湖北省荆州市监利县朱河高级中学2022年高一物理期末试题含解析
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. 下列说法正确的是
A.运动的物体不会受到静摩擦力
B.有摩擦力的地方一定有弹力
C.织纱成布,是因为棉纱之间存在摩擦力
D.摩擦力的方向一定与物体运动方向在同一直线上
参考答案:
BC
2. 2007年4月18日,全国铁路正式实施第六次大面积提速,火车时速达到200公里以上,其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达时速250公里,我们乘“和谐号”列车可以体验250km/h的追风感觉。火车转弯时可以看成是做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损,为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题,你认为以下措施可行的是( )
①. 增加内外轨的高度差 ②. 减小内外轨的高度差
③. 增大弯道半径 ④.减小弯道半径
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
参考答案:
A
3. (多选题)伽利略是意大利物理学家和天文学家,他在研究工作中,开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础.他完成了两个著名的斜面实验.一个实验如图甲所示,他让一个小铜球从阻力很小(忽略)的斜面上从静止开始滚下,且做了上百次.另一个实验如图乙所示,让小球从一个斜面静止滚下,再滚到另一个斜面,假定斜面光滑时,小球下落的高度和上升的高度一样.关于这两个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲的实验是伽利略研究自由落体运动时采用的方法,图乙是伽利略探究力与运动的关系时采用的方法
B.图乙是理想实验,该实验说明:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度永远运动下去
C.在图甲中,伽利略设想,斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面由静止滚下的运动越接近自由落体运动,物体通过的位移与时间成正比
D.图甲中,伽利略通过数学运算得出结论:如果物体的初速度为0,而且速度随时间均匀变化,则物体通过的位移与时间的平方成正比,物体做匀加速直线运动,自由落体运动也是匀加速直线运动
参考答案:
ABD
【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.
【分析】明确伽利略关于自由落体和理想实验的基本内容,知道伽利略对运动和力的关系研究,其科学思想方法的核心是把把实验和逻辑推理和谐结合起来
【解答】解:A、图甲的实验是伽利略研究自由落体运动时采用的方法,图乙是伽利略探究力与运动的关系时采用的方法,故A正确;
B、图乙是理想实验,该实验说明:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度永远运动下去,说明了力不是维持物体运动状态的原因,故B正确;
C、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,由于“冲淡”重力的作用,小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推;得出自由落体也是匀加速直线运动,故C错误,D正确.
故选:ABD.
4. 如图所示,物体放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力作用,即F1、F2和摩擦力作用,物块处于静止状态,其中F1=10牛,F2=4牛,若撤去F1,则物块受到的摩擦力是:
A.8牛,方向向右 B.8牛,方向向左
C.6牛,方向向右 D.6牛,方向向左
参考答案:
C
5. 太阳对地球有相当大的万有引力,但它们不会吸靠在一起,其原因是:
A、地球对太阳也有万有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相平衡了。
B、地球和太阳相距太远了,它们之间的万有引力还不够大。
C、其他天体对地球也有万有引力,这些力的合力为零。
D、太阳对地球的万有引力充当了向心力,不断改变地球的运动方向,使地球绕太阳运转。
参考答案:
D
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 一辆汽车向悬崖匀速驶近时鸣喇叭,经t1=8s后听到来自悬崖的回声;再前进t2.=27s,第二次鸣喇叭,经t3=6s又听到回声.已知声音在空气中的传播速度v0=340m/s。则汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为 ;汽车行驶的速度为 。
参考答案:
,
设汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为s,汽车的速度为v,
, ①
第二次鸣喇叭时汽车与悬崖的距离为:
, ②
与①式类似关系可得:
, ③
由于,代入数据解得:
所以汽车第一次鸣喇叭时与悬崖的距离为,汽车的速度为。
7.
参考答案:
8. 汽车在平直的公路上以10 m/s的速度运动,经20 s到A点速度达到20 m/s后开始刹车,又经5 s停下,则汽车到A点之前20s的加速度等于 m/s2,到A点后的加速度等于___________m/s2
参考答案:
9. 一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空.假设探测器的质量为1 500 kg,发动机推力为恒力,探测器升空途中某时刻发动机突然关闭.下图是探测器的速度随时间变化的全过程图示.假设行星表面没有空气.则:
(1)探测器在行星表面达到的最大高度是______m.
(2)该行星表面的重力加速度是________m/s2.
(3)计算发动机的推动力是________N.
参考答案:
答案:800 4 1.67×104
10. 如图11所示,直径为d的纸质圆筒以角速度绕轴心O匀速转动。一子弹对准圆筒并沿直径射入圆筒,若圆筒旋转不到半周时间内,子弹先后留下a、b两个弹孔,且(弧度),则子弹的速度为_______________。
参考答案:
11. 一小球从距地面4米的高处竖直向下抛出,被地面弹回,在距地面1米处被接住,坐标原点定在抛出点的正下方2米处,选竖直向下为坐标轴的正方向,则抛出点,落地点,接住点的位置坐标分别是 米, 米, 米。
参考答案:
-2米,2米,1米
12. (4分)质点做直线运动的v-t图如图所示,则在0-6s内的位移是 m,4s-6s内的加速度大小为 m/s2。
参考答案:
18;2
13. “嫦娥Ⅰ号”探月卫星沿半径为R的圆周轨道绕月球运动了一周,其位移大小是__________,路程是__________;若卫星绕月球运动了周,其位移大小是__________,路程是__________,此运动过程中最大位移是__________,最大路程是__________.
参考答案:
0 2πR R πR 2R πR
位移是指从初位置指向末位置的有向线段,路程是指物体运动的实际轨迹的长度;所以运动了一周,位置没有发生改变,位移为0;路程为s=2πR; 球运动了周,位移x=,路程s’=×2πR=πR; 此运动过程中最大位移是距离最远的点2R;最的路程就是最长的轨迹πR。
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某中学实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。
(1)实验中木板略微倾斜,这样做 。
A. 是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B. 是为了增大小车下滑的加速度
C. 可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功
D. 可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……,并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W,第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W,……;橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次实验的纸带(如图所示,图中的点皆为计时点)求得小车获得的速度为 m/s(保留三位有效数字)。
(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图所示,根据图线形状可知,对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是 。
A. W∝ B. W∝
C. W∝ D. W∝
参考答案:
(1)CD (2)2.00 (3)AB
15. (3分)在探究功与物体速度变化关系的实验中,得到如图所示的纸带,出现这种现象的原因可能是 。
A.没有把木板垫高以平衡摩擦力
B.橡皮筋力度不够
C.把木板垫得太高
D.上述三种情况都有可能
参考答案:
A
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 汽车质量为m,汽车与地面间的最大静摩擦力为车对地面压力的k倍,欲使汽车转弯时不打滑,如果弯道是一倾角为θ、半径为R的圆弧。
(1)最理想(即汽车不受摩擦力)的速度为多少?
(2)汽车在弯道处行驶的最大速度为多少?
参考答案:
(1) (3分)
(2)
17. 如图所示,已知绳长为L=20cm,水平杆L′=0.1m,小球质量m=0.3kg,整个装置可竖直轴转动(g取10m/s2)问:
(1)要使绳子与竖直方向成45°角,试求该装置必须以多大的角速度转动才行?
(2)此时绳子的张力多大?
参考答案:
考点: 向心力.
专题: 匀速圆周运动专题.
分析: 对小球受力分析,小球靠重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出角速度的大小;根据平行四边形定则求出绳子的张力.
解答: 解:小球绕杆做圆周运动,其轨道平面在水平面内,轨道半径r=L′+Lsin 45°,绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力.对小球受力分析如图所示,设绳对小球拉力为F,重力为mg,
对小球利用牛顿第二定律可得:
mgtan 45°=mω2r①
r=L′+Lsin 45°②
联立①②两式,将数值代入可得
ω≈6.44 rad/s
F==4.24 N.
答:(1)该装置转动的角速度为6.44 rad/s;
(2)此时绳子的张力为4.24 N.
点评: 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.
18. 如图所示,质量为mB=14 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10 kg的货箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出, (已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
试求:(1)绳上张力T的大小;
(2)拉力F的大小.
参考答案:
(1)对A物体进行受力分析,有,根据A物体平衡可得
N1=mAg+Tsinθ
f1=Tcosθ
f1=μ1N1
联立各式可解得 T=100N
(2)对B进行受力分析,
地面对B的支持力 N2=mBg+ N1
地面对B的摩擦力f2=μN2
F= f1+ f2
联立各式可解得F=200N