2020年浙江省杭州市新登中学高一物理期末试卷含解析

2020年浙江省杭州市新登中学高一物理期末试卷含解析
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. 质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道内侧做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环内侧最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时不正确的是（）
A．小球对圆环的压力大小等于mg
B．重力mg充当小球做圆周运动所需的向心力
C．小球的线速度大小等于
D．小球的向心加速度大小等于g
参考答案：
A
【考点】向心力．
【分析】小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，知轨道对小球的弹力为零，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小球的速度．
【解答】解：A、因为小球刚好在最高点不脱离圆环，则轨道对球的弹力为零，所以小球对圆环的压力为零．故A错误．
BCD、根据牛顿第二定律得，mg=m=ma，知向心力不为零，线速度v=，向心加速度a=g．故BCD正确．
本题选择错误的，故选：A．
2. 某学校田径运动场跑道示意图如图所示，其中A点是所有跑步项目的终点，也是400 m、800 m赛跑的起点；B点是100 m赛跑的起跑点，在校运动会中，甲、乙、丙三个同学分别参加了100 m、400 m和800 m比赛，则
A．甲的位移最小 B．丙的位移最大
C．乙、丙的路程相等 D．丙的路程最大
参考答案：D
3. (单选)如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、
r3。

若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度为（）
A．B．
C．D．
参考答案：
A
4. 一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t内的平均速度是v，紧接着内的平均速度是，则物体在这段时间内的平均速度是（）
A．B．C．D．
参考答案：
D
考点：平均速度．
专题：直线运动规律专题．
分析：分别根据求出两段时间内的位移，从而根据总位移和总时间求出平均速度的大小．
解答：解：物体的总位移x=，则这段时间内的平均速度．故D正确，A、B、C错误．
故选D．
点评：解决本题的关键掌握平均速度的定义式，并能灵活运用．
5. 甲、乙两物体从同一点开始做直线运动，其v－t图象如图2所示，下列判断正确的是(
)
A ．在ta 时刻两物体速度相等
B ．在ta 时刻两物体加速度相等
C ．在ta 时刻之前，乙物体速度比甲物体速度大
D ．在ta 时刻之后，甲物体在乙物体前，并且两物体间的距离越来越大 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. 某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O ，A 为物体运动
一段时间后的位置，如图所示，求出物体做平抛运动的初速度大小为 ．（g 取10m/s 2）
参考答案：
2m/s ．
【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】在竖直方向做自由落体运动，根据△h=gT 2，求出T ，物体在水平方向做匀速直线运动，根据s=v 0T ，即可求出平抛运动的初速度v 0．
【解答】解：由于物体在竖直方向做自由落体运动，故在竖直方向有△h=gT 2，由图可知△h=h 2﹣h 1=（40cm ﹣15cm ）﹣15cm=10cm=0.1m 将△h=0.1m ，g=10m/s 2带入△h=gT 2解得：
T==0.1s ．
物体在水平方向做匀速直线运动故s=v 0T ，将s=20cm=0.2m 带入解得：
故答案为：2m/s ．
7. （10分）如图，质量为0.5 kg 的水桶里盛有1kg 的水，用绳子系住水桶在竖直平面内做
“水流星”表演，转动半径为1 m ，水桶通过最高点的速度为4m/s ，则在最高点时，绳的拉
力为多少？水对杯底的压力为多少？(g 取10 m/)
参考答案：
设绳对水桶和水整体的拉力为F ，对整体分析可知： F+Mg=MV 2
/R 得F=9
N 4分
设桶对水的压力为F 1，对水分析可知，F 1+mg= mV 2
/R 可得F 1=6 N 4分
据牛顿第三定律可知，水对桶底的压力为6
N 2分
8. 电场中A 、B 两点间的电势差，电量为的电荷从A 移到B ，电场力对其做的功为_______ ____J ，其电势能_______．(填增大、减小或不变) 参考答案：
9. 地球绕太阳公转周期和轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球公转周期和轨道半径分别为t 和r ，则太阳质量和地球质量的比值为 ．
参考答案：
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】地球绕太阳公转，知道了轨道半径和公转周期，利用万有引力提供向心力可求出太阳的质量．
月球绕地球公转，知道了轨道半径和公转周期，利用万有引力提供向心力可求出地球的质量．
【解答】解：地球绕太阳公转，由太阳的万有引力提供地球的向心力，则得：
解得太阳的质量为：M=
月球绕地球公转，由地球的万有引力提供月球的向心力，则得：
解得月球的质量为：m=
所以太阳质量与地球质量之比为：
故答案为：．
10. .甲乙两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比m1：m2=2：3，运行轨道的半径之比为4：9，则它们向心力之比为__________，运动的线速度之比为__________，周期之比为__________。

参考答案：
27:8 3:2 8:27
11. 一个有一定厚度的圆盘A，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。

用下面的方法测量它匀速转动的角速度。

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。

实验步骤：
（1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。

（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。

（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量（已知电磁打点计时器打点周期为T）。

需要测量的物理量有；
由已知量和测得量表示的角速度的表达式为
= （用相应的字母表示）。

参考答案：
盘的半径r，n个点之间之间的间距x ；
12. 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．
13. .把质量为0.5kg的石块从10m高处以300角斜向上抛出，初速度是v0=5m/s。

不计空气阻力（g取10m/s2），石块落地的速度多大（）
参考答案：
15m/s
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v–t图象如图所示。

g取10 m/s2，求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）0～10 s内物体运动位移的大小。

参考答案：
（1）u=0.2，（2）F=6N，（3）46m
试题分析：（1）由题中图象知，t＝6 s时撤去外力F，此后6～10 s内物体做匀减速直线运动直至静止，其加速度为
又因为
联立得μ＝0．2。

（2）由题中图象知0～6 s内物体做匀加速直线运动
其加速度大小为
由牛顿第二定律得F－μmg＝ma2
联立得，水平推力F＝6 N。

（3）设0～10 s内物体的位移为x，则x＝x1＋x2＝×（2＋8）×6 m＋×8×4 m＝46 m。

考点：牛顿第二定律
【名师点睛】本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息，并结合匀变速直线运动基本公式及牛顿第二定律求解．属于中档题。

15. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）
A．A球的线速度必定小于B球的线速度
B．A球的角速度必定小于B球的角速度
C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力
参考答案：
B
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0～60 s内汽车的加速度随时间变化的图线如图所示。

(1)画出汽车在0～60 s内的v－t图线；
(2)求在这60 s内汽车行驶的路程。

参考答案：
(1)如图所示。

(2)x＝900m
(1)设t＝10,40,60s时刻的速度分别为v1，v2，v3。

由图知0～10s内汽车以加速度2m·s－2匀加速行驶，由运动学公式得
v1＝2×10m/s＝20m/s①
由图知10～40s内汽车匀速行驶，因此
v2＝20m/s②
由图知40～60s内汽车以加速度1m·s－2匀减速行驶，由运动学公式得
v3＝(20－1×20)＝0③
根据①②③式，可画出汽车在0～60s内的v－t图线。

(2)由速度图线可知，在这60s内汽车行驶的路程为
x＝×20m＝900m④
17. 为了实现“神舟”六号飞船安全着陆，在飞船距地面约1m时（即将着陆前的瞬间），安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作，使返回舱的速度由8m/s降至2m/s。

设返回舱质量为，减速时间为0.2s。

设上述减速过程为匀变速直线运动，试回答和计算在返回舱下降过程中，（g取）。

（1）航天员处于超重还是失重状态？
（2）计算减速时间内，航天员承受的载荷值（即航天员所受的支持力与自身重力的比值）
参考答案：
(1)超重（2）4
18. 如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点，D为半圆轨道的最右端。

一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上。

在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时P到B点的距离为x0。

物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ，半圆轨道半径为R。

现将细线剪断，P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，恰好能通过C点。

试求：
（1）物体经过B点时的速度的大小？
（2）细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小？
（3）物体经过D点时合力的大小？
参考答案：
（1）由于小球恰好能通过最高点C ，则
B到C机械能守恒，则
解得：
（2）P到B过程弹力、摩擦力做功，动能定理：
解得：，则弹簧的弹性势能为
（3）B到D机械能守恒，则
D点轨道对物块的支持力
解得：，则物体经过D点时合力。