2022年山西省阳泉市黄统岭中学高一物理下学期期末试题含解析

2022年山西省阳泉市黄统岭中学高一物理下学期期末试题含解析 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. （多选）2011年8月26日消息，英国曼彻斯特大学的天文学家认为，他们已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全由钻石构成。若已知万有引力常量，还需知道哪些信息可以计算该行星的质量（   ） A．该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径 B．该行星的自转周期与星体的半径 C．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径 D．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度 参考答案： CD 2. 如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则(    ) A.摩擦力对A、B做功不相等 B.A、B动能的增量相同 C.F对A做的功与F对B做的功相等 D.合外力对A做的功与合外力对B做的功相等 参考答案： ABD 3. 质量为m的滑块沿着高为h，长为l的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑至底端的过程中，下列几种说法中： ①重力对滑块所做的功为mgh ②滑块的机械能守恒 ③滑块的重力势能减少了mgh ④滑块克服摩擦力所做的功为mgh 上述说法中正确的是(　   ) 　　A．①②③ B．②③④ 　　C．①③④ D．①②④ 参考答案： C 4. 如图3所示，物体沿两个半径为R的半圆弧由A经B运动到C，则它的位移和路程分别是            A．0，0                             B．4R    向东，  2πR向东     C．2πR  向东，  4R                 D．4R    向东，  2πR 参考答案： D 5. 关于曲线运动，有下列说法①曲线运动一定是变速运动②曲线运动一定是匀变速运动③在平衡力作用下，物体可以做曲线运动④在恒力作用下，物体可以做曲线运动 其中正确的是（    ） A、①③         B、①④          C、②③          D、②④ 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. 一根质量可以忽略不计的轻弹簧，某人用两手握住它的两端，分别用100 N的力向两边拉，弹簧伸长4cm，则这弹簧的劲度系数k=________N/m。 参考答案： 2500 7. 气球以10m/s的速度匀速上升，当它上升到离地15米高处，从气球上掉下一个物体，不计空气阻力则物体__________s后落地。 参考答案： 3   8. 甲同学的家和学校均坐落于一条笔直公路的路边，一天，他骑自行车去上学，先以4 m/s的平均速度骑行，当走到一半路程时，被后边的乙同学追上，于是两人一起以6 m/s的平均速度骑行直到学校，则甲同学全程的平均速度大小为 _______m/s。? 参考答案： 4.8 9. 凤冠山风景秀丽，是安溪人民休闲养身好去处。假设凤冠山顶离地面高度约980米，一同学若站在该山顶上将一石子以5m/s的速度水平抛出，忽略空气阻力，则该石子落地点（假设能落至山底）距抛出点的水平距离约          m。（g取10m/s2） 参考答案： 70  10. 物体做匀加速直线运动初速度V0=2m/s，加速度a=1m/s2，则第3秒末的速度是             m／s，第3秒的位移是         m 。 参考答案：    5   m／s，    4.5   m 。 11. 一辆质量为2.0×103kg的汽车在每前进100m上升5m的倾斜公路上向上行驶．汽车行驶过程中所受空气和摩擦的阻力共恒为1.0×103N，且保持功率恒为50kW，则汽车在运动过程中所能达到的最大速度为　25　m/s；当汽车加速度为4.0m/s2时的速度为　5　m/s．（g取10m/s2） 参考答案： 25，5 解：保持功率不变，当牵引力等于阻力加上重力沿斜面的分量时，速度达到最大即为： P=FV=（f+mgsinθ）V 解得：V= 由F′﹣f﹣mgsinθ=ma得： F′=f+ma+mgsinθ=1000+1000+2000×4N=10000N P=F′V′ 解得：V′= 故答案为：25，5 12. 在市区，若汽车急刹车时轮胎与路面擦痕（刹车距离）超过10 m，行人就来不及避让，因此必须限制车的速度.若刹车加速度大小按5 m/s2计算，则限速路程牌上应标出的车速为____________m/s. 参考答案： 10m/s 13. 一根质量可以忽略不计的轻弹簧，某人用两手握住它的两端，分别用100 N的力向两边拉，弹簧的弹力大小为_____N；若弹簧伸长了4 cm，则这弹簧的劲度系数k=________N/m．  参考答案： 100；2500。 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. （填空）在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中： （1）某同学在接通电进行实验之前，将实验器材组装，如图所示。请你指出该装置中错误或不妥之 处： 。 （2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度为        m/s2。（保留三位有效数字） （3）该同学要探究小车的加速度和质量的关系，应该保持       不变；若该同学要探究加速度和拉力的关系，应保持       不变。 （4）该同学通过数据的处理作出了图象，如图所示，则      ①图中的直线不过原点的原因是       。 ②此图中直线发生弯曲的原因是砂桶质量      （填“偏大”或“偏小”）。 参考答案： （1）不应使用干电池   （2）0.195（3）F或拉力   质量或M   (4)平衡摩擦力太过    偏重 15. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么： （1）实验中下列物理量中需要直接测量的量有　  　，通过计算可得到的量有　   　（填字母序号）． A．重锤质量            B．重力加速度 C．重锤下落的高度      D．与下落高度相应的重锤的瞬时速度 （2）纸带的　  　 （填“P”或“C”，用字母表示）端与重物相连； （3）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=　   　m/s（保留到小数点后两位）； （4）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=　   　J，此过程中物体动能的增加量△Ek=　  　J；（g取9.8m/s2保留到小数点后两位） （5）通过计算表明数值上△EP　   　△Ek（填“大于”“小于”或“等于”），这是因为　                                 　，实验的结论是：　                 　． 参考答案： （1）C；D；（2）P；（3）0.98；（4）0.49，0.48； （5）大于；重物下落过程中受到阻力；在误差允许范围内，减少的重力势能等于增加的动能，即机械能守恒． 【考点】验证机械能守恒定律． 【分析】书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚． 纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度．从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值． 该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在． 【解答】解：（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量．重力加速度与实验无关．通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度． （2）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是P点． （3）利用匀变速直线运动的推论 vB===0.98m/s （4）重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J． EkB=mvB2=0.48J （5）由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失，所以减少的重力势能大于增加的动能． 在误差允许范围内，减少的重力势能等于增加的动能，即机械能守恒． 故答案为：（1）C；D；（2）P；（3）0.98；（4）0.49，0.48； （5）大于；重物下落过程中受到阻力；在误差允许范围内，减少的重力势能等于增加的动能，即机械能守恒． 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 质量为2 kg的物体放在水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当物体刚开始运动时，弹簧伸长了3 cm，当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长2 cm，已知弹簧的劲度系数为k= 200 N/m(g=10 N/kg)，求： （1）物体所受的最大静摩擦力为多少? （2）物体和地板间的动摩擦因数. 参考答案： 6N    0.2 17. 汽车发动机的额定功率为60kw，汽车的质量为3×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍（重力加速度g=10m/s2）求： （1）汽车保持额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是多少？ （2）汽车从静止开始，保持1m/s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 参考答案： 解（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，由P=Fv=fvm得： vm==20m/s． （2）由F﹣f=ma得牵引力为： F=f+ma=0.1×3×104+3×103×1N=6000N， 则匀加速直线运动最大速度为： v=m/s=10m/s， 由v=at得匀加速运动的时间为： t==10s． 答：（1）汽车保持额定功率，从静止起动后能达到的最大速度是20m/s； （2）这一过程能维持10s时间． 【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律． 【分析】（1）当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大，根据P=fvm求出汽车的最大速度． （2）根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速直线运动的时间． 18. 如图所示，mA=4kg，mB=1kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，B与地面间的距离s=0.8m，A、B间绳子足够长，A、B原来静止，求： （1）B落到地面时的速度为多大；（用根号表示） （2）B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来．（g取10m/s2） 参考答案： 解：（1）以A、B物体构成的系统为对象，B物体所受重力mBg做正功，mA物体所受的摩擦力对系统做负功，由动能定理得： mBgs﹣μmAgs=（mA+mB）v2 即：v=0.8m/s； （2）B落地后，A以v=0.8m/s初速度继续向前运动，克服摩擦力做功最后停下，根据动能定理得μmAgs′=mAv2 解得：s′==0.16m； 答：（1）B落到地面时的速度为0.8m/s；（2）B落地后，A在桌面上能继续滑行0.16m才能静止下来． 【考点】动能定理． 【分析】（1）减小的重力势能转化为AB的动能和A克服摩擦力做功产生的内能，根据能量守恒定律求解B落到地面时的速度． （2）B落地后（不反弹），A在水平面上继续滑行，根据动能定理求解A滑行的距离．