湖南省懷化市竹園鄉(xiāng)中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理期末試卷含解析

湖南省懷化市竹園鄉(xiāng)中學(xué)2022-2023學(xué)年高一物理期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)．為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時(shí)B球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球總是同時(shí)落到地面，這個(gè)實(shí)驗(yàn)

A．只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第①條B．只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第②條C．不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條D．能同時(shí)說(shuō)明上述兩條規(guī)律參考答案：B【考點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)．【分析】探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律中，實(shí)驗(yàn)同時(shí)讓A球做平拋運(yùn)動(dòng)，B球做自由落體運(yùn)動(dòng)，若兩小球同時(shí)落地，則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，而不能說(shuō)明A球水平方向的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．【解答】解：在打擊金屬片時(shí)，兩小球同時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)果同時(shí)落地，則說(shuō)明平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向是自由落體運(yùn)動(dòng)，故ACD錯(cuò)誤，B正確．故選：B．2.（單選）在某中學(xué)田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)，一個(gè)同學(xué)在男子百米決賽中獲得冠軍，測(cè)得他在50m處的瞬時(shí)速度是6m/s，12s末到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度是7.5m/s，

則全程內(nèi)的平均速度大小是（

）

A.6m/s

B.8.33m/s

C.6.75m/s

D.7.5m/s參考答案：B3.地球半徑為R，地面上重力加速度為g，在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，其線速度大小可能是

（

）①

②

③

④A．①②③

B．②③

C．①④

D．②③④參考答案：B4.下列說(shuō)法中正確的是()A．物體的質(zhì)量不變，a正比于F，對(duì)a、F的單位不限B．對(duì)于相同的合外力，a反比于m，對(duì)m、a單位不限C．在公式F＝ma中，當(dāng)m和a分別用kg、m/s2作單位時(shí)，F(xiàn)必須用N作單位D．在公式F＝ma中，F(xiàn)、m、a三個(gè)量可以同時(shí)選取不同的單位參考答案：C5.用恒力F向上拉一物體，使其由地面處開(kāi)始加速上升到某一高度，若考慮空氣阻力，則在此過(guò)程中A．力F所做的功減去克服阻力所做的功等于重力勢(shì)能的增量B．物體克服重力所做的功等于重力勢(shì)能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力勢(shì)能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于物體機(jī)械能的增量參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.在“探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，借助專用實(shí)驗(yàn)中，借助專用實(shí)驗(yàn)裝置，保持m、ω、r任意兩個(gè)量不變，研究小球做圓運(yùn)動(dòng)所需的向心力F與其中一個(gè)量之間的關(guān)系，這種實(shí)驗(yàn)方法叫做

法．要研究向心力與半徑的關(guān)系，應(yīng)采用下列三個(gè)圖中的圖

；要研究向心力與角速度之間的關(guān)系，應(yīng)采用下列三個(gè)圖中的圖．參考答案：控制變量，丙，乙．【考點(diǎn)】向心力；牛頓第二定律．【分析】要探究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制一些變量，研究向心力與另外一個(gè)物理量的關(guān)系．【解答】解：保持m、ω、r任意兩個(gè)量不變，研究小球做圓運(yùn)動(dòng)所需的向心力F與其中一個(gè)量之間的關(guān)系，這種實(shí)驗(yàn)方法叫做控制變量法．要研究向心力與半徑的關(guān)系，要保持小球的質(zhì)量和角速度不變，改變半徑，可知采用圖丙．要研究向心力與角速度之間的關(guān)系，要保持半徑和小球的質(zhì)量不變，改變角速度，可知采用圖乙．故答案為：控制變量，丙，乙．7.如圖是自行車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n，則自行車(chē)前進(jìn)的速度為V=

．參考答案：．【考點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速．【分析】大齒輪和小齒輪靠鏈條傳動(dòng)，線速度相等，根據(jù)半徑關(guān)系可以求出小齒輪的角速度．后輪與小齒輪具有相同的角速度，若要求出自行車(chē)的速度，需要知道后輪的半徑，抓住角速度相等，求出自行車(chē)的速度．【解答】解：轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)一圈，對(duì)圓心轉(zhuǎn)的角度為2π，所以ω=2πnrad/s，因?yàn)橐獪y(cè)量自行車(chē)前進(jìn)的速度，即車(chē)輪III邊緣上的線速度的大小，根據(jù)題意知：輪I和輪II邊緣上的線速度的大小相等，據(jù)v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，則輪II的角速度ω2=ω1．因?yàn)檩咺I和輪III共軸，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的ω相等即ω3=ω2，根據(jù)v=Rω可知，v=r3ω3=故答案為：．8.信號(hào)彈以100m/s的速度豎直向上射出，不計(jì)空氣阻力，則在最初2s內(nèi)它上升的高度為_(kāi)_________m，經(jīng)過(guò)__________s落回原地。參考答案：180，20．9.兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力的最大值為7N，最小值為1N.當(dāng)F1、F2的夾角為00時(shí)，合力大小為

N，當(dāng)F1、F2的夾角為900時(shí)，合力大小為

N.

參考答案：7N

5N10.（4分）設(shè)地球半徑為R，在地表附近的重力加速度為g，自轉(zhuǎn)角速度為ω，引力常量為G，則此同步衛(wèi)星離地高度為_(kāi)_______。參考答案：11.如圖8所示，小球以v1＝3m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，碰到墻壁經(jīng)△t＝0.01s后以v2＝2m/s的速度沿同一直線反彈，則小球在這0.01s內(nèi)的平均加速度的大小為_(kāi)____________m/s2，方向?yàn)開(kāi)________.參考答案：500，水平向左12.如圖甲所示，豎直直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中以0.3m/s的速度勻速上浮?，F(xiàn)當(dāng)紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平勻速向右運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的方向與水平方向的夾角為37°，則（已知sin37°=0.6；cos37°=0.8）（1）根據(jù)題意可知玻璃管水平方向的移動(dòng)速度為

m/s。（2）若玻璃管的長(zhǎng)度為0.6m，則當(dāng)紅蠟塊從玻璃管底端上浮到頂端的過(guò)程中，玻璃管水平運(yùn)動(dòng)的距離為

m。（3）如圖乙所示，若紅蠟塊在A點(diǎn)勻速上浮的同時(shí)，使玻璃管水平向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖中的

。A．直線P

B．曲線Q

C．曲線R

D．無(wú)法確定參考答案：13.（4分）一個(gè)物體從距地面125m高處自由下落，這個(gè)物體到達(dá)地面時(shí)的速度大小為_(kāi)____m/s；這個(gè)物體在下落過(guò)程中的平均速度是________m/s。參考答案：50；25三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖，質(zhì)量m=2kg的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L=20m．用大小為30N，方向水平向右的外力F0拉此物體，經(jīng)t0=2s，拉至B處．（1）求物塊運(yùn)動(dòng)的加速度a0大??；（2）求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）若用大小為20N的力F沿水平方向拉此物體，使物體從A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t．（取g=10m/s2）參考答案：（1）10m/s，（2）0.5，（3）試題分析：（1）物體在水平地面上從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始向B點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)解得：。（2）對(duì)物體進(jìn)行受力分析得：，解得：。（3）設(shè)力F作用的最短時(shí)間為，相應(yīng)的位移為，物體到達(dá)B處速度恰為0，由動(dòng)能定理：，整理可以得到：由牛頓運(yùn)動(dòng)定律：，，整理可以得到：?？键c(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確進(jìn)行受力分析，抓住位移之間的關(guān)系求解。

15.（6分）將一根細(xì)繩的中點(diǎn)拴緊在一個(gè)鋁鍋蓋的中心圓鈕上，再將兩側(cè)的繩并攏按順時(shí)針（或逆時(shí)針）方向在圓鈕上繞若干圈，然后使繩的兩端分別從左右側(cè)引出，將鍋蓋放在水平桌面上，圓鈕與桌面接觸，往鍋蓋內(nèi)倒入少量水。再雙手用力拉繩子的兩端（或兩個(gè)人分別用力拉繩的一端），使鍋蓋轉(zhuǎn)起來(lái)，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，并解釋為什么發(fā)生會(huì)這種現(xiàn)象。參考答案：隨著旋轉(zhuǎn)加快，鍋蓋上的水就從鍋蓋圓周邊緣飛出，灑在桌面上，從灑出的水跡可以看出，水滴是沿著鍋蓋圓周上各點(diǎn)的切線方向飛出的。因?yàn)樗卧谧銮€運(yùn)動(dòng)，在某一點(diǎn)或某一時(shí)刻的速度方向是在曲線（圓周）的這一點(diǎn)的切線方向上。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線一端系住質(zhì)量為m的小球，另一端固定在A點(diǎn)，AB是過(guò)A的豎直線，E為AB上的一點(diǎn)，且AE=0.5L，過(guò)E作水平線EF，在EF上可以釘鐵釘D，現(xiàn)將細(xì)線水平拉直，然后小球由靜止釋放。不計(jì)一切摩擦，不計(jì)線與釘子碰撞時(shí)的能量損失,求：（1）若無(wú)鐵釘D，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線的拉力TB=?（2）若釘上鐵釘D且線拉力足夠大，使小球恰能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，則釘子D與點(diǎn)E距離DE=？（3）釘鐵釘D后，若線能承受的最大拉力是9mg，小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，ED取值范圍是多少？參考答案：這是一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能兩部分知識(shí)綜合應(yīng)用的典型問(wèn)題．題中涉及兩個(gè)臨界條件：一是線承受的最大拉力不大于9mg；另一個(gè)是在圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度必須不小于（r是做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑）．設(shè)在D點(diǎn)繩剛好承受最大拉力，設(shè)DE=x1，則：AD=懸線碰到釘子后，繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：r1=l－AD=l－……①（2分）取B點(diǎn)EP=0TB-mg=mmgL=mv2則TB=3mg（1）設(shè)釘子在G點(diǎn)小球剛能繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)圓的最高點(diǎn)，設(shè)EG=x2，如圖，則：AG=r2=l－AG=l－…………⑥（1分）在最高點(diǎn)：mg≤……………⑦（1分）由機(jī)械能守恒定律得：mg(r2)=mv22…………⑧（1分）由④⑤⑥聯(lián)立得：x2≥l…………⑨（2分）（2）當(dāng)小球落到D點(diǎn)正下方時(shí)，繩受到的最大拉力為F，此時(shí)小球的速度v，由牛頓第二定律有：F－mg=…………②（1分）結(jié)合F≤9mg可得：≤8mg……③（1分）由機(jī)械能守恒定律得：mg(+r1)=mv12即：v2=2g(+r1)………………④（1分）由①②③式聯(lián)立解得：x1≤l…⑤（2分）隨著x的減小，即釘子左移，繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越來(lái)越大．轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的臨界速度也越來(lái)越大，但根據(jù)機(jī)械能守恒定律，半徑r越大，轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度越小，當(dāng)這個(gè)瞬時(shí)速度小于臨界速度時(shí)，小球就不能到達(dá)圓的最高點(diǎn)了．在水平線上EF上釘子的位置范圍是：l≤x≤l（2分）17.一輛巡邏車(chē)最快能在內(nèi)由靜止勻加速到最大速度，并能保持這個(gè)速度勻速行駛，該巡邏車(chē)要在平直的高速公路上由靜止追上前方處正以的速度勻速行駛的汽車(chē)。求：（1）至少需要多少時(shí)間；（2）該時(shí)間內(nèi)巡邏車(chē)發(fā)生的位移。參考答案：（1）巡邏車(chē)加速階段的位移:

①

1設(shè)至少需要時(shí)間t巡邏車(chē)才能追上汽車(chē)，則巡邏車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的位移：

②

1分

汽車(chē)在t時(shí)間的位移為：

③

1分巡邏車(chē)要追上汽車(chē)，必有：

④

2分由以上各式可得：

⑤

1分（2）該時(shí)間內(nèi)巡邏車(chē)發(fā)生的位移：

⑥

1分由①②⑤可得：

⑦

1分18.質(zhì)量是50kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，他被懸掛起來(lái)．已知安全帶的緩沖時(shí)間是1.0s，安全帶長(zhǎng)5m，取g=10m/s2，求：