2023年湖南省娄底市鹅溪中学高一物理下学期期末试卷含解析

2023年湖南省娄底市鹅溪中学高一物理下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. （多选）某同学在用电磁打点计时器记录纸带研究物体的自由下落运动时，为了提高实验的准确度，他做了如下的一些操作，不恰当的是  （    ） A．纸带应平行于打点计时器的限位孔      B．整个装置放在水平方向上 C．手托着重物下落                      D．先接通电源再释放重物 参考答案： BC 2. 关于运动合成的下列说法中正确的是： A.合速度的大小一定比每个分速度的大小都大 B.合运动的时间等于两个分运动经历的时间之和 C.两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动 D.只要两个分运动是直线运动，合运动一定也是直线运动   参考答案： C 3. (单选)从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，小球与地面相碰后弹起，上升到离地高度2m处被接住，则小球从被抛出到被接住这段过程 A. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m B. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m C. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7m D. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m 参考答案： A 4. 质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为（  ） A．                      B．  C．            D．不能确定      参考答案： C 5. （单选）汽车上坡时，必须换挡，其目的是（　　） A．减小速度，得到较小的牵引力 B．增大速度，得到较小的牵引力 C．减小速度，得到较大的牵引力 D．增大速度，得到较大的牵引力 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. 有一在光滑水平面上的弹簧振子，在B、C之间做简谐振动，测得BC之间距离为 20cm，振子在10s内完成5次全振动，则振动的振幅为          ，振子在3s内通过路程为          。 参考答案： 7. 如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图象，则超声波的速度为        物体的平均速度为           参考答案： 8. 一个物体从H高处自由落下，经过最后200m所用的时间是4s，则物体下落所用的总时间T和高度H分别是（    ）(取g＝10m/s2，空气阻力不计) A．T=7s        B．T=8s        C．H=245m        D．H=320m 参考答案： AC 9. 如图所示，内壁光滑的圆锥容器固定在竖直平面内，其顶点与底面圆心的连线与水平面垂直。A、B两物体分别在半径为1cm、2cm的水平圆周上做匀速圆周运动，则A、B两物体的线速度大小之比vA：vB =______（2）角速度大小之比ωA：ωB = ______（3）周期之比TA：TB = ______。 参考答案： 1：；：1，1：          10. 如图所示的皮带传动装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三轮半径的关系为：r1=2r2，r3=1.5r1，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、B、C三点的线速度之比为　  　．角速度之比为　   　．加速度之比为　   　． 参考答案： 1：1：3，1：2：2，1：2：6． 【考点】线速度、角速度和周期、转速． 【分析】A、B两点同缘传动，线速度相等；B、C两点同轴转动，角速度相等；然后结合公式v=ωr和公式a==ω2r列得分析． 【解答】解：A、B两点同缘传动，线速度相等，故：vA=vB 根据公式v=ωr，A、B两点的角速度之比为：ωA：ωB=r2：r1=1：2 根据公式a=，A、B两点的加速度之比为：aA：aB=r2：r1=1：2 B、C两点同轴转动，角速度相等，故：ωB=ωC 根据公式v=ωr，B、C两点的线速度之比为：vB：vC=r2：r3=1：3 根据公式a=ω2r，B、C两点的加速度之比为：aB：aC=r2：r3=1：3 故： vA：vB：vC=1：1：3 ωA：ωB：ωC=r2：r1=1：2：2 aA：aB：aC=r2：r1=1：2：6 故答案为：1：1：3，1：2：2，1：2：6． 11. 倾角为450，高为1.8m的斜面如图所示，在其顶点水平抛出一石子，它刚好落在这个斜面底端的B点，则石子经______s落到B点，经______s速度与斜面平行。(g取10m/s2) 参考答案： 12. 某宇航员登上没有空气的未知星球后，将一个小物体沿水平方向抛出，并采用频闪照相的方法记录下小物体在运动过程中的4个位置A、B、C、D，如图所示，已知两次曝光的时间间隔为0.1s，照片中每一小方格边长为5cm．则可知小物体抛出瞬间的速度为　  　m/s，该星球表面的重力加速度为　  　m/s2．若已知该星球的半径为地球半径的，地球表面重力加速度取10m/s2，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则该星球的第一宇宙速度为　  　km/s． 参考答案： 1，5，3.95． 【考点】研究平抛物体的运动． 【分析】根据水平位移和时间间隔求出小物体抛出的初速度．根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度．结合重力提供向心力求出第一宇宙速度的表达式，结合重力加速度和半径之比求出第一宇宙速度之比，从而求出星球的第一宇宙速度． 【解答】解：小物体抛出时的速度为： ． 在竖直方向上，根据△y=L=gT2得： g=． 根据得第一宇宙速度为：v= 因为星球与地球的重力加速度之比为1：2，半径之比为1：2，则第一宇宙速度之比为1：2，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，可知该星球的第一宇宙速度为3.95km/s． 故答案为：1，5，3.95． 13. 如图8所示支架，绳子AB能承受的最大拉力和杆AC能承受的最大压力均为1000 N，绳和杆的自重均不计，AB与竖直墙的夹角为60°，AC与竖直墙的夹角为30°，求为使绳与杆都不被破坏，悬挂物的重力G最大是____________N，如果缩短绳AB的长度，则杆所受的压力大小____________（填“增大”、“不变”或“减小”），绳AB所受拉力的大小____________（同上）。 参考答案： 、1154，不变，减小，（提示：杆所受压力比绳AB所受拉力大；后一半问题用相似三角形对应边成比例分析）， 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （多选）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如右图所示．下列表述正确的是(　　) A．a的原长比b的短 B．a的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．在弹性限度内，测得的弹力与弹簧的形变量成正比 参考答案： ABD 15. 在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）．已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9.80m/s2． （1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是　  　． （2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为　        　，打点计时器打下的第一个点是O，计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为　        　（均保留三位有效数字）．这样他发现重力势能的减小量　  　（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一误差的原因是　             ． 参考答案： 1.22m；1.20m；大于；纸带与打点计时器之间有摩擦使机械有少量的损失． 【考点】验证机械能守恒定律． 【分析】（1）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估读到下一位． （2）动能的增加量： mv2，势能的减小量：mgh；由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量． 【解答】解：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位． 这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段：15.7，应记作15.70cm． 故答案为：OC． （2）重力势能减小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ 中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小： =1.55m/s EkB==1.20mJ 由于物体下落过程中存在摩擦阻力，因此动能的增加量小于势能的减小量， 故答案为：1.22m；1.20m；大于；纸带与打点计时器之间有摩擦使机械有少量的损失． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，小车连同其固定支架的总质量为M=3m，支架右端通过长为L的不可伸长的轻绳悬挂一质量为m的小球，轻绳可绕结点在竖直平面内转动，车和小球整体以速度向右匀速行驶。突然，小车因撞到正前方固定障碍物，速度立即变为零，小球以v0为初速度开始在竖直平面内做圆周运动。当小球第一次到达最高点时，地面对车的支持力恰好为零。已知在此过程中，小车一直未动，重力加速度为g。求： （1）小车与障碍物碰撞后瞬间，轻绳上的拉力大小； （2）小球第一次到最高点时的速度大小； （3）小球从最低点到第一次到达最高点过程中，克服空气阻力做的功。 参考答案： （1）小车撞到障碍物瞬间，对小球       解得 （2）小球过最高点时，对小车           此时，对小球            解得       （3分）从小车与障碍物相撞到小球第一次运动到最高点，对小球          解得          故，小球克服摩擦力做功为     17. （15分）如图所示，A物的质量为2×104kg，放在倾角为30o的斜面上，轮轴B的质量为1×104kg，放置在水平面上，A、B用绕过滑轮C的细线相连接，绳CE处于水平位置。现在轮轴的边缘上绕一细绳，绳的一端D施加一水平力F，设滑轮C和绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦不计。重物A与斜面间的动摩擦因数为0.7，轮轴B与水平面间的摩擦系数为0.5，图中R=2r。试求；欲使此系统保持平衡状态，力F的取值范围为多少？ 参考答案： 解析： 本题考查一般物体的平衡条件：同时满足力的平衡条件和力矩平衡条件。 （1）物A放在斜面上，摩擦角                    故当沿斜面方向的绳的拉力T=0时A也能静止在斜面上，即作用在轮轴边缘D处的水平力最小值为    （2）当水平力F由零逐渐增大时，A有沿斜面上滑趋势，考虑当A受到最大静摩擦力时，由摩擦定律和力的平衡条件（受力如图）有：                     所以       这时假设轮轴能平衡，以H为转轴由力矩平衡条件有              而         R=2r 所以      B受的静摩擦力              (3) 而     故轮轴B不能保持平衡，由此可见，欲使系统处于平衡状态，A不可能达到极限平衡状态。由（3）式有：                                      (4) 又