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2022年湖北省荆州市洪湖实验中学高一物理联考试题含解析
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. 开普勒第二定律告诉我们:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,如图所示,某行星绕太阳运动轨道为椭圆,该行星在近日点A时的速度大小为vA,在远日点B时的速度大小为vB,则vA、vB的大小关系为( )
A.
B.
C.
D. 无法确定
参考答案:
A
解:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。结合扇形面积的公式可知,距离太阳近的点的线速度大,即vA>vB,故A正确,BCD错误;故选A。
【点睛】开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础,是行星运动的一般规律,正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键.
2. (单选)汽车刹车后做匀减速直线运动,最后停了下来,在汽车刹车的过程中,汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度之比是 ( )
A.(+1)∶1 B.2∶1 C.1∶(+1) D.1∶
参考答案:
A
设汽车刹车后做匀减速直线运动整个过程位移是x,采取逆向思维,根据匀变速直线运动的推论,得初速度为零的匀加速直线运动前半程的末速度:
整个过程的末速度: ;
根据匀变速直线运动的规律. v =v0+v 2 得前半程的平均速度:
后半程的平均速度
所以汽车前半程的平均速度与后半程的平均速度之比
3. 下列关于作用力、反作用力的做功问题中,说法正确的是
A.作用力做功,反作用力也必定做功 B.作用力做正功,反作用力一定做负功
C.作用力做功数值一定等于反作用力做功数值
D.单纯根据作用力的做功情况不能判断反作用力的做功情况
参考答案:
D
4. 为了使高速公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志.如图所示,甲图是限速标志
(白底、红圈、黑字),表示允许行驶的最大速度是110 km/h;乙图是路线指示标志,表
示到泉州还有100 km.上述两个数据的物理意义是( )
A.110 km/h是平均速度,100 km是位移
B.110 km/h是平均速度,100 km是路程
C.110 km/h是瞬时速度,100 km是位移
D.110 km/h是瞬时速度,100 km是路程
参考答案:
D
5. (多选题)关于平抛运动的性质,以下说法正确的是( )
A.变加速运动
B.匀变速运动
C.匀速率曲线运动
D.匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动
参考答案:
BD
【考点】平抛运动.
【分析】平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.
【解答】解:A、平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,故A错误,B正确.
C、平抛运动的速度大小在不断增大,不是匀速率曲线运动,故C错误.
D、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,是匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动.故D正确.
故选:BD.
二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分
6. 如图所示,将质量为M的木块A置于的水平面上,通过定滑轮,用不可伸长的轻绳与质量为m的木块B连接。不计一切摩擦。在木块B的重力作用下,绳子一直处于拉直状态, A、B分别向右和向下做加速运动。重力加速度为g。此时木块B运动的加速度a = ;绳上的拉力T = 。
参考答案:
7. 如图,长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L.重力加速度大小为g.今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小为 .
参考答案:
【考点】向心力;牛顿第二定律.
【分析】当两根绳的拉力恰好为零时,靠重力提供向心力,结合牛顿第二定律列出表达式,当速率为2v时,靠重力和两根绳拉力的合力提供向心力,结合牛顿第二定律列出表达式,联立求出绳子的拉力.
【解答】解:小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,有:mg=,
当小球在最高点的速率为2v时,根据牛顿第二定律有:,
解得:T=.
故答案为:.
8. (3分)某质点沿一直线运动,初速度为,在第5秒末速度变为,则这段时间内该质点的平均加速度为 。
参考答案:
9. 在一条直线上,从左向右依次固定A、B、C三个质量之比为mA:mB:mC=1:2:3的带电小球,小球所在的光滑平面是绝缘的。当只将A球释放的瞬间,它获得向左的加速度,大小为5m/s2;当只将B球释放的瞬间,它获得向右的加速度,大小为4m/s2;那么,当只将C球释放的瞬间,它获得向 ?的加速度,大小为 m/s2。
参考答案:
左,1
10. 一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如右图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
参考答案:
11. 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
力是相互的,所以弹簧产生的弹力大小为100N,由胡克定律得k=2500N/m
12. 在测定匀变速直线运动的实验中,打点计时器打出一纸条, A、B、C、D为四个计数点,且两相邻计数点间还有四个点没有画出,所用交流电频率为50赫兹,纸带上各点对应尺上的刻度如图所示,则VB= m/s .a= m/s2.
参考答案:
0.15 (2分) ; 0.2
13. 线段OB=AB,A、B两球质量相等,它们绕O点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时,如图4所示,两段线拉力之比TAB:TOB=______。
参考答案:
2∶3
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 某同学设计了一个探究加速度与物体所 受合外力F及质量M的关系实验。图为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板。
①若保持砂和砂桶质量m不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的数据如表1所示。
根据表1数据,为直观反映F不变时a与M的关系,请在图所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系,并作出图线。从图线中得到F不变时,小车加速度a与质量M之间存在的关系是 。
②某同学在探究a与F的关系时,把砂和砂桶的总重力当作 小车的合外力F,作出a-F图线如图所示,试分析图线不过原点的原因是 。
③在这个实验中,为了探究两个物理量之间的关系,要保持第三个物理量不变,这种探究方法叫做
法。
参考答案:
①图线如答图所示(正确作出图线的得2分,其中正确建立坐标系的得1分,图线正确的得1分,作图线的不得分);
(或:a与M成反比)(2分)
②平衡摩擦力时木板倾角太大(2分);
(2分)控制变量法(2分)
15. 用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力会伸长。十七世纪英国物理学家胡克发现:金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律。这一发现为后人对材料的研究奠定了重要基础。现在一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,问最大拉力多大?由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得数据如下:
长度
伸
长
拉
力
截面积
250N
500N
750N
1000N
1m
0.05cm2
0.04cm
0.08cm
0.12cm
0.16cm
2m
0.05cm2
0.08cm
0.16cm
0.24cm
0.32cm
1m
0.10cm2
0.02cm
0.04cm
0.06cm
0.08cm
(1).测试结果表明线材受拉力作用后其伸长与材料的长度成_________ 比,与材料的截面积成________ 比。
(2).上述金属细杆承受的最大拉力为_________________ N。
参考答案:
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 如图所示,两条公路互相垂直,在南北方向的公路上,汽车甲以8m/s的速度从北向南匀速行驶;在东西方向的公路上,汽车乙以6m/s的速度,从东向西匀速行驶。当甲行至交叉路口时,乙行至路口以东100m处。问此后何时两车间距离最近?这个距离是多少?
参考答案:
这个距离y2=(8t)2+(100-6t) 2
=100t2-1200t+10000
=100(t2-12t+100)
=100(t2-12t+36-36+100)
=100[(t-6)2+64]
当t=6时这个距离有最小值6400,这个距离有最小值80
本题考查匀速直线运动的相遇问题,设时间为t,根据勾股定理列出距离的公式,借助数学方法求解
17. 如图所示,质量为m =0.5kg的小球从距离地面高H=5m处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R为0.4m,小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落,如此反复几次,设摩擦力大小恒定不变。
求:(1)小球第一次飞出半圆槽上升距水平地面的高度h为多少?
(2)小球最多能飞出槽外几次?(g=10m/s2)。
参考答案:
解:对小球下落到最低点过程,设克服摩擦力做功为Wf,由动能定理得:
mg(H+R)-wf= mv2-0 …………3分
从下落到第一次飞出达最高点设距地面高为h,由动能定理得:
mg(H-h)-2wf= 0-0 …………3分ks5u
解之得:h=-H-2R=-5-2×0.4=4.2m…………2分
设恰好能飞出n次,则由动能定理得:
mgH-2nwf= 0-0 …………3分
解之得:n====6.25(次)
应取:n=6次
18. 如图所示,一质量为m=10kg的物体,由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端时的速度v=2m/s,然后沿水平面向右滑动1m距离后停止.已知轨道半径R=0.4m,g=10m/s2则:
(1)物体沿轨道下滑过程中克服摩擦力做多少功?
(2)物体与水平面间的动摩擦因数μ是多少?
参考答案:
(1)mgR-W=mv/2--------------(3分)
W=20J------------------------(2分)
(2)μmgs=mv/2-----------------(3分)
μ=0.2----------------------------(2分)
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