山西省晉中市粟城中學(xué)2021-2022學(xué)年高一物理上學(xué)期期末試卷含解析

山西省晉中市粟城中學(xué)2021-2022學(xué)年高一物理上學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.如圖4所示，用一根輕細(xì)線將一個(gè)有孔的小球懸掛起來(lái)，使其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而成為圓錐擺，關(guān)于擺球A的受力情況，下列說(shuō)法中正確的是（

）A．?dāng)[球A受重力、拉力和向心力的作用B．?dāng)[球A受拉力和向心力的作用C．?dāng)[球A受拉力和重力的作用D．?dāng)[球A受重力和向心力的作用

參考答案：選C。對(duì)物體進(jìn)行受力分析可知，小球受重力和繩子的拉力作用，重力和繩子的拉力合力提供了物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。故答案A、B、D錯(cuò)誤，正確答案選。C2.右圖中，雜技演員在表演水流星節(jié)目時(shí)，盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)杯子經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，里面的水也不會(huì)流出來(lái)，這是因?yàn)锳.水處于失重狀態(tài),不受重力的作用B.水受的合力為零C.水受的合力提供向心力，使水做圓周運(yùn)動(dòng)D.杯子特殊，杯底對(duì)水有吸引力參考答案：C3.重力為G的物體靜止在傾角為θ的斜面上，將重力G分解為垂直于斜面向下的力F1和沿斜面向下的力F2，那么

A．F1就是物體對(duì)斜面的壓力；B．物體對(duì)斜面的壓力方向與F1方向相同，大小為Gcosθ；C．F2就是物體受到的靜摩擦力；D．物體受到的靜摩擦力方向與F2方向相反，大小為Gsinθ。參考答案：BD4.參考答案：BC5.如圖，機(jī)車a拉著兩輛拖車b，c以恒定的牽引力向前行駛，連接a，b間和b，c間的繩子張力分別為T1，T2，若行駛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)T1不變，而T2增大，則造成這一情況的原因可能是（）A．b車中有部分貨物落到地上 B．c車中有部分貨物落到地上C．b車中有部分貨物拋到c車上 D．c車上有部分貨物拋到b車上參考答案：C【考點(diǎn)】牛頓第二定律；物體的彈性和彈力．【分析】靈活選取研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析四個(gè)選項(xiàng)造成的拉力變化是否與題干相符．【解答】解：A、機(jī)車a以恒定的牽引力向前行駛，若b車中有部分貨物落到地上，則整體的質(zhì)量減少，加速會(huì)增大，以a為研究對(duì)象：F﹣T1﹣f=maa增大，則T1減小，以c為研究對(duì)象：T2﹣f=ma，a增大，則T2增大，與題干不符，故A錯(cuò)誤；B、機(jī)車a以恒定的牽引力向前行駛，若c車中有部分貨物落到地上，則整體的質(zhì)量減少，加速會(huì)增大，以a為研究對(duì)象：F﹣T1﹣f=ma，a增大，則T1減小，與題干不符，故B錯(cuò)誤；C、機(jī)車a以恒定的牽引力向前行駛，若b車中有部分貨物拋到c車上，整體質(zhì)量不變，則加速度不變，以a為研究對(duì)象：F﹣T1﹣f=ma，a不變，則T1不變，以c為研究對(duì)象：T2﹣f=ma，a不變，c質(zhì)量增大，則T2增大，與題干相符，故C有可能；D、機(jī)車a以恒定的牽引力向前行駛，若c車上有部分貨物拋到b車上，整體質(zhì)量不變，則加速度不變，以a為研究對(duì)象：F﹣T1﹣f=ma，a不變，則T1不變，以c為研究對(duì)象：T2﹣f=ma，a不變，c質(zhì)量減小，則T2減小，與題干不符，故D錯(cuò)誤；故選：C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在“探究超重與失重的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，得到了如右圖所示的圖線．圖中的實(shí)線所示是某同學(xué)利用力傳感器懸掛一個(gè)砝碼在豎直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)采集器記錄下的力傳感器中拉力的大小變化情況．從圖中可以知道該砝碼的重力約為_(kāi)________N，A、B、C、D四段圖線中砝碼處于超重狀態(tài)的為_(kāi)________，處于失重狀態(tài)的為_(kāi)________．參考答案：4（3．9-4．2都算正確），AD，BC7.以30m/s的速度水平拋出一物體，它的加速度大小為_(kāi)_______4s末物體的速度大小為_(kāi)_______m/s，方向與水平方向的夾角為_(kāi)_______．(g取10m/s2)參考答案：8.一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長(zhǎng)度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時(shí)長(zhǎng)度為.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為_(kāi)___________參考答案：

9.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，在這種環(huán)境中無(wú)法用天平稱量物體的質(zhì)量。于是某同學(xué)在這種環(huán)境設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量：給待測(cè)物體一個(gè)初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)航天器中具有基本測(cè)量工具（彈簧秤、秒表、刻度尺）。（1）物體與桌面間沒(méi)有摩擦力，原因是＿＿＿＿＿＿＿；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量的物理量是＿＿＿＿＿＿＿＿；（3）待測(cè)質(zhì)量的表達(dá)式為m=＿＿＿＿＿＿＿＿。參考答案：(1）物體與接觸面間幾乎沒(méi)有壓力，摩擦力幾乎為零

（2）彈簧秤示數(shù)F、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R、圓周運(yùn)動(dòng)的周期T（；

（3）FT2/4π2R（2分）10.在《探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中，小車掛上鉤碼和紙帶后，停在靠近計(jì)時(shí)器處，計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的交變電流。這時(shí)鉤碼離地面高度為0.8ｍ?，F(xiàn)要求紙帶上記錄的點(diǎn)數(shù)不得少于41個(gè)，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度應(yīng)不超過(guò)___________m/s2（紙帶與木板足夠長(zhǎng)）。參考答案：2.511.在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時(shí)，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用m表示．（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足

時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．（2）某一組同學(xué)先保持盤及盤中的砝碼質(zhì)量m一定來(lái)做實(shí)

驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是

．A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源D．用天平測(cè)出m以及小車質(zhì)量M，小車運(yùn)動(dòng)的加速度可直接用公式a=求出（3）另兩組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的a﹣F關(guān)系圖象分別如圖2A和圖2B所示，其原因分別是：圖A：

；圖B：

．參考答案：（1）m?M（2）B（3）不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．【考點(diǎn)】探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．【分析】當(dāng)盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及砝碼總質(zhì)量時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保證繩和紙帶與木板平行；小車的加速度應(yīng)由紙帶求出．由圖象A可以看出：圖線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)拉力增大到一值時(shí)，加速度在偏小，原因是沒(méi)有滿足M＞＞m的條件．而圖象B可以看出：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)拉力為某一值時(shí)，a為零，知沒(méi)有平衡摩擦力或傾角過(guò)?。窘獯稹拷猓海?）根據(jù)牛頓第二定律得，整體的加速度a=，則繩子的拉力T=Ma=，當(dāng)M＞＞m時(shí)，認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力．（2）A、平衡摩擦力時(shí)，不能將及盤中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上．故A錯(cuò)誤．B、改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源，再釋放小車．故C錯(cuò)誤．D、小車運(yùn)動(dòng)的加速度通過(guò)紙帶求出，不能通過(guò)a=求出，故D錯(cuò)誤．故選：B．（3）圖A隨著F的增大，即砂和砂桶質(zhì)量的增大，不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．圖B當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為0，可知該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；故答案為：（1）m?M（2）B（3）不再滿足砂和砂桶遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．12.某學(xué)習(xí)小組欲探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車的質(zhì)量用M表示，鉤碼的質(zhì)量用m表示。要順利完成該實(shí)驗(yàn)，則：（1）還需要的測(cè)量工具有

▲

、

▲

。（2）為使小車所受合外力等于細(xì)線的拉力，應(yīng)采取的措施是

▲

；要使細(xì)線的拉力約等于鉤碼的總重力，應(yīng)滿足的條件是

▲

（填M≈m、M≥m或M≤m）。（3）在保持小車所受合外力一定的情況下，對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的一系列紙帶進(jìn)行處理，測(cè)得小車加速度a與其質(zhì)量M的數(shù)據(jù)如下表：（鉤碼質(zhì)量m=30g）實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456a（m·s-2）1.511.231.000.860.750.67M（kg）0.200.250.300.350.400.451/M（kg-1）5.004.003.332.862.502.22

為了尋求a與M間的定量關(guān)系，請(qǐng)利用表中數(shù)據(jù)在圖示的直角坐標(biāo)系中選取合適的橫坐標(biāo)及標(biāo)度，并作出相應(yīng)的圖線。參考答案：．（1）天平

刻度尺（或直尺）

（2）平衡摩擦力

M>>m

（3）如右圖所示13.某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖實(shí)所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已經(jīng)標(biāo)出（a點(diǎn)不是拋出點(diǎn)）,(g=10m/s2).則:(1)小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度0=

(2)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)x=

,y=

.參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2.實(shí)驗(yàn)選用重錘質(zhì)量為0.1kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，此紙帶第1、2點(diǎn)間的距離接近

。紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D至第1個(gè)點(diǎn)O的距離如圖所示，則重錘從O運(yùn)動(dòng)到C，重力勢(shì)能減少

J（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）。其動(dòng)能增加

J（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）。參考答案：2mm

0.55

0.54

15.某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái))，圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6來(lái)表示各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,用T表示相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔。由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為a＝________，其大小為a＝________m/s2。與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v＝________m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字)參考答案：答案：1.931.18利用逐差法求加速度，把紙帶分成時(shí)間相等的兩段：(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)＝a(3T)2，所以a＝，代入數(shù)值得a＝1.93m/s2。D點(diǎn)速度為CE段平均速度vD＝CE四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，斜面與水平面間的夾角θ可以隨意改變，可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊從斜面的底端以大小恒定的初速率v0沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，所能上升的最大距離記為s。今改變?chǔ)榷箂隨之改變，根據(jù)所測(cè)量的若干組數(shù)據(jù)可以描述出“s-θ”曲線如圖乙所示。若斜面足夠長(zhǎng)，取g=10m/s2，試根據(jù)“s-θ”曲線和相關(guān)的物理規(guī)律，分析求解：

(1)從圖中讀出q=時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的最大距離，并分析q=時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)；(2)小物塊的初速率v0；(3)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(4)對(duì)應(yīng)“s-θ”曲線上s取最小值的P點(diǎn)的坐標(biāo)值(θ0，smin)參考答案：：(1)q=時(shí)，物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由圖可知，s1=5m

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有s1=，可求得v0=10m/s

(2)q=0時(shí)，物體沿水平面減速滑行，加速度a2=mg.由圖可知，s2=5m

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有s2=，可求得m=

(3)斜面傾角為q時(shí)，加速度a=gsinq+mgcosq=10sinq+cosq

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有s=，可知當(dāng)10sinq+cosq最大時(shí)，s有最小值

此時(shí)tanq=Tq=

代入可求得smin=mP點(diǎn)的坐標(biāo)值（，）17.如圖所示，一半徑R=1m的圓盤水平放置，在其邊緣E點(diǎn)固定一小桶(可視為質(zhì)點(diǎn))。在圓盤直徑DE的正上方平行放置一水平滑道BC，滑道右端C點(diǎn)與圓盤圓心O在同一豎直線上，且豎直高度h=1.25m。AB為一豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道，半徑r=0.45m，且與水平滑道相切與B點(diǎn)。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，圓盤從圖示位置以一定的角速度ω繞通過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終物塊由C點(diǎn)水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)．已知滑塊與滑道BC間的摩擦因數(shù)＝0.2。（取g=10m/）求（1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力（2）水平滑道BC的長(zhǎng)度；（3）圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件。參考答案：18.如圖所示，編號(hào)1是傾角為37的三角形劈，編號(hào)2、3、4、5、6是梯形劈，三角形劈和梯形．劈的斜面部分位于同一傾斜平面內(nèi)，即三角形劈和梯形劈構(gòu)成一個(gè)完整的斜面體；可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊質(zhì)量為m=1kg，與斜面部分的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5，三角形劈和梯形劈的質(zhì)量均為M=1kg，劈的斜面長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=0.3m，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.2，它們緊靠在一起放在水平面上，現(xiàn)使物塊以平行于斜面方向的初速度v0=6m/s從三角形劈的底端沖上斜面，假定最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）若將所有劈都固定在水平面上，通過(guò)計(jì)算判斷物塊能否從第6塊劈的右上端飛出？（2）若所有劈均不固