湖南省娄底市冷水江潘桥中学2022-2023学年高一物理上学期期末试卷含解析

湖南省娄底市冷水江潘桥中学2022-2023学年高一物理上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.（多选）粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ，木块与水平面间的动摩擦因数相同，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块一起匀速前进。则需要满足的条件是(

)A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为C.水平拉力F最大为2μmgD.水平拉力F最大为6μmg参考答案：AC2.关于匀速圆周运动，下列说法不正确的是（）A．线速度不变 B．角速度不变 C．频率不变 D．周期不变参考答案：A【考点】匀速圆周运动．【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动；加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动；角速度的大小和方向都不变．【解答】解：A、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，是变速运动，故A错误；B、匀速圆周运动的角速度的大小和方向都不变，故B正确；C、匀速圆周运动的频率不变，故C正确；D、匀速圆周运动转动一圈的时间叫做周期，是不变的，故D正确；本题选错误的，故选：A．3.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，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的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度(g=10m/s2)（）A．25m/s2

B．5m/s2

C．10m/s2

D．15m/s2参考答案：B4.如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（）A．向右行驶、突然刹车 B．向左行驶、突然刹车C．向左行驶、匀速直线运动 D．向右行驶、匀速直线运动参考答案：A解：对摆锤进行受力分析，如图所示，所以物体在水平方向所受合力不为0且方向向左，故物体的加速度方向向左．所以若汽车运动方向向左，即向左作匀加速运动；若汽车运动方向向右，即向右作匀减速运动．故A正确．故选A．5.（多选）关于向心力的说法中，正确的是 （

）

A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力

B．向心力只改变做圆周运动物体的线速度方向，不改变线速度的大小

C．做匀速圆周运动物体的向心力，一定等于其所受的合力

D．做匀速圆周运动物体的向心力是恒力参考答案：BC 解析：物体是因为受向心力而做圆周运动，不是因为做圆周运动而受向心力，弄混了谁决定谁。匀速圆周运动物体的向心力大小不变，方向始终指向圆心，但不同位置指向圆心的方向是不一样的，所以向心力不是恒力。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为某同学在《探究小车速度变化规律》实验中，用打点计时器打出的一条纸带，已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，纸带上标出的A、B、C、D、E是连续的计数点（相邻两个计数点之间还有四个点图中未画出），利用纸带旁边的刻度尺读出数据，并计算：

（1）（2分）从刻度尺上读出AE间的距离为XAE=▲m；（2）（3分）打D点时纸带（或小车）的运动速度大小为vD=▲m/s；（保留三位有效数字）（3）（3分）小车运动过程中的加速度大小为a=▲m/s2。（保留二位有效数字）参考答案：(1)

7.00×10-2

（2分）(2)

0.225

(３分)

(3)0.50

7.如图所示的速度——时间图象中，质点A、B、C运动的加速度分别为aA＝________m/s2，aB＝________m/s2，aC＝________m/s2，其中________的加速度最大。在t＝0时________的速度最大，在t＝4s时________的速度最大，在t＝________s时，A、B的速度大小一样大。参考答案：0.5

-0.25

0.25

A

B

C

48.（3分）已知轮船航行时受到的阻力与其速率成正比，比例系数为k，则当船以额定功率P启动时，轮船最终可以达到的最大速度vm=

。参考答案：9.飞机着陆后在跑道上做匀减速直线运动，已知初速度是200m/s，加速度大小是5m/s2，则飞机着陆后60秒内的位移大小是

m．参考答案：4000m【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据匀变速直线运动的速度时间公式求出飞机减速到零的时间，然后结合位移公式求出飞机着陆后在60s内的位移．【解答】解：飞机减速到零所需的时间t=所以飞机着陆后60s内的位移等于40s内的位移．则x=．故答案为：4000m10.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。于是某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具（弹簧秤、秒表、刻度尺）。（1）物体与桌面间没有摩擦力，原因是＿＿＿＿＿＿＿；（2）实验时需要测量的物理量是＿＿＿＿＿＿＿＿；（3）待测质量的表达式为m=＿＿＿＿＿＿＿＿。参考答案：(1）物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零

（2）弹簧秤示数F、圆周运动的半径R、圆周运动的周期T（；

（3）FT2/4π2R（2分）11.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。12.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点；左轮的半径为2r，b是左轮边缘上的一点，c到左轮中心的距离为r。若在传动过程中，两轮均匀速率转动，且皮带不打滑。则a、b两点的线速度大小关系是va_▲___vb，a、c两点的角速度大小关系是ωa__▲__ωc。(以上两空选填“>”、“<”或“=”)参考答案：13.两颗人造地球卫星A、B的质量之比mA∶mB=1∶2，轨道半径之比rA∶rB=1∶3，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vA∶vB=

，向心加速度之比aA∶aB=

，向心力之比FA∶FB=

。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）A．A球的线速度必定小于B球的线速度B．A球的角速度必定小于B球的角速度C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力

参考答案：B15.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v–t图象如图所示。g取10m/s2，求：（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；（2）水平推力F的大小；（3）0～10s内物体运动位移的大小。参考答案：（1）u=0.2，（2）F=6N，（3）46m试题分析：（1）由题中图象知，t＝6s时撤去外力F，此后6～10s内物体做匀减速直线运动直至静止，其加速度为又因为联立得μ＝0．2。（2）由题中图象知0～6s内物体做匀加速直线运动其加速度大小为由牛顿第二定律得F－μmg＝ma2联立得，水平推力F＝6N。（3）设0～10s内物体的位移为x，则x＝x1＋x2＝×（2＋8）×6m＋×8×4m＝46m。考点：牛顿第二定律【名师点睛】本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解．属于中档题。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，M点为斜面上的最低点，D点为O点在斜面上的垂足，N点为斜面上另一点，且OM=ON。带负电的小物体以初速度5m/s从M点沿斜面上滑，到达N点时速度恰好为零，然后又滑回到M点，速度变为3m/s.若小物体电荷量保持不变，可视为点电荷。（1）带负电的小物体从M向N运动的过程中电势能如何变化？电场力共做了多少功？（2）N点的高度h为多少？（3）若物体第一次到达D点时的速度为4m/s，求物体第二次到达D点时的速度。参考答案：17.某人在一星球上从h高处以速率v0平抛一物体，经时间t落地。已知该星球的半径为R，求该星球的第一宇宙速度v.参考答案：设该星球表面重力加速度为g0，则由平抛运动知识有

①设该星球质量为M，忽略星球自转，认为表面质量为m的物体受到的万有引力等于重力

②该星球的第一宇宙速度即绕其表面运动的线速度

③由以上各式得：18.如图11所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，细线的另一端固定在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上钉铁钉D，若线能承受的最大拉力是9mg，现将小球拉直水平，然后由静止释放，若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动，不计线与钉子碰撞时的能量损失．求钉子位置在水平线上的取值范围．

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（1分）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=…………②

（1分）结合F≤9mg可得：≤8mg……③

（1分）由机械能守恒定律得：mg(+r1)=mv12（2分）即：v2=2g(+r1)………………④

（1分）由①②③式联立解得：x1≤l…⑤

（1分）随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时