广东省湛江市雷州第三中学2020-2021学年高一物理下学期期末试卷含解析

广东省湛江市雷州第三中学2020-2021学年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. （不定项选择题）在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长达最低点的过程中，以下说法正确的是（）
A．速度先减小后增大
B．速度先增大后减小
C．加速度先减小后增大
D．加速度先增大后减小
参考答案：
CD
2. （多选题）关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是（）
A．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量
B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C．向心加速度恒定
D．向心加速度的方向时刻发生变化
参考答案：
ABD
【考点】向心加速度．
【分析】物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，加速度大小不变，但是方向指向圆心，时刻发生变化，因此根据向心加速度的特点可正确解答本题．
【解答】解：A、向心加速度只改变速度的方向，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量．故A正确；
B、向心加速度的方向与速度的方向始终垂直，所以向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小．故B正确；
C、D、向心力加速度大小a=，由于v的大小不变，故向心加速度的大小不变．但向心加速度的方向始终指向圆心，所以加速度方向时刻改变，故C错误，D正确．
故选：ABD 3. （单选）如图，可绕固定轴OO′转动的水平转台上有一质量为m的物体A，它与转台的动摩擦因数为μ, 细线刚好拉直．现令转台的转动角速度ω由零起逐渐增大，最大静摩擦等于滑动摩擦,在细线断裂以前()
A．细线对物块A的拉力不可能等于零
B．转台作用于物块A的摩擦力可能等于零
C．转台作用于物块A的摩擦力有可能沿半径指向外侧
D．当物块A的向心加速度a＞μg时，细线对它的拉力F＝ma－μmg
参考答案：
D
4. 如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s. 则在此过程中，拉力F对物块所做的功为
A．Fs B．Fssinθ C．Fscosθ D．Fstanθ
参考答案：
5. 假设地球为密度均匀的球体，若保持密度不变，而将半径缩小，那么地面上的物体所受的重力将变为原来的（）
A．2倍B．倍C．4倍D．倍
参考答案：
B
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】地面上物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，结合密度不变，推导与重力与地球的半径的关系，即可求解．
【解答】解：设地球的半径为R，密度为ρ，质量为M，物体的质量为m．
根据重力等于万有引力得：
物体的重力为G重=G=G=R∝R，所以将半径缩小时，地面上物体所受
的重力将变为原来的．
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，是自行车传动结构的示意图．其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮．
（1）假设脚踏板每n秒转一圈，则大齿轮Ⅰ的角速度是rad/s．
（2）要知道在这种情况下自行车的行驶速度的大小，除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2外，还须测量的物理量是。

（写出符号及物理意义）
（3 ）自行车的行驶速度大小是。

（用你假设的物理量及题给条件表示）
参考答案：
（1）（2）后轮的半径（3 ）
7. 一个做匀变速直线运动的质点，其位移随时间的变化规律x=2t+3t2（m),则该质点的初速度为______m/s，速度与时间的关系式为。

（式子中t的单位是s）
参考答案：
8. 恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km，密度为1.2×1017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为________km/s
参考答案：
5.8×104
9. 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图．
（1）图中的电源插头应插在▲（填“交流”或“直流”）电源上；
（2）实验前，要将木板安装有打点计时器的一端垫起，其目的是▲；
（3）设沙桶和沙子的质量为m0，小车质量为m，为了减小实验误差，它们质量应满足
m0 ▲m；（填“>>”、“<<”或“=”）
（4）电源的频率为50 Hz，图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为▲m/s2．（保留两位有效数字）
参考答案：
交流，平衡摩擦力，〈〈，3.2
10. 2010年7月22日，我国出现500年一遇的日全食奇观。

如图所示，位于地球上A区域的人看到的是日_____食，位于B区域的人看到的是日______食。

参考答案：
11. 某人要将货箱搬上离地12m高的阁楼。

现有30个相同的货箱，每个货箱的质量均为
5kg，如图所示为该人提升重物时对货箱做功的功率与被提升物体质量的关系图，由图可知此人以最大功率对货箱做功，则每次应搬_________个箱子；要把货箱全部搬上楼，他对货箱做功的最少时间是
s.
（不计下楼、搬起和放下箱子等时间）
参考答案：
_3_______， __720__
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. 某物体由静止开始做匀加速直线运动，在第一个2s内的平均速度大小为4m/s．则质点的加速度大小为4m/s2．
参考答案：
4
解：2s内的平均速度为4m/s；
而2s末的平均速度等于中间时刻的瞬时速度；故1s末的速度为4m/s；
由v=v0+at可得：a===4m/s2；
故答案为：4．
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （6分）将一根细绳的中点拴紧在一个铝锅盖的中心圆钮上，再将两侧的绳并拢按顺时针（或逆时针）方向在圆钮上绕若干圈，然后使绳的两端分别从左右侧引出，将锅盖放在水平桌面上，圆钮与桌面接触，往锅盖内倒入少量水。

再双手用力拉绳子的两端（或两个人分别用力拉绳的一端），使锅盖转起来，观察有什么现象发生，并解释为什么发生会这种现象。

参考答案：
随着旋转加快，锅盖上的水就从锅盖圆周边缘飞出，洒在桌面上，从洒出的水迹可以看出，水滴是沿着锅盖圆周上各点的切线方向飞出的。

因为水滴在做曲线运动，在某一点或某一时刻的速度方向是在曲线（圆周）的这一点的切线方向上。

15. （6分）如图所示为做直线运动的某物体的v—t图像，试说明物体的运动情况.
参考答案：
0～4s内物体沿规定的正方向做匀速直线运动，4～6s内物体沿正方向做减速运动，6s末速度为零，6～7s内物体反向加速，7～8s内沿反方向匀速运动，8～10s内做反向匀减速运动，10s末速度减至零。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0m，BC段长L=1.5m．弹射装置将一个质量为0.1kg的小球（可视为质点）以v0=3m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h=0.8m，不计空气阻力，g取10m/s2．求：
（1）小球在半圆轨道上运动时的角速度ω、向心加速度a的大小及圆管在水平方向上对小球的作用力大小；
（2）小球从A点运动到B点的时间t；
（3）小球在空中做平抛运动的时间及落到地面D点时的速度大小．
参考答案：
解：（1）小球做匀速圆周运动，角速度为：=3rad/s
加速度为：a==9m/s2
圆管对球作用力为：F=ma=0.1×9N=0.9N
（2）小球从A到B的时间为：t1==1.05s．
（3）小球在竖直方向做自由落体运动，根据h=得：
t==0.4s
落地时竖直方向的速度为：v y=gt=10×0.4m/s=4m/s，
落地的速度大小为：v==m/s=5.0m/s．
答：（1）小球在半圆轨道上运动时的角速度为3rad/s，向心加速度的大小为9m/s2，圆管在水平方向上对小球的作用力大小为0.9N．
（2）小球从A点运动到B点的时间为1.05s；
（3）小球在空中做平抛运动的时间为0.4s，落到地面D点时的速度大小为5.0m/s．
【考点】平抛运动；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】（1）根据匀速圆周运动的线速度大小，结合线速度与角速度的关系求出小球做圆周运动的角速度，根据向心加速度公式求出向心加速度的大小，从而结合牛顿第二定律求出圆管在水平方向上对小球的作用力大小．
（2）根据匀速圆周运动的弧长和线速度求出小球从A到B的时间．
（3）根据高度，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，结合速度时间公式求出落地时的竖直分速度，根据平行四边形定则求出落地的速度大小．
17. 美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让飞艇由静止下落，以模拟一种微重力的环境。

下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，这样，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响的实验. 紧接着飞艇又做匀减速运动，若飞艇离地面的高度不得低于500m. 重力加速度g 取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s内所下落的高度；
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力至少是其重力的多少倍.
参考答案：
（1）设飞艇在25s内下落的加速度为a1，根据牛顿第二定律可得
(2)
解得：………………1分
飞艇在25s内下落的高度为…………………．．2分
（2）25s后飞艇将做匀速运动，开始减速时飞艇的速度v为……1分
减速运动下落的最大高度为……………1分
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为………………1分
设座位对大学生的支持力为FN，则
………2分
又…………………1分
即FN’ =2.152mg…………………1分
18. 如图所示，MPQ为竖直面内一固定轨道，MP是半径为R的1/4光滑圆弧轨道，它与水平轨道PQ 相切于P，Q端固定一竖直挡板，PQ长为s。

一质量为m的小物块在M端由静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次碰撞（碰撞无机械能损失）后停在距Q点为L的地方，重力加速度为g,不计空气阻力。

求：
（1）物块滑至圆弧轨道P点时轨道对物块的支持力大小；
（2）物块与PQ段动摩擦因数μ。

参考答案：
（1）从M到P，由动能定理：①（2分）
在P点：②（2分）得：③（2分）（2）第一种情况：物块与Q处的竖直挡板相撞后，向左运动一段距离，停在距Q为L的地方。

根据动能定理有：
④（2分）
得：⑤（1分）
第二种情况：物块与Q处的竖直挡板相撞后，向左运动冲上圆弧轨道后，返回水平轨道，停在距Q 为L的地方。

根据动能定理有：
⑥（2分）
得：⑦（1分）。