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贵州省贵阳市清镇流长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)假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣。他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,如图所示,菜刀横截面为等腰三角形,刀刃前部的横截面顶角较小,后部的顶角较大,他先后做出过几个猜想,其中合理的是
A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关
B.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
参考答案:
D 解析解:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示
当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体.由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示.在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大.但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚.使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就是这个意思.故D正确.故选:D
2. 如图所示,物体A以速度v沿杆匀速下滑,A用细绳通过定滑轮 拉物体B,当绳与水平夹角为时,B的速度为( )
A.vcos B.vsin C.v/cos D.v/sin
参考答案:
B
3. 一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动B点.则由此可以断定列车的运行情况是 ( )
A.减速行驶,向北转弯
B.减速行驶,向南转弯
C.加速行驶,向南转弯
D.加速行驶,向北转弯
参考答案:
B
4. 下列说法正确的是( )
A.牛顿通过“斜面实验”,推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”
B.开普勒将第谷的几千个数据归纳出简洁的三定律,掲示了行星运动的规律
C.用质点来代替实际物体的研究方法是等效替代法
D.卡文迪许利用扭秤实验得出万有引力与距离的平方成正比
参考答案:
B
【考点】物理学史.
【分析】根据物理学史的相关知识,即可对题目做出正确的解答:伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”的观点;开普勒将第谷的几千个数据归纳出简洁的三定律,掲示了行星运动的规律;牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用实验测定了万有引力恒量.
【解答】解:A、伽利略通过理想斜面实验,假设没有摩擦,物体将一直运动下去不会停止,从而推翻“力是维持物体运动的原因”,故A错误;
B、开普勒将第谷的几千个数据归纳出简洁的三定律,掲示了行星运动的规律,故B正确;
C、用质点来代替实际物体的研究方法是理想模型法,故C错误;
D、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用实验测定了万有引力恒量,故D错误.
故选:B
5. 如图所示,直立的弹簧下端固定在地面上,在距弹簧上端h=1m处有一质量为m=200g的钢球自由下落,落到弹簧上以后,弹簧的最大压缩量为10cm,若球与弹簧碰撞时无能量损失,g=10m/s2,则弹簧的最大弹性势能是 ( )
A.2J B.2.2J C.20J D.22J
参考答案:
B
【考点】功能关系.
【分析】明确小球下落中小球和弹簧组成的系统中能量转化情况,知道小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能,从而求出弹簧的最大弹性势能.
【解答】解:压缩到最小时,小球机械能减小量为:E=mg(h+△h)=0.2×10×(1+0.1)=2.2J;对小球和弹簧组成的系统分析可知机械能守恒;根据机械能守恒定律可知,小球减小的机械能全部转化为弹簧的弹性势能;故弹簧增加的最大弹性势能为2.2J,故B正确,ACD错误.
故选:B.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 目前实验用的打点计时器有 计时器和 计时器两种,它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流,所以都是每隔 s打一个点。
参考答案:
7. 伽利略通过研究自由落体与物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律,伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由落体遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图7所示,图中OA表示测得的时间,矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程,则图中OD的长度表示__________,P为DE的中点,连接OP且延长交AE的延长线于B点,则AB的长度表示_______________。
参考答案:
、平均速度,末速度
8. 质点做直线运动,其s-t关系如图所示,质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s,质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。
参考答案:
9. 假如2025年,你成功登上月球。给你一架天平(带砝码)、一个弹簧秤、一个秒表和一个小铁球,如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时,手对小球所做的功。步骤:
(1)用弹簧秤、天平分别测量小球的 、 可以计算出月球表面重力加速度。(写出物理量名称和符号)
(2)用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t
(3)写出手对小球所做功W= 。(用直接测量的物理量符号表示)
参考答案:
(1)重力F 质量m (2)W= (F用G表示也可以)
10. 一辆汽车初速度是10 m/s,现在以2 m/s2的加速度做匀变速直线运动,则汽车在第2 s末的速度是________m/s,经过6 s以后,汽车的速度是________m/s.
参考答案:
11. 小球做平抛运动的闪光照片的一部分如图所示。图中每小格边长为1.09cm,闪光的快慢为每秒30次。根据此图计算小球平抛运动的初速度 m/s和当地的重力加速度 m/s2。
参考答案:
12. 如图所示,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=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo= (用l、g表示),其值是 (取g=9.8m/s2),小球在b点的速率是 。
参考答案:
13. 质量为2kg的物体沿倾角为300的斜面由静止开始下滑,1秒内下滑了2m,则其重力势能改变了________J,1秒末重力的瞬时功率为________w。 (g=10m/s2)
参考答案:
20J 40W
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在完成《验证机械能守恒定律》的实验中,
(1)不需测量或计算的物理量是:( )
A、下落高度 B、瞬时速度 C、重物的质量 D、时间
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1kg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s.那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中,物体重力势能的减少量Ep=_______J,此过程中物体动能的增加量Ek=______J.由此可得到的结论是 .(g=9.8 m/s2,保留三位有效数字)
参考答案:
(1)C
(2)2.28;2.26 ;在实验误差允许的范围内机械能是守恒的
15. 如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系(摩擦已平衡)。小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子。沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M。
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度。以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线。
在本次实验中,如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时,获得的实验数据是否会和理论预期产生较大差异?
答: ▲ (填“会”或“不会”)。理由是:
▲ 。
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶 内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系。用图象法处理数据时,以加速度a为纵横,应该以 ▲ 为横轴。
参考答案:
不会 因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于mg
(1)将车内的沙子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,
研究对象是整个系统,,
系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg,不必满足M?m这样的条件.
所以如果沙桶的总重力mg与Mg相比非常接近时,获得的实验数据不会和理论预期产生较大差异;
(2)向小车内添加或去掉部分沙子,是改变系统的总质量M+m,而系统的合外力仍等于所悬挂沙桶的重力mg,保证了合外力不变.所以用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以M+m倒数为横轴即。
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图,是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为,人以的速度过轨道最高点,并以的速度过最低点。求在、两点轨道对摩托车的压力大小各为多少?
参考答案:
17. 火车沿平直轨道以20m/s的速度向前运动,司机发现正前方50m处有一列火车正以8m/s的速度沿同一方向行驶,为避免相撞,司机立即刹车,刹车的加速度大小至少应是多大?
参考答案:
解:两车不相撞的临界情况是速度相等时恰好不相撞,设刹车的加速度大小为a,
根据速度公式有:v1﹣at=v2,
根据位移关系有:,
代入数据,联立解得a=1.44m/s2.
答:刹车的加速度大小至少应是1.44m/s2.
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】两火车恰好不碰撞的临界情况是速度相等时,恰好不相撞,结合速度公式和位移公式,抓住位移关系求出刹车的加速度大小.
18. 在市区某路段同一直行车道上,甲车在后、乙车在前同向匀速行驶,甲车速度v1=12m/s,乙车速度v2=8m/s.当甲车车头与乙车车尾距离s=5m时,甲车开始刹车做匀减速运动.问:甲车的加速度大小需满足什么条件,才能避免和乙车追尾相撞?
参考答案:
解:设甲车刹车匀减速运动加速度大小为a时,恰好能不与乙车追尾相撞,则:当两车的速度相等时,甲车车头与乙车车尾恰好相遇.
设该过程行驶的时间为t
所以t时刻两车速度相等:v1﹣at=v2
得at
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