2015届安徽省高一下学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

2013年3月12日，在位于智利北部阿塔卡马沙漠，由美国、欧洲和日本等国科研机构建设的世界最大陆基天文望远镜阵举行落成典礼。最近，一个国际研究小组借助该望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动。此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（　　）

A．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小

B．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变大

C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变小，线速度变大

D．体积较大星体圆周运动轨迹半径变小，线速度变小

2. 难度：中等

船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，则当船沿渡河时间最短的路径渡河时（  ）

A．船渡河的最短时间60s

B．要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直

C．船在河水中航行的轨迹是一条直线

D．船在河水中的最大速度是5m/s

3. 难度：中等

如图所示，物体P用两根长度相等不可伸长的细线系于竖直杆上，它们随杆转动，若转动角速度为ω，则下列说法错误的是

A．ω只有超过某一值时，绳子AP才有拉力

B．线BP的拉力随ω的增大而增大

C．线BP的拉力一定大于线AP的拉力

D．当ω增大到一定程度时，线AP的拉力将大于BP的拉力

4. 难度：中等

据报道，北京时间2012年5月5日夜晚，天空中出现“超级月亮”，这是2012年的最大满月．实际上，月球绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球在椭圆的一个焦点上．根据天文学家观测，此时月球距离地球最近，约35.7万公里，与平均距离的比值约为37∶40.有传言称由于月亮对地球的引力增大，“超级月亮”会引发严重的地震、火山或者其他自然灾害．由以上信息和学过的知识，以下说法中正确的有(　　)

A．“超级月亮”对地球上的物体引力要比平均距离时大15%左右

B．此时月球达到最大速度

C．如果要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动，需要使月球适当减速

D．如果已知万有引力常量G，结合以上信息，可以计算出月球的质量

5. 难度：中等

如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中：

A．小球的机械能保持不变

B．小球受的合力对小球不做功

C．水平拉力F的瞬时功率逐渐减小

D．小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大

6. 难度：中等

如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧后又被弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则

A．时刻小球动能最大

B．时刻小球动能最大

C．～这段时间内，小球的动能先增加后减少

D．～这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

7. 难度：中等

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质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x₀ ，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x₀。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，物体的加速度大小为

B．撤去F后，物体先做加速运动，再做减速运动

C．物体做匀减速运动的时间为

D．物体在加速过程中克服摩擦力做的功为

8. 难度：中等

放在水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，力F与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图所示，则下列说法正确的是() (   )

A．物体与地面间的摩擦因数为0.2

B．物体与地面间的摩擦因数为0.4

C．9 s内，力F做的功是126 J

D．3～6 s和6～9 s两段时间内摩擦力的平均功率相等

9. 难度：中等

在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t₁时 ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区，此时线框恰好以速度 v₁做匀速直线运动；t₂时ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时线框又恰好以速度v₂做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的有：(     )

A．t₁时，线框具有加速度a=3gsinθ

B．线框两次匀速直线运动的速度v₁: v₂=2:1

C．从t₁到t₂过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量

D．从t₁到t₂，有机械能转化为电能

10. 难度：中等

如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v₀，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小F＝kv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为(　　)

A．          B．   C．0                D．

二、填空题

11. 难度：中等

雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比。假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都          （填“加速”、“减速”或“匀速”）下落。       （填“大”或“小”）雨滴先落到地面；接近地面时，        （填“大”或“小”）雨滴的速度较小。

三、实验题

12. 难度：中等

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如下图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J。由此可得到的结论是                                 ．

(g="9.8" m/s²，保留三位有效数字)

四、填空题

13. 难度：中等

起重机以恒定功率从地面竖直提升一重物，经 t时间物体开始以速度 v匀速运动，此时物体离地面高度 h=                       .

14. 难度：中等

卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具（弹簧秤、秒表、刻度尺）。

（1）物体与桌面间没有摩擦力，原因是             ；

（2）实验时需要测量的物理量是              ；

（3）待测质量的表达式为m=                 。

五、计算题

15. 难度：中等

如图所示，半径为R的 1/4光滑圆弧轨道最低点D与水平面相切，在D点右侧L₀=4R处用长为R的细绳将质量为m的小球B（可视为质点）悬挂于O点，小球B的下端恰好与水平面接触，质量为m的小球A（可视为质点）自圆弧轨道C的正上方H高处由静止释放，恰好从圆弧轨道的C点切入圆弧轨道，已知小球A与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，细绳的最大张力F_m=7mg，重力加速度为g，试求：

（1）若H=R，小球A到达圆弧轨道最低点D时所受轨道的支持力；

（2）试讨论H在什么范围内，小球A与B发生弹性碰撞后细绳始终处于拉直状态。

16. 难度：中等

如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止释放，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N，改变H的大小，可测出相应的N的大小，N随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点)，QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N)，重力加速度g取10m/s²，求：

(1)求出小物块的质量m；圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ；

(2)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。

(3)若要使小物块能运动到圆轨道的最高点E，则小物块应从离地面高为H处由静止释放，H为多少？

17. 难度：中等

消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示，消防水炮离地高度为H，建筑物上的火点离地高度为h，水炮与火点的水平距离为x，水泵的功率为P，整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出，不计空气阻力，取g=10m/s²。

（1）若H=80m，h=60m，水炮出水速度v₀=30m/s，求水炮与起火建筑物之间的水平距离x；

（2）在（1）问中，若水炮每秒出水量m₀="60" kg，求水泵的功率P；

（3）当完成高层灭火后，还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火，将水炮竖直下移至H´=45m，假设供水系统的效率η不变，水炮出水口的横截面积不变，水泵功率应调整为P´，则P´应为多大？

18. 难度：中等

如图所示，水平传送带以一定速度匀速运动，将质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、C为圆弧上的两点，其连线水平，已知圆弧对应圆心角，A点距水平面的高度h=0.8m．小物块到达C点时的速度大小与B点相等，并沿固定斜面向上滑动，小物块从C点到第二次经过D点的时间间隔为0.8s，已知小物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10 m/s²，取，cos53°=0.6，求：

（1）小物块从A到B的运动时间；

（2）小物块离开A点时的水平速度大小；

（3）斜面上C、D点间的距离．