2021年山东省淄博市张店区第三中学高一物理期末试卷含解析

2021年山东省淄博市张店区第三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. 有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点，其合力为零。

已知F3=5N，现保持其余二个力大小和方向不变，只将F3的方向沿逆时针方向绕作用点转动900，则这三个力的合力大小变为
A、B、C、
D、仍为零
参考答案：
A
试题分析：因F3=5N，故F1与F2的合力也为5N，方向与F3的方向相反；转动F3后，F1与F2的合力不变，则可以合力与转后的F3合成，故合力为；故选A．
考点：力的合成
2. 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
3. 如图所示，是A、B两质点运动的速度图象，则下列说法正确的是 ( )
A. A质点以10 m/s的速度匀速运动
B. B质点先以5 m/s的速度与A同方向运动1 s，而后停了1 s，最后以5 m/s 相反方向的速度匀速运动
C. B质点最初3 s内的位移是10 m
D. B质点最初3 s内的路程是10 m
参考答案：
ABD
B质点第1 s内的位移为5 m，第2 s内静止，第3 s内的位移为－5 m，故前3 s内，B质点的位移为0，路程为10 m，选项C错，A、B、D对
4. （多选）关于力、运动状态及惯性，下列说法正确的是
A．力是维持物体运动的原因B．力是改变物体运动状态的原因
C．物体的质量越大，惯性越大D．物体的速度越大，惯性越大
参考答案：
BC
5. 力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动一段位移,如果力F1对物体做功为6J,力F2对物体做功为8J,则F1、F2的合力对物体所做的功为
A.10J
B.12J
C.14J
D.16J
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. 如题11图1所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系．
①选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用1
条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做
的功为W；用3条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为___ _____.
②小车运动中会受到摩擦阻力，在实验中应如何操作以消除这种影
响．
参考答案：
)①3W②将木板的一段垫高，使其倾斜，直到在无橡皮筋时木板能够匀速下滑
7. 近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的（选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把（选填“外轨”、
“内轨”）适当降低一定的高度．
参考答案：
外轮，内轨
【考点】向心力．
【分析】火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，进而判断降低哪一侧的高度．
【解答】解：火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，则火车的外轮对轨道有侧向挤压，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度，使外轨高于内轨．
故答案为：外轮，内轨
8. 某同学设计了一个探究平抛运动特点的实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上的同一位置滚下，滚过桌边后钢球便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画）．木板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点．桌子边缘钢球经过的地方挂一条铅垂线．
（1）根据平抛运动性质可知，在竖直方向上，小球做自由落体运动，从抛出开始，小球在两个相邻、相等时间内的竖直位移之比为▲．
（2）在实验中，调节水平板距桌面（抛出位置）的距离，使三次实验中小球下落高度之比为1：4：9，如果测出小球三次运动的水平位移之比为▲，则说明小球在水平方向上的运动是匀速直线运动．参考答案：
1：3，1：2：3 （
9. 竖直悬挂在某点的绳子，放开后让它自由落下，悬点的正下方20m处有一点A，绳子下端到达A点到绳子全部通过A点，所用时间是1s，则该绳长是_____m。

(ｇ取10m／s2）
参考答案：
15
10. 建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。

质量为70kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20kg的建筑材料以0．5m／s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为________N.(g取lOm／s2)
参考答案：
对物体，以加速度0.5m/s2匀加速被拉升，由牛顿第二定律
有：
解得：
对工人，处于平衡状态，则有：
解得：，
由牛顿第三定律可得：。

11. 如图所示，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=1.25cm。

若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用l、g表示），其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。

参考答案：
12. 向心力是指做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力，由牛顿第二定律F=ma，可推出向心力的公式（分别用r、T、f、n表示）F===．
参考答案：
，4π2mf2r，4π2mn2r．
【考点】向心力．
【分析】根据物体做圆周运动向心加速度与周期、转速、频率的关系，得出物体向心力公式．
【解答】解：向心加速度为：
a=rω2==，
又T=，则a=4π2rf2，
转速的大小等于频率，则有：
a=4π2rn2，
根据F=ma知向心力为：
F==4π2mf2r=4π2mn2r．
故答案为：，4π2mf2r，4π2mn2r．
13. 某人将一个小石子从60m高的高空竖直向上抛，测出小石子经过6s到达地面，不计空气阻力和浮力，取g=10m/s2，则小石了抛出时的初速度大小为m/s，到达地面时的速度大小为 m/s。

参考答案：
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R(R为地球半径)，卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g.求：
(1)该卫星所在处的重力加速度g′；
(2)该卫星绕地球转动的角速度ω；
(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔.
参考答案：
（1）（2）（3）
【详解】(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，
在轨道半径为r=2R处,仍有万有引力等于重力mg′=，
解得：g′=g/4；
(2)根据万有引力提供向心力，
mg=，
联立可得ω=，
(3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空
以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.即ω△t?ω0△t=2π
解得：
【点睛】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为2R处，仍有万有引力等于重力mg′=，化简可得在轨道半径为2R 处的重力加速度；
（2）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合黄金代换计算人造卫星绕地球转动的角速度ω；
（3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空．
15. 中国是礼仪之邦，接待客人时常常会泡上一杯热茶。

某同学用热水泡茶时发现茶叶很快就会沉入水底，他想如果用冷水来泡茶情况又是怎样的呢？为此他做了用不同温度的水泡茶的实验，并测出了茶叶从加水到下沉所需的时间，结果如下表所示。

【现象分析】茶叶吸水膨胀，它的重力增大，浮力 ，由于重力大于浮力，所以下沉。

【原因解释】由上表可知，温度越高，茶叶从加水到下沉的时间越短，请从微观角度解释其可能的原因： 。

【实际应用】夏季到了，又是电蚊香大显身手的时候。

使用时，接上电源，使蚊香片温度升 高，香味很快散发到空气中。

请你再举出一个上述原理在生活中应用的例子： 。

参考答案：
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 神舟五号载人飞船在距地面高度为h 的轨道上做匀速圆周运动，已知地球半径为R ，地面附近的重力加速度大小为g ，引力常量为G 。

试求：（1）地球的质量M
（2）飞船在上述圆轨道上运行的周期T 。

参考答案：
解：（1）设飞船质量为m ，速度为v ，圆轨道的半径为r
地面附近 mg=G ………………………………………2分
得 M = ………………………………………1分
（2）由万有引力定律和牛顿第二定律，有
G =m r ………………………………………2分
r=R+h ………………………………
………1分
得T =2π ………………………………………2分
17. 一个质点在一条直线上运动，初速度为v0=2m / s ，加速度a =2m/s2，由质点开始运动的时刻计时。

求：
（1）质点运动到4s 末的速度大小； （2）质点在前4s 时间内的运动的位移大小； （3）质点在第4s 时间内的运动的位移大小。

参考答案：
（1）v=10m / s （2）24m (3)9m
18. 某品牌电热水壶的铭牌上标着如下表所示的数据。

请计算： （1）该电热水壶的电阻；（1分）
（2）当电热水壶装满水后，从20℃加热到100℃，水吸收的热量；（2分）
（3）在额定电压下，要放出这些热量，电热水壶工作的时间。

（不计热量损失）（1分）
（4）如果在用电高峰时间内用电热水壶烧水，电压只有200V 左右，这时电热水壶发热时的功率大约
参考答案：
（1）60.5欧（1分） （2）6.72×105 J （2分） （3）840 S （1分）
（4）661W （650W —670W 均可）（1分）
温度（℃） 20 40 60 80 100 时间（分）
220
130
25
10
4。