湖北省荆门市石化中学高一物理下学期期末试题含解析
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. 下列关于质点的说法,正确的是( )
A. 原子核很小,必须把它看成质点;
B. 研究火车通过路旁一根电线杆时,火车可以看做质点;
C. 研究和观察日食时,可以把太阳看成质点;
D. 研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时,不能把乒乓球看做质点;
参考答案:
2. 如图所示,一个可视为质点的质量为m的小球以初速度v飞离高为H的桌面,当它经过距离地面高为h的A点时,所具有的机械能是(以地面为零势能面,不计空气阻力) :
参考答案:
B
3. 如图,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止,在前进水平位移为S的过程中,斜面体对P做功
为( )
A.FS B.(mgS sinθ)/2
C.mg S cos θ D.mg S tgθ
参考答案:
D
4. (单选)如图所示,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为α时,船的速率为( )
A.v sinα B.v/sinα C.v cosα D.v/cosα
参考答案:
C
5. (单选)下列有关于运动学方面的说法中正确的是( )
A.匀速运动就是速度大小不变的运动
B.加速度反映速度增加的大小
C.由于所研究的问题不同,同一物体有时可以看作质点,有时不可以看作质点
D.位移和路程是两个不同的 物理量,物体在同一运动过程中的路程和位移大小一定不等
参考答案:
C
匀速运动是指速度的大小和方向都不变的运动,A错误,加速度表示物体速度变化快慢的物理量,B错误,在研究地球自转的时候,地球不能看做质点,在研究地球的公转时,地球可以看做质点,C正确,当物体做单向直线运动时,物体的路程等于位移大小,D错误
故选D
考点:考查了对匀速直线运动,加速度,质点,位移和路程的理解
点评:基础题,关键是对这些概念深入理解,特别匀速直线运动,是指速度恒定,速度包括大小和方向
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 打点计时器有电火花打点计时器和 ,它们是记录直线运动物体 和 的仪器。
参考答案:
电磁打点计时器,位置,时间
7. 如图所示,质量为m的木箱在推力F的作用下沿水平面运动,F与水平方向的夹角为,则水平面给木箱的支持力为 ,木箱受到的摩擦力为 。
参考答案:
8. .在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度为 ,小球抛出点的坐标为 。(取)(注明单位)
参考答案:
1.5m/s -30cm,-20cm
9. 水平面内放置一原长为L的轻质弹簧,一端固定,另一端系一小球,当小球在该水平面内做半径为1.2L的匀速圆周运动时,速率为V1;当小球作半径为1.5L的匀速圆周运动时,速率为V2,若弹簧未超过弹性限度,则V1和V2 的比值为__________.
参考答案:
2√2:5
10. 汽车的速度是,过凸桥最高点时,对桥的压力是车重的一半,则桥面的曲率半径为_______,当车速为______,车对桥面最高点的压力恰好为零.g取10m/s2
参考答案:
11. 如图所示实验装置,可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。实验器材有:斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下:
①用适当仪器测得遮光片的宽度为d;
②弹簧放在挡板 P 和滑块之间,当弹簧为原长时,遮光板中心对准斜面上的A点;
③光电门固定于斜面上的B点,并与数字计时器相连;
④压缩弹簧,然后用销钉把滑块固定,此时遮光板中心对准斜面上的O点;
⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L;
⑥拔去锁定滑块的销钉,记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t;
⑦移动光电门位置,多次重复步骤④⑤⑥。
根据实验数据做出的-L 图象为如图所示的一条直线,并测得-L图象斜率为k、纵轴截距为 b。
(1)根据-L图象可求得滑块经过A位置时的速度vA=____,滑块在斜面上运动的加速度a =_____。
(2)实验利用光电门及公式v=测量滑块速度时,其测量值____真实值(选填“等于”、“大于”或“小于”)。
(3)本实验中,往往使用的弹簧弹性系数较大,使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量,则弹簧储存的弹性势能Ep=___,Ep的测量值与真实值相比,测量值偏_____(填“大”或“小”)。
参考答案:
(1). d (2). kd2 (3). 小于 (4). mbd2 (5). 大
【详解】第一空:滑块从A到B做匀加速直线运动,设加速度为a,由于宽度较小,时间很短,所以
瞬时速度接近平均速度,因此有B点的速度为:,根据运动学公式有:
,化简为,结合图象可得:,
解得:;
第二空:由,解得:;
第三空:由于弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量,所以摩擦力和重力沿斜面的分量
忽略不计,根据能量守恒可得:;
第四空:考虑摩擦力和重力沿斜面的分量,根据动能定理可得:,
而,摩擦力小于重力沿斜面的分量,的测量值与真实值相比,测量值偏大。
12. 如图为某小球做平抛运动时,用闪光照相的方法获得的相片的一部分,闪光频率为10 Hz, g取10m/s2,则
①图中背景方格的边长为 cm,
②小球平抛的初速度0= m/s
参考答案:
13. 某同学在百米赛跑中,测得10s末他在50 m处的瞬时速度是6 m/s,16 s末到终点时的瞬时速度为7.5 m/s,他从50 m处到终点的平均加速度大小为 m/s2, 他在全程内平均速度的大小为 m/s。
参考答案:
0.25;6.25
试题分析:根据加速度的定义式得他在后50 m内的平均加速度为:,根据平均速度公式得他在全程的平均速度为:.
考点:考查了加速度和平均速度的计算
【名师点睛】本题关键是明确运动员的运动性质,然后铺选择加速度和速度的定义公式列式求解,注意不是匀变速运动,基础问题
三、 简答题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 如图所示,在光滑水平面上,一辆质量M=2kg、长度L = 9. 6m、上表面粗糙的平板车紧 靠着被固定的斜面体ABC,斜面体斜边AC长s = 9m、倾角。现将质量m=lkg的小木块从斜面顶端A处由静止释放,小木块滑到C点后立即速度大小不变地水平冲上平板车。已 知平板车上表面与C点等高,小木块与斜面、平板车上表面的动摩擦系数分别为=0.5、= 0.2,sin37°= 0. 6 ,cos37 = 0. 8,g 取 10m/s2,求:
(1)小木块滑到C点时的速度大小?
(2)试判断小木块能否从平板车右侧滑出,若不能滑出,请求出最终小木块会停在距离车右端多远?若能滑出,请求出小木块在平板车上运动的时间?
参考答案:
(1)6m/s(2)不会滑出,停在距车右端3.6m
【详解】(1)木块在斜面上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得:mgsin37°-f=ma
其中:f=μ1mgcos37°
解得a=2m/s2,
根据速度位移关系可得v2=2as
解得v=6m/s;
(2)木块滑上车后做匀减速运动,根据牛顿第二定律可得:μ2mg=ma1
解得:a1=2m/s2
车做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得:μ2mg=Ma2
解得a2=1m/s2,
经过t时间二者的速度相等,则:v-a1t=a2t
解得t=2s
t时间木块的位移x1=vt-a1t2
t时间小车的位移x2=a2t2
则△x=x1-x2=6m
由于△x=8m<L,所以木块没有滑出,且木块距离车右端距离d=L-△x=3.6m
15. 如图所示,P为弹射器,PA、BC为光滑水平面分别与传送带AB水平相连,CD 为光滑半圆轨道,其半径R=2m,传送带AB长为L=6m,并沿逆时针方向匀速转动。现有一质量m=1kg 的物体(可视为质点)由弹射器P弹出后滑向传送带经BC紧贴圆弧面到达D点,已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能,物体与传送带的动摩擦因数为=0.2。取g=10m/s2,现要使物体刚好能经过D点,求:
(1)物体到达D点速度大小;
(2)则弹射器初始时具有的弹性势能至少为多少。
参考答案:
(1)2m/s;(2)62J
【详解】(1)由题知,物体刚好能经过D点,则有:
解得:m/s
(2)物体从弹射到D点,由动能定理得:
解得:62J
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 15.解:(1)设地球的质量为M。 = ……(2分)
解得: M = ………………………………… (2分)
(2)飞船的向心加速度大小:a= ……(4分)
一物块从倾角为θ、长为s的斜面的顶端由静止开始下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,求物块滑到斜面底端所需的时间。
参考答案:
解:设物块质量为m,加速度为a,物块受力情况如下图所示。
mgsinθ-f=ma (2分)
N-mgcosθ=0 (2分)
f=μN (2分)
得:a=gsinθ-μgcosθ
由s=at2 (2分)得:t= = (2分)
略
17. 一辆汽车的质量是5×10kg,发动机的额定功率为60kW,汽车所受阻力恒为2000N,如果汽车从静止开始以2m/s的加速度做匀加速直线运动,功率达到最大后汽车又以额定功率运动了一段距离达到了最大速度,在整个过程中汽车运动了100m。下面是甲、乙两位同学关于此过程中汽车牵引力做功的解法:
甲同学的解法: ①
W=Pt=6×10×10J=6×10J ②
乙同学的解法:F=ma+f=5×10×2+2000=1.2×10N ③
W=Fs=1.2×10×100J=1.2×10J ④
请对上述两位同学的解法做出评价并说明理由。若你认为两同学的解法都不正确,请给出你的解法。
参考答案:
18. 汽车在平直路上以速度v0=10m/s匀速行驶,突然发现前方交通信号灯是红灯,司机立即使车制动,以加速度a=4m/s2做匀减速运动,求:
(1)第1秒末汽车速度大小
(2)汽车制动后前2秒内的位移
(3)第5秒末汽车速度大小
参考答案:
(1)6
(2)8
(3)0