山東省菏澤市菜園集中學2021-2022學年高一物理期末試題含解析

山東省菏澤市菜園集中學2021-2022學年高一物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.經(jīng)國際小行星命名委員會命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在火星和木星軌道之間.已知“神舟星”平均每天繞太陽運行174萬公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽運行145萬公里.假設兩行星均繞太陽做勻速圓周運動，則兩星相比較(

)A.“神舟星”的軌道半徑大

B.“神舟星”的公轉(zhuǎn)周期大C.“神舟星”的加速度大

D.“神舟星”受到的向心力大參考答案：C2.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小，下圖中A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，正確的是哪個？（）A． B． C． D．參考答案：C【考點】向心力．【分析】汽車在水平的公路上轉(zhuǎn)彎，所做的運動為曲線運動，故在半徑方向上合力不為零且是指向圓心的；又是做減速運動，故在切線上合力不為零且與瞬時速度的方向相反，分析這兩個力的合力，即可看出那個圖象時對的．【解答】解：汽車從M點運動到N，曲線運動，必有些力提供向心力，向心力是指向圓心的；汽車同時減速，所以沿切向方向有與速度相反的合力；向心力和切線合力與速度的方向的夾角要大于90°，所以選項ABD錯誤，選項C正確．故選：C3.甲車以10米/秒，乙車以4米/秒的速率在同一直車道中同向前進，若甲車駕駛員在乙車后方距離d處發(fā)現(xiàn)乙車，立即踩剎車使其車獲得－2米/秒2的加速度，為使兩車不致相撞，d的值至少應為(

)A．3米

B．9米 C．16米 D．20米參考答案：B4.火車?？吭谡九_上，乘客往往會發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，對面的火車緩緩起動了，等到站臺出現(xiàn)，才知道對面的火車沒有動，而是自己乘坐的火車開動了，則前、后兩次乘客采用的參考系是（

）A．站臺，對面火車

B．兩次都是對面火車C．兩次都是對面站臺 D．自己乘坐的火車，站臺參考答案：D試題分析：此類現(xiàn)象在我們的日常生活中隨處可見，關鍵是參考系的選取不同造成的，乘客出站時，看到對方火車運動，實際上是以自身為參考系造成的，當?shù)鹊秸九_出現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)自己乘坐的火車開動了，這是由于乘客以站臺為參考系造成的，故ABC錯誤，D正確。考點：參考系和坐標系【名師點睛】明白了參考系的含義就能順利解決此類問題，故一定要加強對概念的理解，同時要提高應用所學知識解決實際問題的能力。5.如圖，廣州塔摩天輪位于塔頂450米高空處，摩天輪由16個“水晶”觀光球艙組成，沿著傾斜的軌道做勻速圓周運動，則坐于觀光球艙中的某游客A.動量不變B.線速度不變C.合外力不變D.機械能不守恒參考答案：D【詳解】坐于觀光球艙中的某游客線速度的大小不變，但方向不斷改變，可知動量也不斷變化，線速度不斷改變；由于向心加速度方向不斷變化，可知合外力大小不變，但方向不斷改變，選項ABC錯誤；由于動能不變，重力勢能不斷變化，可知機械能不守恒，選項D正確.二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，用下面的方法可以測量它勻速轉(zhuǎn)動的角速度。

實驗步驟：

A．用游標卡尺測量圓盤的直徑。B．如圖6所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤的側(cè)面上。C．啟動控制裝置使得圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源（頻率為50Hz），打點計時器開始打點。D．經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶進行測量。某次實驗得到的紙帶的一段如圖８所示。由圖可知a點到k點的時間間隔是________s。由此可計算出紙帶運動的速度大小為________m/s。若測得圓盤直徑的平均值為8.00×10-2m，則可求出圓盤的角速度為_________rad／s。參考答案：0.20

0.52

137.人造地球衛(wèi)星做半徑為r、線速度大小為v的勻速圓周運動。當其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，運動軌道半徑為_________，線速度大小為_________。參考答案：2r

8.如圖所示為某輛賽車（車身長約2.3m）啟動過程的頻閃照片，該賽車從賽道的起點處由靜止開始出發(fā)，同時，照相機開始拍照如圖甲，以后賽車按規(guī)律沿直線向右運動的過程中照相機每隔0．20s曝光一次，當賽車運動到D點時的頻閃照片如圖乙，仔細觀察分析照片，問：（1）賽車從起點到D點是否做勻速直線運動？答：

（填“是”或“否”）（2）賽車從從起點到D點的平均速度為_______m/s。（計算結(jié)果數(shù)值保留兩位有效數(shù)字）參考答案：9.一質(zhì)量為m的人站在電梯中，電梯加速上升，加速度大小為g/3，g為重力加速度。則人對電梯底部的壓力為

參考答案：10.如圖所示，在水平桌面上放兩物體，已知A、B兩物體與地面的最大靜摩擦力分別為8N和4N，若一水平力F=6N作用于A物體時，此時A對B的作用力大小為

N，當水平力作用于B時，則A對B的作用力為

N。參考答案：11.公共汽車在平直的公路上從靜止開始加速，在4s內(nèi)從靜止達到12m/s，然后勻速行駛了5min，快到車站時開始剎車，經(jīng)2s停下，則該汽車前4s的平均加速度是

，中間5min的加速度是

，最后2s的平均加速度是

。參考答案：3m/s2

0

-6m/s212.質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的圓形軌道滑下，如圖所示，當物體通過最低點B時速度為V0，已知物體和軌道間的動摩擦因數(shù)μ，則物體滑過B點時受到的摩擦力大小為

．參考答案：μm（g+）．【考點】向心力；滑動摩擦力；牛頓第二定律．【分析】物塊滑到軌道最低點時，由重力和軌道的支持力提供物塊的向心力，由牛頓第二定律求出支持力，再由摩擦力公式求解摩擦力．【解答】解：物塊滑到軌道最低點時，由重力和軌道的支持力提供物塊的向心力，由牛頓第二定律得：FN﹣mg=m得到：FN=m（g+）則當小物塊滑到最低點時受到的摩擦力為：f=μFN=μm（g+）故答案為：μm（g+）．13.1,3,5

某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：

（1）你認為還需要的實驗器材有

．（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應滿足的實驗條件是

，實驗時首先要做的步驟是

．（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2（v1<v2）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計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）求物塊運動的加速度a0大?。唬?）求物體與地面間的動摩擦因數(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處由靜止開始運動并能到達B處，求該力作用的最短時間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點由靜止開始向B點做勻加速直線運動，根據(jù)解得：。（2）對物體進行受力分析得：，解得：。（3）設力F作用的最短時間為，相應的位移為，物體到達B處速度恰為0，由動能定理：，整理可以得到：由牛頓運動定律：，，整理可以得到：?？键c：牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關系【名師點睛】本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的直接應用，要求同學們能正確進行受力分析，抓住位移之間的關系求解。

15.（6分）某質(zhì)點在恒力F作用下，F(xiàn)從A點沿下圖中曲線運動到B點，到達B點后，質(zhì)點受到的力大小仍為F，但方向相反，試分析它從B點開始的運動軌跡可能是圖中的哪條曲線？參考答案：a解析：物體在A點的速度方向沿A點的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線AB運動時，F(xiàn)必有垂直速度的分量，即F應指向軌跡彎曲的一側(cè)，物體在B點時的速度沿B點的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線A運動到B時，若撤去此力F，則物體必沿b的方向做勻速直線運動；若使F反向，則運動軌跡應彎向F方向所指的一側(cè)，即沿曲線a運動；若物體受力不變，則沿曲線c運動。以上分析可知，在曲線運動中，物體的運動軌跡總是彎向合力方向所指的一側(cè)。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，水平面上有一重為40N的物體，受到F1＝12N和F2＝6N的水平力作用而保持靜止。已知物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，（g取10m/s2）。求：（1）此時物體所受到的摩擦力多大？（2）若將F1撤出后，物體受的摩擦力多大？（3）若將F2撤出后，物體受的摩擦力多大？參考答案：17.神州五號載人飛船的返回艙距地面10km時開始啟動降落傘裝置，速度減至10m/s，并以這個速度在大氣中降落。在距地面1.2m時，返回艙的4臺緩沖發(fā)動機開始向下噴氣，艙體再次減速。設最后減速過程中返回艙做勻減速運動，并且到達地面時恰巧速度為0，求最后減速階段的加速度。參考答案：18.如圖所示，用長為L的細線一端系住質(zhì)量為m的小球，另一端固定在A點，AB是過A的豎直線，E為AB上的一點，且AE=0.5L，過E作水平線EF，在EF上可以釘鐵釘D，現(xiàn)將細線水平拉直，然后小球由靜止釋放。不計一切摩擦，不計線與釘子碰撞時的能量損失,求：（1）若無鐵釘D，小球運動到最低點B時細線的拉力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)做完整圓周運動，則釘子D與點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)做完整圓周運動，ED取值范圍是多少？參考答案：這是一個圓周運動與機械能兩部分知識綜合應用的典型問題．題中涉及兩個臨界條件：一是線承受的最大拉力不大于9mg；另一個是在圓周運動的最高點的瞬時速度必須不小于（r是做圓周運動的半徑）．設在D點繩剛好承受最大拉力，設DE=x1，則：AD=懸線碰到釘子后，繞釘做圓周運動的半徑為：r1=l－AD=l－……①（2分）取B點EP=0TB-mg=mmgL=mv2則TB=3mg（1）設釘子在G點小球剛能繞釘做圓周運動到達圓的最高點，設EG=x2，如圖，則：AG=r2=l－AG=l－…………⑥（1分）在最高點：mg≤……………⑦（1分）由機械能守恒定律得：mg(r2)=mv22…………⑧（1分）由④⑤⑥聯(lián)立得：x2≥l…………⑨（2分）（2）當小球落到D點正下方時，繩受到的最大拉力為F，此時小球的速度v，由牛頓第二定律有：F－mg=……………