2021-2022学年湖北省武汉市实验中学高一物理期末试题含解析

2021-2022学年湖北省武汉市实验中学高一物理期末试题含解析 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. 关于曲线运动，下列说法正确的有（　　） A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动是变速运动 B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变 C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心 D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动 参考答案： A 【考点】物体做曲线运动的条件． 【分析】物体做曲线运动时，所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力． 【解答】解：A、无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动．所以A正确． B、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，如平抛运动，故B错误． C、物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力．故C错误； D、匀速圆周运动受到的向心力是始终指向圆心的，合力垂直于初速度方向的方向，并不一定始终与速度的方向垂直，比如平抛运动的受力就是这样，所以D错误． 故选A． 2. 一个物体作直线运动，计算机扫描仪输出的该物体的位移随时间变化的函数关系是S=2t2+4t (m), 则根据此函数式可以得到它运动的初速度和加速度分别是（ ） A. 0、4m/s2    B. 4m/s、2m/s2    C. \4m/s、1m/s2    D. 4m/s、4m/s2 参考答案： D 试题分析：由匀变速直线运动的表达式s=v0t+0.5at2，可知加速度为4m/s2，初速度为4m/s，D对； 考点：考查匀变速直线运动 点评：难度较小，对于该类型题只需要把关系式与匀变速直线运动的通式系数对号入座即可 3. 如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（     ） （A） 运动过程中小球的机械能守恒 （B） t2时刻小球的加速度为零 （C） t1 ～t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小 （D） t2 ～t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加 参考答案： D 4. （单选）关于离心运动，下列说法中正确的是 (   ) A．物体一直不受外力的作用时，可能做离心运动 B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就将做离心运动 D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力变小时将做离心运动 参考答案： D 5. （单选）“神十”飞天标志着我国航天事业的长足发展，那么要使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度是（      ） A. 逃逸速度                      B.第一宇宙速度 C. 第二宇宙速度                  D. 第三宇宙速度 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 电磁打点计时器工作电源是　　  （选填“直流”或“交流”）电源，电压为        V以下；电火花打点计时器是工作电压为           V，频率为50Hz时，每隔           s打一次点. 参考答案： （1）交流 ，4～6或6；220，0.02 7. 如图为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度。在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图所示的a-F关系图线。 （1）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为：________________________________________________。 （2）（单选题）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是                                                （       ） （A）小车与轨道之间存在摩擦          （B）释放小车之前就启动记录数据的程序 （C）钩码总质量很小，远小于小车的总质量       （D）钩码总质量过大 （3）本实验运用了______________的科学方法。 参考答案： （1）摩擦力过大（2分，答“未平衡摩擦力”同样给分） ；  （2）D（2分） （3）控制变量法（1分） 8. （填空）（2015春?长沙校级月考）如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50Hz的电源，则ae段的平均速度为　2.19　 m/s．d点的瞬时速度约为　3.28　 m/s． 参考答案： 2.19，3.28． 解：电源频率为50Hz，打点周期为0.02s，计数点间的时间间隔：T=0.02s×5=0.1s； ae段的平均速度为： =2.19m/s； 做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，经过d点的瞬时速度为： vd=； 故答案为：2.19，3.28． 9. 下图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的计数点（相邻计数点时间间隔为0.1s），但第3个计数点没有画出。由图数据可求得： （1）该物体的加速度为         m/s2，（保留两位小数） （2）第3个计数点与第2个计数点的距离约为         cm，（保留两位小数） （3）打第3个计数点时该物体的速度为           m/s。（保留两位小数） 参考答案： 10. 参考答案： 11. 已知地球的半径为R，地面的重力加速度为，引力常量为G，如果不考虑地球自转的影响，那么地球的质量表达式为_______，地球平均密度的表达式为_______．   参考答案： 12. 下图是甲物体的位移图象和乙物体的速度图象.试根据图象求出从A→B→C→D的各段时间内，甲物体在5s内的位移是       m ， 乙物体在5s内的位移是      m       参考答案： -2  16 13. 电磁打点计时器是一种使用________(直流或交流)电源的计时仪器，它的工作电压在4～6 V．当电源频率为50 Hz时，它每隔________ s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的上面．仪器安装好后，让纸带运动之前应先将打点计时器的电源开关________(断开或接通)． 参考答案： 交流   0.02    限位孔    接通 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在“验证机械能守恒定律”的实验中： （1）下面列举了该实验的某几个操作步骤： A按照图（甲）所示的装置安装器材； B 将电磁式打点计时器接到电源的直流输出端上； C 释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带； D测量打出的纸带上某些点到第一个点之间的距离； E根据测量的结果计算重锤下落的过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中，有两个步骤明显错误或不恰当，请将其选项对应的字母填在下面的空行内                             （2）用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图乙所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0 ，点A、C间的距离为s1 ,点C、E间的距离为s2 ,交流电的周期为T，则根据这些条件计算重锤下落的加速度速度的表达式为a=               . （3）“验证机械能守恒定律”的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在着阻力的作用，我们可以通过测量物理量（写出名称和符号）          ，试用这个物理量和（2）中已经测出的加速度a（可直接用a）表示出重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=                  。（当地重力加速度为g） 参考答案： （1）B  C；（2）（S2-S1）/4T2；（3）重锤质量m， m（g-a） 15. 关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是 A．电火花计时器用6V以下交流电源，交流电频率为50Hz B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面 C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源 D．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺 参考答案： CD 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=1060,平台与AB连线的高度差为h=0.8m．（计算中取g=10m/s2,sin530=0.8，cos530=0.6）求： （1）小孩平抛的初速度 （2）若小孩运动到圆弧轨道最低点时的速度为4 m/s，求此时他对轨道的压力 参考答案： 3m/s  780 17. 水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，g取10m/s2．试求： （1）石子的抛出点距地面的高度； （2）石子抛出的水平初速度． 参考答案： 解：（1 ）石子做平抛运动，竖直方向有：h=gt2=×10×0.42m=0.8m           （2 ）落地时竖直方向分速度：vy=gt=10×0.4m/s=4m/s     落地速度方向和水平方向的夹角是53° 则：tan53°==可得水平速度为：vx=×4m/s=3m/s      答：（1）石子的抛出点距地面的高度为0.8m； （2）石子抛出的水平初速度为3m/s． 【考点】平抛运动． 【分析】（1）石子做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，根据h=gt2求出石子的抛出点距地面的高度． （2）根据落地的时间，求出竖直方向上的分速度，结合落地的速度方向求出石子抛出的水平初速度． 18. 地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间的相差数据如下： XX型号 地铁机车 地铁电力机车功率106W 平均速度 60km/h 牵引力5×104N 额定载客量 500人 XX型号 公交汽车 燃油热值 4×107J/kg 平均速度 15km/h 牵引力3000N 额定载客量 40人 （1）甲、乙两地铁站相距1.8km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？ （2）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？ （3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点（写出两条即可） 参考答案：