江苏省镇江市扬中第二中学2020-2021学年高一物理下学期期末试题含解析

江苏省镇江市扬中第二中学2020-2021学年高一物理下学期期末试题含解析
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. 下列各组物理量中，全部是矢量的是( )
A ．位移、时间、速度、加速度
B ．质量、路程、速度、平均速度
C ．速度、平均速度、位移、加速度
D ．位移、路程、时间、加速度 参考答案： C
2. （单选）此时此刻，荆州中学赵同学、荆门龙泉中学钱同学、宜昌一中孙同学、襄阳四中李同学正在进行四校期中联考．假设地球是质量分布均匀的球体，已知赤道的纬度是0°，荆州的纬度约为北纬30.0°，荆门的纬度约为北纬31.0°，宜昌的纬度约为北纬30.5°，襄阳的纬度约为北纬32.0°，如图所示．四位同学随地球自转做圆周运动．下列说法正确的是
A ．赵同学的线速度最大
B ．钱同学的角速度最大
C ．孙同学的向心加速度最大
D ．李同学所受地球的引力最大
参考答案：
A
3. （多选）长度为L 的轻杆，一端固定在O 点，另一端固连一小球．现使小球和轻杆在竖直平面内绕杆的固定端O 转动，如图甲所示．小球做圆周运动过最高点时，杆与小球间弹力大小用F 表示、速度大小用v 表示，当小球以不同速度经过最高点时，其F ﹣v2图象如图乙所示．则（ ）
A ．
小球的质量为
．
当地的重力加速度大小为 AD
4. （多选题）在平直轨道上甲、乙两物体相距为s ，乙在前，甲在后，同时同向开始运动，甲以初速度V l ，加速度a 1，做匀加速运动．乙做初速度为零的匀加速运动，加速度为a 2，假定甲能从乙旁通过而互不影响，下列情况可能发生的是（ ） A ．当a 1=a 2时，甲乙只能相遇一次 B ．当a 1＞a 2时，甲乙可能相遇两次 C ．当a 1＞a 2时，甲乙只能相遇一次 D ．当a 1＜a 2时，甲乙可能相遇两次
参考答案：
ACD
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】A 、若两车加速度相等，根据运动学公式知，甲车的速度始终大于乙车，相遇前，距离越来越小，相遇后，距离越来越大．
B 、若甲车的加速度大于乙车，根据运动学公式知，甲车的速度始终大于乙车，相遇前，距离越来越小，相遇后，距离越来越大．
D 、若甲车的加速度小于乙车，甲车的速度先大于乙车，后小于乙车．分析相遇几次要分情况讨论，①当甲乙的速度达到相等时，甲还没有追上乙，分析其距离变化，从而确定相遇几次．②当甲乙的速度达到相等时，甲正好这时相遇乙，分析其距离变化，从而确定相遇几次．③当甲乙的速度达到相等之前，甲追上相遇乙，分析其距离变化，从而确定相遇几次．
【解答】解：A、a1=a2，由v=vo+at知：甲的速度始终大于乙的速度，甲追上乙相遇之后，甲在前速度比乙大，距离越来越远．不可能再次相遇．所以甲乙只能相遇一次．故A正确．
B、当a1大于a2时，由v=vo+at知：甲的速度始终大于乙的速度，甲追上乙相遇之后，甲在前速度比乙大，距离越来越远．不可能再次相遇．所以甲乙只能相遇一次．故B错误，C正确．
D、当a1小于a2时，由v=vo+at知，甲的速度先是大于乙的，由于乙的加速度大于甲的，一定时间之后，乙的速度会等于甲的，再继续乙的速度就大于甲的，通过速度关系可以想到，甲乙的距离先是减小，①当甲乙的速度达到相等时，甲还没有追上乙，之后就别想追上了，也就是不能相遇．②当甲乙的速度达到相等时，甲正好这时相遇乙，之后两者距离越来越大，也就是相遇一次．③当甲乙的速度达到相等之前，甲追上相遇乙，之后甲在前，乙在后，变成乙追甲，两者速度相等之后乙的速度就大于甲的，乙就会追上甲再相遇一次，也就是一共相遇了两次．故D正确．
故选：ACD．
5. 有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型容器，筒壁坚直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为（）
A．游客处于超重状态 B．游客处于失重状态
C．游客受到的摩擦力等于重力 D．筒壁对游客的支持力等于重力
参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 如图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮．
（1）假设脚踏板的转速为n，则大齿轮的角速度是2πn rad/s．
（2）要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？答：大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2，后轮的半径r3．
（3）用上述量推导出自行车前进速度的表达式：
．
参考答案：
解答：
解：（1）大齿轮的周期为n秒，则大齿轮的角速度ω1==2πn rad/s．
（2）大齿轮和小齿轮的线速度相等，小齿轮与后轮的角速度相等，若要求出自行车的速度，
还需测量：
大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2，后轮的半径r3．
（3）因为ω1r1=ω2r2，所以ω2=．后轮的角速度与小齿轮的角速度相等，所以线速度
v=r3ω2=．
故答案为：（1）2πn．（2）大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2，后轮的半径r3．（3）
．
作的电压是_______V，电火花打点计时器工作的电压是______V。

当电源频率是50HZ时，
打点记时器每隔_______打一个点。

参考答案：
8. 一块放在水平地面上重40N的砖，用斜向上与水平成370的10N力拉它，砖没有动，此时受到的静
摩擦力是；若拉力增加到20N，砖能在地面上作匀速直线运动，砖与地面间滑动
摩擦力为____________,动摩擦因数为。

参考答案：
8N. 16N N
9. 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）
10. 在做“探究平抛运动”的实验时，应调节斜槽未端保持。

参考答案：
11. 一个小球沿斜面向下运动，用每间隔1/10s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，测得小球在几个连续相等的时间内位移（数据见下表），则：
小球在相邻的相等时间内的位移差(填相等或不相等)，小球的运动性质
属于直线运动。

（2）有甲、乙两同学计算小球加速度方法如下：
甲同学：
乙同学：
你认为甲、乙中哪位同学的计算方法正确? 。

参考答案：
1）相等匀加速（2）乙
12. 为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像，从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，使图像上端成为曲线，图像上端成为曲线的原因是，弹簧B的劲度系数
为．若要制作一个精确度较高的弹簧测力计，应选弹簧（选填“A”或“B”）．
参考答案：
13. 如图为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。

实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。

在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a-F关系图线。

（1）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为：
________________________________________________。

（2）（单选题）图线AB段基本是一条直线，而BC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）释放小车之前就启动记录数据的程序
（C）钩码总质量很小，远小于小车的总质量（D）钩码总质量过大
（3）本实验运用了______________的科学方法。

参考答案：
（1）摩擦力过大（2分，答“未平衡摩擦力”同样给分）；（2）D（2分）
（3）控制变量法（1分）
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （2分）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系
是
参考答案：
先闭合电路，再放纸带
15. (1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中, 实验室提供了以下器材：电火花打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是．
(2) 如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02 s，将纸带上每隔四个点(图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C……，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.
下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度.
(3) 以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线．(画在答卷上)
(4) 根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝______m/s2. 方向
是（填A→B ，或B→A）
参考答案：
(1)弹簧测力计秒表(2)0.864(3)见解析图(4)(0.64±0.01) B→A
(1)弹簧测力计秒表．
(2)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知：
vD＝＝＝0.864 m/s
(3)小车的速度—时间关系图线如图所示．
(4)在vt图象中，图线的斜率表示加速度的大小，则a＝＝(0.64±0.01)m/s2.
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，滑雪运动员不借助雪杖，从静止由山坡以加速度a1匀加速滑下，测得20s时的速度为20m/s，50s到达坡底，又沿水平面以加速度a2匀减速滑行20s停止，求，
（1）a1和a2
（2）到达坡底后再过6s的瞬时速度大小
参考答案：
）解：（1）设初速度方向为正
2分
1分
设滑到坡底的速度为v1，则
2分 ks5u
1分
1分
（2）
17. 某市规定,卡车在市区行驶的速度不得超过40km/h。

一次一辆飞驰的卡车在危急情况下刹车,经t=1.5s停止,民警量得这一过程中车轮在路面上擦过的痕迹长x=9m,据此能否判断这辆卡车是否超速违章?(设卡车从刹车开始至停下做匀减速直线运动)
参考答案：
本题考查匀变速直线运动公式的应用，汽车初速度为40km/h，在1.5s时刻减速到零，产生的位移为9m，由此可知平均速度为9m/1.5s=6m/s,根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度，再
由平均速度公式可知初速度为12m/s，具体过程如下，由题有：
，初速度v0=12m/s 则这辆卡车是超速违章
18. 探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速在进入地月“转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测．已知“工作轨道”周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响．
（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？
（2）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；
（3）求月球的第一宇宙速度．
参考答案：
解：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动．（2）根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为
（3）设月球的质量为M，探月卫星的质量为m，月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，
所以有：
月球的第一宇宙速度v1等于“近月卫星”的环绕速度，设“近月卫星”的质量为m′，则有：
由以上两式解得：
答：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度．
（2）探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为．
（3）月球的第一宇宙速度为．
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动．
根据线速度与轨道半径和周期的关系直接得到探月卫星线速度的大小．
月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，
“近月卫星”的环绕速度为月球的第一宇宙速度v1，根据万有引力提供向心力，解以上二式可得月球的第一宇宙速度．。