重慶市第一中學校學年高一下學期半期物理試卷一、單選題1.關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是（）A.當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B.當彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小C.在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大D.彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能【答案】C【解析】A項A錯誤；B．若處于壓縮狀態(tài)時，彈簧變短時，彈簧的彈性勢能增大，選項B錯誤．C．由得知，在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大，選項C正確．D．由可知彈簧的彈性勢能由彈簧的形變量決定，彈簧在拉伸時的彈性勢能不一定大于壓縮時的彈性勢能，選項D錯誤。故選C。2.質(zhì)量為m=1.6kg的小球，從離桌面H=2.0m高的A處由靜止下落，桌面離地面B處高度為h=1.0m，如圖所示。若以桌面為參考平面，重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）A.小球在A點的重力勢能為48JB.小球在B點的重力勢能16JC.由A點下落至B點過程中重力做功為48JD.由A點下落至B點過程中重力勢能的變化量為48J【答案】C【解析】第1頁/共22頁【詳解】AB．由題可知，小球在A點的重力勢能為小球在B點的重力勢能AB錯誤；C．從A到B的過程中重力所做的功為C正確；D．A點下落至B點過程中重力勢能的變化量D錯誤。故選C。3.一質(zhì)量為的物塊在合外力隨時間變化的圖線如圖所示，則下列說法正確的是（）A.時物塊的速率為B.時物塊的動量大小為C.前內(nèi)物塊所受合外力的沖量大小為D.時物塊的速度為零【答案】B【解析】【詳解】A．由動量定理可得，t=1s時物塊的速率為解得A錯誤；B．由動量定理可得，t=2s時物塊的動量大小為第2頁/共22頁解得故B正確；C．由動量定理可得，前內(nèi)物塊所受合外力的沖量大小為C錯誤；D．由動量定理可知，t=4s時物塊的速度為解得D錯誤。故選B。4.如圖所示，豎直固定的錐形漏斗，內(nèi)壁上有兩個小球A和B，各自在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，AB是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】支持力和重力的合力提供向心力，如圖所示第3頁/共22頁根據(jù)牛頓第二定律有又因為所以，，由于小球的質(zhì)量未知，所以無法比較向心力的大小關(guān)系。故選C5.“套圈圈”是一種有趣的娛樂活動。小孩和大人在同一條豎直線上的不同高度分別水平拋出相同的圓環(huán)，結(jié)果恰好都套中前方同一物體，不計空氣阻力。若大人和小孩拋出圓環(huán)的高度之比為2：1，圓環(huán)及被套物體均可視為質(zhì)點，則下列說法錯誤的是（）A.大人和小孩拋出圓環(huán)時對圓環(huán)做的功之比為1：B.大人和小孩拋出的圓環(huán)在空中飛行過程中重力的平均功率之比為：1C.大人和小孩拋出的圓環(huán)落地時重力的瞬時功率之比為：1D.大人和小孩拋出的圓環(huán)在空中運動過程中動能的變化量之比為2：1【答案】A【解析】【詳解】A．圓環(huán)做平拋運動，豎直方向上根據(jù)第4頁/共22頁可得運動時間之比為，圓環(huán)在水平方向上有為動能，根據(jù)可知動能之比為1:2，則做功之比為1:2，故A錯誤；B．飛行過程中重力的平均功率重力做功之比為2:1，運動時間之比為，平均功率之比為，故B正確；C．圓環(huán)落地時重力的瞬時功率為落地時重力的瞬時功率之比為2：1，故C正確；D．動能的變化量等于合外力做功，重力做功之比為2：1，故動能的變化量之比為2：1，故D正確。本題選錯誤的，故選A。6.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上的光滑轉(zhuǎn)軸Om連，小球套在與水平面成角的粗糙直桿上。A點距水平面的高度為h，，B為AC的中點，OB等于彈簧原長。小球從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度為，并剛好能到達C處。若在C點給小球一個沿斜桿向上的初速度，小球經(jīng)過B點時的速度為，并剛好能到達A處。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）第5頁/共22頁A.可以求出小球與直桿的動摩擦因數(shù)B.C.D.小球從A到B過程中彈簧彈力做的功【答案】D【解析】【詳解】C．根據(jù)對稱性知，小球通過AB段與BC段關(guān)于B點對稱位置受到的摩擦力相等，則在兩段過程中摩擦力做功相等。設(shè)小球從A運動到B的過程克服摩擦力做功為W，小球A到C的過程和C到A的過程，分別運用動能定理得，聯(lián)立解得故C錯誤；AD．設(shè)彈簧具有的最大彈性勢能為E，根據(jù)能量守恒定律，對于小球A到B的過程有A到C的過程有解得且由于彈簧對小球有拉力（除Bμmgcos30°，無法計算動摩擦因數(shù)，故A錯誤D正確；B．從B到A過程所以故B錯誤。第6頁/共22頁故選D。7.如圖所示，這是清洗汽車用的高壓水槍。設(shè)水槍出水口的直徑為D，水流以速度v從槍口噴出，近距的水流撞擊車身后無反彈地順著車流下，由于水流與車身的作用時間較短，因此在分析水流對車身的作用力時可忽略水流所受的重力。已知水的密度為，水流對車身的平均沖擊力大小為（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】取△t時間內(nèi)的水流為研究對象，則該時間內(nèi)噴出水的質(zhì)量，利用動量定理列方程得解得故選D。8.如圖，兩個半徑分別為R和5R的圓弧槽正好相切，固定在豎直面內(nèi)，圓心O、O2與切點A在同一A點時速度為v滑塊滑離弧形槽時其速度大小為（）A.vB.第7頁/共22頁C.D.【答案】C【解析】點連線與的夾角為，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)動能定理可得滑到A點時速度為v，有解得，故選C。9.45016速圓周運動，則坐于觀光球艙中的某位游客的哪個物理量是不變的（）A.向心加速度B.機械能C.動能D.動量【答案】C【解析】【詳解】A．做勻速圓周運動的物體，其向心加速度始終指向圓心，即向心加速度始終在發(fā)生改變，故A錯誤；BC．做勻速圓周運動的物體，其速率大小恒定，因此可知其動能不變，但豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動，雖然其動能不變，但從最低點到最高點的過程中其勢能始終增大，而從從高點到最低點的過程中其勢能又逐漸減小，而第8頁/共22頁D．動量為矢量，根據(jù)可知，雖然勻速圓周運動的速率恒定，但運動過程中速度的方向在時刻發(fā)生改變，因此可知動量也在時刻發(fā)生改變，故D錯誤。故選C。10.利用現(xiàn)代技術(shù)可以高效地輔助物理實驗探究。如圖（a）所示，輕繩一端連接小球，另一端可繞水平轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，在最低點給小球一個初速度，使小球能做完整的圓周運動，利用傳感器記錄繩的拉力大小圖像如圖（b）所示。已知繩長，取，則下列判斷正確的是（）A.小球的質(zhì)量為B.小球在最低點的初速度大小為C.小球在最高點的速度大小為D.小球在最低點與最高點繩的拉力差隨初速度大小的增大而增大【答案】C【解析】【詳解】AB．當時，，由牛頓第二定律得小球從最低點到該位置的過程中，根據(jù)動能定理得當時，，由牛頓第二定律得第9頁/共22頁小球從最低點到該位置的過程中，根據(jù)動能定理得聯(lián)立解得，故AB錯誤；C．小球從最低點到最高點的過程中，根據(jù)動能定理得解得小球在最高點的速度大小為故C正確；D．在最低點得，在最高點得則故小球在最低點與最高點繩的拉力差保持不變，故D錯誤。故選C。二、多選題冥衛(wèi)一卡戎是冥王星最大的一顆衛(wèi)星?？ㄈ謒1與冥王星m2可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量之比約為列說法中正確的是（）A.做圓周運動的線速度之比為7:1B.做圓周運動的角速度之比為7:1C.做圓周運動的半徑為D.做圓周運動的半徑為【答案】AC第10頁/共22頁【詳解】雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，設(shè)為ω，則角速度之比為1∶1，對m1對m2得mr=mr2得r∶r=m∶m=7∶1所以r=L，r=L又v=rω，所以線速度之比v∶v=r∶r=7∶1故選AC。12.某儲能系統(tǒng)的簡化模型如圖所示，傾角為的斜坡上，有一質(zhì)量為的重物（可視為質(zhì)A點沿斜坡向上運動；時，重物到達點，且在此之前速度已達到最大值，之后以最大速度繼續(xù)做勻速直線運動；時，關(guān)閉發(fā)動機，此時重物被拉到點；此后重物到達斜坡頂端點時速度剛好為零，系統(tǒng)儲存機械能。已知電動機工作時輸出的功率始終為，重物與斜坡間動摩擦因數(shù)，不計纜繩質(zhì)量以及其它摩擦損耗，重力加速度取，，下列說法正確的是（）第11頁/共22頁A.重物到達點時的速度大小為B.重物在段的平均速度大小為C.斜坡的長度為D.在整個上升過程中，系統(tǒng)存儲的機械能和電動機消耗的電能比值為【答案】BD【解析】【詳解】A．重物在BC段勻速運動，得電動機的牽引力為又解得重物到達點，且在此之前速度已達到最大值，所以重物到達點時的速度大小為4m/s，A錯誤；C．重物AB段根據(jù)動能定理有代入數(shù)據(jù)解得重物在BC段勻速運動，有重物在CD段運動過程中，由牛頓第二定律得解得由運動學公式聯(lián)立解得則斜坡長度為C錯誤；B．重物在段的平均速度大小為B正確；D．全過程重物增加的機械能為整個過程由能量守恒得電動機消耗的總電能轉(zhuǎn)化為重物增加的機械能和摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，故可知第12頁/共22頁D正確。故選BD。三、實驗題13.AP點為A球落點的平均位置；再把半徑相同的B球放在水平軌道末端，將A球仍從原位置由靜止釋放，M、N分別為A、B兩球碰撞后落點的平均位置。O點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點，O、M、P、N位于同一水平面上。（1）除了圖中器材外，完成本實驗還必須使用的器材有________A.天平B.刻度尺C.秒表D.圓規(guī)（2）實驗中能夠把速度的測量轉(zhuǎn)化為位移的測量的必要操作是________A.安裝軌道時，軌道末端必須水平B.每次必須從同一個高度靜止釋放小球C.實驗中兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m?>m?D.軌道應(yīng)當盡量光滑（32（用mmOM、OP、ON）則說明兩小球碰撞過程中動量守恒。若忽略實驗中的測量誤差，帶入上式可判斷入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為________?！敬鸢浮浚?）ABD（2）ABC（3）①.mOP=mOM+mON②.m:m=19:5【解析】【小問1詳解】除了圖中器材外，完成本實驗還必須使用的器材是天平、刻度尺、圓規(guī)。故選ABD。第13頁/共22頁【小問2詳解】實驗利用平拋運動規(guī)律測得小球速度，必要操作是安裝軌道時，軌道末端必須水平、每次必須從同一個高m?>m?影響。故選ABC?！拘?詳解】[1]碰前的動量為碰后的動量之和為若碰撞前后動量守恒，二個式子相等即可，則要驗證的表達式為[2]若忽略實驗中的測量誤差，帶入上式可判斷入射小球質(zhì)量和被碰小球質(zhì)量之比為m:m=19:514.圖甲是英國物理學家阿特伍德創(chuàng)制的力學實驗裝置——g取分實驗步驟如下：（1M的重物aba和ba的上表面與O點等高。（2）零時刻，將質(zhì)量為m的砝碼無初速度地放于b上表面，a、b和砝碼組成的系統(tǒng)開始運動，用手機錄像功能記錄上述過程，從視頻中獲取數(shù)據(jù)。第14頁/共22頁表面與P點等高時，a的速度大小為______h、t表示）（4）測得：，，，，a從上表面與O點等高運動到上表面與P點等高的過程中，ab和砝碼組成的系統(tǒng)的重力勢能減少量______J______J，在誤差允許范圍內(nèi)，2位有效數(shù)字）（5）實驗小組僅改變P點的位置，多次重復實驗，得到多組h和t的數(shù)據(jù)。在坐標紙上作出圖像，若圖像為過原點且斜率為______M、m、g表示）【答案】①.②.0.59③.0.58④.【解析】3）[1]a運動到上表面與P點等高時，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有解得a的速度大小為（4）[2]a從上表面與O點等高運動到上表面與P點等高的過程中，a、b和砝碼組成的系統(tǒng)的重力勢能減少量[3]a、b和砝碼組成的系統(tǒng)的動能增加量為（5）[4]根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可得整理可得若圖像為過原點且斜率為的直線，也可驗證系統(tǒng)機械能守恒。四、解答題15.=3m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)第15頁/共22頁動，在平臺上給物塊一個水平向右的初速度=6m/s，物塊從點沖上傳送帶，已知物塊的質(zhì)量=2kg且可視為質(zhì)點，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.5，物塊剛好未從傳送帶端滑落，求：（1）物塊在傳送帶上運動的時間；（2）當物塊運動到距端2m時，因摩擦產(chǎn)生的熱量；（3）全過程電動機因物塊在傳送帶上運動多消耗的電能。【答案】（1）2.7s2）81J3）54J【解析】1）物塊在傳送帶上做勻變速直線運動的加速度為減速到零的時間為傳送帶長度為從B返回加速到與傳送帶共速時間為反向加速距離為勻速時間為物塊在傳送帶上運動的總時間為（2）物塊第一次運動到距A端2m時的速度為v，根據(jù)速度位移公式解得v=4m/s第16頁/共22頁根據(jù)解得摩擦產(chǎn)生的熱量為解得物塊第二次運動到A端2m處，有解得（3）根據(jù)能量守恒代入數(shù)據(jù)解得16.從19702024過600顆，這標志著中國航天技術(shù)實現(xiàn)了從跟跑到并跑，乃至領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展?，F(xiàn)有一顆在赤道上空運行的人造衛(wèi)星，它到地球表面的距離等于地球的半徑，轉(zhuǎn)動的方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同。若地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)的角速度為，地球表面附近的重力加速度大小為g。求：（1）該人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度大小v；（2）該人造衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上同一處的時間間隔t。【答案】（1）第17頁/共22頁（2）【解析】【小問1詳解】該人造衛(wèi)星靜止在地球表面時有該衛(wèi)星在軌道上運動時，由萬有引力提供向心力解得小問2詳解】衛(wèi)星的角速度由幾何關(guān)系可知解得17.PAB點無碰撞滑入豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道BC后從C點進入與圓弧軌道BC相切于C點的水平面CD，同一豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道DE與水平面CD相切于DBC的半徑AB兩點的高度差BC對應(yīng)的圓心角為，滑塊與CD部分的動摩擦因數(shù)，，重力加速度。求：（1）彈簧壓縮至P點時的彈性勢能；第18頁/共22頁（3）滑塊沖上半圓軌道后中途不會脫離半圓軌道，軌道DE的半徑滿足的條件?！敬鸢浮浚?）2）3）或【解析】1）彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能由題意解得（2）滑塊由B點到C點由動能定理得又根據(jù)牛頓第二定律解得第19頁/共22頁由牛頓第三定律可得，滑塊到達圓弧未端C時對軌道的壓力大小為，方向豎直向下。（3）滑塊沖上半圓軌道后不會脫離軌道運動，分兩種情況：一是到達與圓心等高處時速度恰好為零；二