2021-2022学年山东省潍坊市乔官镇中学高一物理下学期期末试题含解析

2021-2022学年山东省潍坊市乔官镇中学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. 一个质量为m的小球做平抛运动，抛出后前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为( )
A． B.
C. D.
参考答案：
C
2. 船的静水速度保持5m/s不变，水流的速度恒定为3m/s，河宽100m，则船到河的对岸需要的时间最少为（）
A．25s B．20s C．15s D．10s
参考答案：
B
【考点】运动的合成和分解．
【分析】当相对水的速度方向与河岸方向垂直，此时渡河时间最短；当合速度与河岸垂直时，可以使船垂直河岸到正对岸上岸，结合平行四边形定则求解合速度，再求解渡河时间．
【解答】解：若船以最短时间渡河，则船身必须垂直河岸过河，过河时间最短，为：
t min===20s，故B正确，ACD错误；
故选：B．
3. 下列关于物体运动的说法，正确的是（）
A．物体速度不为零，其加速度也一定不为零
B．物体具有加速度时，它的速度可能不会改变
C．物体的加速度变大时，速度也一定随之变大
D．物体加速度方向改变时，速度方向可以保持不变参考答案：
D
【考点】加速度．
【分析】加速度与速度没有直接关系，速度不为零，加速度可能为零，也可能不为零．物体具有加速度时，速度必定改变．物体的加速度变大时，速度不一定随之变大．物体加速度方向改变时，速度方向可以保持不变．
【解答】解：
A、由于加速度与速度没有直接关系，则速度不为零时，加速度可能为零，比如匀速直线运动．故A 错误．
B、物体具有加速度时，速度必定改变．故B错误．
C、物体的加速度变大时，速度不一定随之变大，要看两者方向的关系．故C错误．
D、物体加速度方向改变时，速度方向可以保持不变．比如物体在一条直线上先做加速运动后做减速运动时，加速度方向改变，而速度方向不变．故D正确．
故选D
4. 不考虑空气阻力，竖直上抛运动的物体到达最高点时
A．速度为零，加速度向上 B．速度为零，加速度向下
C．具有向上的速度和加速度 D．具有向下的速度和加速度
参考答案：
B
5. （多选）某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一个弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10 N的钩码。

弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示。

则下列分析正确的是（）
A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态
B．从时刻t3到t4，钩码处于超重状态
C．电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼
参考答案：
ABC
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，则小球运动的半径是
__________ ，其转速最大值是__________ 。

（已知重力加速度为g）
参考答案：
；
7. 汽车甲和汽车乙以相等的速率沿同一水平弯道做半径相等的匀速圆周运动，汽车甲的质量大于汽车乙的质量。

则两车的向心加速度a甲a乙；（选填“＞”、“=”或“＜”）沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲f乙。

（选填“＞”、“=”或“＜”）
参考答案：
﹦；﹥
8. 在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如3中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为
V0=______ （用L、g表示），其值是______（取g=10m/s2）
参考答案：
9. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某小组设计了如图8所示的实验装置。

图中上、下两层水平轨道表面光滑，两相同小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上相同的砝码盘，两小车尾部用细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

（1）本实验应用的实验方法是
A．控制变量法 B．假设法 C．理想实验法
（2）若探究加速度与力的关系，下列操作正确的是。

A．在两小车内放置相同质量的砝码，在两砝码盘内放置不同质量的砝码进行实验.
B．在两小车内放置不同质量的砝码，在两砝码盘内放置相同质量的砝码进行实验.
参考答案：
10. 如图是一个实验装置，A是倾角一定的光滑斜面，B为板上垂悬着条形布帘的阻挡装置。

当小球自斜面下落处由静止起下滑且抵达水平面时，就立即遇到条形布帘的阻挡，它经过一定的位移x后停止运动。

某研究小组采用控制变量法对位移x与小球质量m、下落处的高度h的关系进行实验探究，即：
①保持不变，采用大小相同但质量不等小球作实验，并测得表一所示的数据。

②保持小球质量不变，在处释放同一个小球，并测得表二所示的数据。

根据表二的数据可以确定h与x的关系式为
参考答案：
11. 如图，某同学用手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜面上，已知小车的质量为m=1kg，重力加速度g=10m/s2，则绳子对小车的拉力F=N，斜面对小车的支持力大小F N=N．
参考答案：
5，
【考点】共点力平衡的条件及其应用．
【分析】对小车进行受力分析，小车受到重力、斜面对小车的支持力和拉力，小车处于静止状态，故受力平衡，这样就可以根据平衡条件解得拉力F和斜面对小车的支持力．
【解答】解：因为小车是静止的，受力如图：
根据平衡条件有：
F=mgsin30°=0.5×1×10=5N
F N=mgcos30°=N
故答案为：5，
12. （1）电火花计时器是使用___ _（直流电，交流电）电源的仪器，电源的频率为50Hz，它每隔___ ___秒打一次点。

（2）在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上依次选择6个实际点A、B、C、D、E、F，各相邻点间的距离依次是2.0cm、3.0cm、4.0cm、5.0cm、6.0cm。

根据学过的知识可以求出小车在B 点的速度为vB＝____ ___m/s，CE间的平均速度为____ ___ m/s；（均保留3位有效数字）参考答案：
13. 如图，某人从A点先到达B点，然后又从B点到达C点，AB两点相距400米，BC两点相距300米．则该人共走的路程为____米；这一过程中他的位移大小为____米，方向_________．
参考答案：
700；500；由A指向C.
位移的大小等于初末位置的距离，所以位移大小等于AC的距离
方向由A指向C．路程等于运动轨迹的长度，为400+300=700m．
三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，计时器打点频率为50Hz。

（1）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持不变。

（2）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图所示，则
①图中的直线不过原点的原因是。

②图中的力F理论上指，而实验中却用表示。

（选填字母符号）
砂和砂桶的重力
绳对小车的拉力
③此图中直线发生弯曲的原因
是。

参考答案：
15. 某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，斜槽末端水平，实验时小球均从同一位置由静止释放，整个实验操作均正确．根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示，图乙中水平方向与竖直方向每小格的边长均代表2.5cm，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点．
完成下列填空：（重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力）
（1）设P1、P2和P3的纵坐标分别为y1，y2和y3，从图乙中可读出|y1﹣y2|=m，|y2﹣
y3|=m．（保留两位小数）
（2）小球从P1运动到P2所用的时间为s，小球刚离开斜槽末端时的速度大小为m/s．
参考答案：
（1）0.15，0.25，（2）0.1，1.5．
【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】（1）通过数格子的方法得出纵坐标之差．
（2）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球离开斜槽末端的速度大小．
【解答】解：（1）从图乙中可读出|y1﹣y2|=6L=15cm=0.15m，|y2﹣y3|=10L=25cm=0.25m．
（2）根据△y=gT2得，T=，小球离开斜槽末端的速度
v=．故答案为：（1）0.15，0.25，（2）0.1，1.5．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10﹣2kg，所带电荷量为+2.0×10﹣8C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，求这个匀强电场的电场强度．
参考答案：
解：小球受力如图所示，根据共点力平衡有：qE=mgtan30°，
解得电场强度为：E=．
答：这个匀强电场的电场强度为．
17. 在市区某路段同一直行车道上，甲车在后、乙车在前同向匀速行驶，甲车速度v1=12m/s，乙车速度v2=8m/s．当甲车车头与乙车车尾距离s=5m时，甲车开始刹车做匀减速运动．问：甲车的加速度大小需满足什么条件，才能避免和乙车追尾相撞？
参考答案：
解：设甲车刹车匀减速运动加速度大小为a时，恰好能不与乙车追尾相撞，则：当两车的速度相等时，甲车车头与乙车车尾恰好相遇．
设该过程行驶的时间为t
所以t时刻两车速度相等：v1﹣at=v2
得at=4
t时间内两车位移满足x1=x2
+s
其中：甲车位移x1=v1t﹣at2=12﹣at2
乙车位移x2=v2t=8t
联立以上方程解得a=1.6m/s2
所以为避免相撞，甲车加速度大小需满足大于或等于1.6
答：甲车的加速度大小需满足大于或等于1.6，才能避免和乙车追尾相撞
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】解答本题要注意相遇的临界条件：当甲车追上乙车速度恰好相等时，甲车刹车时加速度为最小值．再根据位移关系列式，根据速度相等条件求出加速度的最小值．
18. 如图,传送带与水平面之间的夹角为=30°,其上A、B两点间的距离为L=10 m,传送带在电动机的带动下以v=5 m/s的速度匀速运动,现将一质量为m=10 kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A点,已
知小物体与传送带之间的动摩擦因数,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:
（g=10m/s2）
（1）小物体运动到B点需要多少时间？
（2）传送带对小物体做的功
（3）与没有放小物体相比，在小物体从A到B的过程中，电动机多做多少功？
参考答案：
(1)3s (2)625J (3)1000J解析：(1)物体放上传送带后，由于刚开始一段时间内，物体的速度小于传送带的速度，所以物体相对于传动带向后运动，所以受到沿传送带向前的摩擦力，
故物体受到的合力为：
根据牛顿第二定律可得，物体运动的加速度为
当物体的速度达到和传送带的速度相同时，两者之间没有相对运动趋势，一起做匀速直线运动，因为物体从静止开始运动，所以，得，根据公式可得，物体的加速位移故物体做匀速直线运动位移是
所以物体的匀速直线运动的时间为，所以物体从A到B的时间为
（2）传送带对物体的做功为
（3）如果没有放小物体，电动机就不需要克服摩擦力做功，所以在小物体从A到B的过程中，电动机做功为。