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北京市昌平区2013-2014学年高一下学期期末考试物理试题_Word版含答案.doc

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北京市昌平区2013-2014学年高一下学期期末考试物理试题_Word版含答案.doc
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昌平区 2013~2014 学年第二学期高一年级期末质量抽测物 理 试 卷(满分 100 分,考试时间 90 分钟) 2014.7考生须知1. 考生要认真填写学校、班级、姓名、考试编号。2. 本试卷共 8 页,分两部分。第一部分选择题,包括两道大题,15 个小题;第二部分非选择题,包括三道大题,7 个小题。3. 试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。4. 考试结束后,考生应将试卷和答题卡放在桌面上,待监考老师收回。第一部分(选择题 共 50 分)一.单项选择题。本题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得 3 分,选错或不答的得 0 分。1.下列物理量中,属于矢量的是(A)A.向心加速度 B.功 C.功率 D.动能2.对于做匀速圆周运动的物体,哪个量是不变的?(B)A.线速度 B.角速度C .向心加速度 D.向心力3. 水滴从高处自由下落,至落地前的过程中遇到水平方向吹来的风,则水滴下落的时间将(B)A.增长 B.不变 C.缩短 D.无法确定 4.在下列所描述的运动过程中,若物体所受的空气阻力均可忽略不计,则机械能守恒的是 (C)A.小孩沿滑梯匀速滑下B.电梯中的货物随电梯一起匀速下降C.被投掷出的铅球在空中运动D.发射过程中的火箭加速上升5.大小相等的力 F 按如图 1 所示的四种方式作用在相同的物体上,使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离,其中力 F 做功最多的是(A)6.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时,常常要修建凹形桥,也叫“过水路面” 。如图2 所示,汽车通过凹形桥的最低点时 (B)A.车的加速度为零,受力平衡 B.桥对车的支持力比汽车的重力大 C. 桥对车的支持力比汽车的重力小 D.车的速度越大,桥对车的支持力 越小 7.假设两颗近地卫星 1 和 2 的质量相同,都绕地球做匀速圆周运动,如图 3 所示,卫星 2 的轨道半径更大些。两颗卫星相比较,下列说法中正确的是(D )A.卫星 1 的向心加速度较小B.卫星 1 的线速度较小C.卫星 1 的角速度较小D.卫星 1 的周期较小8. “神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,神舟十号航天员在“天宫一号”展示了失重环境下的物理实验或现象,下列四个实验可以在“天宫一号”舱内完成的有(D)A.用台秤称量重物的质量B.用水杯喝水C.用沉淀法将水与沙子分离D.给小球一个很少的初速度,小球即可以竖直平面内做圆周运动FA B C D30° 30° 60°FFF图 1图 2卫星 2卫星 1地球图 3A B C D图 49.一个物体从某一确定的高度以 v0 的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为 v1,那么它的运动时间是( D)A. gv01 B. g201 C. gv201 D. g20110. 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。如图 5 所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为 R 的圆周运动。设内外路面高度差为 h,路基的水平宽度为 d,路面的宽度为 L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于(B)A. B. C. D. gRhL gRhd gRLh gRdh二.不定项选择题。本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。在每小题给出的四个选项中,可能有一个或多个选项符合题意,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分。11.如图 6 所示,一个小物块沿光滑的固定斜面向下滑动。小物块在下滑的过程中 (CD)A.只受重力 B.受重力、下滑力和支持力C.只有重力做功D.机械能守恒12.质量为 1kg 的物体做自由落体运动,经过 2s 落地。取 g=10m/s2。关于重力做功的功率,下列说法正确的是(AC )A. 下落过程中重力的平均功率是 100W B. 下落过程中重力的平均功率是 200W C. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是 200W D. 落地前的瞬间重力的瞬时功率是 400W13.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( AD)A. 物体做曲线运动,其速度一定在变化B. 物体做曲线运动,其加速度一定在变化图 6图 5C. 物体在恒力作用下运动,其速度一定不变D. 物体在恒力作用下运动,其加速度一定不变请考生注意:下面 14-15 题有①、②两道小题。其中第①小题供侧文的考生做;第②小题供侧理的考生做。每位考生只做其中一道小题。①(供侧文的考生做)14.某人从距水平地面 h 高处,水平抛出一质量为 m 的小球,球落地时的水平位移为 x、速率为 v。若不计空气阻力,则抛出时人对球做的功为(AC)A. mg21 B. ghv21C. hx42D. 24xm②(供侧理的考生做)14.如图 7 所示,质量为 m 的小球从距离地面高 H 的 A 点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为 h 的 B 点速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为 g。关于小球下落的整个过程,下列说法中正确的有(AC)A.小球的机械能减少了 mg(H+h) B.小球克服阻力做的功为 mghC.小球所受阻力的冲量大于 m g2D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量①(供侧文的考生做)15.如图 8 所示,一固定斜面倾角为 30°,一质量为 m 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小 g。物块上升的最大高度为 H,则此过程中,物块的( BC)A.动能损失了 mgHB.动能损失了 2mgHC.机械能损失了 mgHD.机械能损失了 2mgH②(供侧理的考生做)15.如图 9 所示,质量分别为 m 和 2m 的 A、B 两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A 靠紧竖直墙。用水平力 F 将 B 向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后图 8m H30°图 9FA B图 7hHAB弹簧储存的弹性势能为 E。这时突然撤去 F,关于 A、B 和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是(BC)A.撤去 F 后,系统动量守恒,机械能守恒 B.撤去 F 后,A 离开竖直墙前,系统动量不守恒,机械能守恒 C.撤去 F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为 3E D.撤去 F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为 E第二部分(非选择题,共 50 分)三.填空题。本题共 3 小题,每小题 4 分,共 12 分。16.如图 10 所示为一皮带传动装置,在传动过程中皮带不打滑。a、 b 分别是小齿轮和大齿轮边缘上的点,c 是大齿轮上某条半径上的中点,已知大齿轮的半径是小齿轮半径的 2 倍。若 a 点的线速度大小为 v,则 b 点的线速度大小为 ,c 点的线速度大小为 。17.如图 11 所示,小球做匀速圆周运动,细线与竖直方向夹角为 θ,线长为 L,小球质量为 m,重力加速度为 g,则小球的向心力大小为 ,小球运动的线速度大小为 。18.一根长为 L 且不可伸长的轻质细绳,一端固定于 O 点,另一端拴一质量为 m 的小球。现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态,由静止释放小球,如图 12 所示。若不考虑空气阻力的作用,重力加速度为 g,则小球摆到最低点 A 时的速度 v 大小为 ,此时绳对小球的拉力大小为 。四.实验题。本题共 1 小题,共 12 分。19. 某同学用如图 13 所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为 g。(1)在实验所需的物理量中,需要直接测量的是 ,通过计算得到的是 。 (填写代号)A.重锤的质量 B.重锤下落的高度C.重锤底部距水平地面的高度 图 11mθL图 12m OL图 10abcO1 O2图 13D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)在实验得到的纸带中,我们选用如图 14 所示的起点 O 与相邻点之间距离约为2mm 的纸带来验证机械能守恒定律。图中 A、B、C、D 、 E、 F、 G 为七个相邻的原始点,F 点是第 n 个点。设相邻点间的时间间隔为 T,下列表达式可以用在本实验中计算 F 点速度 vF 的是 。A. vF = g(nT ) B.v F = ngh2 C. vF = Thn21 D.v F = T1(3 )若代入图 14 中所测的数据,求得 21nv在误差范围内等于 (用已知量和图 14 中测出的物理量表示) ,即可验证重锤下落过程中机械能守恒。即使在操作及测量无误的前提下,所求 2n也一定会略 (选填“大于”或“小于” )后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果。(4 )另一名同学利用图 14 所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离 h,并分别计算出各点的速度 v,绘出 v2-h 图线,如图 15 所示。从 v2-h 图线求得重锤下落的加速度g′= m/s2( 保留 3 位有效数字 ) 。则由上述方法可知,这名同学是通过观察 v2-h 图线是否过原点,以及判断 与 (用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的。图 14h n-1O hnhn+1B C D EA F G图 15h/(×10 -2m)v2/(m/s)20 10.0 20.0 30.0 40.02.04.06.08.050.0五.论述计算题。本题共 3 小题,共 26 分,解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。20. ( 9 分)一个人在 20m 高的楼顶水平抛出一个小球,小球在空中沿水平方向运动 20m后,落到水平地面上。不计空气阻力的作用,重力加速度 g 取 10m/s2。求:(1 )小球在空中运动的时间;(2 )小球被抛出时的初速度大小;(3 )小球落地时的速度大小。21. ( 8 分)在物理学中,常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后,卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量 G 的数值,如图 16 所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验,因为由 G 的数值及其它已知量,就可计算出地球的质量,卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。(1 )若在某次实验中,卡文迪许测出质量分别为 m1、m 2 相距为 r 的两个小球之间引力的大小为 F,求万有引力常量 G;(2 )若已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,万有引力常量为 G,忽略地球自转的影响,请推导出地球质量及地球平均密度的表达式。22. ( 9 分)如图 17 所示,水平光滑轨道 AB 与竖直半圆形光滑轨道 BC 在 B 点平滑连接,AB 段长 x=10m,半圆形轨道半径 R=2.5m。质量 m=0.1kg 的小滑块(可视为质点)在水平恒力 F 作用下,从 A 点由静止开始运动,经 B 点时撤去力 F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道运动到最高点 C,从 C 点水平飞出。重力加速度 g 取 10m/s2。(1 )若小滑块从 C 点水平飞出后又恰好落在 A 点。求:①滑块通过 C 点时的速度大小;②滑块刚进入半圆形轨道时,在 B 点对轨道压力的大小;(2 )如果要使小滑块能够通过 C 点,求水平恒力 F 应满足的条件。图 17OBBACxR图 16昌平区 2013~2014 学年第二学期高一年级期末质量抽测物理试卷参考答案第一部分(选择题 共 50 分)一.单项选择题。本题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得 3 分,选错或不答的得 0 分。二.不定项选择题。本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。在每小题给出的四个选项中,可能有一个或多个选项符合题意,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分。第二部分(非选择题,共50 分)三.填空题。本题共 3 小题,每小题 4 分,共 12 分。16. v(2 分) , v(2 分)17. mgtanθ(2 分) , sintaLg(2 分)18. gL(2 分) ,3mg(2 分)四.实验题。本题共 1 小题,共 12 分。19. ( 12 分)(1) B(1 分) ;D(1 分)(2) C(2 分)(3 ) ghn(2 分) ;小于(2 分)(4 ) 9.75(9.68~9.78) (2 分) ;g(1 分) ; g′ (1 分)五.论述计算题。本题共 3 小题,共 26 分。20. ( 9 分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 A B B C A B D D D B题号 11 12 13 14 15答案 CD AC AD AC BC(1 )设小球做平抛运动的时间为 t,沿竖直方向有 h= 21gt (2 分)解得:t=2.0s (1 分)(2 )设小球做平抛运动的初速度为 v0,沿水平方向有 x=v0t (2 分)解得:v 0=10m/s (1 分)(3 )小球落地时竖直方向的速度大小为 vy=gt=20m/s (1 分)小球落地时的速度大小为 20y (1 分)解得: 510vm/s(或 22.4 m/s) (1 分)21. ( 8 分)(1 )根据万有引力定律, 21rmGF(2 分)解得: 21r (1 分)(2 )设地球质量为 M,在地球表面任一物体质量为 m在地球表面附近满足 G 2Rm=mg(2 分)解得:地球的质量 M=2(1 分)地球的体积 V= 3π4R 解得:地球的密度 Gg(2 分)22. ( 9 分)(1 ) ①设滑块从 C 点飞出时的速度为 vC,从 C 点运动到 A 点时间为 t,滑块从 C 点飞出后,做平抛运动竖直方向:2R= 21gt2 (1 分)水平方向:x=v Ct (1 分)解得:v C=10m/s (1 分)②设滑块通过 B 点时的速度为 vB,根据机械能守恒定律21mv = mv 2C+2mgR (1 分)设滑块在 B 点受轨道的支持力为 FN,根据牛顿第二定律FN-mg=m Rv2(1 分)联立解得:F N= 9N (1 分)依据牛顿第三定律,滑块在 B 点对轨道的压力 FN= FN=9N(2 )若滑块恰好能够经过 C 点,设此时滑块的速度为 vC,依据牛顿第二定律有mg=m RvC2解得 vC= g= 5.10=5m/s (1 分)滑块由 A 点运动到 C 点的过程中,由动能定理Fx- mg2R≥ 2vm (1 分)解得:水平恒力 F 应满足的条件 F≥0.625N (1 分)
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