2021年河北省张家口市宣化第九中学高一物理上学期期末试卷含解析

2021年河北省张家口市宣化第九中学高一物理上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. （单选）一个物体沿直线运动，它的速度图像如图所示，由此可知：  A.物体在第1秒末回到出发点 B.物体在第2秒末速度方向发生改变 C.前两秒内加速度大小不变，加速度方向在第1秒末改变 D.第2秒内和第5秒内物体运动的加速度相同 参考答案： D 2. 如图所示是一种提升重物的装置，其水平杆一端带有滑轮，另一端嵌入墙中，AOC为提升重物的钢索，已知角AOB等于30°,重物的重量为G,钢索的重量不计，重物处于静止状态，则钢索对滑轮的作用力大小为 A.   B. G    C.   D. 参考答案： B 3. (单选)冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7：1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的    A. 轨道半径约为卡戎的   B. 角速度大小约为卡戎的   C. 线速度大小约为卡戎的7倍速   D. 向心力大小约为卡戎的7倍 参考答案： A 4. “请确定物体在5s时的位置”，这里的“5s时”应理解为(    ) A．0到5s这一段时间                B．4s末到5s末这一段时间 C．5s初，即4s末这一时刻           D．5s末这一时刻 参考答案： D 5. 某质点在恒力F作用下从A点沿图5-48中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力的大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的                     （    ） A.曲线a        B.曲线b    C.曲线c       D.以上三条曲线都不可能 参考答案： A 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系． ①首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω，他们根据实验数据绘出了F﹣ω的关系图象如图中B图线所示，兴趣小组的同学猜测r一定时，F可能与ω2成正比．你认为，可以通过进一步转换，做出　           　关系图象来确定他们的猜测是否正确． ②将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F﹣ω图象，如图中A、C图线所示．通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出ω一定时，F∝r的结论，你认为他们的依据是　                                                  ． ③通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r，其中比例系数k的单位是　  　． 参考答案： ①F与ω2；②取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3：2：1，与其对应半径之比相同．③kg． 【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心力． 【分析】①若F与ω2成正比，则F﹣ω2图象是过原点的倾斜直线，可很直观作出判断． ②在探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系时，应当应用控制变量法，先保证圆周运动的半径不变，探究向心力与角速度之间的关系，然后再更换半径继续探究向心力与角速度之间的关系，最后可以得到向心力与角速度与半径的关系式． ③由F=kω2r表达式，结合各个量的单位分析k的单位． 【解答】解：①通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比．可以通过进一步的转换，通过绘出F与ω2关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的F与ω2的关系式应当是一条过原点的倾斜直线． ②在证实了F∝ω2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条F﹣ω图象，取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3：2：1，与其对应半径之比相同．如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比． ③表达式F=kω2r中F、ω、r的单位分别是N、rad/s、m，又由v=ωr有：1m/s=1（rad/s）?m，由F=ma，有1N=1kg?m/s2，则得： 1N=k×（1rad/s）2×1m=k?m/s2；则得k的单位是kg． 故答案为：①F与ω2；②取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3：2：1，与其对应半径之比相同．③kg． 7. 在 “探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材有：电磁打点计时器、细绳和纸带、钩码和小车、一端有滑轮的长木板、           、          。 参考答案： 低压交流电源  刻度尺 8.   某同学用频闪照相法来研究自由落体运动，现在他想从照好的几张照片中挑出一张恰好在闪光时刻小球开始下落的照片，即小球的第一个曝光位置对应的速度恰为零，图-9中的照片是否满足他的求？             （填“满足”或“不满足”）(图中的数据是前4个曝光位置的球心在某刻度尺上对应的位置) 参考答案： 不满足 9. 质量为m的运动员双手握住竖直的杆匀速攀上和匀速下滑时，运动员所受的摩擦力分别为F1=     ，F2=     。已知运动员和杆间的动摩擦因数为μ。 参考答案： mg，mg 10. 如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为________。 参考答案： 11. 如图所示一小球以υ0=10m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为450，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为600，（空气阻力忽略不计，取g=10m/s2），小球经过A、B两点的时间间隔为 t=            s，A、B两点间的高度差为h=           m. 参考答案： t=S         ， h=10m       12. 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： 13. 如图所示，一质量为m的小物体（可视为质点）从高为h的斜面上端滑到斜面底端，斜面固定在水平地面上，重力加速度为g。此过程中，重力对物体做功WG =_________；斜面对物体的弹力做功WN =_________。             参考答案： mgh   0 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验： (1)甲同学采用如图(1)所示的装置。金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明                                                                                                                  (2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出。实验可观察到的现象应是                               。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明                                                    。 (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每__________s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为___________m/s，经过b点时速度大小为        m/s；(g取10m/s2) 参考答案： （1）     平抛运动在竖直方向做自由落体运动       （2）    P球落地时刚好和Q球相遇                 说明     平抛运动在水平方向做匀速直线运动         （3）    0.1s          2 m/s            2.5 m/s    15. 如图是某同学在研究小车做匀变速直线运动时，用打点计时器打出的一条纸带。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。由图中的数据可知，小车做              运动（选填“匀加速直线运动”或“匀减速直线运动”）；小车运动到C点的瞬时速度为     ；小车的加速度为            。   参考答案： 匀加速直线运动      ，         0.24           ，         0.8  四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 在“勇气号”火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来.假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为v0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计火星大气阻力.已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T,火星可视为半径为r0的均匀球体. 参考答案： ; ；    ； 17. 由静止开始做匀加速运动的汽车，第1s内通过的位移为2.0m，求： （1）做匀加速运动的汽车的加速度 (2) 汽车第3s末的速度 (3) 汽车前5秒的平均速度 参考答案： （1）做匀加速运动的汽车的加速度   4 (2) 汽车第3s末的速度   12 (3) 汽车前5秒的平均速度  10 18. 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前S0=13.5m处作了标记，并以V=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒。已知接力区的长度为L=20m。 求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a； （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 参考答案： （1）a=3m/s2 （2）6.5m （1）设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt-vt/2=13.5 将v=9代入得到：t=3s, 再有 v=at 解得：a=3m/s2 （2）在追上乙的时候，乙走的距离为s, 则：s=at2/2 代入数据得到 s=13.5m 所以乙离接力区末端的距离为?s=20-13.5=6.5m