河北省保定市尉都中学2021-2022学年高一物理上学期期末试题含解析

河北省保定市尉都中学2021-2022学年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.A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图甲所示，C是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计．现打开箱子下端开口，使砂子均匀流出，经过时间t0砂子流完，则图乙中能表示在此过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系的图象是：

参考答案：B2.以速度v0水平抛出一小球，如果从抛出到某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是A、此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小

B、此时小球的速度大小为C、小球运动的时间为

D、此时小球速度的方向与位移的方向相同参考答案：BC3.（多选）跳水运动员从高H的跳台以速度V1水平跳出，落水时速率为V2，运动员质量为m，若起跳时，运动员所做的功为W1，在空气中克服阻力所做的功为W2，则：（

）A．W1＝mgH＋

B．W1＝，

C．W2＝－

D．W2＝＋mgH－

参考答案：BD解：AB、在为运动员水平跳出，故在起跳过程中重力不做功，由动能定理可知，故B正确，A错误；

CD、在运动从跳起到落水整个过程中，只有重力和空气阻力做功，由动能定理可知；故C错误，D正确．

故选：BD．4.关于加速度下列说法，正确的是A．速度越大，加速度越大

B．速度变化越快，加速度越大C．速度为零，加速度也一定为零

D．速度方向改变，加速度方向也改变参考答案：B5.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示．关于物体的运动，下列说法正确的是

(

)A．物体做曲线运动

B．物体做直线运动ks5uC．物体运动的初速度大小是50m/s

D．物体运动的初速度大小是10m/s参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示的传动装置中，已知大轮A的半径是小轮B的半径的2倍，A、B分别在边缘接触，形成摩擦传动，接触点无打滑现象。A、B二点的线速度之比为________，角速度之比为_

▲

向心加速度之比

▲

参考答案：7.电火花计时器是一种

的仪器，工作电压是

，打点时间间隔为

秒。在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为s，且s1＝2.28cm，s2＝3.04cm，s3＝3.82cm，s4＝4.58cm，s5＝5.36cm，s6＝6.14cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz。此纸带的加速度大小a＝____m/s2，打计数点4时纸带的速度大小v＝____m/s。(计算结果保留3位有效数字)参考答案：计时，

220V，

0.02S;

0.77m/s2,

0.50m/s;8.在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图A所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出．①当M与m的大小关系满足

时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力；②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据，为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_______的图象；③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象，说明实验存在的问题是

；④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同_____。参考答案：（1）M>>m(或者m<<M)

（2）1/M（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

（4）小车及车中砝码的总质量M9.如图所示是某质点v﹣t图象．0～2s内加速度是1.5m/s2．2～4s内加速度是0，4～5s内加速度是﹣3m/s2．参考答案：考点： 匀变速直线运动的图像．专题： 运动学中的图像专题．分析： v﹣t图象的斜率表示加速度，求出对应时间段内的斜率即可求得加速度．解答： 解：0﹣2s内的加速度为：a1===1.5m/s22～4s内加速度是04～5s内加速度是a===﹣3m/s2故答案为：1.5m/s2；0；﹣3m/s2．点评： 本题关键是明确v﹣t图象的物理意义，知道v﹣t图象的斜率表示加速度，v﹣t图象与时间轴包围的面积表示位移大小．10.（6分）A、B两个物体相距L时，它们之间的万有引力为F；当它们相距3L时，它们之间的万有引力大小为__________F；按国际单位制，万有引力恒量____________。参考答案：；m3/(kg.s2)11.某汽车在路上行驶，上午9：30的里程表如左图所示，此时的瞬时速率为________km/h，上午10：40的里程表如右图所示，则这一时段汽车共行驶了__________km，汽车行使的平均速率约为__________km/h.

参考答案：80

116

99（100） 12.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本测量工具．（1）实验时需要测量的物理量是

．（2）待测物体质量的表达式为m=

．参考答案：（1）弹簧秤拉力F．圆周运动半经r．周期T；（2）．【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】物体做圆周运动时，由于物体处于完全失重状态，对支持面没有压力，则物体做圆周运动的向心力由拉力提供，结合牛顿第二定律列出表达式，从而得出待测物体质量的表达式以及所需测量的物理量．【解答】解：（1）物体做匀速圆周运动的向心力由拉力提供，根据牛顿第二定律有：，可知要测出物体的质量，则需测量弹簧秤的示数F，圆周运动的半径r，以及物体做圆周运动的周期T．（3）根据，得：．故答案为：（1）弹簧秤拉力F．圆周运动半经r．周期T；（2）．13.学校开田径运动会，在给百米运动员计时的时候，某计时员听到发令枪响后，才开始计时，当第一名运动员跑到终点时，表上显示时间为12.49s，已知声音在空气中传播的速度为340m/s，这位第一名运动员的百米成绩实际上是_______。参考答案：12.78S三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图所示，以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正。图中A点的坐标如何表示?其含义是什么?

参考答案：A点横坐标x＝2m，纵坐标:y＝3m，表示A点在坐标原点东2m，偏北3m处。15.下图是光线从空气射入水中的示意图。图中是小婷同学画的光的折射光路图。她画得对吗？为什么？参考答案：小婷同学画得不对。（1分）因为光线从空气射入水中，入射角大于反射角。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图1所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动，已知两物块质量相等均为m，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等且动摩擦系数为μ．开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到OO1轴的距离为2L，物块A到OO1轴的距离为L，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，求：（1）当B的摩擦力达到最大值的时候，角速度是多少？（2）当A的摩擦力为0的是时候，角速度是多少？（3）当AB即将滑动的时候，角速度是多少？（4）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在图2坐标图中画出A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象．（5）当AB即将滑动时，若把绳剪断，请判断A和B是否还能与杆保持相对静止．参考答案：解：（1）开始时，绳子的拉力为零，由于B的转动半径大于A的转动半径，故B需要的向心力大于A（AB两物体质量均为m），故B先达到最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可知：μmg=mω12?2L，解得：ω1=（2）根据牛顿第二定律，对A有：T=mω22L对B有：T+μmg=mω22?2L联立解得：ω2=（3）当角速度增大时，AB即将滑动时（B沿半径向外滑动，A沿半径向里滑动），此时A受到的摩擦力为μmg，方向沿半径向外，则对A有：T′﹣μmg=mL此时B受到的摩擦力为μmg，方向沿半径向里，对B有：T′+μmg=m?2L联立以上两式得：ω3=T′=3μmg（4）通过以上计算，可知当角速度为时，B达到了就大静摩擦力，为μmg，方向指向转轴，此时A的摩擦力为，方向指向转轴；当角速度为时，B的静摩擦力为μmg，方向指向转轴，此时A的摩擦力为0；当角速度为时，B的静摩擦力为μmg，方向指向转轴，此时A的摩擦力大小为μmg，方向背向转轴；A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象如右图所示（5）有第（3）可知，当AB都将要滑动时，绳子的拉力为T′=3μmg此时A的向心力为：fA向=T′﹣μmg=2μmg此时B的向心力为：fB向=T′+μmg=4μmg若把绳子剪断，杆对AB能产生的最大摩擦力为μmg，所以AB均不能与杆保持静止．答：（1）当B的摩擦力达到最大值的时候，角速度是（2）当A的摩擦力为0的是时候，角速度是（3）当AB即将滑动的时候，角速度是（4）装置可以以不同的角速度匀速转动，A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象如图所示．（5）当AB即将滑动时，若把绳剪断，A和B均不能与杆保持相对静止【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．【分析】（1）先分析AB两物体谁先能达到最大静摩擦力，并以此物体为研究对象，进行受力分析，结合牛顿第二定律即可得知此时的角速度（2）对AB分别利用牛顿第二定律列式，联立可得知当A的摩擦力为0的是时候的角速度（3）当AB即将滑动的时候，分别对AB进行受力分析，AB分别利用牛顿第二定律列式，联立可得知此时的角速度（4）结合前三问的解答，可画出A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象（5）结合（3）的解答，先计算出此时AB两物体的向心力，当绳子剪断后，结合此时杆对AB能提供的最大静摩擦，可得知A和B是否还能与杆保持相对静止17.如图所示，一质量为m的小物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力F推物体压缩弹簧，使弹簧长度被压缩了b。已知弹簧被拉长(或者压缩)长度为x时的弹性势能EP=kx2。求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够达到的最大速度。(1)地面光滑；(2)物体与地面的动摩擦因数为μ。参考答案：(1)地面光滑情况下。弹簧达到原长时，物体速度最大，为v1。弹簧被压缩后，弹性势能Ep=kb2

根据机械能守恒，有Ep=

所以，v1==

(2)物体与地面的动摩擦因数为??情况下。当弹簧弹力等于滑动摩擦力时，物体速度最大，为v2。设这时弹簧的形变量为s，有ks=μmg，

①此时，弹簧弹性势能

根据能量守恒定律有Ep=+μmg(b－s)+