山东省泰安市新矿集团第一中学高一物理期末试卷含解析

山东省泰安市新矿集团第一中学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. 设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行轨道半径r的三次方与其运行周期T的平方之比为常数，即=k，那么k的大小（　　） A．只与行星的质量有关 B．只与恒星的质量有关 C．与恒星和行星的质量都有关 D．与恒星的质量及行星的速率都无关 参考答案： B 【考点】开普勒定律． 【分析】开普勒第三定律中的公式即=k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比 【解答】解：A、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故A错误； B、式中的k只与恒星的质量有关，故B正确； C、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故C错误； D、式中的k只与恒星的质量有关，与行星速率无关，故D错误； 故选：B 2. （单选）用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑圆锥顶上，如右图所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为T，则T随ω2变化的图象是下图中的 (   ) 参考答案： B 3. 对于库仑定律，下列说法正确的是(　 　) A．凡计算两个带电体间的作用力，就可以使用公式F＝k B．两个带电小球即使距离非常近，也能用库仑定律 C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等 D．由公式F＝知r→0时，F→∞ 参考答案： 4. 将一小物体以初速度v0竖直上抛。若物体所受空气阻力大小不变，则小物体在到达最高点的最后一秒和离开最高点的第一秒时间内通过的路程s1和s2、速度的变化量△v1和△v2的大小关系为（     ） A、s1>s2       　　B、s1△v2      D、△v1<△v2 参考答案： AC 5. 如图所示是汽车中的速度计，某同学在 汽车中观察速度计指针位置的变化，开 始时指针指示在如左图所示的位置，经 过7s后指针指示在如右图所示的位置， 若汽车做加速度恒定的变速直线运动， 那么它的加速度约为 A. 7.1m/s2 B. 5.7m/s2 C. 1.6m/s2 D. 2.6m/s2 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. (1)物体的加速度(a)同时跟合外力(F)和质量(M)两个因素有关．研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是___________________（“理想实验法”或“控制变量法”）． (2)某同学的实验方案如图所示，她想用沙和桶的总重力表示小车受到的合外力F，为了减小这种做法而带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施： ①用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是__________________________； ②使沙和桶的总质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于________________．  (3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种： A．利用公式a＝计算； B．根据a＝利用逐差法计算． 两种方案中，你认为选择方案________比较合理． (4)该同学在 “保持小车合外力F不变，探究a与小车质量M的关系”时记录了实验数据，并将数据在坐标系中描点，作出a－图象，如图所示；图线与横轴相交，原因可能是____________________________________． 参考答案： （1）       控制变量法                （2）①     平衡摩擦力             ②     沙和桶的总重力           （3）              B                   （4）   木板倾角偏小     7. 排风扇的转数为n=1440 r / min，则它转动的角速度为ω=    ▲   rad/s，已知扇页半径为R=10cm，扇页边缘处一点的线速度v=   ▲  m/s。 参考答案： 150.72（48π）rad/s 、 15.1m/s(4.8π)  8. 如图所示，质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出，恰好与倾角为37o的斜面垂直碰撞，则此过程中重力的功为     J，重力的冲量为      N·s。 参考答案： 6.4 J， 0.8N·s； 9. 在“探究超重与失重的规律”实验中，得到了如右图所示的图线．图中的实线所示是某同学利用力传感器悬挂一个砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可以知道该砝码的重力约为_________N，A、B、C、D四段图线中砝码处于超重状态的为_________，处于失重状态的为_________． 参考答案： 4（3．9-4．2都算正确），AD，BC 10. 作用于同一物体上的三个力的大小分别为3N、5N、8N，则这三个力的合力最大值为   ，最小值为         。 参考答案： 16N  ；  0  11. （填空）在《验证力的平行四边形定则》实验中，两秤的拉力在图中作出，图中方格每边长度表示1N，O是橡皮条的一个端点，用两个直角三角板作出合力F的图示，最后得到的合力的大小为____________N。 参考答案： 7 12. 从高H和2H处以相同的初速度水平抛出两个物体，它们落地点距抛出点的水平距离之比为（       ） A. 1:2         B. 1:         C. 1:3         D. 1:4 参考答案： B 13. 起重机在5 s内将一个重2×104N 的集装箱匀速提高2 m，在这个过程中起重机的拉力做了       J的功 , 它的功率为        W （    ） A. 105  4×104             B. 4×104   105 C. 4×104   0.8×104       D104    105 参考答案： C 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （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、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、天平、重锤，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6 V、50 Hz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10m/s2，若重锤质量为1 kg. 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，重锤的重力势能减少量为_______________J. 参考答案： （1）低压直流电源、天平  低压交流电源、刻度尺 （2）①1.175  0.69  ②0.71 15. 为了测量某一新发现的行星的半径和质量，一艘宇宙飞船飞近它的表面进行实验．飞船在引力作用下进入该行星表面的圆形轨道，在绕行中做了第一次测量．绕行数圈后，着陆在该行星上，并进行了第二次测量．已知万有引力常量为G．飞船上备有以下实验器材： A．一只精确秒表；B．一个已知质量为m的物体；C．一个量程合适的弹簧秤；D．一把刻度尺 请根据题意回答： （1）第一次测量所选用的实验器材为 A        （填代表器材的字母），直接测量的物理量是 周期T     （同时用文字和符号表示）   （2）第二次测量所选用的实验器材为 BC      （填代表器材的字母），直接测量的物理量是 物体m的重力F    （同时用文字和符号表示） （3）行星的半径为R、质量为M的表达式是：半径R=       、质量M= （用已知量和测出的物理量表示）． 参考答案： （1）A  周期T （2）BC  物体m的重力F （3） （1）重力等于万有引力 因而第一次测量所选用的实验器材为一只精确秒表即A，直接测量的物理量是周期T．   （2）第二次测量所选用的实验器材为B．一个已知质量为m的物体；C．一个量程合适的弹簧秤，直接测量的物理量是物体m的重力F． （3）由①②③三式可解得 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨(电阻不计)与水平面成θ=37°角(sin37°=0.6，cos37°=0.8)放置，导轨上端连有阻值R=1Ω的电阻和理想电流表，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面。现有质量m=1kg、电阻r=3Ω的金属棒，从导轨底端以10m/s的初速度v0沿平行导轨向上运动。现对金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力F，保证棒在沿导轨向上做匀减速运动的整个过程中，每1s内在电阻R上的电压总是变化1V，g取10m/s2。求： (1)电流表读数的最大值； (2)从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中，棒的机械能如何变化，变化了多少？ (3)棒的加速度用符号a表示，请推导出外力F随金属棒在导轨上的位置x变化关系的表达式。(结果用题中所给物理量的符号表示。) 参考答案： (1)金属棒速度最大时，感应电动势E最大，电流I最大，有：                               （3分） (2)设棒运动速度为v时，棒上感应电动势为E，有E=BLv              （1分） 由闭合电路欧姆定律得   E=I(R+r)                                 （1分） 设电阻R两端电压为U，由欧姆定律U=IR得，式中R、r、B、L均为定值， 故 ，m/s2 = 4m/s2              （1分） 由速度位移关系得：  s=12.5m                            （1分） 取金属棒初始位置所在的水平面为零势能面，则有：             （1分） 机械能增加值           （1分） (3)设金属杆到达x处时，速度的大小为v则          （1分） 金属杆的电动势                                          回路中的电流                                          （1分） 金属棒受到的安培力FA=BIL 由牛顿第二定律： FA＋mg sinθ－F=ma                              （2分） 所以  F= mg sinθ+－ma                          （1分） 17. 一列火车总质量m＝500 t，机车发动机的额定功率P＝6×105 W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍，g取10 m/s2，求： (1)火车在水平轨道上行驶的最大速度； (2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v1＝1 m/s和v2＝10 m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2各是多少； (3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P′； (4)若火车从静止开始，保持0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间． 参考答案： (1)12 m/s　(2)1.1 m/s2　0.02 m/s2　(3)5×105 W　(4)4 s 18. 汽车从静止开始以1.5 m/s2加速度前进，同时在车后20米处一人骑车以6 m/s的速度做匀速运动追赶汽车，骑车者能追上汽车吗?若追不上，则两车间