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山东省临沂市新元学村高一物理期末试题含解析
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. 下列单位属于国际单位制的基本单位的是( )
A、N、m、kg B、N、m、s C、N、kg、s D 、m、kg、s
参考答案:
D
2. (单选) 受沿线焚烧秸杆产生烟雾影响,高速发生多起多车辆追尾事故。假设髙速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶.甲车在前.乙车在后.速度均为 v0=30m/s.距离s0 = l00m.t=0时刻甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化如图所示.取运动方向为正方向.下面说法错误的是( )
A.t=6s时两车等速 B.t=6s时两车距离最近
C.0-6s内两车位移之差为90m D.两车0-9s在内会相撞
参考答案:
D
3. 做直线运动的物体,依次通过A、B、C三点,位移sAB=sBC,已知物体在AB段的平均速度大小为3m/s,在BC段的平均速度大小为6m/s,那么物体在AC段的平均速度的大小为:
A.4m/s B.4.5m/s C.5m/s D.5.5m/s
参考答案:
BCD
4. (多选题)伽利略是意大利物理学家和天文学家,他在研究工作中,开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础.他完成了两个著名的斜面实验.一个实验如图甲所示,他让一个小铜球从阻力很小(忽略)的斜面上从静止开始滚下,且做了上百次.另一个实验如图乙所示,让小球从一个斜面静止滚下,再滚到另一个斜面,假定斜面光滑时,小球下落的高度和上升的高度一样.关于这两个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲的实验是伽利略研究自由落体运动时采用的方法,图乙是伽利略探究力与运动的关系时采用的方法
B.图乙是理想实验,该实验说明:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度永远运动下去
C.在图甲中,伽利略设想,斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面由静止滚下的运动越接近自由落体运动,物体通过的位移与时间成正比
D.图甲中,伽利略通过数学运算得出结论:如果物体的初速度为0,而且速度随时间均匀变化,则物体通过的位移与时间的平方成正比,物体做匀加速直线运动,自由落体运动也是匀加速直线运动
参考答案:
ABD
【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.
【分析】明确伽利略关于自由落体和理想实验的基本内容,知道伽利略对运动和力的关系研究,其科学思想方法的核心是把把实验和逻辑推理和谐结合起来
【解答】解:A、图甲的实验是伽利略研究自由落体运动时采用的方法,图乙是伽利略探究力与运动的关系时采用的方法,故A正确;
B、图乙是理想实验,该实验说明:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度永远运动下去,说明了力不是维持物体运动状态的原因,故B正确;
C、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,由于“冲淡”重力的作用,小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推;得出自由落体也是匀加速直线运动,故C错误,D正确.
故选:ABD.
5. 关于伽俐略对自由落体运动的研究,下列哪个过程是他的探究过程:
A.猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
B.问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
C.问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
D.猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
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. (填空)汽艇在静水中的速度为5m/s,如果汽艇在宽为500m,水速为3m/s的河中渡河,则渡河所用的最短时间为 ;如果要使汽艇渡河的位移最短,则所用的时间为 .
参考答案:
100,125.
运动的合成和分解.
当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间.
当合速度的方向与河岸垂直时,渡河位移最短,合速度的大小v=.
渡河时间.
故答案为:100,125.
7. 物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力), 落到地面的速度为. 在此过程中, 物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为______________。
参考答案:
8. 用天平和量筒测定矿石的密度。把矿石放在调节好的托盘天平的左盘中,当天平衡时,右盘中的砝码以及游码在标尺上的位置如图所示。矿石的质量是 g;矿石放入量筒前、后,量筒中水面位置如图所示。矿石的体积是 cm3,密度是 g/cm3。
参考答案:
73.4_, 20.0, 3.67;
9. 如图所示为一质点做直线运动的v-t图像,下列说法中正确的是()
A. ab段与bc段的速度方向相反
B. bc段与cd段的加速度方向相反
C. ab段质点的加速度大小为2m/s2
D. bc段质点通过的位移为2m
参考答案:
C
试题分析:ab段与bc段的速度均为正值,故方向相同,选项A错误;因为直线的斜率等于物体的加速度,故bc段与cd段的加速度方向相同,选项B错误;ab段质点的加速度大小为,选项C正确;bc段质点通过的位移为,选项D错误;故选C.
考点:v-t图线.
10. 一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力),设抛出时t=0,得到物体上升高度随时间变化的h-t图像如图所示,则该行星表面重力加速度大小等于_______,物体被抛出时的初速度为________m/s。
参考答案:
8;20
试题分析:由图读出,物体上升的最大高度为,根据对称性可得上升的时间为,对于上升过程,由得:;根据位移速度关系,上升的末速度为0,则:,得:
考点:考查了竖直上抛运动
【名师点睛】物体从行星表面竖直上抛,由图读出最大高度和上升的时间,根据运动学公式求出初速度和重力加速度.物体落回行星表面的速度与抛出时速度大小相等
11. 某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中,让重锤自由下落,打出的一条纸带如图所示,图中直尺的单位为cm,点O为纸带上记录到的第一点,点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点。
(1)FH之间的平均速度是___________ m/s
(2)用上式计算出打下点F时重锤的速度为vF=____________ m/s
参考答案:
12. 已知两个共点力的大小分别为3 N、5 N,则它们合力的最大值为 N,
最小值为 N.
参考答案:
13. 一条河宽400 m,水流的速度为2.5 m/s,船相对静水的速度5 m/s,要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是__ __s;此时船沿河岸方向漂移__ ___m。
参考答案:
80 ,200
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“测定匀变速直线运动的加速度”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz.(结果保留两位小数)
①打第4个计数点时纸带的速度v4= m/s.
②0﹣6点间的加速度为a= m/s2.
参考答案:
①1.20;②1.98
【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4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:①因为每两点之间还有四点没有画出来,所以T=0.1s,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,v4===1.20m/s
②设0到1之间的距离叫x1,设1到2之间的距离叫x2,设2到3之间的距离叫x3,设3到4之间的距离叫x4,设4到5之间的距离叫x5,设5到6之间的距离叫x6,
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﹣x1=3a1T2
x5﹣x2=3a2T2
x6﹣x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=(a1+a2+a3)
即小车运动的加速度计算表达式为:a=,
代入数据解得:a=1.98m/s2
故答案为:①1.20;②1.98.
15. 验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s2):
(1)通过验证来验证机械能守恒定律时,对纸带上起点的要求是____________;为此,所选择纸带的第一、二两点间距应接近______________。
(2)若实验中所用重锤质量m=1kg,打点纸带如图6所示,打点时间间隔为0.02s,则记录B点时,重锤的速度=_________________,重锤动能=_______________。从开始下落起至B点,重锤的重力势能减少量是______________,因此可得出的结论是:
____________________________________________________________________。
(3)根据纸带算出相关各点的速度,量出下落距离h,则以为纵轴,画出的图像应是图7中的___________,图线的斜率表示_________。
参考答案:
(1)初速度等于零,2mm
(2)0.59m/s 0.17J 0.17J
在实验误差范围内,重锤动能的增加等于重锤重力势能的减少
(3)C 重力加速度(g)k#s5u
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. 在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108km/h。汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。(取g=10m/s2)
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?
参考答案:
(1)汽车在水平路面上拐弯,可视为汽车做匀速圆周运动,其向心力是车与路面间的静摩擦力提供,当静摩擦力达到最大值时,由向心力公式可知这时的半径最小,(2分)
有Fm=0.6mg≥ (2分) 由速度v=30m/s,得弯道半径 r≥150m;
(2)汽车过拱桥,看作在竖直平面内做匀速圆周运动,到达最高点时,根据向心力公式有:mg-FN= (2分)
为了保证安全,车对路面间的弹力FN必须大于等于零。有 mg≥
则R≥90m。(1分)
17. 一辆汽车在平直的公路上做直线运动,下表中给出了汽车在不同时刻t的速度v。已知汽车加速过程中做的是匀变速直线运动。
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
0
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
20.0
20.0
(1)在题中给的坐标系中画出汽车在前7s内的图象。
(2)求汽车在前5s内的加速度大小。
(3)求汽车在前7s内的位移大小。
参考答案:
18. 一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,已知途中经过相距27m的A、B两点所用时间为2
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