湖北省孝感市西城综合高级中学高一物理上学期期末试卷含解析
一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意
1. 某旅游景区新开发了一个游乐项日,可简化为图示坡道模型,整个坡道由三段倾角不同的倾斜直轨道组成,滑车从坡顶A点由静止滑下,AB段做匀加速直线运动,BC段做匀速直线运动,CD段做匀减速直线运动,滑到坡底D点时速度减为零,不计空气的阻力,则
A. 坡道AB对滑车的作用力沿坡面向下
B. 坡道BC对滑车的作用力为零
C. 坡道BC对滑车作用力竖直向上
D. 坡道CD对滑车的作用力可能垂直坡道斜面向上
参考答案:
C
【详解】A.滑车从坡顶A点由静止滑下,AB段做匀加速直线运动,从受力分析角度,受到重力,支持力与滑动摩擦力,因此做匀加速直线运动,则车受到的支持力与滑动摩擦力的合力在竖直向上偏右方向,这样再与重力的合力,才能产生向下的加速度,故A错误;
BC.车在BC段做匀速直线运动,因此车受到的支持力与滑动摩擦力的合力与重力等值反向,则坡道BC对滑车作用力竖直向上,故B错误,C正确;
D.车在坡道CD做匀减速直线运动,那么车受到支持力与滑动摩擦力的合力,即对滑车的作用力,应该在竖直向上偏左方向,这样再与重力的合力才能产生向上的加速度,因此对滑车的作用力不可能垂直坡道斜面向上,故D错误;
2. 已知万有引力恒量G后,要计算地球的质量,还必须知道某些数据,现在给出下列各组数据,可以算出地球质量的有( )
A.地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离r
B.月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离r
C.人造地球卫星在地面附近运行的速度和运动周期T
D.同步卫星离地面的高度
参考答案:
BC
3. 做匀速圆周运动的物体在运动过程中保持不变的物理量是
A. 速度 B. 加速度 C. 动能 D. 合外力
参考答案:
C
4. (多选) “蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c点的过程中
A.在 Pa 段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.ab 段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.bc 段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.c点,人的速度为零,处于平衡状态
参考答案:
ABC
5. (多选题)如图所示,皮带传动装置转动后,皮带不打滑,则皮带轮上A、B、C三点的情况是( )
A.vA=vB,vB>vC; B.ωA=ωB,vB = vC
C.vA =vB,ωB=ωc ;D.ωA>ωB ,vB =vC
参考答案:
AC
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 阅读下面“一分钟幽默”,回答相关问题:
《把电留住》
儿子:爸爸,电灯为什么要用两根线?爸爸:一根来电,一根还要让电回去。
儿子:那把这一根剪断,只让电来,不让它回去,咱家就再也不会停电了。
儿子的设想能成立吗?为什么?答:_ ____ _。
参考答案:
7. 如图所示的数据和图线为某同学做平抛运动实验所得出,但忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,请根据图中数据求出平抛运动的初速度v0=2m/s.(g=10m/s2)
参考答案:
考点: 平抛运动.
专题: 平抛运动专题.
分析: 在竖直方向做自由落体运动,根据△h=gT2,求出T,物体在水平方向做匀速直线运动,根据s=v0T,即可求出平抛运动的初速度v0.
解答: 解:由于物体在竖直方向做自由落体运动,故在竖直方向有△h=gT2,由图h2是AB之间的竖直距离,h1是BC之间的竖直距离,可知:[来源:学科网]
△h=h2﹣h1=(50cm﹣20cm)﹣20cm=10cm=0.1m
将△h=0.1m,g=10m/s2带入△h=gT2,解得:
T=0.1s
物体在水平方向做匀速直线运动故s=v0T,将s=20cm=0.2m带入解得:
v0== m/s=2.0m/s.
所以物体做平抛运动的初速度为2m/s;
故答案为:2m/s.
点评: 由于物体在水平方向做匀速直线运动,可以根据在水平方向的间距相同确定相隔的时间相同,而在竖直方向做自由落体运动,即匀变速直线运动故有△h=gT2,求出T,再根据s=v0T进行求解.这种方法一定要掌握.
8. 两颗人造卫星.它们的质量之比为l:2,它们的轨道半径之比为1:3,那么它们所受的向心力之比为 ;角速度之比为 .
参考答案:
9:2
9. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离填入下列表格中.
距离
d1
d2
d3
测量值/cm
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2 =______ m/s.小车的加速度是
a =______ m/s2.
参考答案:
1.20 5.40 12.00 0.21 0.90
10. 如图所示,质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出,恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞,则此过程中重力的功为 J,重力的冲量为 N·s。
参考答案:
6.4 J, 0.8N·s;
11. 如图所示一小球以υ0=10m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为450,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为600,(空气阻力忽略不计,取g=10m/s2),小球经过A、B两点的时间间隔为 t= s,A、B两点间的高度差为h= m.
参考答案:
t=S , h=10m
12. 体重为900N的人站在地面上用手能直接提起103N的重物,若利用如图11所示的装置(滑轮和绳的质量不计,摩擦力不计)设人始终站在地面上,他通过滑轮使质量为60kg的重物获得加速度最大为________m/s2.
参考答案:
5
故当绳子的拉力最大时,重物能获得最大加速度,此时,绳子的最大拉力等于人的自身重力,
根据牛顿第二定律可得:。
13. 在太阳系中有九大行星绕太阳运动,按照距太阳的距离排列,由近及远依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星……。如果把距离太阳较近的六颗行星的运动近似为匀速圆周运动,那么这六颗行星绕太阳运行一周所用的时间最长的是 ,运动的线速度最大的是 ,运动的向心加速度最小的是 。
参考答案:
土星 水星 土星
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 一个物体沿着直线运动,其 v﹣t 图象如图所示。
(1)物体在哪段时间内做加速运动?
(2)物体在哪段时间内做减速运动?
(3)物体的速度方向是否改变?
(4)物体的加速度方向是何时改变的?t=4s 时的加速度是多少?
参考答案:
(1)物体在 0﹣2s 内做加速运动;(2)物体在 6s﹣8s 时间内做减速运动;
(3)物体的速度方向未发生改变;(4)物体的加速度方向在 6s 末发生改变,t=4s 时的加速度是0
【详解】(1)在 0﹣2s 内速度均匀增大,做加速运动;
(2)在 6s﹣8s 速度不断减小,做减速运动;
(3)三段时间内速度均沿正方向,故方向不变;
(4)图象的斜率表示加速度,由图可知,0﹣2s 的加速度方向和 6s﹣8s 加速度方向不同,所以加速度方向在 6s 末发生变化了,t=4s 物体做匀速直线运动,加速度为零
15. 一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶,以 x 表示它对于出发点的位移。如图为汽车在 t=0 到 t=40s这段时间的 x﹣t 图象。通过分析回答以下问题。
(1)汽车最远距离出发点多少米?
(2)汽车在哪段时间没有行驶?
(3)汽车哪段时间远离出发点,在哪段时间驶向出发点?
(4)汽车在 t=0 到 t=10s 这段时间内的速度的大小是多少?
(5)汽车在 t=20s 到 t=40s 这段时间内的速度的大小是多少?
参考答案:
(1)汽车最远距离出发点为 30m;
(2)汽车在 10s~20s 没有行驶;
(3)汽车在 0~10s 远离出发点,20s~40s 驶向出发点;
(4)汽车在 t=0 到 t=10s 这段时间内的速度的大小是 3m/s;
(5)汽车在 t=20s 到 t=40s 这段时间内的速度的大小是 1.5m/s
【详解】(1)由图可知,汽车从原点出发,最远距离出发点 30m;
(2)10s~20s,汽车位置不变,说明汽车没有行驶;
(3)0~10s 位移增大,远离出发点。20s~40s 位移减小,驶向出发点;
(4)汽车在 t=0 到 t=10s ,距离出发点从0变到30m,这段时间内的速度:
;
(5)汽车在 t=20s 到 t=40s,距离出发点从30m变到0,这段时间内的速度:
,
速度大小为 1.5m/s。
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,用绳拴住木棒AB的A端,使木棒在竖直方向上静止不动,在悬点A端正下方有一点C距A端0.8m.若把绳轻轻剪断,测得A、B两端通过C点的时间差是0.2s,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)木棒AB的长度?
(2)D为AB棒上的一点,若AD、DB两段通过C点的时间相同,求AD=?
参考答案:
解 (1)设木棒的长度为l,绳子剪断后木棒自由下落,故可将A、B两端分别看做自由下落的质点,它们下落到C点所用时间分别为t1、t2,依题意有:
①
②
t1﹣t2=0.2 ③
由①②③得:l=0.6m,t1=0.4s,t2=0.2s;
(2)由于AD、DB两段通过C点的时间相同,故时间AD、DB两段通过C点的时间均为0.1s;
DC=
解得:DC=0.45m
故AD=AC﹣DC=0.8﹣0.45=0.35m;
答:(1)木棒AB的长度为0.6m;
(2)D为AB棒上的一点,若AD、DB两段通过C点的时间相同,则AD为0.35m.
【考点】自由落体运动.
【分析】(1)木棒做自由落体运动,根据自由落体位移公式,分别研究杆下端B到达C点过程和杆上端A到达C点过程,根据位移时间关系公式h=gt2列式后联立求解即可.
(2)由于AB杆通过C点的时间已经求解出,故可以得到D点到C点的时间,然后求解DC间距,再求解AD间距.
17. 一质点在Ox坐标轴上运动,t=0时,位于坐标原点,图为质点做直线运动的v—t图线.由图线求:
( 1)该质点的位移—时间关系式
(2)在什么时刻,质点与坐标原点有最大距离,
(3)从0到t=20 s,质点位移为多少,通过路程为多少。
参考答案:
18. 质量M=2.0×103kg的汽车,以P= 80 kW的恒定功率在水平路面上以v= 8m/s的速度匀速行驶.当汽车运动到倾角的斜坡前,驾驶员立即通过调节油门大小,将发动机的功率变为原来的1.5倍并保持不变,汽车以8 m/s的速度冲上斜坡并向上运动25.4m后又开始匀速运动,直到坡顶,已知汽车在水平路面和坡面行驶时受到的阻力大小不变,g取10m/s2.试求:
(1)汽车在坡面匀速运动的速度大小;
(2)汽车在坡面上变加速运动的