湖北省荆门市钟祥第二中学2022年高一物理上学期期末试题带解析

湖北省荆门市钟祥第二中学2022年高一物理上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. 关于时间和时刻，下列说法中正确的是（）
A．第5秒末是时间的概念，已经历5s B．第4秒是时间的概念，共经历了4s
C．最后2秒是时间的概念，共经历了2s D．3秒末是时间的概念，共经历了3s
参考答案：
2. （单选）甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度-时间图象如图（1）所示，则下列说法正确的是( )
A．两物体两次相遇的时刻是1s和4s
B．4s后甲在乙前面
C．两物体相距最远的时刻是4s末
D．乙物体先向前运动2s，随后向后运动
参考答案：
C
3. 长l的细绳一端固定，另一端系一个小球，使球在竖直平面内做圆周运动，那么（） A．小球通过圆周上顶点时的速度最小可以等于零
B．小球通过圆周上顶点时的速度最小不能小于
C．小球通过圆周上最高点时，小球需要的向心力最大
D．小球通过最低点时绳的拉力最小
参考答案：
B
4. 以下的计时数据指时间的是（）A．我们下午3点20分出发，不要迟到；
B．我校的百米跑记录是12秒8；
C．1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权；
D．世界杯足球决赛在今晚8时开始。

参考答案：
B
5. 如图是位于锦江乐园的摩天轮，距离地面的最大高度为108m，直径是98m。

一质量为
50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。

如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（g=10m/s2，π=3.14）：
A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.25rad/s
B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.25rad/s
C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10-3rad/s
D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10-3rad/s
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. 如图所示，木块与水平面间的滑动摩擦力的大小为重力的0.1倍，木块的质量为2Kg。

在木块向右运动的过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则木块所受的滑动摩擦力大小为_______；木块对地面的摩擦力的方向___________(g取10N/kg)。

参考答案：
______2N_____； _______向右
__
7. 在一次“飞车过黄河”的表演中，汽车在空中飞经最高点后在对岸着地．已知汽车从最高点至着地点经历时间约为0.8s，两点间的水平距离约为30m，忽略空气阻力，则汽车在最高点时的速度约为▲m/s．最高点与着地点间的高度差约为▲m．（取g=10m/s2）
参考答案：
37.5 ，3.2
8. 一物体在光滑水平面上运动，它的x方向和y方向的两个运动的速度﹣时间图象如图所示，则物体的初速度大小v0=m/s，物体在前6s内的位移s=m．
参考答案：
50；180．
【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】初速度为两个分运动初速度的合速度，由平行四边形定则可得出初速度；分别求得两分运动的位移，由平行四边形定则可求得合位移．
【解答】解：由图可看出，物体沿x方向的分运动为匀速直线运动，沿y方向的分运动为匀变速直线运动．
物体的初速度v0===50m/s．
在前6s内，x方向的分位移x=v x t′=30×6m=180m
根据v﹣t图象的“面积”表示位移，知在前6s内，y方向的分位移y=0，故体在前6s内的位移
s=x=180m．
故答案为：50；180．
9. 如图，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出），则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小
是N。

若用弹簧测力计测得物块P重10.40N，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P的材料为。

参考答案：
2.60（或2.6）（3分）；金属
10. 图7为电场中的一条电场线，一个正电荷从A点沿直线向B点运动时，速度逐渐减小，则Ua_____Ub（填＞、＝、＜）
参考答案：
11. 物体从静止开始以2 m/s2 的加速度做匀加速运动，则前6 s 的平均速度是________ m/s，第6 s 内的平均速度是__________ m/s，第6 s 内的位移是___________ m。

参考答案：
12. 某同学学完“加速度”这一物理量后欲测量汽车启动时的加速度。

已知某一加速运动的车每隔1秒漏下一滴油，其中清晰的一段在马路上的痕迹如图。

测得AB=0.24米，BC=0.40米，CD=0.56米。

则物体运动的加速度为 m/s2。

参考答案：
0.16
13. 如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，电磁打点计时器每隔0.02s打一个点．根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带的运动是________（填“匀速直线运动”或“变速直线运动”），由A到C这段距离，手运动的平均速度为________m/s，打C点时手拉动纸带的速度约为____________m/s.
参考答案：
变速运动、 0.175 、 0.40
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 如图为“探究功与速度变化的关系”的实验示意图。

（1）某同学在实验时，按照下面的实验步骤。

①将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器,将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后小车___▲__ （填“匀速”、“加速”、“减速”）运动。

②将橡皮筋固定在小车前端。

拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。

接通打点
计时器电源，释放小车。

③用2 条、3 条、4 条、5 条、6 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，但必须让小车从____▲___（填“同一位置”、“不同位置”）静止释放。

④在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 、v6 。

（2）下列4条纸带中最符合实验要求的是▲。

（3）某同学记录相关数据见下表
①用W0表示一条橡皮筋做的功，请在坐标纸上画W —v2图象。

②根据你画的W —v2图象，你认为该同学第▲次实验操作出现了问题，问题可能在于该次实验时小车释放的位置距离打点计时器较原位置▲（填“远”或“近”）参考答案：
（1）匀速同一位置（2）B（3）如图 4 远
15. 某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图a所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑
块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先，然后，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图b所示；
⑧测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．完善实验步骤⑥的内容．
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量
为kg?m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为kg?m/s（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因
是．
参考答案：
先接通打点计时器的电源；放开滑块1；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用【考点】验证动量守恒定律．
【分析】使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
【解答】解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；
（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：
碰撞前滑块1的动量为：=0.620kg?m/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg?m/s
碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：
=0.618kg?m/s （3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．
故答案为：先接通打点计时器的电源；放开滑块1；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，细绳一端系着质量为M=1.0kg的物体，静止在水平板上，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为L=0.2m，并知M与水平面的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线以角速度ω转动，为使m处于静止状态．角速度ω取值范围？（g=10m/s2）
参考答案：
解：设此平面角速度ω的最小值为ω1，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，则由牛顿第二定律得
T﹣f max=Mω12L，
又T=mg
联立得mg﹣f max=Mω12L，
将m=0.3kg，f max=2N，M=1kg，L=0.2m代入解得ω1=rad/s
设此平面角速度ω的最小值为ω2，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，则由牛顿第二定律得
T+f max=Mω22L，
又T=mg
代入解得ω2=2rad/s
故为使m处于静止状态，角速度ω的何值范围为：rad/s≤ω≤2rad/s．
答：为使m处于静止状态，角速度ω的何值范围为：rad/s≤ω≤2rad/s．
【考点】向心力；摩擦力的判断与计算．
【分析】当此平面绕中心轴线以角速度ω转动时，若M恰好要向里滑动时，ω取得最小值，此时M 所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力．若M恰好要向外滑动时，ω取得最大值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力．根据牛顿第二定律分别求出ω
的最
小值和最大值，即可得到ω的取值范围．
17. 地面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，地球的半径为R．太阳发出的光经过时间t 到达地球，光在真空中的传播速度为c，根据以上条件推算太阳的质量M与地球的质量m之比．（地球到太阳的间距远大于它们的大小）．
参考答案：
解：根据题意可知，地球和太阳之间的距离为r=ct
地球绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力周期公式得：
解得：M==
地球表面重力等于万有引力，则有：
g=
解得：m=
所以
答：太阳的质量M与地球的质量m之比为
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】根据太阳发出的光经过时间t到达地球，求出地球与太阳之间的距离，地球绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力周期公式求出太阳的质量，再根据地球表面重力等于万有引力求出地球的质量即可求解．
18. （计算）（2014秋?富阳市校级月考）一辆汽车以72km/h的速度在平直公路上行驶，现因故紧急刹车，已知汽车刹车过程中加速的大小始终为5m/s2，求：
（1）汽车刹车3s末的速度；
（2）汽车通过30m所需要的时间；
（3）汽车从开始刹车到5s末所通过的位移．
参考答案：
（1）汽车刹车3s末的速度为5m/s；（2）汽车通过30m所需要的时间为2s；
（3）汽车从开始刹车到5s末所通过的位移为40m
匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．解：（1）规定汽车初速度的方向为正方向，v0=72km/h=20m/s a=﹣5m/s2
汽车刹车到停止所需的时间t0===4s＞3s，知3s末未停止．
所以，汽车刹车后3s末的速度v=v0+at=20﹣5×3m/s=5m/s．
（2）由x=v0t+at2，代入数据
30=20t
可求则汽车通过30m所需要的时间t=2s，t=6s（舍去）．
（3）t0＜5s，知汽车在6s内的位移等于在4s内的位移
所以汽车刹车6s末的位移x=v0t0+at02，
x=20×=40m。