二、填空题以及实验题14、“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验中，让轻杆连接摆锤由A 点释放，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A 、B 、C 、D 四点高度为0.150m 、0.100m 、0.050m 、0.000m ，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。

（1）实验时，把_____点作为了零势能点。

（2）（单选）若实验测得D 点的机械能明显偏大，造成该误差的原因可能是 A 、摆锤在运动中受到空气阻力的影响 B 、光电门放在D 点上方 C 、摆锤在A 点不是由静止释放的 D 、摆锤释放的位置在AB 之间15、某同学查资料得知，弹簧的弹性势能212p E kx =，其中k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧长度的变化量。

于是设想用压缩的弹簧推静止的小球（质量为m ）运动来初步探究“外力做功与物体动能变化的关系”。

为了研究方便，把小球放在水平桌面上做实验，让小球在弹力作用下运动，即只有弹簧弹力做功。

（重力加速度为g ）该同学设计实验如下：（1）首先进行如图甲所示的实验，将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球，静止时测得弹簧的伸长量为d ，在此步骤中，目的是要确定弹簧的劲度系数k ，用m 、d 、g 表示为_____________。

（2）接着进行如图乙所示的实验，将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球压缩，测得压缩量为x ，释放弹簧后，小球被推出去，从高为h 的水平桌面上抛出，小球在空中运动的水平距离为L 。

小球的初速度1k E =____________.小球离开桌面的动能2k E =_____________（用m 、g 、L 、h ） 弹簧对小球做的功W=___________（用m 、x 、d 、g 表示）对比W 和12k k E E -就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”。

需要验证的关系为___________（用所测物理量d 、x 、h 、L 表示） 【答案】（1）mg k d=（2）222hx dL = 三、计算题：（本题4个大题共34分，其中第16-18题均为8分，第19题10分）16、有三根长度皆为l=30cm 的不可伸长的绝缘轻线，其中两根的一端固定在天花板的O 点，另一根分别栓有质量皆为21.010m kg -=⨯的带电小球A 和B ，它们的电荷量分别为-q 和+q ，61.010q C -=⨯。

A 、B 之间用第三根线连接起来，空间中存在大小为52.010/E N C -=⨯的匀强电场，电场强度的方向水平向右，平衡时A 、B 球的位置如图所示，已知静电力常量922910/k N m C =⨯⋅，重力加速度210/g m s =。

求：（1）A 、B 间的库仑力的大小； （2）连接A 、B 的轻线的拉力大小；17、滑板运动是一种陆上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，作出各种动作，给人以美的享受，如图是模拟的滑板组合滑行轨道，该轨道足够长的斜直轨道，半径11R m =的凹形圆弧轨道和半径2R =1.6m 的凸形圆弧轨道组成，这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接，其中M 点为凹形圆弧轨道的最低点，N 点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O 点与M 点处在同一水平面上，一质量为m=1kg 可看作质点的滑板，从斜直轨道上的P 点无初速度滑下，经过M 点滑向N 点，P 点距M 点所在水平面的高度h=1.8m ，不计一切阻力，210/g m s =（1）滑板滑到M 点时的速度多大？（2）滑板滑到M 点时，滑板对轨道的压力多大？（3）改变滑板无初速度下滑时距M 点所在水平面的高度，用压力传感器测出滑板滑至N 点时对轨道的压力大小F ，求当F 为零时滑板的下滑高度1h 。

18、某星球可视为球体，其绕过两极的转轴自转的周期为T ，若在它的两极处用弹簧秤测得某物体的重力为F ，在赤道上用弹簧秤测得同一物体的重力为0.9F ，已知万有引力常量为G ，则此星球的平均密度时是多少？ 19、如图所示，原长为L 的轻质弹簧一端固定在O 点，另一端与质量为m 的圆环相连，圆环套在粗糙竖直固定杆上的A 处，环与杆间动摩擦因数μ=0.5，此时弹簧水平且处于原长。

让圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处时的速度最大，到达C 处时速度为零。

过程中弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g ，求：（1）圆环在A 处的加速度为多大？ （2）若AB 间距离为34L ，则弹簧的进度系数k 为多少？ （3）若圆环到达C 处时弹簧弹性势能为p E ，且AC=h ，使圆环在C 处获得一个竖直向上的初速度，圆环恰好能到达A 处，则这个初速度应为多大？物理答案1C 2D 3A 4A 5D 6C 7A 8C 9C 10B 11AD 12BC 13ABD 14（1）D （2）C 15（1）mg k d=（2）222hx dL = 16（1）以B 球为研究对象，B 球受到重力mg ，电场力Eq ，静电力F ，AB 间绳子的拉力1T 和OB 绳子的拉力2T ，共5个力的作用，处于平衡状态，A 、B 间的静电力22q F k l=，代入数据可得F=0.1N（2）在竖直方向上有：2sin 60T mg ︒=，在水平方向上有：12cos 60qE F T T =++︒ 代入数据可得10.042T N =17（1）以地面为参考平面，对滑板从P 到M 过程，由机械能守恒定律得：212M mgh mv = 解得：2210 1.86m /s M v gh ==⨯⨯=，即滑板滑到M 点时的速度为6m/s ．（2）滑板在M 点时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有21MN v F mg m R -=解得2146MN v F mg m N R =+=由牛顿第三定律知，滑板滑到M 点时，滑板对轨道的压力46N N F F N '==（3）在N 点，当F 为零时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得：22Nv mg m R =对从P 到N 过程，由机械能守恒定律，得：()21212N mg h R mv -=，解得1 2.4h m =18设地球质量为M ，半径为R ，由于两极处物体的重力等于地球对物体的万有引力，即：2MmF G R=…① 在赤道上，地球对物体的万有引力和弹簧秤对物体的拉力的合力提供向心力，则有：22240.9Mm G F m R R T π-=…② 联立①②解得：2324(0.9)FR M G F F Tπ=-， 地球平均密度为：23232430(0.9)43FR M G F F T R V GT ππρπ-===19（1）在A 处只受重力做功，故根据牛顿第二定律可得mg ma =，解得a g =（2）圆环经过B 处时，弹簧的弹力4kLF k L ⎫==⎪⎪⎭设OAB α∠=，则43cos sin 55αα==， 速度最大，合力为零，由平衡条件得：cos sin F F mg αμα+= 联立解得4mgk L=（3）圆环从A 运动到C ，由功能关系得f p W E mgh =- 从C 运动到A 的过程，由功能关系得2012f p W mgh E mv '=-- 又f f W W ='解得0v =。