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陕西省咸阳市大乙私立学校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. 质量为m的皮球,与地面碰撞机械能总是损失20%,现将该球从高为h处竖直向下抛出,要使它反弹到h高处,不计空气阻力,则人至少应对皮球做功( )
A. mgh B. mgh C. mgh D.mgh
参考答案:
A
【考点】功的计算.
【分析】由于皮球与地面相撞过程有机械能损失,故分下落和上升两个过程研究.下落过程运用动能定理:,上升过程运动机械能守恒,动能全部转化为势能:,联立可解得人至少应对皮球做的功W.
【解答】解:下落过程中有:
上升过程中有:
联立解得
故A正确、BDC错误.
故选:A.
2. (单选题)某人用手将一质量为1 kg的物体由静止向上提升1 m,这时物体的速度为2 m/s.则下列说法中错误的是(g取10 m/s2)
A、手对物体做功12 J
B、合外力对物体做功12 J
C、合外力对物体做功2 J
D、物体克服重力做功10 J
参考答案:
B
本题是选择错误答案,但根据动能定理可知:合外力对物体做功等于物体动能的变化量。下面计算如下:,由此值可知B错误;向上运动1,C正确;物体克服重力做功为:,D正确;又根据动能定理可得:,代值可得,A选项正确。故本题错误答案为B。
3. 一辆空车和一辆满载货物的同型号的汽车,在同一路面上以相同的速度向同一方向行驶.紧 急刹车后(即车轮不滚动只滑动)那么 ( )
A.货车由于惯性大,滑行距离较大
B.货车由于受的摩擦力较大,滑行距离较小
C.两辆车滑行的距离相同
D.两辆车滑行的时间相同
参考答案:
CD
4. (单选)下列关于力的说法正确的是( )
A. 物体在平衡力作用下一定处于静止状态
B. 在弹性限度内,弹簧的弹力跟弹簧的长度成正比
C.物体受到摩擦力作用时一定受到弹力作用,且这两个力的方向一定相互垂直
D. 合力必大于分力
参考答案:
解:A、物体在平衡力作用下一定处于平衡状态,可能处于匀速直线运动状态,也可能保持静止状态,故A错误;
B、根据胡克定律,在弹性限度内,弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,不是与长度成正比,故B错误;
C、物体受到摩擦力作用时一定受到弹力作用,且这两个力的方向一定相互垂直,其中摩擦力与接触面平行,弹力与接触面垂直,故C正确;
D、两个不共线的分力与合力遵循平行四边形定则,故合力可以大于、等于、小于分力,故D错误;
故选:C.
5. (单选)如图2所示,一重为3N的球固定在AB杆的上端,用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,稳定时测力计的示数为4N,则AB杆对球作用力的大小为( )
A.3N
B.4 N
C.5N
D.7N
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. 小船在宽300m的河中横渡,两河岸均与水流方向平行,水流速度为1.2m/s,船在静水中的航速是3m/s,要求渡河时间最短应该如何渡河? (选填“船头斜指向上游”、“船头始终垂直河岸”、“船头斜指向下游”),渡河的最短时间为 s,若出发点的正对岸为A点,以最短时间渡河到达对岸的B点,则AB间距离为 m.
参考答案:
(1) 0.1 (2) 0.32 (3) 0.80
7. 起重机吊起质量为2×104kg的水泥,某时刻水泥的速度为0.3m/s,那么这时刻水泥的动能为______J,如果水泥在2.0s内上升了0.5m,那么这段时间内水泥克服重力做功的平均功率为______W。(g=10m/s2)
参考答案:
900 5.0×10
8. 某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系,所用交流电的频率为50Hz,如图为某次实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5为计数点,相邻两计数点间还有1个打点未画出.若从纸带上测出x1=5.20cm、x2=5.60cm、x3=6.00cm、x4=6.40cm.则打点计时器打计数点“2”时小车的速度v2= m/s,小车的加速度a= m/s2,依据本实验原理推断第4计数点和第5计数点之间的距离x5= m.(保留三位有效数字)
参考答案:
1.45,2.50,0.0680.
【考点】测定匀变速直线运动的加速度.
【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
【解答】解:由于相邻两计数点间还有1个打点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s.
x1=5.20cm=0.0520m、x2=5.60cm=0.0560m、x3=6.00cm=0.0600m、x4=6.40cm=0.0640m.
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:
v2===1.45 m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4﹣x2=2a1T2
x3﹣x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值,得:
a=
解得:a=2.50m/s2
根据匀变速直线运动的推论得:
x5﹣x4=aT2.
解得:x5=0.0680 m/s
故答案为:1.45,2.50,0.0680.
9. 不计空气阻力,重力加速度取g,以速度v竖直向上抛出一物体,T秒后仍从原地以同样的速度竖直向上抛出另一物体,要使两物体在抛出点上方相遇,则时间T必须小于 ,相遇处离抛出点的高度为 。
参考答案:
10. 某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz,纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是v= m/s,vB = m/s(保留二位有效数字)
参考答案:
11. 如图所示,质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上,整个直杆被固定在竖直转轴上,并保持水平,两球间用劲度系数为k,自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,A球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L,现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动,其角速度为ω,此时弹簧的形变量 ;当稳定转动后,细绳PA突然断裂,此时A的加速度为 。
参考答案:
(1)BC (2)1.0 1.50 20、
12. (6分)在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球A、B,电荷量分别为+2q和-q,两小球用长为L的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态,如图所示,重力加速度为g,A、B小球间的库仑力为F,则AB间细绳上的张力大小为_______,OA间细绳上的张力大小_______。
参考答案:
mg+Eq-F,2mg+Eq
13. 一根弹簧在弹性限度内,用3N的力拉时,其长度为20cm;用5N的力压时,其长度为12cm.由此可知弹簧的原长是 m,劲度系数是 N/m.
参考答案:
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50 Hz。
如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6来表示各相邻两个计数点间的距离,用T表示相邻两计数点时间间隔。由这些已知数据计算:该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=________,其大小为a=________ m/s2。与纸带上D点相对应的瞬时速度v=________ m/s。(答案均要求保留3位有效数字)
参考答案:
答案: 1.93 1.18
利用逐差法求加速度,把纸带分成时间相等的两段:(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)=a(3T)2,所以a=,代入数值得a=1.93 m/s2。D点速度为CE段平均速度vD=CE
15. (1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选用:铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压直流电源、导线、电键、天平。其中不必要的器材有 ;缺少的器材是 。
(2)某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图所示,O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重锤质量为1kg。
①.打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB= m/s,重锤的动能EkB=
J。
②.从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减小量为 J。
③.根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出B点的过程中,得到的结论是 。
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 一物体做匀加速直线运动,初速度为v0=5m/s,加速度为a=0.5m/s2,求:
(1)物体在第4s末的速度;
(2)物体在前3s内的位移;
(3)物体在第3s内的位移。
参考答案:
17. 如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).重力加速度为g,求:
(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止.画出此时小球的受力图,并求力F的大小;
(2)改变拉力F的方向,保持小球静止且轻绳与竖直方向的夹角为α不变,求拉力的最小值Fmin及其方向.
参考答案:
18. 风洞实验室可产生一定区域内风力不变的风,且风力满足F=kv(k为比例系数),如图所示,现有稳定风力自下往上吹,在风的区域内有一条长L=1m的轻绳一端固定在O点,另一端系一个质量为m=100g的小球(小球半径远小于绳长),若给小球一定的初速度,小球能在竖直平面内做圆周运动,A为最高点,B为最低点。忽略一切阻力,且风力大小在小球运动区域内处处相等,那么:
若风速v=2m/s,小球能在竖直平面内做匀速圆周运动,求比例系数k.
设风力的比例系数k不变,若风速v=1m/s,小球在最高点受到绳子拉力是2N,求小球在最高点的速度.
设风力的比例系数k不变,若风速v=4m/s,要在竖直平面内做完整的圆周运动,在最低点的最小速度是多少?
参考答案:
(1)若,小球能在竖直平面内做匀速圆周运动,合力必须指向圆心
那么
解得:
若,小球在最高点受重力、拉力、风力有:
解得:
若,在最低点,小球受最小合力是
因此,在最低点有
解得:
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