河北省衡水市故城镇中学2021年高一物理期末试题含解析

河北省衡水市故城镇中学2021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. （多选）关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（）
A.在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同
B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但没有直接用实验进行验证
C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比
D.伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来
参考答案：
BCD
2. 一小球从5m高处落下，被地面弹回，在1m高处被接住，则小球的路程和位移大小分别为（）
A、5m，4m
B、4m，1m
C、6m，4m
D、 5m，5m
参考答案：
C
3. 如图8所示，将质量为M的平板小车放在光滑的水平地面上，质量为m的物体放在小车水平上表面的左端．物体受到水平恒力F作用后由静止开始运动．设小车与物体间的摩擦力为f，车长为L，物体从小车左端运动到右端时，车发生的位移为s，下列说法错误的是（）
A．物体具有的动能为(F-f)(s+L)
B．小车具有的动能为fs
C．物体克服摩擦力所做的功为fL
D．这一过程中转化为内能的能量为fL
参考答案：
BD
4. （单选）关于做匀速圆周运动物体的向心加速度方向，下列说法正确的是
（）
A．与线速度方向始终相同 B．与线速度方向始终相反
C．始终指向圆心 D．始终保持不变
参考答案：
C
5. （多选）图中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。

左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。

b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。

c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。

若在传动过程中，皮带不打滑。

则
A．a点与d点的向心加速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等
C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与b点的线速度大小相等
参考答案：
AC
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在图中，给出六个力F1、F2、F3、F4、F5、F6，它们作用于同一点O，大小已在图中标出．相邻的两个力之间的夹角均为60°，它们的合力大小为_____ N，方向为_______．
参考答案：
40；与F6同向．
7. 某同学在做测定木板与木块间的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案．
方案A：木板固定，用弹簧秤拉动木块。

如图 (a)所示．
方案B：木块固定，用手拉动木板，如图 (b)所示．除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外，该同学还准备了质量为200 g的配重若干个．(g=10 m／s2)
①上述两种方案中，你认为更合理的是方案
原因是；
②该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力．记录了5组实验数据．如下所示，则可测出木板与木块间的动摩擦因数
参考答案：
①B B方案中拉物体不需要一定保持匀速
② 0.25
8. （4分）水平地面上放着一桶质量为25kg的水，某同学用100N的力竖直向上提水桶，这时水桶受的合力是。

参考答案：
150N
9. 一个物体沿x轴的正方向从静止开始运动，在第1、3、5…奇数秒内的加速度大小为2 m/s2，方向沿x轴正方向，在第2、4、6…偶数秒内均以前ls末的速度做匀速直线运动，则物体经_____s位移为10m。

参考答案：
4
10. 如图所示，地面上有一高h=3.75m的平台，平台下有一倾角可调的挡板，挡板的一端与平台边缘A点的正下方B点重合。

将一个可视为质点的小球以v=5m/s的速度水平推出。

小球下落过程中所受空气阻力忽略不计。

适当调节挡板的倾角θ，小球会刚好垂直撞在挡板上，则小球运动时间t=_____s，挡板倾角θ=_____。

(g取10m／s2)
参考答案：
0.5 45°
把撞到挡板的速度分解，有，由位移的关系，
，联立公式得t=0.5m/s，倾角θ=45°
11. 如图所示，质量均匀分布的长方体，高为a，宽为b，放在倾角可以调节的长木板上，长方体与长木板间的动摩擦因数为μ，使倾角θ从零逐渐增大，当，
μ______时，长方体先发生滑动；而当μ______时，则长方体先发生倾倒.
参考答案：
,>
12. 如图是自行车传动机构的示意图，a、b、c分别是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。

已知大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为r1、r2和r3，若a点的线速度大小为v，则b点的线速度大小为，c点的线速度大小为，a、b、c三点的角速度之比为。

参考答案：
v，，r2: r1: r1
13. 一辆汽车关闭油门后以20m/s的初速度做匀减速直线运动，加速度为－4m/s2，求汽车在第3s末的速度是_____m/s，运动8s内的位移是_______m。

参考答案：
8 50
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （12分）利用如图所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为M，钩码质量为m.
①如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是_____，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是M _____ m(填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示。

O为小车开始运动打下的第一点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式__________ (用题中的字母符号表示）
③如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足M_____m (填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）
参考答案：
①平衡摩擦力远大于②③远小于
解析解：（1）①为使小车所受的合外力等于细线的拉力，实验前需平衡摩擦力；对系统运用牛顿第二定律得，有mg=（M+m）a，解得a=，隔离分析得，
T=Ma=，知当M远大于m时，细线的拉力等于钩码的总重量．
=Mv B2，v B＝，要探究小车②根据动能定理得，mgh
B
运动的动能定理，要满足的关系式为：mgh B＝③为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准确，则小车质量M和钩码质量m的关系应该满足M＜＜m，这样能使摩擦力做的功相对少些，以减小机械能的损失．故答案为：（1）①平衡摩擦力，远大于，②mgh B＝，③远小于．
15. (8分)如图是“验证机械能守恒定律”的实验装置(g取9.8 m/s2)：
①某次实验打出的某条纸带如图所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的
3个计数点，测出它们到O点的距离分别x1、x2、x3，数据如上表．表中有一个数值记录不规范，代表它的符号为．由表可知所用刻度尺的最小分度为.
②已知电源频率是50 Hz，利用表中给出的数据求出打B点时重物的速度v B＝
m/s．(结果保留三位有效数字)
③重物在计数点O到B对应的运动过程中，减小的重力势能为mgx2，增加的动能为
，通过计算发现，mgx2_____(选填“>”“<”或“＝”)，其原因是．
参考答案：
①x2（2分）（不按要求填写数据给0分）
mm或1mm（1分）（写成0.1cm给0分，）
② 1.90（2分）（v B＝＝m/s＝1.90 m/s.
说明：有效数字错误给0分，重复单位给1分.
③ ＞（1分）
纸带与限位孔间有摩擦（2分）（或答空气阻力）
说明：纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力，有部分机械能转化为内能，所以重力势能的减小大于动能的增加.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 额定功率为80KW的汽车, 汽车的质量m=２×１０㎏,在平直公路上行驶的最大速度为20m/s,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s,运动过程中阻力不变,求:(1)汽车所受的恒定阻力。

(2)3s末汽车的瞬时功率。

(3)经过多长时间汽车功率达到额定功率。

参考答案：
解：(1)当速度最大时有P额=F牵V=fVm (1分) ,f=N (1分)
(2)匀加速过程有：F-f=ma ，F=f+ma=4×103+2×103×2=8×103N (1分)
V1=at1=2×3=6m/s (1分) , P1=FV1=8×103×6=4.8×104W (1分)
(3)当汽车刚达到额定功率时有P额=FV2 ，V2==10m/s (1分)
V2=at2 (1分) ，得t2=5s
17. 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O。

轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态。

（已知sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：
（1）轻绳OA、OB的拉力是多大？
（2）物体乙受到的摩擦力是多大？方向如何？
（3）若物体乙的质量m2=4kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？
参考答案：
（1）（2分）
（2分）
（2）二力平衡（2分）
方向水平向左（1分）
（3）N （2分）
当N时，m1=1.6kg（2分）
所以物体甲的质量m1最大不能超过1.6kg（1分）
18. 水平抛出的一个石子，经过0．4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53o。

试求：(1)石子的抛出点距地面的高度；(2)石子抛出的水平初速度。

(g取10m／s2，sin53o=0．8，cos53o=0．6)
参考答案：
（1）竖直方向物体自由落体运动m--------2分（2）落地时物体竖直方向的速度为m/s-------------------2分m/s------------。