江西省吉安市青原山中学2022-2023学年高一物理期末试卷含解析

江西省吉安市青原山中学2022-2023学年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. 如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒固定在竖直面内。有两个质量不同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。则 A. 甲乙两球都是由重力和支持力的合力提供向心力 B. 筒壁对甲球的支持力等于筒壁对乙球的支持力 C. 甲球的运动周期大于乙球的运动周期 D. 甲球的角速度大于乙球的角速度 参考答案： AC 【分析】 对两球受力分析即可得向心力的来源；支持力与重力的合力提供小球所需要的向心力，根据平衡条件即可得支持力大小关系；利用牛顿第二定律列式，结合两球的轨道半径关系即可分析出两球的周期与角速度关系． 【详解】A、对两球受力分析，都受重力、支持力两个力的作用，由于做匀速圆周运动，即合外力提供向心力，故可知甲、乙两球都是由重力与支持力的合力提供向心力，A正确； BCD、设圆锥筒的顶角为，则有：在竖直方向有：，轨道平面内有：，联立可得支持力为：，角速度为：，由于两球的质量不同，则可知两球所受支持力大小不相等，由图可知甲球的轨道半径大于乙球的轨道半径，故甲球的角速度小于乙的角速度，根据可知，甲球的周期大于乙球的周期，BD错误C正确． 2. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（      ）         ww w.ks5 u.co m A．圆环机械能不守恒 B．弹簧的弹性势能先减小后增大 C．弹簧的弹性势能变化了mgh D．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大   参考答案： AC 3. 如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则v1、v2之比为（　　） A．1：1 B．2：1 C．3：2 D．2：3 参考答案： C 【考点】平抛运动． 【分析】两个小球同时做平抛运动，又同时落在C点，说明运动时间相同．小球垂直撞在斜面上的C点，说明速度方向与斜面垂直，可以根据几何关系求出相应的物理量． 【解答】解：小球A做平抛运动，根据分位移公式，有： x=v1t…① y=…② 又tan30°=…③ 联立①②③得：v1=…④ 小球B恰好垂直打到斜面上，则有：tan30°==…⑤ 则得：v2=gt…⑥ 由④⑥得：v1：v2=3：2． 故选：C 4. （单选）物体做曲线运动时，其加速度（   ） A．一定不等于零 B．可能不变     C．一定改变 D．一定不变 参考答案： C 5. （多选）伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有 A．倾角一定时，小球在斜面上滚下的位移与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上滚下的速度与时间成正比 C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角有关 参考答案： BD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.0500s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示（当地重力加速度取9.80m/s2，小球质量m＝0.200kg，计算结果保留三位有效数字）： 时刻 速度（m/s） 4.99 4.48 3.98           （1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度＝__________m/s； （2）从t2到t5时间内，重力势能增量＝_________J，动能减少量＝________J； （3）在误差允许的范围内，若与近似相等，从而验证了机械能守恒定律。造成与不严格相等这种结果的主要原因是__________________。 500，由C点垂直指向AB连线 参考答案： 3.48      1.24(或1.25)       1.28        存在空气阻力 7. 质量为5×103 kg的汽车在t=0时刻速度v0=10 m/s,随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进,经72 s达到最大速度,该汽车受恒定阻力,其大小为2.5×103 N.则: 汽车的最大速度vm=________ m/s,汽车在72 s内经过的路程为____________ m. 参考答案： 24     ____1252 m _ 8. 一根质量可以忽略不计的轻弹簧，某人用两手握住它的两端，分别用100 N的力向两边拉，弹簧的弹力大小为_____N；若弹簧伸长了4 cm，则这弹簧的劲度系数k=________N/m．  参考答案： 100；2500。 9. （4分）一列火车做匀变速直线运动驶来,一人在轨道附近观察火车的运动，如果发现在相邻的两个10s内，列车从他跟前分别驶过8节车厢和6节车厢,每节车厢长8m（连接处长度不计）,则火车的加速度为     m/s2,而人在开始观察时火车速度大小为     m/s。   参考答案： -0.16，7.2 10. 一物体在水平面内沿半径 R=10cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v =2m/s，则它的角速度为_____ rad/s，周期为_____s,向心加速度为______m/s2 参考答案： 11. 如图，质量为10kg的物体在粗糙水平面上向右运动，动摩擦因数μ=0.2。某时刻，受到一个水平向左的推力F=40N，g取10m/s2，则此时物体的加速度大小    m/s2，方向为         。 参考答案： 6，水平向左 12. 汽车沿半径为R=100m的圆跑道行驶，跑道的路面是水平的，路面作用于车轮的静摩擦力的最大值是车重的0.4倍，要使汽车不致于冲出圆跑道，车速最大不能超过_________。 参考答案： 20 13. 光滑斜面的长度为L，一物体自斜面顶端由静止开始匀加速度滑至底端，经历的时间为t，则物体在运动全过程中的平均速度是                                                     ；物体在时的瞬时速度为                                                       ；物体运动到斜面中点时的瞬时速度是                                             ；物体从顶端运动到斜面中点所需的时间是                                          。 参考答案： ， ，， 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （1）在“探究平抛物体运动规律”的实验中，可以测出小球经过曲线上任意位置的瞬时速度.实验简要步骤如下： A．让小球多次从________位置由_________滚下，可以把笔尖放在小球可能经过的地方，如果小球能碰到笔尖，就说明位置找对了，并记下小球的一系列位置. B．为了保证小球离开轨道时做平抛运动，所以安装器材时要注意____________________，并记下斜槽末端O点和过O点的竖直线. C．测出曲线上某点的坐标x、y，用v=_____________算出该点的瞬时速度. D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹. （2）上述实验步骤的合理顺序是______________. 参考答案： 15. （1）在“研究平抛物体的运动”实验中，下列说法正确的是　   　． A．将斜槽的末端切线调成水平 B．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C．斜槽轨道必须光滑 D．每次释放小球时的位置越高，实验效果越好 （2）如图实线为某质点平抛运动轨迹的一部分，AB、BC间水平距离△s1=△s2=0.4m，高度差△h1=0.25m，△h2=0.35m．（g=10m/s2）求： ?抛出初速度v0为　   　； ?由抛出点到A点的时间为　   　； ?质点运动到B点的速度为　   　． 参考答案： （1）AB，（2）4m/s，0.2s，5m/s． 【考点】研究平抛物体的运动． 【分析】（1）根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤． （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初速度．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合速度时间公式求出抛出点到B点的时间，从而得出抛出点到A点的时间．根据平行四边形定则求出B点的速度． 【解答】解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端应切线水平，故A正确． B、小球做平抛运动在同一竖直平面内，应将木板校准到竖直方向，故B正确． C、为了保证小球做平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，释放的位置不是越高越好，故C、D错误． 故选：AB． （2）在竖直方向上，根据得，相等的时间间隔T=，则小球抛出的初速度． B点竖直方向上的分速度m/s=3m/s，则从抛出点到B点的时间，从抛出点到A点的时间tA=tB﹣T=0.3﹣0.1s=0.2s． 根据平行四边形定则知，小球在B点的速度=m/s=5m/s． 故答案为：（1）AB，（2）4m/s，0.2s，5m/s． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 用细绳将木棒AB的A端吊在天花板上，使木棒在竖直方向上静止不动。在A端正下方有一根半透明的玻璃管CD竖直固定在空中，已知点C端距A端1m，管CD长度为0.8m,把细绳轻轻剪断，测得木棒AB通过玻璃管CD的时间间隔为0.4s，重力加速度，求木棒AB的长度。 参考答案： ：设木棒AB的长度为，B端到达C点的时间为，则： ，  即： ，          ①               3分 ，即：           ②               3分                                   ③               4分 有①②③式解得：.    17. 在学校组织的趣味运动会上，科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏．如图所示，将一质量为0.2kg的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，其实沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动，BC段为一段长为L=2.5m的粗糙平面，DEFG为接球槽．圆弧OA和AB的半径分别为R1=0.2m，R2=0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ=0.6，C点离接球槽的高度为h=1.25m，水平距离为x=0.5m，接球槽足够大，求： （1）要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在A点的速度多大？ （2）（1）小题速度下运动到B，在B位置对半圆轨道的压力多大？ （3）这小球能否落进接球槽里？ 参考答案： 解：（1）要使钢球恰好不脱离轨道对最高点A： ， 解得m/s=2m/s． （2）钢球从A到B的过程：， 在B点，根据牛顿第二定律有：， 代入数据联立解得FN=12N， 据牛顿第三定律，钢球在B位置对半圆轨道的压力为12N． （3）要使钢球能落入槽中从C到D平抛， 根据平抛运动的规律有：x=vct，h=， 代入数据解得vC=1m/s． 假设钢球在A点的速度恰为vA=2m/s时，钢球可运动到C点，且速度为vC′， 从A到C，根据动能定理得，，解得， 故当钢球在A点的 速度恰为vA=2m/s时，钢球不可能到达C点，更不可能平抛入槽． 答：