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2014湖南师大附中高一物理第二学期期末试题（含答案） 物 理 时量：90分钟 满分：150
第Ⅰ卷（文理倾向都做） 一、单项选择题（本题12小题，每小题4分，共48分。在各选项中只有一个选项是正确的，请将答案写在答卷上。） 1．下列说法正确的是（　　） A．“能量转化与守恒定律”与“能源危机”相矛盾 B．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不可能的 C．随着科技的发展，永动机是可以制成的 D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的能源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生 2．下列关于曲线运动的说法中正确的是（　　） A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化 B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度 C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度 D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动 3．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（　　） A．火星与木星公转周期相等 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．太阳位于它们的椭圆轨道的某焦点上 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 4．下列物体机械能守恒的是（　　） A．做平抛运动的小球 B．进站过程中的火车 C．匀速上升的气球 D．子弹穿过木块过程中，子弹与木块组成的系统 5．关于功和能，下列说法正确的是 A．功是能量的量度 B．功可以转化为能 C．重力做功与路径无关 D．重力和弹簧弹力之外的其他力做的功，等于物体动能的变化 6．把质量m的小球从距离地面高为h处以θ角斜向上方抛出，初速度为v0．不计空气阻力，小球落地时的速度大小与下列因素有关的是（　　） A．小球的初速度v0的大小 B．小球的质量m C．零势面的选取 D．小球抛出时的仰角θ 7．如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2．若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化。相对于在轨道1上，下列关于飞船在轨道2上的说法正确的是（　　） A．动能大些 B．向心加速度大些 C．运行周期短些 D．角速度小些 8．细线一端拴一个小球，让小球以线的另一端为圆心在竖直面内做变速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A．过最高点的最小速度可以为零 B．运动过程中小球所受的合外力始终等于向心力 C．因为线的拉力做功，所以小球的机械能不守恒 D．过最低点时小球受线的拉力最大 9．汽车在平直公路上以恒定的功率启动，它受到的阻力大小不变，则下列说法正确的是 （ ） A．牵引力F大小不变，加速度a也大小不变 B．F逐渐增大，a也逐渐增大 C．当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大 D．启动过程中汽车的速度均匀增加 10．一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个相同的小球竖直上抛、竖直下抛和水平抛出，不计空气阻力，则下列关于三小球的说法正确的是 （ ） A．落地时三个小球的速度都相同 B．落地时三个小球的动能都相同 C．三个小球从抛出到落地经历的时间都相同 D．落地时三个小球重力的瞬时功率都相同 11．关于三个宇宙速度，下列说法正确的是 （ ） A．第一宇宙速度是卫星环绕行星的最小运行速度 B．地球的第二宇宙速度大小为16.7km/s C．当人造地球卫星的发射速度达到第二宇宙速度时，卫星就逃出太阳系了 D．地球同步卫星在轨道上运行的速度一定小于第一宇宙速度 12．一质量为1kg的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行．从某一时刻起在滑块上作用一水平向右的力，这个水平力作用一段时间后被撤去，已知这个力在此过程中对滑块共做了10J的功，则最后滑块的速度方向和大小分别为（　　） A．方向向左，6m/s B．方向向左，4m/s C．方向向右，6m/s D．方向向右，4m/s 二、填空题（每空2分，共16分） 13．在距地面h=20m高处，以v=10m/s的速度将物体水平抛出，不计空气阻力，以地面为参考面，重力加速度g=10m/s2，物体质量为m=1kg，则抛出时物体的机械能为 J；落地时的动能为 J；在空中运动的时间为 s. 14．质量为2t汽车在水平公路上行驶，车受的阻力为车重的0.01倍.当速度为4m/s时，加速度为0.4m/s2，此时汽车的牵引力为 N；功率为 W；若保持此时的功率不变，汽车能达到的最大速度是 m/s．（g=10m/s2） 15．用一竖直向上的拉力将质量为20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度提升4m，在这个过程中，拉力做功为 J，拉力的平均功率为 W．（g=10m/s2） 三、实验题（每空2分，共8分） 16．利用图甲所示的装置，验证机械能守恒定律．一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图乙所示：O是打下的第一个点，取离O点较远的相邻的三个实际点A、B、C为计数点．已知m=1kg，打点计时器每隔0.02s打一个点（g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字） （1）下面列举了该实验的几个操作步骤：其中操作不当的步骤是 （填选项对应的字母）． A．按照图所示的装置安装器件； B．将打点计时器接到直流电源上； C．先释放m，再接通电源打出一条纸带； D．测量纸带上某些点间的距离； E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能． （2）在打点O到B过程中物体势能的减少量为 J，动能的增量为 J. （3）实验结论是 ；
四、解答题(本题共3小题，共28分。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。有数值计算题的题，答案中必须明确写出数值和单位。) 17．（8分）某行星的半径为R，它有一颗卫星，卫星绕它公转的轨道半径为r、公转周期为T．万有引力常量为G．求：该行星的质量和密度。

18．（10分）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的半圆轨道与一斜面轨道平滑连接，A、B连线竖直．一质量为m的小球自P点由静止开始下滑，小球沿轨道运动到最高点B时对轨道的压力大小为mg．已知P点与轨道最高点B的高度差为2R，求小球从P点运动到B点的过程中克服摩擦力做了多少功？

19．（10分）如图所示，一质量M为0.5kg的木块用长为L=1m的绳子悬挂着，一颗m=0.1kg的子弹以v0=20m/s的速度水平射入木块，并留在木块中。已知子弹穿入木块后子弹和木块的共同速度为v=10/3 m/s，（不计空气阻力，碰撞时间极短），试求： （1）、在子弹射入木块过程中，系统产生的热 （2）、木块能上升的最大高度．

第Ⅱ卷（理科倾向必做） 一、选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分，第20～21题只有一项符合题目要求，第22～23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。请将答案写在答卷上。) 20．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　) A．3.5 km/s B．5.0 km/s C．17.7 km/s D．35.2 km/s
21．如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，圆心为O。一小球（可视为质点）从与圆心等高的圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出，落于圆轨道上的C点。已知OC的连线与OA的夹角为θ，重力加速度为g，则小球从A运动到C的时间为( ) A．2v0gcotθ2 B．v0gtanθ2 C．v0gcotθ2 D．2v0gtanθ2 22．某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示，在手连续稳定的按压下，出水速度为v，供水系统的效率为η，现测量出桶底到出水管之间的高度差H，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的是： A．出水口所出水落地时的速度 B．出水口单位时间内的出水体积 C．出水后，手连续稳定按压的功率为 D．手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和 23．如图所示，质量为m的子弹以速度v0水平击穿放在光滑水平地面上的木块．木块长L，质量为M，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为Ek，若只有木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍穿过．则（　　） A．M不变、m变小，则木块获得的动能一定变大 B．M不变、m变大，则木块获得的动能可能变大 C．m不变、M变小，则木块获得的动能一定变大 D．m不变、M变大，则木块获得的动能可能变大 二、实验题（本题10分，每空2分） 24.（本题10分）如图所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系”的实验。当小车在l条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条3条…橡皮筋重复实验时，设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W…。 (1)、图中电火花计时器的工作电压是 V的交流电； (2)、实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋多根、钉子、打点计时器、纸带、电源等。还缺少的测量器材是 。 (3)图中小车上有一固定小螺钉，下图给出了4种橡皮筋与小螺钉的套接方式示意图，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是 。

(4)在正确操作的情况下，某次所打的纸带如下图所示。打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量(根据下面所示的纸带回答），小车获得的速度是 m/s。(计算结果保留两位有效数字 三、解答题（本题共2小题，共24分，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。有数值计算题的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 25．（12分）跳伞运动员从跳伞塔上跳下，当降落伞打开后，伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比，即Ff ＝k v2，已知比例系数k ＝ 20 N s2/m2，运动员和伞的总质量m＝72 kg．设跳伞塔足够高，且运动员跳离塔后即打开伞，取g = 10 m/s2． （1）求下落速度达到v = 3 m/s时，跳伞运动员的加速度大小； （2）求跳伞运动员最终下落的速度； （3）若跳伞塔高 h＝200 m，跳伞运动员在着地前已经做匀速运动，求从开始跳下到即将触地的过程中，伞和运动员损失的机械能。

26．（12分）金属硬杆轨道“ABCDEFGHIP”固定置于竖直平面内，CDE、FGH两半圆形轨道半径分别为 、 ，足够长的PI、AB直轨与水平均成θ=37°，一质量为m的小环套在AB杆上，环与BC、EF、HI水平直杆轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1，其中BC= 、EF= 、HI= ，其他轨道均光滑，轨道拐弯连接处也光滑，环通过连接处时动能损失忽略不计，现环在AB杆上从距B点 处的地方无初速释放．已知sin37°=0.6，试求： （1）从释放到第一次到达B所用的时间； （2）第一次过小圆道轨最高点D时，环对轨道的作用力； （3）小环经过D的次数及环最终停在什么位置？

湖南师大附中高一第二学期期考试物理答案 第Ⅰ卷（文理倾向都做） 一、单项选择题（每小题4分，共48分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B B C A C A D D C B D C
二、填空题（每空2分，共16分）
13、 250J 250J 2s
14、 1000N 4000W 20m/s
15、 960J 480W
三、实验题（每空2分，共8分）
16、（1） BC
（2） 5.4J 5.3J
在实验误差允许范围内 ，机械能守恒定律成立
四、解答题（共28分）
17、（8分） 解：（1）万有引力提供卫星做半径为r的圆周运动，则： （4分） （2）该天体的体积为： （4分） 18、（10分） 解： 分析运动过程知，只有重力和摩擦力做功，且： （2分） 又小球运动到B点时对轨道的压力为mg，可得： （3分） 整个运动过程运用动能定理： （3分） 即，小球克服摩擦力做功为 （2分） 19、（10分）解：（1）子弹射入木块过程，机械能不守恒，系统损失的机械能转化为热能： 该过程，系统重力势能不变，只有动能发生变化，则： J =16.67 J （5分） （2）子弹射入木块后，上升过程中，系统机械能守恒： m （5分） 第Ⅱ卷（理科倾向必做） 一、不定项选择题（每题4分，共16分） 题号 20 21 22 23 答案 A A BC AC
二、实验题（本题10分） 24、（10分） （1） 220 　 (２) 刻度尺 (３) A 　 (４) GJ 0.65 m/s
三、解答题（每题12分，共24分） 25．（12分）解析：（1）由牛顿第二定律：mg－kv2＝ma ＝7.5m/s（4分） （2）塔足够高，最终作匀速直线运动，则：mg＝kv2，解得： （4分） （3）损失的机械能为： （4分） 26．（12分） 解析：（1） 得： （2）从A→D： 得： 第一次在D处：（假设轨道对环的力是向下的） 得： 所以环对轨道的作用力是竖直向上的，大小为 （3）假设小环第n次向左过D时（n为大于等于1的整数），速度设为 由动能定理得： ＞0 n＜ ，所以最多向左第3次通过D点 假设小环第k次向左过大圆轨道最高点G时，速度设为 由动能定理得： ＞0 k＜ ，所以最多向左第2次通过G点 如果环能第2次向右过G点，说明最终环在FE之间，所以要证明是否能第2次能向右过G点，设第2次向右过G点时速度为 由动能定理得： 即： 显然是动能不可能为负的，说明不会第2次向右过G点，也就不可能出现第3次向左过D点。 所以，过D点的次数为3次（2次向左1次向右） 当环第2次向左过G点后，环只能在G的左侧做往复运动，最后停在IH轨道上的某处设环在“IH”直轨上的运动路程为 得 ，是3a的7倍，所以小环最终停在I处。

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