湖北省武汉市第二中学2014-2015学年高一上学期期末考试物理试题

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武汉市第二中学2014-2015学年高一上学期期末考试

物理试题

命题教师：田功荣 审题教师：沈忠实

考试时间：2015年2月4日 下午15：00—17：00 试卷满分：110分

一、选择题：本题共12小题，每小题4分。共48分；在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是( ) A.亚里士多德首先提出了惯性的概念

B.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学演 算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法

C.牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过 现代的实验手段直接验证

D.力的单位“N\是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位

2．酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长，“反应时间”是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间．下表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离；“刹车距离”是指驾驶员从踩下刹车踏板制动到汽车停止的时间内汽车行驶的距离．分析上表可知，下列说法正确的是( )

反应距离 正常 6 m 酒后 12 m 刹车距离 正常 15 m 酒后 15 m 速度 15 m/s A.驾驶员正常情况下反应时间为1.0 s ·1·

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B．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5 s C．汽车刹车时，加速度大小为10 m/s2 D．汽车刹车时，加速度大小为7.5 m/s2

3．如图所示，A物体的质量是B物体的k倍。A物体放在光滑的水平桌面上通过轻绳与B物体相连，两物体释放后运动的加速度为a1，轻绳的拉力为T1；若体互换位置，释放后运动的加速度为为a2，轻绳的拉力为滑轮摩擦和空气阻力，则( )

A．a1∶a2=k∶1 B．a1∶a2=1∶1 C．T1∶T2=1∶k D．T1∶T2=1∶1

4．如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计。静止时p、的夹角均为60o。下列判断正确的有( )

A．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mg B．若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为1g

2p q C A B 将两物T2。不计

钩勾住质量q与竖直方向

1C．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mg

2D．若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g

5．把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧。运动员在比赛过程中，从某一次位于床面压缩到最大深度

处开始，到运动员离开蹦床为止的过程中，下列说法中正确的是（把运动员看成质点，忽略空气阻力的影响。( )

A．离开蹦床瞬间运动员的速度最大

B．从开始到离开蹦床过程，运动员的加速度先减小后增大 C．运动员始终处于超重状态 D．运动员始终处于失重状态 6．某人划船渡河，当划行速度和水流速度一定，且划行速度大于水流速度时．过河的最短时间是t1；若以最小位移过河，需时间t2．则划行速度v1 与水流速度v2 之比为( ) A．t2∶t1

B．t2∶t2?t1

2222C．t1∶（t2－t1） D．t1∶t2?t1

7．如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0。现用不同的初速度v

·2·

v0 从该斜面顶

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端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛飞行时间t随v变化的函数关系( )

A． t B． t C． t D． t

8．放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环a、b通过过其圆心O1O2连接，其半径Rb=3Ra，环上各有一个穿孔小球A、B(图出)，均能沿环无摩擦滑动。如果同心圆环绕竖直轴O1O2以角速度ω匀速旋转，两球相对于铁环静止时，球A所在半径OA与O1O2成θ=300角。则( )

A. 球B所在半径OB与O1O2成45°角 B. 球B所在半径OB与O1O2成30°角 C. 球B和球A在同一水平线上

D.由于球A和球B的质量未知，不能确定球B的位置 9．下列说法错误的是 （ ） ．．

A. 做曲线运动的物体的合力一定是变化的

B．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动 C．做圆周运动的物体的加速度是变化的，方向一定指向圆心 D. 平抛运动的物体在相等的时间内速度变化相同

O2 O θRa t0 O v0 v t0 O v0 v t0 O v0 v

t0 O v0 v 的竖直轴中B球未画

O1 a b A 10．如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体M上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平面的夹角为θ,则下列说法正确的是( ) A.地面对半球体的支持力为（M+m）g B.质点对半球体的压力大小为mgcosθ C.质点受半球体的摩擦力大小为mgcosθ D.地面对半球体的摩擦力方向水平向左

11．2013年12月14日21时11分，嫦娥三号着陆器成功降落在月球虹湾地区，实现中国人的飞天梦想．该着陆器质量为1.2×103 kg，在距离月球表面100 m处悬停，自动判断合适着陆点后，竖直下降到距离月球表面4 m时速度变为0，然后关闭推力发动机自由下落，直至平稳着陆．若月球表面重

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1

力加速度是地球表面重力加速度的倍，着陆器下降过程中的高度与时间关系图象如图4所示，则下

6述判断正确的是( )

A．着陆器在空中悬停时，发动机推力大小是1.2×104 N B．着陆器从高100 m下降至4 m过程中的平均速度为8 m/s C．着陆器着陆时的速度大约是3.65 m/s D．着陆器着陆后，对月球表面的压力是2×104 N

12．如图1所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。 巳知重力加速度 g = 10 m/s2，由图线可知( )

A.甲的质量是2kg B.甲的质量是6kg

C 甲、乙之间的动摩擦因数是0.2 D甲、乙之间的动摩擦因数是0.6

二、实验题（本题共2小题，共14分）

13.（8分）某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律。

盘和重物

图1

小车和砝码 打点计时器 定滑轮 细线 纸带

（1）本实验应用的实验方法是

A．控制变量法 B．假设法 C．理想实验法 D．等效替代法 （2）（多选题）为了验证加速度与合外力成正比，实验中必须做到

A．实验前要平衡摩擦力

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B．每次都必须从相同位置释放小车 C．拉小车的细绳必须保持与轨道平行 D．拉力改变后必须重新平衡摩擦力

（3）图为某次实验得到的纸带，纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度大小为a= m/s2(结果保留两位有效数字)

（4）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”根据实验数据作出了如图3所示的a－F图像，其中图线不在末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能有 。

A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C．盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M（即D．盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质14．（6分）某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动数”的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可点）。

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的M与P间的水平距离x1；

（b） x2 P′ B A L M （a） H x1 P B h A M O

图3

F

a 时，某学生过原点并

m<

对齐并固面上的P高度H、

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′ 间的水平距离x2。

（1）在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。

（2）（多选）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验

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误差的是（ ） （A）h的测量

（B）H的测量

（C）L的测量

（D）x2的测量

（3）若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝_________。

三、分析计算题（本题共5小题，共48分。分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15．（8分）如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2。试求：

（1）物块在0—4s内的加速度a1的大小和4—8s内的加速度a2的大小；

（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ。 -1vm·s /

20 v0

8 O F t/s 4 -8

图（a） 图（b）

16．（9分）如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的斜面顶

端，并刚好沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m， g＝10 m/s2， sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，则：

(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？ (2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？

⑶小球与斜面的动摩擦因数μ=0.5，斜面高H=16m，小球的速度多大？

17． (9分) 如图所示，底座A上装有长0.5m的直立杆，总质量线悬挂，底座底面离水平地面H=0.2m，杆上套有质量为0.2kg的与杆间有摩擦，设环与杆相对滑动时摩擦力大小始终不变，环从底

·6·

H B A H

到达斜面底端

为1kg，用细小环B，它座

以

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。求： 15m/s的初速度沿杆向上运动，最后恰能到达杆的顶端（取g=10m/s）

⑴环沿杆上滑过程中的加速度大小；

⑵在环上滑过程中，细线对杆的拉力大小；

⑶若小环在杆顶端时细线突然断掉，底座下落后与地面立即粘合后静止，整个过程杆没有晃动，则线断后经多长时间环第一次与底座相碰？

18．（10分）如图所示，在水平转台的光滑水平横杆上穿有两个质量分别为2m和m的小球A和B，A、B间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧的自然长度为L，当转台以角速度ω绕竖直轴匀速转动时，如果A、B仍能相对横杆静止而不碰左右两壁，求: (1)A、B两球分别离开中心转轴的距离.

(2)若转台的半径也为L，求角速度ω的取值范围.

19．(12分) 如图甲所示，水平传送带AB的长度L=3.75m，皮带轮的半径R=0.1m。现有一小物体（视为质点）以水平速度v0从A点滑上传送带，物块与传送带间动摩擦因数为μ=0.2，传送带上表面距地面的高度h=5m， g取10m/s2，试讨论下列问题：

(1) 若皮带静止，要使小物体滑到B端后做平抛运动．则小物体滑上A点的初速度v0至少为多少？ (2) 若皮带轮以角速度?=40rad/s顺时针匀速转动，小物体滑上A点的初速度v0=3 m/s，求小物体由A点运动到B点的时间及落地点到B的水平位移s；

(3)若皮带轮以角速度?=40rad/s顺时针匀速转动，求v0满足什么条件时，小物块均落到地面上的同一点．

2

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武汉二中2014——2015学年上学期高一年级期末考试物理参考答案及评分标准

一、选择题：本题共12小题，每小题4分。共48分在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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 C 2 D 3 D 4 D 5 B 6 B 7 C 8 C 9 AC 10 AC 11 BC 12 BC 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13．（共8分）（1）A（2）AC（3）0.64（4） BD 14．（共6分）（1）x1

g

（2）BCD（3）0.5 2H

三、分析计算题（本题共5小题，共48分。分析解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15、(8分)

解：（1）由图可知，0－4s内，物体向右做匀减速直线运动，其加速度大小

a1?20m/s2?5m/s2 4 （1分）

4s－8s内，物体向左做匀加速直线运动；其加速度大小

a2?8m/s2?2m/s2 8?4 （1分）

（2）根据牛顿第二定律，在0－4s内恒力F与摩擦力同向：

F+μmg=ma1

（2分）

4s－8s内恒力F与摩擦力反向： F-μmg=ma2

（2分）

代入数据解得：F=7N，μ=0.15

16、（9分）

（2分）

解：（1）小球落到斜面上时方向与斜面平行：vy=v0tan53°

竖直方向上：vy?2gh 得vy=4m/s，v0=3m/s

故小球的水平速度为3m/s； （3分） （2）又vy=gt1得t1=0.4s 水平位移：s?v0t1

s=v0t1=3×0.4m=1.2m （3分）

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（3）小球在斜面上下滑的加速度为a mgsin???mgco?s?m a 小球刚落到斜面上时的速度：v2?v21?v0y

小球滑到斜面底端时的速度为v2， 则v22H2?v1?2a?sin? 解得：v2?15m/s （3分）

17、(9分)

⑴对环向上作匀减速运动过程，有： V 2=2a1s 得 a1= 15m/s2 ⑵对环向上作匀减速运动过程，有： mg+f=ma1

得 f= 1N

F=Mg—f

解得 F=9N ⑶对环和底座一起下落过程，有：H=gt12/2

t1=2Hg=0.2s V1=gt1=2m/s 底座静止后,环作匀加速运动,对此过程有：mg—f =ma2 得a2=5m/s2

据L=V1 t2+ a2 t22/2 解得t2=0.2s 故环向下运动的总时间为：t= t1+ t2=0.4s 18、（10分）

解：（1）设A、B两球转动时的半径分别为rA，rB，弹簧伸长的长度为x

对A球：kx?2m?2rA （2分）

对B球：kx?m?2rB （2分）

又 rA?rB?L?x （1分） 解得： rkL2A?3k?2m?2 rB?kL3k?2m?2 （2分） (2)要使两球都不碰左右两壁 则 rB?L （2分）

·9·

1分）

（3分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

（1分）

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则 ??k （1分） 2m19、（12分）

解：(1)若皮带静止，小物体在皮带上滑动的加速度为a，则：?mg?ma

2vB要使小物块在B点开始做平抛运动，则小物体在B点开始时对皮带压力为0，即：mg?m

R22又 v0?vB?2aL 解得：v0?4m/s （4分）

(2) 若皮带轮以角速度?=40rad/s顺时针匀速转动，皮带的速度

v??R v?4m/>s v0

小物体刚在皮带上滑动时加速，加速度为：a??g

v?v0 t1=0.5s av?v5 加速位移 x1?0t1 x1?1.7m2L?x1s 然后匀速，时间为t2 t2? t2?0.5v加速时间 t1?小物体由A点运动到B点的时间 t?t1?t2 t=1s （2分） 平抛时 h?12g3t s?vt3 解得：s?4m （2分） 2(3) v0最大时，小物块在皮带一直做匀减速运动，到B端时，物块速度刚好为v 则 vmax?v?2aL 解得 vmax?31m/ s （2分）

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