陕西省咸阳市市渭城区底张晋公庙中学2021-2022学年高一物理下学期期末试卷含解析

陕西省咸阳市市渭城区底张晋公庙中学2021-2022学年高一物理下学期期末试卷含解析一、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.如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度是v，当小球以3v的速度经过最高点时，对轨道的压力大小是（）A．0 B．8mg C．9mg D．10mg参考答案：B【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】对小球在最高点受力分析，找出向心力来源，根据牛顿第二、三定律和向心力公式列方程求解．【解答】解：当小球以速度v经内轨道最高点时不脱离轨道，小球仅受重力，重力充当向心力，有mg=m当小球以速度3v经内轨道最高点时，小球受重力G和向下的支持力N，如图，合外力充当向心力，有mg+N=m；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，N′=N；由以上三式得到，N′=8mg；故选：B；2.（单选）对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是：（

）A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．“强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的参考答案：C3.一小球从4m高处落下，被地面弹回，在1m高处被接住，则小球通过的路程和位移大小分别为A．5m，3m

B．4m，1m

C．4m，3m

D．5m，5m参考答案：A4.（单选）如图所示，一个重为5N的大砝码，用细线悬挂在O点，

现在用力F拉法码，使悬线偏离竖直方向30°时处于静

止状态，此时所用拉力F的最小值为（

） A．5.0N B．2.5N C．8.65N D．4.3N参考答案：B5.公交车进站时的刹车过程可近似看作匀减速直线运动，进站时的速度为5m／s，加速度大小为1m／s2，则下列判断正确的是A．进站所需时间为5sB．6s时的位移为12mC．进站过程的平均速度为2.5m／sD．前2s的位移是参考答案：AC解析：代数运算时应注意加速度应取为－1m／s2，利用速度公式及平均速度公式可判定A、C正确。因5s时车已停下，不再做匀变速直线运动，因此5s后的运动情况不能确定，不能将时间直接代人位移公式中求解，B错；前2s的位移可用平均速度求，但所用的平均速度实为第1s内的平均速度，对时刻的理解错误，故D错。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，记录小车运动的纸带如图所示，图中前几个点模糊，从点开始每5个点取1个计数点，则小车通过点时速度是

，小车运动的加速度是

。（打点计时器的电源频率是）

参考答案：1.44

2.02

7.如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。由于某种原因，只拍到了部分方格背景及小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度表达式v=

(用L、g表示)，大小是

m/s。（取g=9.8m/s2）参考答案：8.如图为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点和c点分别位于轮轴小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则a、b、c三点的线速度大小之比为

；a、b、c三点的角速度大小之比为

；a、b、c三点的向心加速度大小之比为

．参考答案：2：1：2；2：1：1；4：1：2．【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．【分析】皮带传动装置，在传动过程中不打滑，则有：共轴的角速度是相同的；同一皮带的与皮带接触边缘的线速度大小是相等的．所以当角速度一定时，线速度与半径成正比；当线速度大小一定时，角速度与半径成反比．因此根据题目条件可知三点的线速度及角速度关系．【解答】解：如图所示，a与c同一皮带下传动，则va=vc，因为ra：rc=1：2，根据v=ωr，所以ωa：ωc=rc：ra=2：1c、b、d三点共轴，则ωc=ωb=ωd，因为rb：rc：rd=1：2：4，所以va：vb：vc=2：1：2根据v=ωr得角速度之比ωa：ωb：ωc=2：1：1又因为a=vω，所以aa：ab：ac=4：1：2故答案为：2：1：2；2：1：1；4：1：2．9.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形的大容器，游客进人容器后靠竖直筒壁坐着，如图所示。当圆筒开始转动，转速逐渐增大时，游客会感到自己被紧紧地压在筒壁上不能动弹。这一过程中，筒壁对人的弹力不断____________。(填“增大”或“减小”)参考答案：10.在《探究小车速度随时间变化的规律》的实验中，计时器使用的是50Hz的交变电流。随着小车的运动，计时器在纸带上打下一系列的点，取A、B、C、D、E五个计数点，在两个相邻的计数点中还有4个点没有画出，测得的距离如图2所示（单位为cm），则小车的加速度为___________m/s2。参考答案：211.如左下图，一定质量的气体经过如图所示a→b、b→c、c→d三个过程，压强持续增大的过程是

，温度持续升高的过程是_______。参考答案：c→d

，

b→c12.如图所示，为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持

不变，

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。分析此图线的OA段可得出的实验结论是

。

(3)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是

A、小车与轨道之间存在摩擦

B、导轨保持了水平状态

C、所挂钩码的总质量太大

D、所用小车的质量太大参考答案：13.一质量为的物体沿倾角为的光滑斜面由静止下滑，则t秒内支持力的功率

，t秒末重力的功率为。参考答案：0，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R(R为地球半径)，卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g.求：

(1)该卫星所在处的重力加速度g′；

(2)该卫星绕地球转动的角速度ω；(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔.参考答案：（1）（2）（3）【详解】(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为r=2R处,仍有万有引力等于重力mg′=，解得：g′=g/4；(2)根据万有引力提供向心力，mg=，联立可得ω=，(3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.即ω△t?ω0△t=2π解得：【点睛】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为2R处，仍有万有引力等于重力mg′=，化简可得在轨道半径为2R处的重力加速度；（2）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合黄金代换计算人造卫星绕地球转动的角速度ω；（3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空．15.如图所示，在光滑水平面上，一辆质量M=2kg、长度L=9.6m、上表面粗糙的平板车紧靠着被固定的斜面体ABC，斜面体斜边AC长s=9m、倾角。现将质量m=lkg的小木块从斜面顶端A处由静止释放，小木块滑到C点后立即速度大小不变地水平冲上平板车。已知平板车上表面与C点等高，小木块与斜面、平板车上表面的动摩擦系数分别为=0.5、=0.2,sin37°=0.6,cos37=0.8，g取10m/s2，求：(1)小木块滑到C点时的速度大小？(2)试判断小木块能否从平板车右侧滑出，若不能滑出，请求出最终小木块会停在距离车右端多远？若能滑出，请求出小木块在平板车上运动的时间？参考答案：（1）6m/s（2）不会滑出，停在距车右端3.6m【详解】（1）木块在斜面上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得：mgsin37°-f=ma

其中：f=μ1mgcos37°

解得a=2m/s2，

根据速度位移关系可得v2=2as

解得v=6m/s；

（2）木块滑上车后做匀减速运动，根据牛顿第二定律可得：μ2mg=ma1

解得：a1=2m/s2

车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得：μ2mg=Ma2

解得a2=1m/s2，

经过t时间二者的速度相等，则：v-a1t=a2t

解得t=2s

t时间木块的位移x1=vt-a1t2

t时间小车的位移x2=a2t2

则△x=x1-x2=6m

由于△x=8m＜L，所以木块没有滑出，且木块距离车右端距离d=L-△x=3.6m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一人用一根长L=1m，最大只能承受T=46N拉力的轻绳子，拴着一个质量m=1kg的小球（不考虑其大小），在竖直平面内作圆周运动，已知圆心O离地高H=21m，如图所示，若小球运动到达最低点时绳刚好被球拉断，（g=10m/s2）求：（1）小球到达最低点的速度大小是多少?（2）小球落地点到O点的水平距离是多少?参考答案：17.如图所示，悬挂的直杆AB长为a，在B以下h处，有一长为b的无底圆筒CD，若将悬线剪断，求：（1）经过多长时间直杆下端B开始穿圆筒？（2）直杆下端B穿过圆筒的时间是多少？（3）整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少？参考答案：解：（1）B端自由下落h高度开始穿圆筒，所以h=解得：（2）B端到达D端的时间为：，所以直杆下端B穿过圆筒的时间是：△t=t2﹣t1=（3）A端运动到D点的时间为：所以整个直杆AB穿过圆筒的时间为t=t3﹣t1=故答案为：（1）经过时间直杆下端B开始穿圆筒；（2）直杆下端B穿过圆筒的时间是；（3）整个直杆AB穿过圆筒的时间是．【考点】自由落体运动．【分析】直杆做的是自由落体运动，根据自由落体运动的基本公式即可求解，整个直杆AB穿过圆筒的时间是A到达D点的时间减去B到达C点的时间．18.如图所示，长木板质量为M=8kg，在长木板右端施加F=38N水平向右的恒力，当长木板向右速度达到v1=7m/s（图中未画出）时在其右端有一质量为m=2kg小木块（可视为质点）以初速度v0=2m/s向左滑上木板的右端．小木块与木板动摩擦因数为μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.3．设小木块与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小木块始终没滑离长木板，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）从小木块向左滑上木板的右端开始计时，经过多长时间小木块与长木板相对静止．（2）为使小木块不滑离木板，木板的长度l至少要多长？（3）若小木块与长木板相对静止时，撤去拉力F，小木块最终与木板右端的距离s．参考答案：解：（1）小木块的加速度大小为a1==μ1g=0.2×10=2m/s2，水平向右长木板的加速度为：a2=代入数据解得a2=0.5m/s2水平向右令刚相对静止时他们的共同速度为v，以木板运动的方向为正方向对小物块有：v=﹣v0+a1t对木板有：v=v1+a2t解得：t=6s；v=10m/s故经过6s小木块与长木板保持相对静止．（2）此过程中小木块的位移为：

x1=t=×6=24m长木板的位移为：x2=t=×6=51m所以长木板的长度至少为：L=x1﹣x2=51﹣24=27m．（3）小木块与长木板相对静止时，撤去拉力F，小木块的加速度大小仍为a1=2m/s2，方向向左共速至停止运动时木块对地位移x3===25m长木板的加速度为：a3=代入数据解得a3=m/s2水平向左共速至停止运动时长木板对地位移x4==m=m≈15.38m所以小木块最终与木板右端的距离s=L﹣（x3﹣x4）=17.38m答：（1）从小木块向左滑上木板的右端开始计时，经过6s时间小木块与长木板相对静止．（2）为使小木块不滑离木板，木板的长度l至少要27m．（3）若小木块与长木板相对静止时，撤去拉力F，小木块最终与木