湖北省荆州市沙市第十六中学2022-2023学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. 滑块以速率靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率为,且< 若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零,则( )
A上升时机械能减下,下降过程机械能增大
B 上升时机械能减小,下降过程机械能减小
C 上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方
D 下降过程中动能和势能相等的位置在A点上方
参考答案:
BC
2. (单选)如图所示,轻弹簧竖直立在水平桌面上并与桌面连接,有一小球从弹簧的正上方自由下落,把弹簧压缩后又被弹起,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.碰到弹簧后,小球立即做减速运动
B.被弹簧弹起后,小球运动的最高点仍是出发点
C.碰到弹簧后,把弹簧压至最短的过程中,小球的机械能保持不变
D.碰到弹簧后,把弹簧压至最短的过程中,小球的机械能先增大后减小
参考答案:
B
3. 如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别静止于水平地面的台秤P、Q上,他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端,稳定后弹簧秤的示数为F,若弹簧秤的质量不计,下列说法正确的是( )
(A)甲受到的拉力大于F,乙受到的拉力小于F
(B)台秤P的读数等于mg-F
(C)台秤Q的读数为mg-2F
(D)两台秤的读数之和为2mg
参考答案:
D
4. 用跨过定滑轮的绳把湖中小船向右靠近岸的过程中,如图所示,如果要保证绳子的速度保持v不变,则小船的速度( )
A.不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先增大后减小
参考答案:
B
【考点】运动的合成和分解.
【分析】将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解,拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度,再对绳子收缩方向的分速度的表达式进行讨论,即可以求出船速的变化情况.
【解答】解:将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解,如图
拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度,由几何关系,得到:
v=v船cosθ
在小船靠岸的过程中,由于拉绳的速度v保持不变,θ也不断变大,故v船不断变大,故B正确,ACD错误;
故选:B.
5. 某质点以大小为9.8m/s2的加速度做初速度为零的匀变速直线运动,则以下说法正确的是
A.在任意一秒内速度的变化大小都是9.8m/s
B.在任意一秒内,末速度一定等于初速度的9.8倍
C.在任意一秒内,初速度一定比前一秒末的速度增加9.8m/s
D.第1.0s末,第1.5s末,第2.0s末的速度之比为2:3:4
参考答案:
AD
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图,其中A为固定橡皮条的固定点,O为橡皮条与细绳的结合点,图中______________是F1、F2合力的理论值,________________是合力的实验值,通过本实验,可以得出结论:在误差允许的范围____________________是正确的。
参考答案:
7. 某物体做匀减速直线运动,初速度为10m/s,加速度大小为1m/s2,则物体在第1s内的位移大小是_______m,物体经_______s停止运动,在停止运动前ls内的平均速度为__________m/s。
参考答案:
9.5,10,0.5
8. 甲汽车以v=10m/s的速度行驶着,当它经过静止的乙车时,乙车开始做匀加速直线运动追赶甲车,其加速度大小为a=2m/s2,则乙开始运动_______S时甲和乙相距最远;这个最大间距是_______m。
参考答案:
5s; 25m
9. 如图质量为m的物体放在光滑的水平面上,在与水平方向成θ角的拉力F的作用下沿水平面运动,则物体对水平面的压力为 ,物体运动的加速度为
参考答案:
)压力为 mg-Fsinθ,加速度为
10. 某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为50Hz,如图为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5为计数点,相邻两计数点间还有1个打点未画出.若从纸带上测出x1=5.20cm、x2=5.60cm、x3=6.00cm、x4=6.40cm.则打点计时器打计数点“2”时小车的速度v2= m/s,小车的加速度a= m/s2,依据本实验原理推断第4计数点和第5计数点之间的距离x5= m.(保留三位有效数字)
参考答案:
1.45,2.50,0.0680.
【考点】测定匀变速直线运动的加速度.
【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
【解答】解:由于相邻两计数点间还有1个打点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s.
x1=5.20cm=0.0520m、x2=5.60cm=0.0560m、x3=6.00cm=0.0600m、x4=6.40cm=0.0640m.
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:
v2===1.45 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4﹣x2=2a1T2
x3﹣x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值,得:
a=
解得:a=2.50m/s2
根据匀变速直线运动的推论得:
x5﹣x4=aT2.
解得:x5=0.0680 m/s
故答案为:1.45,2.50,0.0680.
11. (5分)如图所示,BOA为一轻细曲杆,O为垂直于图面的转轴,沿AC方向用96 N的力拉它,若要使曲杆平衡,在B点沿BD方向应加力______。
参考答案:
64 N
12. 如图所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分,其 背景是边长为5 cm的小方格,取g=10 m/s2.由此可知:闪光频率为____ _Hz; 小球抛出时的初速度大小为__ _ __m/s;从抛出点到C点,小球速度的改变量大小为______ m/s,方向 .
参考答案:
13. (4分)水平地面上放着一桶质量为25kg的水,某同学用100N的力竖直向上提水桶,这时水桶受的合力是 。
参考答案:
150N
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是( )
A. 两运动物体的位移大小均为30 m,这两个位移一定相同
B. 做直线运动的两物体位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲>x乙
C. 温度计读数有正有负,其正负号表示方向
D. 温度计读数t1=3 ℃,t2=-5 ℃,则t1>t2
参考答案:
D
位移是矢量,位移相同则大小和方向都必须相同,所以两物体位移大小为30m,可能方向不同,所以A错误;矢量的正负号只表示运动方向,不参与大小的比较,而标量的正负号表示大小不表示方向,故,,BC错误D正确.
15. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置,如图。在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上由静止滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通过竖直标尺读出,木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验:
A.实验前在白纸上画一条直线,并在线上标出a、b、c三点,且ab=bc,如图。量出ab长度L=20.00cm。
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中c点,记下此时木板离地面的高度h1=70cm。
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中b点,记下此时木板离地面的高度h2=90.00(cm)。
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下,调节木板高度,使得钢球正好击中a点,记下此时木板离地面的高度h3=100.00cm。
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo= m/s,钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby= m/s。已知钢球的重力加速度为g=10m/s2,空气阻力不计。
参考答案:
5. 2.0 1.5
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (计算)A、B两球质量分别为m1与m2,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l1的细线与m1相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴OO′上,如图所示,当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆周运动时,弹簧长度为l2.
求:(1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?
(2)将线突然烧断瞬间两球加速度各多大?
参考答案:
(1)故弹簧的伸长量为,绳子的张力为.
(2)细绳烧断的瞬间两球的加速度分别为:,
牛顿第二定律;向心力
解:(1)对B球有:,
又根据胡克定律得:F=kx
所以
对A球有:T﹣F=
所以
故弹簧的伸长量为,绳子的张力为.
(2)烧断细绳的瞬间,拉力T=0,弹力F不变
根据牛顿第二定律,对A球有:
对B球有:
细绳烧断的瞬间两球的加速度分别为:,
17. 如图所示,斜面倾角为θ=370,在斜面上放着一重为100N的物体,问:
重力沿斜面垂直方向的分力有多大?物体对斜面的压力有多大?
如果物体静止不动,那么物体受到的摩擦力多大?方向如何?
如果物体和斜面间的动摩擦因数为0.2,那么让物体下滑,在下滑过程中物体受到的摩擦力多大?(sin370=0.6 cos370=0.8)
参考答案:
18. 已知某行星半径为R,以其第一宇宙速度运行的卫星的绕行周期为T,该行星上发射的同步卫星的运行速度为v.求
(1)同步卫星距行星表面的高度为多少?
(2)该行星的自转周期为多少?
参考答案:
解:(1)设同步卫星距地面高度为h,则:
①
以第一宇宙速度运行的卫星其轨道半径就是R,则
②
由①②得:
(2)行星自转周期等于同步卫星的运转周期
答:(1)同步卫星距行星表面的高度为.
(2)该行星的自转周期为.