2021-2022學(xué)年山西省運(yùn)城市永濟(jì)實驗雙語學(xué)校高一物理期末試題含解析

2021-2022學(xué)年山西省運(yùn)城市永濟(jì)實驗雙語學(xué)校高一物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.物體做平拋運(yùn)動時，保持恒定不變的物理量是

（

）

A.速度

B.重力勢能

C.動能

D.機(jī)械能參考答案：D2.下列說法正確的是（）A．卡文迪許在第谷的行星觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動規(guī)律B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并給出了萬有引力常量的數(shù)值C．行星運(yùn)動的公式=k，T表示行星運(yùn)動的自轉(zhuǎn)周期D．地球同步衛(wèi)星，不可以發(fā)射到北京上空參考答案：D【考點(diǎn)】物理學(xué)史．【分析】根據(jù)物理學(xué)史和常識解答，記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可，注意地球同步衛(wèi)星，只能在赤道上空．【解答】解：A、開普勒在行星觀測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動規(guī)律，故A錯誤；B、牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許給出了萬有引力常量的數(shù)值，故B錯誤；C、行星運(yùn)動的公式=k，T表示行星運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期，故C錯誤；D、地球同步衛(wèi)星，只能在赤道上空，不可以發(fā)射到北京上空，故D正確；故選：D3.質(zhì)量為2kg的小球，速度為4m/s時的動能大小為（）A．32J B．16J C．8J D．4J參考答案：B【考點(diǎn)】動能．【分析】直接根據(jù)動能的計算公式進(jìn)行計算即可．【解答】解：動能表達(dá)式為：EK=mv2=×2×42=16J；故選：B．4.（多選題）一個物體在幾個共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動，如果僅將其中一個與速度方向相反的力的大小逐漸減小到零，然后又逐漸從零恢復(fù)到原來的大小（在上述過程中，此力的方向一直保持不變），則在此過程中關(guān)于物體的速度和加速度的說法正確的是A．速度先增大后減小B．速度一直增大C．加速度先增大后減小D．加速度一直增大參考答案：BC【解題思路】試題分析：如果僅將其中一個與速度方向相反的力的大小逐漸減小到零的過程中，物體受到的合力從零開始增大，方向與速度方向相同，所以做加速度增大的加速運(yùn)動，然后又逐漸從零恢復(fù)到原來的大小的過程中，物體受到的合力開始逐漸減小，方向與速度方向相同，所以做加速度減小的加速運(yùn)動，選項B、C均正確?？键c(diǎn)：考查了力的合成，牛頓第二定律【名師點(diǎn)睛】加速度和速度關(guān)系是學(xué)生容易出錯的地方，判斷物體做加速還是減速運(yùn)動，只要判斷加速度和速度方向關(guān)系當(dāng)加速度與速度方向相同時，物體做加速運(yùn)動，當(dāng)物體加速度方向與速度方向相反時，物體做減速運(yùn)動，不用考慮加速度是變大還是變小5.關(guān)于功率概念，下列說法中正確的是（

）

A．力對物體做的功越多，力做功的功率越大

B．功率是描述物體做功快慢的物理量

C．從公式P＝Fv可知，汽車的發(fā)動機(jī)功率可以隨速度的不斷增大而提高

D．當(dāng)輪船航行時，如果牽引力與阻力相等時，合外力為零，此時發(fā)動機(jī)的實際功率為零，所以船行駛的速度也為零參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物體從靜止開始以2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，則前6s的平均速度是________m/s，第6s內(nèi)的平均速度是__________m/s，第6s內(nèi)的位移是___________m。參考答案：7.一子彈用0.02s的時間穿過一木板，穿入時速度為800m/s，穿出時速度為300m/s，則子彈穿過木板的加速度為

m/s2.參考答案：

-25000

m/s28.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系得實驗中，得到以下二個實驗圖線a、b，描述加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線是

；加速度與力的關(guān)系圖線是

；圖線

也可以描述加速度與質(zhì)量的倒數(shù)關(guān)系．參考答案：

b

a

a

。m一定時，a與F成正比。F一定時，a與m成反比

。9.相距100m的兩艘萬噸巨輪之間的萬有引力的大小約__________Ｎ．參考答案：0.6(0.6—0.7)10.在“研究平拋物體的運(yùn)動”的實驗中，某同學(xué)在平拋運(yùn)動軌跡上選取A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)測得A點(diǎn)的速度方向與水平方向的夾角為30°，B點(diǎn)的速度方向與水平方向的夾角為60°．從拋出點(diǎn)分別到A、B點(diǎn)的水平位移之比為

；從拋出點(diǎn)分別到A、B點(diǎn)的豎直位移之比為

．參考答案：1：3；1：9．【考點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動．【分析】根據(jù)速度與水平方向之間夾角的大小，利用公式tanθ=，求出運(yùn)動時間之比，根據(jù)水平方向勻速直線運(yùn)動，即可求出水平位移之比；平拋運(yùn)動在豎直方向自由落體運(yùn)動，根據(jù)時間之比即可求出豎直位移之比．【解答】解：設(shè)平拋運(yùn)動的初速度為v0，由平拋運(yùn)動規(guī)律tanθ=得：tan30°=tan60°=聯(lián)立得：=由x=v0t，得：==豎直方向自由落體運(yùn)動，因此有：y=gt2，得：==故答案為：1：3；1：9．11.如圖所示，A、B兩個物體被一個豎直向上力F托著，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A物體一共受_______個力，B物體一共受_______個力。參考答案：3

412.質(zhì)量為2000kg的汽車以一定的速率駛過一座圓弧形拱橋，橋頂一段的圓弧半徑為100m，則要使汽車通過橋頂時對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?.9倍，則汽車過橋頂時的速度應(yīng)為

m/s；汽車要在橋面上騰空，速度至少應(yīng)為

m/s．（取g=10m/s2）參考答案：10，．【考點(diǎn)】向心力．【分析】根據(jù)汽車在橋頂所受的支持力，結(jié)合牛頓第二定律求出汽車過橋頂?shù)乃俣龋羝囋跇蛎骝v空，支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出汽車的速度．【解答】解：在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：，N=0.9mg，代入數(shù)據(jù)解得：v=10m/s．當(dāng)汽車在橋面上騰空，支持力N=0，根據(jù)牛頓第二定律得：mg=，解得：=m/s=m/s．故答案為：10，．13.兩輛完全相同的汽車，沿水平路面一前一后均以20的速度前進(jìn)，若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停車時，后車以前車剎車時的加速度的2倍開始剎車，已知前車在剎車過程所行駛的距離為100m，若要保證兩車在上述情況下不相撞，則兩車在勻速行駛時保持的最小距離是

。參考答案：150m三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)用如圖1所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律．實驗所用的電源為學(xué)生電源，可以提供輸出電壓為6V的交流電和直流電，交流電的頻率為50Hz．重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)測量并分析，即可驗證機(jī)械能守恒定律．（1）他進(jìn)行了下面幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件；B．將打點(diǎn)計時器接到電源的“交流輸出”上；C．用天平測出重錘的質(zhì)量；D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；E．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于其增加的動能．其中沒有必要進(jìn)行的步驟是

．（填選項字母）（2）這位同學(xué)進(jìn)行正確測量后挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量分析，如圖2所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F為六個計數(shù)點(diǎn)．根據(jù)紙帶上的測量數(shù)據(jù)，可得出打B點(diǎn)時重錘的速度為

m/s．（保留3位有效數(shù)字）（3）他根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)算出各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，并以為縱軸、以h為橫軸，作畫出的﹣h圖象，應(yīng)是下列圖3中的．（4）他進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差，為此對實驗設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)，用如圖4所示的實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律：通過電磁鐵控制的小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄擋光時間t，用毫米刻度尺測出A、B之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑d．重力加速度為g．實驗前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小鐵球下落過程中球心通過光電門中的激光束．則小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=

．如果d、t、h、g滿足關(guān)系式

，就可驗證機(jī)械能守恒定律．參考答案：解：（1）要驗證機(jī)械能守恒定律，需要驗證mv2=mgh，則只需驗證v2=gh即可，故不需要測出重錘的質(zhì)量，所以沒有必要進(jìn)行的步驟是C．（2）由運(yùn)動學(xué)公式可知，B點(diǎn)的速度為vB==m/s≈1.84m/s．（3）由關(guān)系式v2=gh可知，v2﹣h圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的傾斜直線，故選C．（4）小鐵球通過光電門的時間很短，故可用小鐵球經(jīng)過光電門的平均速度近似求出小鐵球通過光電門的瞬時速度，即v=，代入v2=gh可得

=gh．故答案為：（1）C

（2）1.84

（3）C

（4）=gh；（5）消除了紙帶與打點(diǎn)計時器間的摩擦影響，提高了測量的精確度，從而減小了實驗誤差15.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，如圖（5）所示，是一條記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點(diǎn)，每相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有4個點(diǎn)沒有畫出，交流電的頻率為50Hz．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）(1)在打點(diǎn)計時器打B、C、D點(diǎn)時，小車的速度分別為＝____m/s；＝_____m/s；＝___m/s．(2)在下面坐標(biāo)系中畫出小車的v－t圖象．(3)求出小車的加速度

參考答案：⑴①1．38m/s

②2．64m/s

(2分)③3．90m/s

⑵（3）12.4—12.8m/s2(3分)四、計算題：本題共3小題，共計47分16.長為L的細(xì)線，栓一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動（這種運(yùn)動通常稱為圓錐擺運(yùn)動），如圖所示，擺線L與豎直方向的夾角為θ．求

（1）線的拉力．（2）小球運(yùn)動的線速度的大小．參考答案：解：擺球的受力分析如圖所示，沿y軸方向：Fcosθ﹣mg=0

①解得：F=②沿x軸方向：Fsinθ=m③

R=Lsinθ

④

聯(lián)立③④式得：v=sinθ答：（1）線的拉力F為；

（2）小球運(yùn)動的線速度大小為sinθ．【考點(diǎn)】向心力．【分析】小球在重力和拉力合力作用下做圓周運(yùn)動，靠兩個力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出角速度，進(jìn)而求出周期．17.如圖所示，有一長為L的細(xì)線，細(xì)線的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)使小球恰好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動．已知水平地面上的C點(diǎn)位于O點(diǎn)正下方，且到O點(diǎn)的距離為1.9L，重力加速度為g，不計空氣阻力．（1）求小球通過最高點(diǎn)A時的速度vA；（2）若小球通過最低點(diǎn)B時，細(xì)線對小球的拉力T恰好為小球重力的6倍，且小球經(jīng)過B點(diǎn)的瞬間讓細(xì)線斷裂，求小球落地點(diǎn)到C點(diǎn)的距離．參考答案：解：（1）小球恰好能做完整的圓周運(yùn)動，則小球通過A點(diǎn)時細(xì)線的拉力為零，根據(jù)向心力公式有：mg=m解得：VA=；（2）小球在B點(diǎn)時根據(jù)牛頓第二定律有：T﹣mg=m小球運(yùn)動到B點(diǎn)時細(xì)線斷裂，小球做平拋運(yùn)動，有：豎直方向：1.9L﹣L=gt2水平方向：x=vBt=×=3L答：（1）小球在最高點(diǎn)的速度為；（2）小球落地點(diǎn)到C點(diǎn)的距離3L．【考點(diǎn)】向心力；平拋運(yùn)動．【分析】（1）物體恰好做通過最高點(diǎn)，即重力充當(dāng)向心力，由向心力公式可求得最高點(diǎn)的速度；（2）由由向心力公式可求得小球的速度；細(xì)線斷裂后，小球做平