2020-2021学年安徽省宣城市临溪高级职业中学高一物理下学期期末试卷含解析

2020-2021学年安徽省宣城市临溪高级职业中学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. 如图所在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后．将你认为正确的有（）
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是自由落体运动
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动
参考答案：
C
【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】A球在水平方向的运动没有可以参照的物体无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律．
由于两球在竖直方向遵循相同的运动规律，B球做自由落体运动，A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动．
【解答】解：由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同．由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故C正确，D错误．
而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律．故AB无法判定．
故选：C．
2. 关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是：[ ]
A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B. 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同
C. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
D. 沿不同轨道经过武定一中上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合参考答案：
C
3. 如图所示，把自行车后轮支撑起来，对转动的自行车后轮上A、B、C三个点．下列说法正
确的是（）
A．A、C两点的线速度相同 B．A、B两点的角速度相同
C．B、C两点的线速度相同 D．A、B两点的线速度相同
参考答案：
4. 电梯内用弹簧测力计悬挂一物体，物体处于平衡状态，当电梯的运动状态发生改变时，弹簧测力计示数增大，下列判断正确的是
Ａ、物体处于超重状态Ｂ、物体的重力变大了
Ｃ、物体处于失重状态Ｄ、电梯可能做加速上升
参考答案：
AD
5. 甲、乙、丙三个物体，甲静止地放在北京，乙静止地放在江苏，丙静止地放在广州．当它们随地球一起转动时，则（）
A．甲的角速度最大，乙的线速度最小
B．三个物体的角速度、周期一样，丙的线速度最大
C．三个物体的角速度、周期和线速度都相等
D．丙的角速度最小，甲的线速度最大
参考答案：
B
甲、乙、丙三个物体随地球一起转动时它们的周期相同，角速度相同，所以，A、D选项错误，
由于甲的半径最小而丙的半径最大，由线速度和角速度的关系v=ωr知甲的线速度最小而丙的线速度最大，故选项B正确．C错误
故选：B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图所示实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。

实验器材有：斜面、弹簧(弹簧弹性系数较大)、带有遮光片的滑块(总质量为m)、光电门、数字计时器、游标卡尺、刻度尺。

实验步骤如下：
①用适当仪器测得遮光片的宽度为d；
②弹簧放在挡板 P 和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光板中心对准斜面上的A点；
③光电门固定于斜面上的B点，并与数字计时器相连；
④压缩弹簧，然后用销钉把滑块固定，此时遮光板中心对准斜面上的O点；
⑤用刻度尺测量A、B两点间的距离L；
⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间△t；
⑦移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。

根据实验数据做出的－L图象为如图所示的一条直线，并测得－L图象斜率为k、纵轴截距为b。

（1）根据－L图象可求得滑块经过A位置时的速度v A=____，滑块在斜面上运动的加速度a
=_____。

（2）实验利用光电门及公式v=测量滑块速度时，其测量值____真实值（选填“等于”、“大于”或“小于”）。

（3）本实验中，往往使用的弹簧弹性系数较大，使得滑块从O到A恢复原长过程中弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能E p=___，E p的测量值与真实值相比，测量值偏_____(填“大”或“小”)。

参考答案：
(1). d (2). kd2 (3). 小于 (4). mbd2 (5). 大
【详解】第一空：滑块从A到B做匀加速直线运动，设加速度为a，由于宽度较小，时间很短，所以瞬时速度接近平均速度，因此有B点的速度为：，根据运动学公式有：
，化简为，结合图象可得：，
解得：；
第二空：由，解得：；
第三空：由于弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，所以摩擦力和重力沿斜面的分量
忽略不计，根据能量守恒可得：；
第四空：考虑摩擦力和重力沿斜面的分量，根据动能定理可得：，
而，摩擦力小于重力沿斜面的分量，的测量值与真实值相比，测量值偏大。

7. 图示纸带是某同学练习使用打点计时器时得到的，纸带的左端先通过打点计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是(填“速度减小”或“速度增大”)。

若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历
时s．
参考答案：
速度增大，0.26
8. 在北京和广州用同一弹簧秤称量两个不同物体A和B，读数相同。

若用同一天平，在广州称A物体，在北京称B物体，其结果A物体的质量比B物体的质量。

(请填“大”或“小”)
参考答案：
小
9. 卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）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．
（1）实验时需要测量的物理量
是．
（2）待测物体质量的表达式为m= ．
参考答案：
（1）弹簧秤拉力F．圆周运动半经r．周期T；（2）．
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】物体做圆周运动时，由于物体处于完全失重状态，对支持面没有压力，则物体做圆周运动的向心力由拉力提供，结合牛顿第二定律列出表达式，从而得出待测物体质量的表达式以及所需测量的物理量．
【解答】解：（1）物体做匀速圆周运动的向心力由拉力提供，根据牛顿第二定律有：
，可知要测出物体的质量，则需测量弹簧秤的示数F，圆周运动的半径r，以及物体做圆周运动的周期T．
（3）根据，得：．
故答案为：（1）弹簧秤拉力F．圆周运动半经r．周期T；（2）．
10. 如图所示,木块A与B用一轻弹簧相连,竖直放在木块C上,三者静置于地面上,它们的质量之比是1∶2∶3.设所有接触面都光滑,在沿水平方向抽出木块C的瞬间,木块A和B的加速度分别是aA= ,所以aB= . 参考答案：
0 3g/2
11. 如图所示，一个半径为R质量为M的半圆形光滑小碗，在它的边上1/4圆弧处让一质量为m的小滑块自由滑下，碗下是一台秤，当滑块在运动时，台秤的最大读数是＿＿＿＿＿＿＿。

参考答案：
Mg+3mg
根据机械能守恒得知滑块向下运动的过程中速度增大，向心力增大，滑块所受的支持力增大，滑块对碗的压力增大，所以当滑块到达碗的最低点时，滑块对碗的压力最大，台秤的读数也最大．根据牛顿第二定律得
在最低点：，下滑过程中，由机械能守恒：，由此可得台秤的最大读数是Mg+3mg
12. 用天平和量筒测定矿石的密度。

把矿石放在调节好的托盘天平的左盘中，当天平衡时，右盘中的砝码以及游码在标尺上的位置如图所示。

矿石的质量是 g；矿石放入量筒前、后，量筒中水面位置如图所示。

矿石的体积是 cm3，密度是g／cm3。

参考答案：
73.4_， 20.0， 3.67；
13. 在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力F 与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为N/cm．图线不过原点的原因是由于。

参考答案：
2 弹簧有质量
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图所示，以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正。

图中A点的坐标如何表示?其含义是什么? 参考答案：
A点横坐标x＝2m，纵坐标:y＝3 m，表示A点在坐标原点东2 m，偏北3 m处。

15. 中国是礼仪之邦，接待客人时常常会泡上一杯热茶。

某同学用热水泡茶时发现茶叶很快就会沉入水底，他想如果用冷水来泡茶情况又是怎样的呢？为此他做了用不同温度的水泡茶的实验，并测出了茶叶从加水到下沉所需的时间，结果如下表所示。

【现象分析】茶叶吸水膨胀，它的重力增大，浮力，由于重力大于浮力，所以下沉。

【原因解释】由上表可知，温度越高，茶叶从加水到下沉的时间越短，请从微观角度解释其可能的原因：。

【实际应用】夏季到了，又是电蚊香大显身手的时候。

使用时，接上电源，使蚊香片温度升
高，香味很快散发到空气中。

请你再举出一个上述原理在生活中应用的例
子：。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，质量不计的光滑直杆AB的A端固定一个小球P，杆OB段套着小球Q，Q与轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在O点，弹簧原长为L，劲度系数为k，两球的质量均为m,OA=d，小球半径忽略.现使在竖直平面内绕过O点的水平轴转动，若OB段足够长，弹簧形变始终处于弹性限度内。

当球P转至最高点时，球P对杆的作用力为零，求此时弹簧的弹力。

参考答案：
设P到最高点时,角速度为w;此时弹簧弹力为F,弹簧长度为L′.
则对P：mg=mw2d;
对Q：F-mg=mw2L′
温度（℃）20406080100时间（分）22013025104
又F=k(L′-L)
联立可得 F=
17. 一只船在静水中的速度为3m/s，它要横渡一条30m宽的河，水流速度为4m/s，求：
（1）过河的最短时间
（2）过河的最短位移．
参考答案：
解：（1）当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为：t==s=10s．
（2）因为静水速小于水流速，所以合速度的方向不可能垂直于河岸，则船不能垂直到达正对岸．
根据平行四边形定则，可以知道合速度与静水速度垂直，位移最短，则有：，
解得：s==40m；
答：（1）过河的最短时间10s；
（2）过河的最短位移40m．
【考点】运动的合成和分解．
【分析】当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．判断小船能否垂直渡河，关键判断合速度的方向能否与河岸垂直．
18. 如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60N，A与水平面之间的动摩擦因素为
μ=0.3，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，CD绳上的拉力为
15N. sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物体A受到的摩擦力为多大？
（2）物体B重力为多大？
参考答案：
解：节点C处3力平衡，如图示，AC绳的张力TA、DC绳的张力TD=15N、BC绳的张力TB。

并设物体A受到的摩擦力为f,由平衡条件有：2分对物体A有：① 1分
② 1分
③ 1分
（1）解①和②可得A受的摩擦力为：f=12N 2分ks5u
（2）由③得：1分
即B受的重力为：2分。