湖北省荆门市栗溪实验中学2023年高一物理期末试卷含解析
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. (多选题)如图,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c沿半径指向圆心,a与c垂直,下列说法可能正确的是( )
A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为a方向
B.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向为b方向
C.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向为c方向
D.当转盘减速转动时,P受摩擦力方向为d方向
参考答案:
BD
【考点】向心力.
【分析】做圆周运动的物体受到的力正交分解:平行速度方向的合力,即切向力,产生切向加速度,改变速度的大小;垂直速度方向的合力,指向圆心,产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小.按照这个思路来分析判断物块所受到的摩擦力方向.
【解答】解:A:圆周运动的物体,速度方向在改变,沿半径指向圆心方向一定受力.匀速圆周运动的物体,切向方向不受力,合力指向圆心,而物块P的向心力是摩擦力提供的,∴当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为c方向,因此,选项A错误.
B、C:当转盘加速转动时,物块P做加速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a方向的切向力,使线速度大小增大,两方向的合力即摩擦力可能指向b,∴选项B正确,选项C错误.
D:当转盘减速转动时,物块P做减速圆周运动,不仅有沿c方向指向圆心的向心力,还有指向a相反方向的切向力,使线速度大小减小,两方向的合力即摩擦力可能指向d,∴D选项正确.
故选:B、D.
2. (单选)在如图所示的电路中,电压U恒定不变,所有电阻的阻值都是R,此时带电粒子P静止在平行板电容器之间,当开关S接通时,带电粒子P将( )
A.向下做加速运动 B.向上做加速运动
C.仍然保持静止状态 D.都有可能
参考答案:
A
3. 如果两个分运动的速度大小相等,且为定值,则以下说法中正确的是
A.两个分运动夹角为零时,合速度最大k#s5u
B.两个分运动夹角为90°时,合速度大小与分速度大小相等
C.合速度大小随分运动的夹角的增大而增大k#s5u
D.两个分运动夹角大于120°时,合速度的大小小于分速度大小
参考答案:
AD
4. 真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电荷量Q1>Q2,点电荷q置于Q1、Q2连线上某点,q正好处于平衡状态,则 ( )
A、q一定是正电荷 B、q一定是负电荷
C、 q离Q2比离Q1近 D、q离Q2比离Q1远
参考答案:
C
5. (单选)如图1所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,关于小球受力,正确的是( )
A.受重力、拉力、向心力 B.受重力、拉力
C.受重力 D.以上说法都不正确
参考答案:
B
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 一质点以初速度为30m/s,加速度5m/s2做匀减速运动,则经 s速度为零,第10s末速度为 m/s,位移为 m.
参考答案:
6,﹣20,50
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】由速度公式即可求出速度等于0的时间;由速度公式即可求出10s末的速度;由位移公式即可求出位移.
【解答】解:以初速度的方向为正方向,则质点的初速度为30m/s,加速度为﹣5m/s2做匀减速运动,速度为零时:
0=v0+at1
代入数据得:t1=6s
第10s末速度为:v10=v0+at2=30+(﹣5)×10=﹣20m/s,负号表示与初速度的方向相反;
10s内的位移:x=m
故答案为:6,﹣20,50
7. 如图所示,半径为R的半球形碗内表面光滑,一质量为m的小球以角速度ω在碗内一水平面做匀速圆周运动,则该平面离碗底的距离h=______________。
参考答案:
8. 如图所示,一质量为m的小物体(可视为质点)从高为h的斜面上端滑到斜面底端。斜面固定在水平地面上。此过程中,重力对物体做功WG = ;斜面对物体的弹力做功WN = 。
参考答案:
9. 如图所示,两斜面的倾角分别为37o和53o,在顶点把A、B两个相同的小球同时以相同大小的初速度分别向左、右水平抛出,小球都落在斜面上,不计阻力,则先落到斜面上的是___小球,且A、B两小球运动时间之比为________。(sin37o =0.6,sin53o =0.8)
参考答案:
A球,9:16
10. 如图所示,质量分别为2m和m的两个物体A和B,用轻弹簧连在一起,放在光滑的水平面上。在水平拉力F的作用下,两物体相对静止一起向右做匀加速运动,则弹簧的弹力的大小为 ;若某时突然撤去F,则撤去F的瞬间物体B的加速度aB= 。
参考答案:
;
11. 如图所示,一带负电的小球用绝缘细线悬挂在水平方向的电场中处于平衡状态。由图可判定小球受到的电场力方向_________(填“向左”或“向右”),电场强度的方向________(填“向左”或“向右”),小球所受重力、电场力、细线拉力这三个力的合力F合=____________
参考答案:
向左 向右 0
12. 地球绕太阳运动称为 转,其周期是 。地球绕地轴转动称为 转,其周期是 。月球绕地球运动的周期是 。
参考答案:
公 1年 自 1天 1个月
13. (6分)如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,由图可知,弹簧的劲度系数是 N/m;当弹簧受F=800N的拉力作用时,弹簧的伸长量为 cm;当拉力从800N减小为600N时,弹簧的长度缩短了 cm。
参考答案:
2000; 40; 10
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图,在“研究力的合成”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A.两根细绳必须等长。
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上。
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行。
D.保证两弹簧秤示数相等。
其中正确的是 。(填入相应的字母)
参考答案:
、C
15. 如图甲所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动.假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.图中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点.
(1)请在图乙坐标图中画出蜡块4s内的轨迹;
(2)玻璃管向右平移的加速度a= 0.05m/s2 ;
(3)当t=2s时蜡块的速度v2= 0.14m/s .
参考答案:
解:(1)如右图:
(2)蜡块在水平方向做匀加速运动,每相邻1秒位移差值
△x=7.5﹣2.5=12.5﹣7.5=17.5﹣12.5=5(cm)
△x=at2
则加速度a==5×10﹣2 m/s2;
(3)竖直方向上的分速度vy==0.1m/s
水平分速度vx=at=0.1m/s
根据平行四边形定则得,v===0.14m/s
故答案为:(1)见上图:
(2)0.05m/s2;
(3)0.14m/s.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 一汽车的质量为4000kg,在平直公路上行驶,发动机额定功率120kw,汽车所受阻力为车重的0.2倍,g取10m/s2 求
(1)汽车的最大行驶速度。
(2)若汽车由静止开始,以0.5m/s2 的加速度匀加速行驶,这一过程能维持多长时间。
参考答案:
1)由分析知,汽车的牵引力等于阻力时速度最大设为vm
P=f vm…………①(1分)
而f=kmg…………②(1分)
则vm=15m/s…………③(1分)
2)由题知F-f=ma…………①(2分)
设匀加速过程中末速度为v P=F v…………②(1分)
若维持时间t,则 v=at…………③(1分)
t=24s…………④(
17. 如图所示,斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=53O,BD为半径R = 4 m的圆弧形轨道,且B点与D点在同一水平面上,在B点,轨道AB与圆弧形轨道BD相切,整个轨道处于竖直平面内且处处光滑,在A点处的一质量m=1kg的小球由静止滑下,经过B、C点后从D点斜抛出去,最后落在地面上的S点处时的速度大小vS= 8m/s,已知A点距地面的高度H = 10m,B点距地面的高度h =5 m,设以MDN为分界线,其左边为一阻力场区域,右边为真空区域,g取10m/s2,,
(1)小球经过B点的速度为多大?
(2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大?
(3)小球从D点抛出后,受到的阻力f与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中,阻力f所做的功.在此过程中小球的运动轨迹是抛物线吗?
参考答案:
(1)设小球经过B点时的速度大小为vB,由机械能守恒得:
(2分)
求得:vB=10m/s. (2分)
(2)设小球经过C点时的速度为vC,对轨道的压力为N,则轨道对小球的压力N’=N,根据牛顿第二定律可得:
N’-mg = (2分)
由机械能守恒得:
(2分)
由以上两式及N’= N求得:N = 43N. (2分)
(3)设小球受到的阻力为f,到达S点的速度为vS,在此过程中阻力所做的功为W,易知vD= vB,由动能定理可得:
(2分)
求得W=-68J (2分)
18. (10分)平直公路上有辆汽车A以V1=12m/s的速度匀速直线运动,突然发现前方S0=24m处有一辆汽车B正在从静止开始以a2=1m/s2的加速度加速启动,立即采取刹车措施减速运动。问A汽车减速运动的加速度a1满足什么条件时,才能避免与B汽车发生碰撞?
参考答案: