2015-2016学年江西省高一下期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献．下列陈述中符合历史事实的是（    ）

A．通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快

B．牛顿发现了万有引力定律并第一次在实验室里利用放大的思想方法测出了万有引力常量

C．伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持

D．开普勒提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

2. 难度：中等

如图所示是一个玩具陀螺．a、b和c是陀螺表面上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时（    ）

A．a、b、c三点的线速度大小相等

B．a、b的线速度比c的小

C．a、b的角速度比c的大

D．a、b、c三点的角速度相等

3. 难度：中等

两颗质量之比m₁：m₂=1：3的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转．如果它们的轨道半径之比r₁：r₂=2：1，那么它们的动能之比为（    ）

A．1：6    B．6：1      C．2：3     D．3：2

4. 难度：简单

取水平地面为重力势能零点，一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其重力势能恰好是其动能的3倍．不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（    ）

A．     B．      C．       D．

5. 难度：简单

一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在t₀和2t₀时刻合外力的瞬时功率分别是P₁和P₂，合外力从开始至t₀时刻做的功是W₁，从t₀至2t₀时刻做的功是W₂，则（    ）

A．P₂=4P₁       B．P₂=10P₁        C．W₂=6W₁       D．W₂=8W₁

6. 难度：中等

如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O竖直平面内匀速转动，角速度为ω，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（    ）

A．           B．

C．          D．

7. 难度：中等

已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，如图所示，到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道II，到达轨道II的近月点B再次变轨进入近月轨道III（距月表面高度忽略不计）绕月球做圆周运动。下列说法正确的是（    ）

A．飞船在轨道III与轨道I的线速度大小之比为1:2

B．飞船在轨道I绕月球运动一周所需的时间为

C．飞船在A点变轨后和变轨前相比动能增大

D．飞船在轨道II上由A点运动到B点的过程中动能减小

8. 难度：简单

有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（    ）

A．卫星a的向心加速度等于重力加速度g

B．卫星b的角速度最大

C．卫星c在1小时内转过的圆心角是

D．卫星d的运动周期有可能是30小时

9. 难度：简单

如图所示，质量相同的甲乙两个小物块，甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（    ）

A．两物块到达底端时动能相同

B．两物块到达底端时速度相同

C．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率

D．两物块运动到底端的过程中重力做功的瞬时功率均在增大

10. 难度：简单

如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢向左推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x₀，运动到图中B点，此时物体静止．撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离距B点为3x₀，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（    ）

A．撤去F时，弹簧的弹性势能为3μmgx₀

B．撤去F后，物体向右运动到O点时的动能最大

C．从B→C位置物体弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量

D．水平力F做的功为4μmgx₀

二、实验题

11. 难度：中等

某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①按图甲摆好实验装置，其中小车质量M＝0．20kg，钩码总质量m＝0．05kg．

②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源的周期T＝0．02s），打出一条纸带．

（1）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图乙所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d₁＝0．041m，d₂＝0．055 m，d₃ ＝ 0．167m，d₄ ＝0．256m，d₅ ＝0．360m，d₆＝0．480m，…他把钩码重力（当地重力加速度g＝9．8 m/s² ）作为小车所受合力，算出0点到第5计数点合力做功 W ＝__________J（结果保留三位有效数字），用正确的公式表达打下第5计数点时小车动能E_k＝__________（用相关数据前字母列式）并把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量，算得 E_k＝0．125J．

（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的可能原因如下，其中正确的是__________．

A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

B．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离是产生此误差的主要原因

C．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多

D．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小

12. 难度：中等

某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放：小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：

（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g．为求得E_k，至少需要测量下列物理量中的          （填正确答案标号）．

A．小球的质量m

B．弹簧原长l₀

C．弹簧的压缩量△x

D．桌面到地面的高度h

E．小球抛出点到落地点的水平距离s

（2）用所选取的测量量和已知量表示E_k，得E_k=       ．

（3）由图（b）中给出的直线关系和E_k的表达式可知，E_p与△x的      次方成正比．

三、计算题

13. 难度：中等

质量m=2kg的物体，在水平拉力F=8N的拉力作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t=2s，求：

（1）力F在2s内对物体所做的功的平均功率

（2）2s末力F对物体所做的功的瞬时功率．

14. 难度：困难

如图所示，光滑1/4圆弧的半径为1．8m，有一质量为1．0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点，然后沿粗糙水平面前进5m，到达C点停止。g取10m/s²，求：

（1）物体到达B点时的速率；

（2）物体与水平面间的动摩擦因数

15. 难度：中等

如图所示一辆箱式货车的后视图．该箱式货车在水平路面上做弯道训练．圆弧形弯道的半径为R=4m，车轮与路面间的动摩擦因数为μ=0．8，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．货车顶部用细线（长度远小于弯道半径R）悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器．车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数为F₀=4N．取g=10m/s²．

（1）该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，车的最大速度v_m是多大？

（2）该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数为F=5N，此时细线与竖直方向的夹角θ是多大？此时货车的速度v是多大？

16. 难度：困难

假设有一辆超级电容车，质量m=1×10³kg，额定功率P=40kW，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0．2倍，g取10m/s²．

（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？

（2）若超级电容车从静止开始，保持以2m/s²的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

（3）若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，20s后达到最大速度，求此过程中超级电容车的位移．

17. 难度：中等

学校科技节上，同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置，原理如图甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆心为O，半径R=0．8m；MN是与O点处在同一水平面的平台；弹簧的左端固定，右端放一可视为质点、质量m=0．1kg的弹珠P，它紧贴在弹簧的原长处B点；对弹珠P施加一水平外力F，缓慢压缩弹簧，在这一过程中，所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示．已知BC段长L=2m，EO间的距离s=1．6m．计算时g取10m/s²，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．压缩弹簧释放弹珠P后，求：

（1）弹珠P通过D点时的最小速度v_D；

（2）弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，它通过C点时的速度v_c；

（3）当缓慢压缩弹簧到压缩量为x₀时所用的外力为8．3N，释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点，求压缩量x₀．