辽宁省大连市普兰店第二十三高级中学高一物理上学期期末试题含解析

辽宁省大连市普兰店第二十三高级中学高一物理上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.（单选）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测量得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为(

)A．[4π2r2(r-r1)]/(GT2)B．(4π2r13)/(GT2)C．(4π2r3)/(GT2)D．(4π2r2r1)/(GT2)参考答案：D2.如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道。半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知PA=2R，重力加速度为g，则小球A．从B点飞出后恰能落到A点B．从P到B的运动过程中机械能守恒C．从P到B的运动过程中合外力做功mgRD．从P到B的运动过程中克服摩擦力做功mgR

参考答案：C3.如图2所示，质量为2m的物块A与水平地面的动摩擦因数为μ，质量为m的物块B与地面的摩擦不计，在大小为F的水平推力作用下，A、B一起向右做加速运动，则A和B之间的作用力大小为（

）A．

B．C．

D．参考答案：D4.（单选）半圆形轨道竖直放置，在轨道水平直径的两端，先后以速度v1、v2水平抛出a、b两个小球，两球均落在轨道上的P点，OP与竖直方向所成夹角θ=30°，如图所示．设两球落在P点时速度与竖直方向的夹角分别为α、β，则（）A．v2=2v1B．v2=3v1C．tanα=3tanβD．b球落到P点时速度方向的反向延长线经过O点参考答案：解：A、B、设圆形轨道的半径为R．则a、b的水平位移为x1=R﹣Rsin30°=0.5R，x2=R+Rsin30°=1.5R，则x2=3x1；由h=，可知t相同，则由v=可知，v2=3v1．故A错误，B正确．C、tanα=，tanβ=，v2=3v1．则知3tanα=tanβ，故C错误．D、b球落到P点时速度方向的反向延长线经过Ob间的中点，故D错误．故选：B5.一架飞机以200m/s的速度在高空沿水平方向做匀速直线运动，每隔1s先后从飞机上自由释放A，B，C三个物体，若不计空气阻力，则（）A.A，B，C落地前在空中排列成一条竖直线B.A，B，C落地前空中排列成一条抛物线C.在运动过程中A在B前200m，B在C前200mD.落地后A，B，C在地上排列成水平线且间距相等参考答案：AD【详解】ABC.因为飞机匀速飞行，所以三个物体释放时具有相同的水平速度即飞机的速度，做平抛运动，水平速度与飞机相同，水平方向与飞机相对静止，所以A，B，C落地前在空中排列成一条竖直线，A正确BC错误D.因为飞机水平运动，所以下落高度相同，根据平抛规律，平抛时间相同，水平间距，间距相等，D正确二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在空间某一区域，有一匀强电场，一质量为m的液滴，带正电荷，电量为q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度的大小为______N／C，方向_________．参考答案：7.物体做匀加速直线运动，已知第1s末的速度是6m/s，第2s末的速度是8m/s，则物体运动的初速度是

m/s，加速度是

m/s2。参考答案：8.(1)如图所示为“探究加速度与物体受力与质量的关系”实

验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一

端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计

时器相连，计时器接50HZ的交流电。小车的质量为m1，小

桶及砂的质量为m2。

①下列说法正确的是______。

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先接通打点计时器电源，再释放小车

C．本实验m2应远大于m1

D.在用图像探究加速度与质量关系时，应作a-图像②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a一F图像，可能是图中的图线_______。(选填“甲”、“乙”、“丙”)

③如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小________2。(结果保留二位有效数字)参考答案：刻度尺

图钉

A9.（多选题）如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面且不计空气阻力，则（）A．物体到海平面时的重力势能为mghB．重力对物体做的功为mghC．物体在海平面上的动能为mv02+mghD．物体在海平面上的机械能为mv02+mgh参考答案：BCD【考点】功能关系．【分析】整个过程中不计空气阻力，只有重力对物体做功，物体的机械能守恒，应用机械能守恒和功能关系可判断各选项的对错．【解答】解：A、以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为﹣mgh，故A错误．B、重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关，抛出点与海平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对物体做功为mgh，故B正确．C、由动能定理W=Ek2﹣Ek1，则得，物体在海平面上的动能Ek2=Ek1+W=mv02+mgh，故C正确．D、整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为mv02+mgh，所以物体在海平面时的机械能也为mv02+mgh，故D正确．故选：BCD10.将一小球竖直向上抛出，上升的最大高度为25m，然后落到抛出点，其路程为

m，位移为

m参考答案：11.如图所示,A、B的重力分别为5N和8N,各接触面间的动摩擦因数均为0.2,则要能从A下方拉出B所需的最小水平拉力为________；这时系A的水平绳中的张力大小为_________。参考答案：3.6N；1N12.有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，则老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2=____________参考答案：13.如图所示，完全啮合的齿轮A、B的圆心在同一水平高度，A轮的半径是B轮的2倍，固定在B轮上的箭头方向竖直向上。已知A轮被固定不能转动，当B轮绕A轮逆时针匀速转动到A轮的正上方时（齿轮A、B的圆心在同一竖直线上），B轮上的箭头方向向_________(填上或下、左、右)；B轮绕A轮（公转）的角速度与B轮自身（自转）的角速度之比为______。（完全啮合的齿轮的齿数与齿轮的周长成正比）参考答案：右

1:3__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“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为_▲_cm；该弹簧的劲度系数为__▲__N/m。参考答案：10

50

15.一同学利用图所示的实验装置来验证机械能守恒定律．

(1)该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方的地方：其一

其二

(2)该同学经修改错误并正确操作，得到如图乙所示的纸带（A、B、C、D、E均为相邻的打点），测出A、C间的距离为14.77cm，点C、E间的距离为16.33cm．已知当地重力加速度为10m/s2，电源的频率为50HZ，根据以上数据计算打C点时重物的速度为

1.55m/s（结果保留两位有效数字）．若重锤质量为m=1.0kg，设重锤所受阻力大小不变．在从A下落到E的过程中，阻力大小为

N，（3）在实验过程中，不可避免存在误差，下列选项中，属于系统误差的是（

）；属于偶然误差的是（

）；A．打点计时器对纸带的阻力

B．测量纸带上的点距时存在的误差C．测量点距时，将6个点误计为7个点D．用秒表测量下落时间，由公式

算出重物下落的高度E．重物和纸带下落过程中受到空气阻力参考答案：(1)打点计时器接了直流电

重物离打点计时器太远

(2)3.9m/s

0.25N（3）AE

B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，均匀光滑直杆AB长为L，可绕光滑固定转轴O转动，O在距B点L/3处。在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门测量位置和距转轴O的高度差h可以调节，有一质量为m的小球套在光滑杆上，重力加速度g取10m/s2。（1）若杆的质量忽略不计，小球固定在杆OA的中点处，由静止释放杆，请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式

（2）实际情况下杆的质量M不能忽略，拿走小球后重复实验，得到了如图所示的与h关系图线。请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式

（3）将光电门安装在OA中点正下方L/3处，将杆由水平位置静止释放，套在杆上某处的小球由静止开始沿杆下滑，恰好经过该光电门，测得小球对地速度大小为v。已知杆的质量M是小球质量m的倍,杆绕O点转动时的动能Ek与vA满足（2）问关系。求此时小球重力做功的瞬时功率P参考答案：（1）根据图中几何关系可知，A端下降高度为h时，小球下降高度为,设此时小球的速度为。有机械能守恒定律：

由小球与A端共轴，有相同的角速度，所以：解得：（2）

考虑杆的质量，拿走小球后，杆的重心距转轴O的距离为。因此杆的重心下降高度H与A端下降高度h的关系为：在转动过程中，根据机械能守恒定律有：由与h的关系图可知：由上面3式联立解得：（3）小球下降高度，此时杆与水平方向夹角为45°。由几何关系知，杆的重心下降高度设杆此时动能为，小球垂直杆方向的分速度为，小球沿杆方向分速度为杆和小球组成的系统机械能守恒：解得：又：,解得：又又：解得：17.跳台滑雪是一种极为壮观的运动，运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，设运动员连同滑雪板的总质量m=50kg，从倾角θ=37°的坡顶A点以速度v0=20m/s沿水平方向飞出，恰落到山坡底的水平面上的B处。(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求：(1)运动员在空中飞行的时间;(2)AB间的距离s.参考答案：（1）运动员在空中飞行的时间为3s．（2）AB间的距离为75m解：（1）运动员做平抛运动，由A到B，有：y=，x=v0t又tan37°=由以上各式得t==3s（2）水平位移大小x=v0t=20×3m=60m故AB间的距离s==75m答：（1）运动员在空中飞行时间为3s．（2）AB间的距离为75m【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．18.质量m=3kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图（a）、（b）所示，求：（1）物体所受的合力；（2）物体的初速度；（3）t=8s时物体的速度（涉及角度用角度的正切值表示）；（4）t=4s内物体的位移（涉及角度用角度的正切值表示）．参考答案：解：（1）物体在x方向：ax=0；y方向：ay==0.5m/s2根据牛顿第二定律：F合=may=1.5N，方向沿y轴正方向，（2）由题图可知vx0=3m/s，vy0=0，则物体的初速度为v0=3m/s，方向沿x轴正方向，（3）由题图知，t=8s时，vx=3m/s，vy=4m/s，物体的合速度为v==5m/s，设速度方向与x轴正方向的夹角为θ，则tanθ=．（4）t=4s内，x=vxt=12m，y=ayt2=4m物体的位移l