六安一中2011—2012学年高一年级学科选修班第二学期期中考试物理试卷（满分：100分 时间：90分钟 ）一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分，每小题只有一个选项符合题意） 1、如图所示，平行竖直的两块钢板高为H ，相距距离为s ，现从左上方D 点水平抛出一个小球，球在C 、B 两处与板发生弹性碰撞后刚好落到A 点，则B 、C 、D 三点高度之比为( ) A ．1∶3∶5 B ．9∶8∶5 C ．5∶8∶9D ．无法确定 2、一阶梯如图所示,其中每级台阶的高度和宽度都是0.4 cm,一小球以水平速度v 飞出,欲打在第四台阶上，则v 的取值范围是 （ ）A.6 m/s ＜v ＜22 m/sB.22m/s ＜v≤3.5 m/sC.2 m/s ＜v ＜6m/s D.22m/s ＜v ＜6m/s3、长为L 两段不可伸长轻绳各有一端系于竖直杆上A 、B 两点， AB =L ，另一端均系于一小球O 上。
当杆带着小球在水平面内作匀速圆周运动角速度Lg5.1=ω，则下列说法正确的是（ ）A ．OB 绳子对球拉力为mg 21B ．OA 绳子对球拉力为mg 21C ．OA 与AB 杆夹角等于︒60D ．OA 绳子对球拉力为1.5mg4、如图所示,两物块A 、B 套在水平粗糙的CD 杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD 中点的轴OO 1转动,已知两物块质量相等,杆CD 对物块A 、B 最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块B 到OO 1轴的距离为物块A 到OO 1轴距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A 、B 即将滑动的过程中,下列说法正确的是（ ） A.A 受到的静摩擦力一直增大 B.B 受到的静摩擦力是先增大,后保持不变 C.A 受到的静摩擦力是先增后减小 D.A 受到的合外力一直在减小5、一根长为L 的轻杆下端固定一个质量为m 的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计空气阻力)．当小球在最低点时给它一个水平初速度v 0，小球刚好能做完整的圆周运动．若小球在最低点的初速度从v 0逐渐增大，则下列判断正确的是( )A ．小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为gLB ．小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大C ．小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大D ．小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心6、地球同步卫星离地心的距离为r ，运动速度为v 1，加速度为a 1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2；第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，则下列关系正确的是 A ．Rr a a =21 B ．2221r R a a = C ．Rrv v =21 D ．R rv v =217、我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图 所示，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，在距月球表面200km 的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，以后卫星在P 点经过几次“刹车制动”最终在距月球表面200km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动， 则下面说法正确的是 （ ）A ．若停泊轨道距地球表面600km ，地球的自转周期为T ，则卫星在停泊轨道上圆周运动的周期很接近于T B ．若1T 、2T 、3T 分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期，则1T <2T <3TC ．若 1a 、2a 、3a 分别表示卫星沿三个轨道运动到P 点 的加速度，则1a >2a >3aD ．若地球表面的重力加速度为g ，则卫星在轨道Ⅲ上做匀速圆周运动的向心加速度很接近于g 618、如图所示，M 为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd 为43圆周的光滑轨道，a 为轨道的最高点，de 面水平且有一定长度。
今将质量为m 的小球在d 点的正上方高为h 处由静止释放，让其自由下落到d 处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（ ） A ．在h 一定的条件下，释放后小球的运动情况 与小球的质量有关B ．只要改变h 的大小，就能使小球通过a 点后，既可能落回轨道内，又可能落到de 面上 C ．无论怎样改变h 的大小，都不可能使小球通 过a 点后落回轨道内D ．调节h 的大小，不可能使小球飞出de 面之外（即e 的右面）9、一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m 的重物，当重物的速度为v 1时，起重机的有用功率达到最大值P ，此后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v 2匀速上升为止，物体上升的高度为h ，则整个过程中，下列说法不正确的是（ ）A ．钢绳的最大拉力为2v P B ．钢绳的最大拉力为1v P C ．重物的最大速度mgPv =2D ．起重机对重物做的功为2221mv mgh +10、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m (包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为13g .在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( )A ．运动员减少的重力势能全部转化为动能B ．运动员获得的动能为13mghC ．运动员克服摩擦力做功为23mghD ．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh11、质量为10 kg 的物体，在变力F 作用下沿x 轴做直线运动，力随坐标x 的变化情况如图所示．物体在x ＝0处，速度为1 m/s ，一切摩擦不计，则物体运动到x ＝16 m 处时，速度大小为( )A ．2 2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/s D.17 m/s12、如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O 点与管口A 的距离为2X o ，一 质量为m 的小球从管口由静止 下落，将弹簧压缩至最低点B ，压缩量为x o ，不计空气阻力， 则（）A ．小球运动的最大速度等于B ．小球运动中最大加速度为gC ．弹簧的劲度系数为mg/x oD ．弹簧的最大弹性势能为3mgx o选择题答题卡二、实验题（每空4分，共12分）11、（1）《验证机械能守恒定律》实验中，下列说法或做法中判断正确的是 。
①实验时可以不测出重锤质量，需要用停表测出运动时间。
②用图示计数点2~5间验证机械 能守恒，要保证0~1之间距离接近2mm (0为打的第一点)。
③上图中要验证计数点0~4间运动机械能守恒，可用下列式求h 4及v 4： 24)4(21t g h =（t 为计数点间时间间隔），4v ④在不考虑偶然误差时，增加的动能大于减少的重力势能。
⑤某次验证了机械能守恒时，做出重锤动能与 从起点算起的高度h 关系应为如图所示直线。
（2）在对《探究动能定理》实验进行下列改进：弹性绳两端固定，中间一布兜包小球，拉弹性绳达某一形变量时放手，小球沿水平光滑板从A 点滑上光滑竖直平面内半径R =1m 的半圆，更换质量不同的小球保持弹性绳形变量相同，在B 点处一传感器测出其压力F N 大小随小球质量m变化情况如图：则弹性绳具有的弹性势能W =J ；当地重力加速度值g= m /s 2。
三、(本题包括4小题，共40分．按题目要求作答，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能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14、（10分）在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A 用长H = 50m 的悬索（重力可忽略不计）系住一质量m = 50 kg 的被困人员B ，直升机A 和被困人员B 以0v ＝10m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在t = 5s 的时间内，A 、B 之间的竖直距离以L = 50-t 2 （单位：m ）的规律变化，取210m/s g= （1）求这段时间内悬索对人的拉力大小．（2）求在5s 末人的速度大小及该5s 内人的位移大小．（3）直升机在t = 5s 时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B 尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在 空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B 在空中做圆周运动， 如图乙所示．此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求 被困人员B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B 的拉力． （ sin 37°=0.6 ,cos37°=0.8 ）m /kgA C DB15、（10分）某密度均匀的球形天体半径R =8100 km ，表面有一圆锥摆，当摆线与竖直方向成30=θ角时，周期T =πs ，摆长335=L m 。
求： （1）其表面重力加速度值； （2）该天体第一宇宙速度多大？（3）该天体最小圆轨道上运动的卫星周期是多少小时？ 16、（10分）某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图15所示的v －t 图象，已知小车在0～2 s 内做匀加速直线运动，2～10 s 内小车牵引力的功率保持不变，在10 s 末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m ＝1 kg ，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：（1）小车所受的阻力F f 是多大？（2）在2～10 s 内小车牵引力的功率P 是多大？ （3）小车在加速运动过程中的总位移x 是多少？17、（10分）如图所示，是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施，轨道除CD 部分粗糙外，其余均光滑。
一挑战者质量为m,沿斜面轨道滑下，无能量损失的滑入第一个圆管形轨道，根据设计要求，在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过计算机显示出来。
挑战者到达A 处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD 滑入第二个圆管形轨道，在最高点B 处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg,然后从平台上飞入水池内，水面离轨道的距离为h=2.25r.若第一个圆轨道的半径为R,第二个管轨道的半径为r, g 取10m/s 2,管的内径及人相对圆轨道的半径可以忽略不计。
则（1）挑战者若能完成上述过程，则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑？ （2）挑战者从A 到B 的运动过程中克服轨道阻力所做的功？ （3）挑战者入水时的速度大小是多少？六安一中2011—2012学年高一年级学科选修班第二学期期中考试物 理 试 卷 答 案一、选择题13、（1）⑤ （2）10，10 三、计算题14、解析：⑴被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移()225050y=H-l=--t =t ，由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度22m/s a=的匀加速直线运动由牛顿第二定律可得 F-mg=ma解得悬索的拉力 ()600N F=m g+a =（2）被困人员5s 末在竖直方向上的速度为 10m/s y =at=v 合速度 v 竖直方向的位移 2125m 2y=at =，水平方向的位移050m x=t=v ，合位移 （3）5s t=时悬索的长度5025m l =-y='，旋转半径sin37r=l '︒由2tan 37m =mg r '︒v 解得 'v 此时被困人员B 的受力情况如图所示，由图可知cos37T =mg ︒解得 625N cos37mgT==︒15、（1）︒=︒30sin 430tan 22L Tm mg π∴2222/10/23335430cos 4s m s m TL g =⨯⨯=︒=π （2）s m gR V /10931⨯==（3）R T m mg 224π= ∴h s s g R T 57.190028.610108128.625=⨯=⨯⨯==π卫 16、解析：(1)在10 s 末撤去牵引力后，小车只在阻力F f 作用下做匀减速运动，设加速度大小为a ，则F f ＝ma根据a ＝ΔvΔt由图象可得a ＝2 m/s 2∴F f ＝2 N(2)小车的匀速运动阶段即7 s ～10 s 内，设牵引力为F ，则F ＝F f 且P ＝Fv m由图象可知v m ＝6 m/s ∴P ＝12 W(3)小车的加速运动过程可以分为0～2 s 和2 s ～7 s 两段，设对应的位移分别为x 1和x 2，在0～2 s 内的加速度大小为a 1，则由图象可得a 1＝2 m/s 2x 1＝12a 1t 21 x 1＝4 m在2 s ～7 s 内由动能定理可得P (t 2－t 1)－F f x 2＝12mv 2m －12mv 21解得x 2＝25 mx ＝x 1＋x 2 x ＝29 m17、解析：（1）挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，可得出 2Av mg m R=设离水平轨道H 高处的地方开始下滑正好运动到A 点对管壁无压力，在此过程中机械能守恒:2122A mgH mgR mv =+（2分）解得: 52RH =（2）在B 处B 处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg,分析挑战者受力，根据牛顿第二定律得：22B N mv mg F -=挑战者在从A 到B 的运动过程中，利用动能定理得：()2211222f B A mg R r W mv mv ⨯--=-代入相关数据得：5924f W mgR mgr =-（3）挑战者在第二轨道处最低点D 处的速度为v,则2211222B mg r mv mv -⨯=-解得：v 挑战者离开第二圆轨道后在平面上做匀速直线运动，直至做平抛运动落入水中，在此过程中机械能守恒，设挑战者入水时的速度大小为v /,则2/21122mgh mv mv += 解得：/v =。