山东省菏泽市菜园集中学2021-2022学年高一物理期末试题含解析

山东省菏泽市菜园集中学2021-2022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.经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里.假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较(

)A.“神舟星”的轨道半径大

B.“神舟星”的公转周期大C.“神舟星”的加速度大

D.“神舟星”受到的向心力大参考答案：C2.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是哪个？（）A． B． C． D．参考答案：C【考点】向心力．【分析】汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的．【解答】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ABD错误，选项C正确．故选：C3.甲车以10米/秒，乙车以4米/秒的速率在同一直车道中同向前进，若甲车驾驶员在乙车后方距离d处发现乙车，立即踩刹车使其车获得－2米/秒2的加速度，为使两车不致相撞，d的值至少应为(

)A．3米

B．9米 C．16米 D．20米参考答案：B4.火车停靠在站台上，乘客往往会发现这样的现象，对面的火车缓缓起动了，等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动了，则前、后两次乘客采用的参考系是（

）A．站台，对面火车

B．两次都是对面火车C．两次都是对面站台 D．自己乘坐的火车，站台参考答案：D试题分析：此类现象在我们的日常生活中随处可见，关键是参考系的选取不同造成的，乘客出站时，看到对方火车运动，实际上是以自身为参考系造成的，当等到站台出现，发现自己乘坐的火车开动了，这是由于乘客以站台为参考系造成的，故ABC错误，D正确。考点：参考系和坐标系【名师点睛】明白了参考系的含义就能顺利解决此类问题，故一定要加强对概念的理解，同时要提高应用所学知识解决实际问题的能力。5.如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客A.动量不变B.线速度不变C.合外力不变D.机械能不守恒参考答案：D【详解】坐于观光球舱中的某游客线速度的大小不变，但方向不断改变，可知动量也不断变化，线速度不断改变；由于向心加速度方向不断变化，可知合外力大小不变，但方向不断改变，选项ABC错误；由于动能不变，重力势能不断变化，可知机械能不守恒，选项D正确.二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法可以测量它匀速转动的角速度。

实验步骤：

A．用游标卡尺测量圆盘的直径。B．如图6所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上。C．启动控制装置使得圆盘转动，同时接通电源（频率为50Hz），打点计时器开始打点。D．经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带进行测量。某次实验得到的纸带的一段如图８所示。由图可知a点到k点的时间间隔是________s。由此可计算出纸带运动的速度大小为________m/s。若测得圆盘直径的平均值为8.00×10-2m，则可求出圆盘的角速度为_________rad／s。参考答案：0.20

0.52

137.人造地球卫星做半径为r、线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动轨道半径为_________，线速度大小为_________。参考答案：2r

8.如图所示为某辆赛车（车身长约2.3m）启动过程的频闪照片，该赛车从赛道的起点处由静止开始出发，同时，照相机开始拍照如图甲，以后赛车按规律沿直线向右运动的过程中照相机每隔0．20s曝光一次，当赛车运动到D点时的频闪照片如图乙，仔细观察分析照片，问：（1）赛车从起点到D点是否做匀速直线运动？答：

（填“是”或“否”）（2）赛车从从起点到D点的平均速度为_______m/s。（计算结果数值保留两位有效数字）参考答案：9.一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度。则人对电梯底部的压力为

参考答案：10.如图所示，在水平桌面上放两物体，已知A、B两物体与地面的最大静摩擦力分别为8N和4N，若一水平力F=6N作用于A物体时，此时A对B的作用力大小为

N，当水平力作用于B时，则A对B的作用力为

N。参考答案：11.公共汽车在平直的公路上从静止开始加速，在4s内从静止达到12m/s，然后匀速行驶了5min，快到车站时开始刹车，经2s停下，则该汽车前4s的平均加速度是

，中间5min的加速度是

，最后2s的平均加速度是

。参考答案：3m/s2

0

-6m/s212.质量为m的物体，沿半径为R的圆形轨道滑下，如图所示，当物体通过最低点B时速度为V0，已知物体和轨道间的动摩擦因数μ，则物体滑过B点时受到的摩擦力大小为

．参考答案：μm（g+）．【考点】向心力；滑动摩擦力；牛顿第二定律．【分析】物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律求出支持力，再由摩擦力公式求解摩擦力．【解答】解：物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，由牛顿第二定律得：FN﹣mg=m得到：FN=m（g+）则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为：f=μFN=μm（g+）故答案为：μm（g+）．13.1,3,5

某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有

．（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

．（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）．则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用大小为30N，方向水平向右的外力F0拉此物体，经t0=2s，拉至B处．（1）求物块运动的加速度a0大小；（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ；（3）若用大小为20N的力F沿水平方向拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t．（取g=10m/s2）参考答案：（1）10m/s，（2）0.5，（3）试题分析：（1）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，根据解得：。（2）对物体进行受力分析得：，解得：。（3）设力F作用的最短时间为，相应的位移为，物体到达B处速度恰为0，由动能定理：，整理可以得到：由牛顿运动定律：，，整理可以得到：。考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确进行受力分析，抓住位移之间的关系求解。

15.（6分）某质点在恒力F作用下，F从A点沿下图中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，试分析它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线？参考答案：a解析：物体在A点的速度方向沿A点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线AB运动时，F必有垂直速度的分量，即F应指向轨迹弯曲的一侧，物体在B点时的速度沿B点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B时，若撤去此力F，则物体必沿b的方向做匀速直线运动；若使F反向，则运动轨迹应弯向F方向所指的一侧，即沿曲线a运动；若物体受力不变，则沿曲线c运动。以上分析可知，在曲线运动中，物体的运动轨迹总是弯向合力方向所指的一侧。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，水平面上有一重为40N的物体，受到F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持静止。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，（g取10m/s2）。求：（1）此时物体所受到的摩擦力多大？（2）若将F1撤出后，物体受的摩擦力多大？（3）若将F2撤出后，物体受的摩擦力多大？参考答案：17.神州五号载人飞船的返回舱距地面10km时开始启动降落伞装置，速度减至10m/s，并以这个速度在大气中降落。在距地面1.2m时，返回舱的4台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。设最后减速过程中返回舱做匀减速运动，并且到达地面时恰巧速度为0，求最后减速阶段的加速度。参考答案：18.如图所示，用长为L的细线一端系住质量为m的小球，另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5L，过E作水平线EF，在EF上可以钉铁钉D，现将细线水平拉直，然后小球由静止释放。不计一切摩擦，不计线与钉子碰撞时的能量损失,求：（1）若无铁钉D，小球运动到最低点B时细线的拉力TB=?（2）若钉上铁钉D且线拉力足够大，使小球恰能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，则钉子D与点E距离DE=？（3）钉铁钉D后，若线能承受的最大拉力是9mg，小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，ED取值范围是多少？参考答案：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题．题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于（r是做圆周运动的半径）．设在D点绳刚好承受最大拉力，设DE=x1，则：AD=悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD=l－……①（2分）取B点EP=0TB-mg=mmgL=mv2则TB=3mg（1）设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，如图，则：AG=r2=l－AG=l－…………⑥（1分）在最高点：mg≤……………⑦（1分）由机械能守恒定律得：mg(r2)=mv22…………⑧（1分）由④⑤⑥联立得：x2≥l…………⑨（2分）（2）当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律有：F－mg=……………