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辽宁省重点高中协作校高一期末考试物理试题及答案



2010——2011 辽宁省重点中学协作校学年度上高一期末测试题


命题单位:本溪市高级中学 时间:90 分钟 一、选择题(每题 3 分,共 45 分)


命题人:赵天赋 满分:100 分

1.某人在一星球上以速度 v0 竖直上抛一物体,经 t 秒钟后物体落回手中,已知该星球半径为 R,那

么至少要用多大速度沿星球表面抛出,才能使物体不再落回星球表面,成为环绕星球表面的卫星. ( )

D. 2.如图,在水平面上放着两个木块 a 和 b,质量 分别为 ma,mb,它们与水平面间的动摩擦因数为μ 。 两木块之间连接一个劲度系数为 k 的轻弹簧, 弹簧原长为 L.对 b 施加水平向右的拉力 F,a,b 以相同的速度做匀速直线运动,弹簧的伸长量 x.则下 列关系正确的是( ) A. 弹簧的拉力等于μ mag a b B. b 受的合力为 F-μ mbg C. 拉力 F=μ (mag+mbg)+kx D. a、b 之间的距离为 L+μ (mag+mbg)/k 3.如图所示,质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端 固定一个质量为 m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面压力 为零的瞬间,小球的加速度大小为( ) A. g B.

v0t A. R

2v0 R t B.

v0 R t C.

v0 R? t

F

M ?m g m

C.

0

D.

M ?m g m
M m θ

m M

4. 如图所示,质量为 m 的光滑楔形物体,在水平推力 F 作用下,静止在倾角为θ 的固定斜面上。此时,质量为 M 的铁球也静止在楔形物体上,则楔形物体对铁球的 F 支持力大小为( ) A.Fsinθ B.mgcosθ C.Mg D.mg 5.一个倾角为θ 的光滑斜面上,放一质量为 M 的重球,用一光滑的木板挡住它使球静 止.开始时木板竖直放置,然后逐渐缓慢地使木板向左倾斜最后到达木板垂直斜面的 位置,如图所示。在这过程中球受力的变化情况是( ) A. 球受到斜面的支持力始终不变 B. 球受到木板的支持力逐渐变大 C. 球受到木板的支持力逐渐减小 D. 球受到的合力始终不变 6. 质量为 1Kg 的物体做变速直线运动, 它的速度—时间图象如题 6 图所示, 则在前 10s 和后 10s 两段时间内,速度的改变量分别为( A.0 -10m/s B.10m/s -10m/s C.0 10m/s D.10m/s 10m/s )
10 5 0 -5 5 v m/s

题4图

θ

10 题6图

15

20

t/s

7.如图所示,实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波 形)在同一根弹性绳上分别向左、向右传播,某一时刻两列波的位置如图所示。 P、Q、S 表示弹性绳上的三个质点的平衡位置。下列说法中正确的是 ( )

P Q S

A.该时刻 P、Q、S 都处于各自的平衡位置,振动都最弱 B.该时刻 P、Q、S 都处于各自的平衡位置,但 Q 的速度最大 C.该时刻 P 的速度向上,Q 的速度为零,S 的速度向下 D.该时刻 P 的速度向下,Q 的速度为零,S 的速度向上 8. 两个可视为质点的小球 A、 同时从位于竖直平面上的圆形轨道的中心 O B 处水平抛出,并落在圆形轨道内壁上(如题 8 图所示) ,两球的落点 A、B 等分 1/4 圆弧 PQ(即 PA、PB、BQ 三段弧长相等) ,其中 Q 为圆弧轨道的 最低点,圆弧半径为 R,则两球( ) A.平抛时间 tA∶tB=1∶ 2

O R A

P

B B.平抛初速度 vOA∶vOB= 3 ∶1 Q C.平抛位移 sA∶aB=1∶1 题8图 D.平抛竖直高度 hA∶hB=1∶2 c 9.如题 9 图所示,船在水速稳定的流水中过河,代表船速的方向用 5 d b 个箭头来表示,每两个箭头之间的夹角为 30°,已经水速是 1m/s,船 在静水中的速度是 2m/s,则( ) e a A.要使船能垂直河岸渡过河,那么划船的方向是 a v水 B.要使船能垂直河岸渡过河,那么船速的方向是 c 题9图 C.要使船能在最短时间渡河,那么划船的方向是 c D.要使船能在最短时间渡河,那么划船的方向是 d F 10.如题 10 图甲所示,粗糙斜面上放置一物体 A,A F 上叠放一物体 B,给物体 A 一个沿斜面向上的力 F, B 该力的变化情况如图乙所示,以沿斜面向上为力的正 A 方向,若 A、B 始终保持静止,则( ) O 2t0 t t0 A.物体 A 受到物体 B 的摩擦力可能一直变小 B.物体 A 受到斜面的摩擦力可能先变大后变小 乙 C.物体 A 受到斜面的摩擦力可能先变小后变大 题10图 甲 D.物体 A 受到斜面的摩擦力可能一直变大 11. 如题 11 图所示, 车厢内有一斜面, 其倾角θ =37° (cos37°=0.8, sin37°=0.6) 。 a 质量为 m 的小球随车一起向右作加速运动,当车加速度处于一些一同的值时,小球 可车上不同位置相对车静止,不计小球与车的一切摩擦,则斜面对小球的弹力 N 可 题11图 能为

A.等于

5 mg 4

B.等于

3 mg 4

C.等于

4 mg 5

D.等于

4 mg 3

12.如题 12 图所示,一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,设此过程 中斜面体受到水平面的摩擦力为 f1,若沿斜面方向用力向下推此物体,使物 体加速下滑,设此过程中斜面受到的水平面的摩擦力为了 f2,运动过程中斜 面始终静止不动,则 题12图 A.f1 不为零且方向向右 B.f1 为零 s/m C.f2 为零 6 D.f2 不为零且方向向左 13.如图是在光滑水平面上沿同一条直线运动的两个滑块 a、b 在发生碰撞 4 前后的位移图象。下列说法中正确的是( ) 2 A.a、b 的质量之比为 1∶8 a B.a、b 的质量之比为 1∶4 O 6 2 4 8 t/s c C.碰撞前 a 的动量较大 D.碰撞过程中 a 的动能增大,b 的动能减小 b 14.在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为 M,气缸内有一质量为 m 的活塞,已知 M>m.活 塞密封一部分理想气体.现对气缸施加一个水平向左的拉力 F(如图 3 甲)时,气缸的加速度为 a1,封闭气 体的压强为 p1,体积为 V1;若用同样大小的力 F 水平向左推活塞(如图 3 乙) ,此时气缸的加速度为 a2,封闭气体的压强为 p2,体积为 V2。设密封 气体的质量和温度不变,则正确的是( )

A.a1 = a2,p1<p2,V1>V2 B.a1<a2,p1>p2,V1<V2 C.a1 = a2,p1<p2,V1<V2 D.a1>a2,p1>p2,V1>V2 15.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况,实验时让某消防队员从平台上跳下,自由 下落,在 t1 时刻双脚触地,他顺势弯曲双腿,重心又下降了 h。计算机显示消防队员双脚触地后重 心下降 h 过程,他受到地面支持力 F 随时间变化的图象如图 5 所示。根据图象提供的信息,以下判 断正确的是( ) F/N A.在 t1 至 t2 时间内消防队员的重心始终在加速下降 F1 B.在 t1 至 t3 时间内消防队员的重心在加速下降 mg C.在 t2 至 t4 时间内消防队员的重心在减速下降 D.t3 时刻消防队员的加速度为零 二、填空题(每题 3 分,共 12 分)
O t1 t2 t3 t4 t/s

16. 如图所示, 小车后壁上附有一块质量为 m 的物块, 它与车壁间的动摩擦因数为 ?。 a 当小车向左加速运动,其加速度至少为 时,物块可恰好不落下来(设最大静 v 摩擦力与滑动摩擦力大小相等) 。若小车向左加速度再增大,物块相对于小车静止, 物块所受到的摩擦力将__ __(增大、减少或不变)。 17. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格 的边长均为 5cm.,若取 (1)小球平抛运动的初速度的大小是________m/s.( 2 ) 小球经过 B g = 10m / s 2 , 那么: 时的速度大小是________m/s. 18. 如图所示。A、B 两个物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为 mA= 3kg, mB=6kg,今用水平力 FA 推 A,用水平力 FB 拉 B,使 A、B 由静止开始一起加速运动, FA 和 FB 随时间变化的关系是 FA=9—2t(N) B=3+2t(N) ,F ,则从 t=0 时刻到 A、B 脱离, 它们的位移为__________________。 19.如图所示。一足够长的竖直杆与木架连在一起,杆与木架的质量共为 m1=1.0kg,一 个质量为 m2=1.5kg 的小球紧套在竖直杆上,今使小球沿竖直杆以某一初速度竖直向上 2 运动,木架恰好对地无压力.则小球上升时的加速度大小为 m/S ,若小球与 2 杆间的相互作用力大小不变,则小球下滑时的加速度大小为 m/S (g=10m/ 2 S) 三、实验题(共 20 分) 20.(9 分)气垫导轨是一种常用的实验实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间 形成气垫,这样滑块在导轨上的运动可视为与导轨间无摩擦,如题 14 图气垫导轨的实验装 置如图甲所示,利用带有竖直挡光片的滑块,就可以完成许多力学实验,光电计时器及其 光电门的结构如图乙所示,a、 挡光片 光电门1 光电门2 有孔导轨 b 分别是光电门中彼此正对的 激光发射和接收装置。挡光片 接气泵 结构如图丙所示,两挡光条之 定滑轮 间的距离Δ x 很小 (约 2~3 cm) 。 底座及螺钉 当挡光片的两遮光部分从 a、b 砝码 间通过时,光电计时器就可以 甲 显示两次开始挡光的时间,由 00.0 Δx 此可以较准确测量出挡光片的 左右两挡光条通过光电门的时 光电计时器 b 间间隔Δ t, 这样就可以表示出 a 丙 滑块通过光电门时的速度。利 乙 光电门 题14图 用气垫导轨来难牛顿第二定律 (1) 使用气垫导轨来验证牛顿 第二定律时,首先通过调螺钉使气垫导轨水平,其具体检测导轨水平的方法可以 是: ; (2) 若滑块[包括挡光片]和砝码[连接滑块和砝码的轻绳跨过导轨右端的光滑定定滑轮]的质量分别为

M 和 m(M>m) ,滑块从静止释放后,向右做匀加速运动,先后通过光电门 1 和 2(两光电门之间距离为 x) , 结果光电门 1 和 2 的示数分别为Δ t1 和Δ t2,滑块上挡光片的两挡光条间距为Δ x,则滑块通过光电门 1 时 的速度 v1= , 通过光电门 2 时的速度 v2= 。 利用匀速直线运动的规律可求得滑块 运动的加速度 a = ( 用 v1 、 v2 、 x 表 示 ) , 则 近 似 验 证 牛 顿 第 二 定 律 的 表 达 式 为: ; (用 M、m、a、g 表示) (3)本实验的器材除气垫导轨、天平、砝码、滑块[包括挡光片]和光电计时器之外,不仅需要器材 测出两光电门的间距 x,还需要测出两挡光条的间距Δ x,为使测量尽可能精确,此时应应使用的测量器材 是 ; 21.(7 分)某同学在做“探究加速度与力的关系” 的实验中,使用了右图所示的装置,将小车放在轨 道上,小车的一端连接一条穿过打点计时器的纸 带,另一端用细绳与钩码连接,细绳跨过定滑轮. (1)关于实验的操作过程下列说法正确的是( ) (3 分) A.轨道应保持水平 B.先接通电源,后释放小车 C.实验中认为细绳对小车的拉力大小等于钩码的重力,所以钩码的质量越大实验效果越好 D.需要知道小车的质量 (2)该同学实验时打出了 5 条纸带,并且计算出了小车的加速度,将小车的加速度和受的拉力列在下表中 a/ms
-2

0.41 0.2

0.59 0.3

0.80 0.4

1.02 0.5

1.20 0.6

F/N

(3)根据表格中的数据,在坐标纸上取适当的刻度, 画出 a-F 图像。 分) (2 由图像可以得到实验的结论是 (2 分) 14. 分)在“探究小车速度随时间的变化规律”中, (4 某同学得到一条纸带,如图所示,并且每隔四个计时点取一个计数点,已知每两个计数点间的距离为 S,且 S1=0.96cm,S2=2.89cm,S3=4.80cm,S4=6.72cm,S5=8.65cm,S6=10.56cm,电磁打点计时器的电源频率 2 为 50Hz。 计算此纸带的加速度 a= m/s , 打第 4 号计数点时纸带的速度大小 V= m/s。 (结 果取 3 位有效数字) S1 0 四、计算题(共 35 分) 15.(8 分)如图所示,光滑斜轨道和光滑圆轨道相连,固定在同一个竖直面内。圆轨道的半径为 R,一个小 球(大小可忽略不计)从离水平面高 h 处由静止开始自由下滑,由斜轨道进入圆轨道。 ⑴为了使小球在圆轨道内运动的过程中始终不脱离圆轨道,h 应在什么范围内取值? ⑵若小球到达圆轨道最高点时对圆轨道的压力大小恰好等于自身重力大小,那么小球开始下滑时的 h 是多 大? 1 S2 2 S3 3 S4 4 S5 5 S6 6

h R

16.(8 分)如题 16 图所示,一个质量为 m=0.2Kg 的小环系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖直的 2 固定大圆环上, 弹簧另一端固定于圆环的最高点 A, 环的半径 R= 0.5m, 弹簧原长 L0=0.5m。 (g=10m/s ) (1)若小环有图示位置 B 点静止,则需施加的最小力是多大? (2)若小环最终静止在弹簧与竖直方向 AC 成 30°角的 D 点,则弹簧的劲度系数是多少?
A

B 60° O R

C 题16图

D

17. 分)如题 17 图所示,在倾角为θ 质量为 M,高为 h 的固定斜面体上表面光滑,在斜面顶端有 (9 两个质量均为 m 可视为质点的小物块 A 和 B,现给 A 一个水平向左的初速度,同时让物块 B 从斜面 顶端由静止开始下滑,A 最终恰落在斜面底端,求: (1)A 和 B 先后到达斜面底端所用的时间之比。 (2)A 的初速度大小。 (3)当 B 物块在斜面上下滑时,地面受到斜面体的压力的大小。
A B

θ 题17图

18. (10 分)如题 18 图所示,质量为 m 内壁宽度为 2L 的 A 盒放在光滑的水平面上,在盒内底面中点放有质 量也为 m 可视为质点的小物体 B,B 与 A 的底面间动摩擦因数为μ ,某时刻,对 A 施加一个向右的水平恒力 F,使系统由静止开始运动,求: (最大一静摩擦力可按滑动摩擦力计算) (1)要使 B 始终与 A 相对静止,则 F 大小的范围。 (2)当 F=4μ mg 时,B 能否与 A 的内侧壁发生碰撞?若能,求出碰撞时 A、B 的速度。 (3)若开始不是对 A 施加一个向右的水平恒力,而是给 A 一个向右的瞬时速度 v0,则要 A、B 间发生碰撞, v0 要满足的条件? A 答案: ? B F B A ? D ? C 题18图 ? CD ? A ? C ? C ? BC ? CD ? ABC ? BC ? A ? A ? AC ? g/u;不变 ? 6 ? ? ? 25/6m(4 分 13.3(2 分) ,3.33(1 分) 在气垫导轨的任何位置静止释放滑块均不左右滑动或有初速度地释放滑块观察既不加速也不减速而是 匀速运动。

(2) v1 ?

?x ?t1

v2 ?

?x ?t 2

a?

2 v 2 ? v12 2x

mg=Ma

(3)毫米刻度尺,游标卡尺,砝码本身的加速运动使绳上的拉力小于砝码的重力。 ? ? ? ? B—3 分 (2) 画图像 3 分,质量一定时,加速度与作用力成正比—3 分。 1.92, 0.769 (每空 3 分) ⑴h≥2.5R 或 h≤R ,⑵ h=3R 解: (1)小环在 B 点静止时, Fmin ? mg sin ? ? (2)小环在 D 点静止时, F ? 2mg cos 解得: K ?

3N

?
2

由胡克定律: F

? K ?2 R sin ? ? L0 ?

? 2 3? 3 N /m
解: (1)A 平抛: h ?

?

?

1 2 gt A 2

B 匀加速:

h 1 2 ? g sin ? ? t B sin ? 2 h ? v At A tan?
vA ? gh / 2 tan?

tA ? sin ? tB

(2)A 平抛:

(3)B 和斜面体整体整体处于失重状态,

?M ? m?g ? N ? mg sin 2 ?
2

根据牛顿第三定律:地面受到的压力 N ? ? N ? ?M ? m?g ? mg sin ? ? 解: (1)AB 相对静止一起加速: F ? 2ma 即 F ? 2?mg

B: f 静 ? ma ? f m ? ?mg

(2) F ? 4?mg>2?mg ,B 相对于 A 向左滑动与 A 内侧壁发生碰撞 B: f 滑 ? ?mg ? ma B A: F ? ?mg ? ma A 当 即 a B ? ?g 即 a A ? 3?g

1 1 a A t 2 ? a B t 2 ? L 时,AB 相碰,相碰时 2 2
v B ? a B t ? ?gl
方向都水平向右

v A ? a A t ? 3 ?gl

(3)A 做减速: a ? ? ?g A B 做匀加速: a ? ? ?g B 当 a ? t ? v0 ? a ? t 时 v0 t ? B A 即 v0 ? 2 ?gL

1 1 a? t 2 ? L ? a? t 2 A B 2 2

AB 要相碰



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