2020-2021学年山东省威海市文登第三中学高一物理期末试题含解析

2020-2021学年山东省威海市文登第三中学高一物理期
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. 在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，
（1）在实验中以为横坐标，为纵坐标，理论上画出的图像应为，说明对初速度为零的物体，外力对物体做的功与物体最后获得的速度的关系
是。

（2）在实验中，为保证实验顺利完成，下列说法正确的是（）
A. 为减小实验误差，长木板应水平放置
B. 通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C. 小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动
D. 应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度
参考答案：
（1）一条倾斜直线（2分）或者与速度的平方成正比（2分）
（2）BD
2. (单选)在地面上某处将一金属小球竖直向上抛出，上升一定高度后再落回原处，若不考虑空气阻力，取向上为正方向，则下列图象能正确反映小球的速度v、加速度a、位移x 和动能E k随时间变化关系的是（）
参考答案：
A
3. 下列关于摩擦力的说法正确的是：
A．摩擦力的方向一定跟接触面垂直
B．存在摩擦力的接触面一定存在弹力
C．摩擦力总是阻碍物体的运动，只能是阻力
D．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比
参考答案：
B
4. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（）
A． B． C． D．
参考答案：
C
5. 下列叙述，正确的是
A．做匀速直线运动的物体动能不变
B．做匀速直线运动的物体动能一定改变
C．合外力对物体做功为零时，动能不变
D．只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒
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. 短跑运动员在100m竞赛中，测得75m时速度为9m/s，10s末到达终点时速度为10.2m/s，则运动员在全程中的平均速度为 m/s。

参考答案：
10
7. 电火花打点计时器是用交流电源的计时仪器，它每隔秒打一次点。

某同学在做打点计时器实验时，获得如下两条纸带：
图1中相邻两点间的距离相等，说明小车做运动，图2中相邻两点间的距离逐渐增大，说明小车做运动。

参考答案：
0.02 匀速直线加速直线
8. 某研究性学习小组进行了如下实验：如图1所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R速度大小为cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图2是．
参考答案：
5，D．
【考点】运动的合成和分解．
【分析】小圆柱体红蜡快同时参与两个运动：y轴方向的匀速直线运动，x轴方向的初速为零的匀加速直线运动．知道了位置坐标，由y方向可求运动时间，接着由x方向求加速
度、求v x，再由速度合成求此时的速度大小．由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨
迹．
【解答】解：小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有：y=v0t，
解得：t==s=2s，
在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：x=at2，
解得：a===2cm/s2，
那么R的速度大小：v===5cm/s
因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．
故答案为：5，D．
9. 如图所示，用细绳拉着小球A向上做加速运动，小球A、B间用弹簧相连，二球的质量分别为m和2m，加速度的大小为a，若拉力F突然撤去，则A、B两球的加速度分别是_____ 和____.
参考答案：
10. 刀削面是山西最有代表性的面条，堪称天下一绝，已有数百年的历史．传统的操作方
法是一手托面，一手拿刀，直接削到开水锅里，其要诀是：“刀不离面，面不离刀，胳膊
直硬手水平，手端一条线，一棱赶一棱，平刀是扁条，弯刀是三棱”．如图所示，面团与
开水锅的高度差h＝0.80m，与锅的水平距离L＝0.50m，锅的半径R＝0.50m。

要削出的面
条落入锅内，面条视为质点且不计空气阻力，g=10m/s2,则面条的水平初速度应满足的条
件为______________．
参考答案：
2. 5m/s<v<
3.75m/s
试题分析：根据可知面条的飞行时间，面条的最远飞行距离
，所以最大初速度；面条的最近飞行距离
，所以最小初速度。

因此面条的水平初速度应满足的条件为1.25m/s<v<3.75m/s
考点：平抛运动
点评：在飞行时间相同的情况下，做平抛运动的物体，水平位移越大，平抛初速度越大，
平抛初速度。

11. 质量是8 kg的木箱，静止在光滑的水平面上。

在16N的水平推力作用下，5s内通过的位移是m。

参考答案：
25
12. 电火花打点计时器的电源应是________（填“交流”或者“直流”）电源，通常的工作电压为________，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每5个点取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。

参考答案：
交流，220伏, 0.02秒，0.1秒
13. 如图，弹簧上压着质量为m的物体，若弹簧原长L0，弹簧的劲度系数为k，则此时弹簧度长为_____。

参考答案：
L0-m/k
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，K的宽度d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．
（1）用米尺测量两光电门的间距为l，则小车的加速度表达式a=（各量均用题目中的已知量的字母表示）；
（2）该实验中，为了把绳子拉力当作小车受的合外力，就必须
（3）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a﹣F图线．如图2中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯曲的原因是．
参考答案：
（1）（2）平衡摩擦力（3）平衡摩擦力时木板倾角过大没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】（1）小车做匀变速直线运动，根据速度v=和位移关系v2﹣v02=2as可以求出加速度的大小；
（2）注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力，若物体能匀速运动则说明恰好平衡了摩擦力；
（3）根据图象特点结合牛顿第二定律可正确解答．
【解答】解：（1）窄片K的宽度很小，可以利用平均速度来代替瞬时速度，因此有：v1= v2=
根据速度与位移关系可知小车的加速度大小为：a=
由上三式可解得：a=
（2）为了把绳子拉力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力
（3）由图2可知，开始物体所受拉力为零时，却产生了加速度，故操作过程中平衡摩擦力时木板倾角过大．
所以：平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度），
根据牛顿第二定律，可知曲线上部弯曲的原因是：没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．
故答案为：（1）（2）平衡摩擦力（3）平衡摩擦力时木板倾角过大没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．
15. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计
数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接220V、 50Hz交流电源。

他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
（1）设电火花计时器的周期为T，计算v
F 的公式为v
F
=___________；
（2）根据（1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，试在图所示坐标系中合理选择好标度，作出v－t图象，利用该图象求物体的加速度
a=____________m/s2；
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比____________（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。

参考答案：
解：（1）利用“中间时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度”求F点的速度，可得；（2）作出v－t图象如图所示，由图线的斜率求出加速度
a=m/s2；（3）电网电压变化，并不改变打点的周期，故测量值与实际值相比不变.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 某学习小组对一辆自制小遥控汽车的性能进行研究。

他们让这辆
汽车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数
据处理得到如图所示的v-t图，已知小车在0~ts内做匀加速直线运动，ts~10s
内小车牵引力的功率保持不变，且7s~10s为匀速直线运动；在10s末停止遥控，
让小车自由滑行，小车质量m=1kg，整个过程小车受到的阻力f大小不变。

求：
⑴小车受到阻力f的大小。

⑵在ts~10s内小车牵引力功率P。

⑶小车在加速运动过程中的总位移s。

参考答案：
解：（1）在10s末撤去牵引力后，小车只在阻力f作用下做匀减速运动，由图像可得减速时加速度大小为：a=2m/s2 ……………………1分
则f=ma=2N ……………………2分
（2）小车的匀速运动阶段即7s~10s内，设牵引力为F，则F=f……………
由图像可知vm=6m/s （1分）
∴P=Fvm=12W ……………………1分
（3）小车的加速运动过程可以分解为0~t和t~7两段，
由于ts时功率为12W，所以此时牵引力为F=P/vt=4N，……………………1分
所以0~ts内的加速度大小为a1=（F-f）/m=2m/s2，时间t=1.5s …………………
m……………………1分
在0~7s内由动能定理可得……………………3分代入解得s=28.5m……………………1分
17. 如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后它沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，求：
(1)斜面倾角α．(2)B的最大速度vBm．
参考答案：
（1）设当物体A刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为为xA，由：
kxA=mg （1分）
此时以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxA、细线的拉力T三个力的作用．设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律，
对B有：T—mg—kxA=ma （1分）
对C有：4mgsinα—T=4ma （1分）
由以上两式得：4mgsinα—mg—kxA =5ma （1分）
当B获得最大速度时，有： a = 0
解得：sinα=1/2
所以：α=30o （1分）
（2）开始时弹簧压缩的长度为：xB=mg/k （1分）
当物体A刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为：
h=xA+ xB （1分）
由于xA＝xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零。

且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为vBm，由动能定理：
（2分）
解得：（1分）
18. 一质量为2千克的铅球从离地面２米高处自由下落，陷入沙坑２厘米深处，求沙子对铅球的平均作用力（取g=10m/s2）
参考答案：
F=2020N
11 / 11。