河北省承德市西庙宫中学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. 一物体受到三个共点力的作用,下面4组力中能使物体处于平衡状态的是:( )
A.F1=7N,F2=8N,F3=9N B.F1=8N,F2=2N,F3=1N
C.F1=7N,F2=1N,F3=5N D.F1=10N,F2=10N,F3=1N
参考答案:
AD
2. 在光滑水平地面上,大小分别为1N、8N和5N的三个力作用在一个质量为1kg的物体上,物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是 ( )
A.0 m / s2和14m / s2 B.5m / s2和8m / s2
C.6 m / s2和8 m / s2 D. 1 m / s2和7 m / s2
参考答案:
A
3. (单选)一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量M=15kg的重物,重物静止于地面上,有一质量m=10kg的猴从绳子另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面条件下,(重力加速度g=10m/s2)猴子向上爬的最大加速度为
A. B. C. D.
参考答案:
D
4. 用起重机把重量为2.0×104N的物体以2m/s的速度匀速地提高了5m,则
A.钢绳的拉力做正功为1.0×105J B.重力对物体做正功为1.0×105J
C.物体克服重力做功为1.0×106J D.合力对物体做的功为4.0×104J
参考答案:
A
5. (多选)如图所示,绕过定滑轮的细绳一端拴在小车上,另一端吊一物体A,若小车沿水平地面向前匀速运动,则物体( )
A.向上做加速运动 B.加速度不断减小
C.向上做减速运动 D.加速度不断增大
参考答案:
AB
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,皮带传动装置,在运行中皮带不打滑,两轮半径分别为R和r,且,M、N分别为两轮边缘上的点,则在皮带运行过程中,M、N两点的角速度之比为ωM:ωN= ;线速度之比VM:VN= ;向心加速度之比为aM:aN= .
参考答案:
2:3,1:1,2:3
【考点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度.
【分析】题在皮带轮中考察线速度、角速度、半径等之间的关系,解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等,哪些位置角速度相等.
【解答】解:在皮带轮问题中要注意:同一皮带上线速度相等,同一转盘上角速度相等.在该题中,M、N两点的线速度相等,即有:vM=vN所以VM:VN=1:1;
根据线速度与角速度的关系:v=ωr得:ωMR=ωNr,所以:;由向心加速度:得:aM?R=aNr,所以:
故答案为:2:3,1:1,2:3
7. 如图所示,一个球绕中心轴线的角速度ω做匀速圆周转动,则若θ=30o,则a、b两点的
速度之比va:vb= ; a、b两点的向心加速度之比a:a= 。
参考答案:
8. 质量为m的汽车行驶在平直的水平公路上,在运动中汽车所受阻力恒定,当汽车加速度为a速度为v时发动机的功率为P1,汽车所受阻力为 ,当汽车的功率为P2时,汽车行驶的最大速度为 。
参考答案:
,
9. 如图质量为20kg的物体在动摩擦系数为0.1的水平面上向左运动,在运动过程中受到水平向右、大小为10N的拉力作用,则物体所受摩擦力的大小为_______方向向_____(g=10N/kg)
参考答案:
20N 向右
10. 如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是
A. 两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同
B. 两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反
C. 两图中物体A均不受摩擦力
D. 图甲中物体A不受摩擦力,图乙中物体A受摩擦力且方向和F相同
参考答案:
D
甲中A做匀速直线运动,合外力为零,水平方向不受外力,故甲中A没有相对于B的运动趋势,故甲中A不受摩擦力;
乙中A也是平衡状态,但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势,故B对A有向上摩擦力,故A受与F 方向相同的摩擦力。
故选:D。
点睛:因两物体均做匀速直线运动,故受力平衡,根据共点力平衡条件可判断摩擦力的有无及方向。
11. (6分)打桩机的重锤质量为250Kg,把它提升到离地面15m高处,然后让它自由下落。重锤在最高处的重力势能为 J(以地面为参考平面),重锤下落10m时的动能为 J。
参考答案:
3.75×104;2.5×104
12. 一质点沿直线Ox做匀加速运动,它离开O点的距离x随时间t的变化关系为x=t+2t2m,则该质点在t = 0到t = 2s间的平均速度v = m/s,质点在t = 3s末的瞬时速度v3 = m/s。
参考答案:
5 13
13. 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
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图甲所示装置探究物体的动能变化与功关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2,已知重力加速度为g。
(1)该实验中,将木板的一端(远离滑轮的)用小木块垫起适当的高度,这样做的目的是 ▲ ;
(2)在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持,这样做的目的是 ▲ ;
(3)为了验证动能定理,除了测量d、t1、t2、沙桶的总质量m、小车连同窄片的质量M外,还需要测量 ▲ ,该测量量用x表示,则用上述物理量的符号表示所要验证的动能定理: ▲ 。
参考答案:
(1)平衡摩擦力 (3分)
(2)小车所受的合外力大小等于(或约等于)mg (2分)
(3) 光电门1、2间距 (2分)
,或者
15. 在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.02cm,B、C间距离y2=14.82cm.请回答以下问题(g=9.80m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放? .
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0= .(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0= m/s.
参考答案:
(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同;(2);(3)1.
【考点】研究平抛物体的运动.
【分析】明确实验的注意事项,根据平抛运动规律在水平和竖直方向的规律,尤其是在竖直方向上,连续相等时间内的位移差为常数,列出方程即可正确求解.
【解答】解:(1)该实验中,为了确保小球每次抛出的轨迹相同,应该使抛出时的初速度相同,因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放.
(2)在竖直方向上:根据得:T=,
则初速度为: =.
(3)代入数据解得初速度为: m/s=1m/s.
故答案为:(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同;(2);(3)1.
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 汽车以v1=25m/s的速度匀速直线行驶,在它后面有一辆摩托车,当两车相距d=1000m时,摩
托车从静止启动做匀加速运动追赶汽车并开始计时,摩托车的最大速度可达vm=30m/s,若使
摩托车在t=4min时追上汽车,且追上时摩托车已达最大速度。摩托车追上汽车后,关闭油门,
速度达到v2=12m/s时,冲上倾角为30o的斜面,已知摩托车沿斜面上滑的加速度大小为6m/s2,
求:(1)摩托车做匀加速运动的加速度a;
(2)摩托车追上汽车前两车相距最大的距离sm;(3)摩托车沿斜面上滑的最远距离L。
参考答案:
(1)设摩托车追上汽车时汽车位移为s1,摩托车位移为s2,摩托车的加速度为a,摩托车达到最大速度所用时间为t1,则
vm=at1 (1分)
s1=v1t (1分)
(2分)
追上条件为s2=s1+d (2分)
联立解得a=2.25 m/s2 (2分)
(2)摩托车与汽车速度相等时相距最远
设摩托车从静止启动后经过时间t2两车相距最远,最大距离为sm。则有
v1=at2,解得 (1分)
(2分)
代入相关数据得sm=1139m (2分)
(3)由 (2分)
解得L=12m (1分)
17. (8分)重物A的质量为5Kg,重物B的质量为M,A与桌面间的最大静摩擦力为10N,连接A的那段绳子水平,如图所示,为使系统处于静止状态,拉力F=30N,求物体B的质量M=?(g=10m/s)
参考答案:
解析:
当物体B质量大时,物体A有向右运动趋势,则静摩擦力向左
最大Mg=F+Fμmax=30+10=40N, ∴最大M=4Kg
当物体B质量小时,物体A有向左运动趋势,则静摩擦力向右
最小Mg=F-Fμmax=30-10=20N, ∴最小M=2Kg
综合得出物体B的质量为: 2Kg≤M≤4Kg
18. 如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距水平地面高H=0.75m,C距水平地面高h=0.45m。一质量m=0.10kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在地面上的D点。现测得C、D两点的水平距离为x=0.60m。不计空气阻力,取g=10m/s2。求
(1)小物块从C点运动到D点经历的时间t;
(2)小物块从C点飞出时速度的大小vC;
(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf。
参考答案:
(2)从C到D,根据平抛运动规律
水平方向
求出
(3)从A到C,根据动能定理
求出克服摩擦力做功