湖南省怀化市竹园乡中学2022-2023学年高一物理期末试卷含解析

湖南省怀化市竹园乡中学2022-2023学年高一物理期末试卷含解析一、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.平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球总是同时落到地面，这个实验

A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律参考答案：B【考点】研究平抛物体的运动．【分析】探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动，若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，而不能说明A球水平方向的运动性质．【解答】解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故ACD错误，B正确．故选：B．2.（单选）在某中学田径运动会，一个同学在男子百米决赛中获得冠军，测得他在50m处的瞬时速度是6m/s，12s末到达终点时的瞬时速度是7.5m/s，

则全程内的平均速度大小是（

）

A.6m/s

B.8.33m/s

C.6.75m/s

D.7.5m/s参考答案：B3.地球半径为R，地面上重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其线速度大小可能是

（

）①

②

③

④A．①②③

B．②③

C．①④

D．②③④参考答案：B4.下列说法中正确的是()A．物体的质量不变，a正比于F，对a、F的单位不限B．对于相同的合外力，a反比于m，对m、a单位不限C．在公式F＝ma中，当m和a分别用kg、m/s2作单位时，F必须用N作单位D．在公式F＝ma中，F、m、a三个量可以同时选取不同的单位参考答案：C5.用恒力F向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度，若考虑空气阻力，则在此过程中A．力F所做的功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量B．物体克服重力所做的功等于重力势能的增量C．力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于重力势能的增量D．力F和阻力的合力所做的功等于物体机械能的增量参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径之间的关系”的实验中，借助专用实验中，借助专用实验装置，保持m、ω、r任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力F与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做

法．要研究向心力与半径的关系，应采用下列三个图中的图

；要研究向心力与角速度之间的关系，应采用下列三个图中的图．参考答案：控制变量，丙，乙．【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制一些变量，研究向心力与另外一个物理量的关系．【解答】解：保持m、ω、r任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力F与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫做控制变量法．要研究向心力与半径的关系，要保持小球的质量和角速度不变，改变半径，可知采用图丙．要研究向心力与角速度之间的关系，要保持半径和小球的质量不变，改变角速度，可知采用图乙．故答案为：控制变量，丙，乙．7.如图是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的大齿轮，Ⅱ是半径为r2的小齿轮，Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n，则自行车前进的速度为V=

．参考答案：．【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】大齿轮和小齿轮靠链条传动，线速度相等，根据半径关系可以求出小齿轮的角速度．后轮与小齿轮具有相同的角速度，若要求出自行车的速度，需要知道后轮的半径，抓住角速度相等，求出自行车的速度．【解答】解：转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以ω=2πnrad/s，因为要测量自行车前进的速度，即车轮III边缘上的线速度的大小，根据题意知：轮I和轮II边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ω1=R2ω2，已知ω1=2πn，则轮II的角速度ω2=ω1．因为轮II和轮III共轴，所以转动的ω相等即ω3=ω2，根据v=Rω可知，v=r3ω3=故答案为：．8.信号弹以100m/s的速度竖直向上射出，不计空气阻力，则在最初2s内它上升的高度为__________m，经过__________s落回原地。参考答案：180，20．9.两个共点力F1、F2的合力的最大值为7N，最小值为1N.当F1、F2的夹角为00时，合力大小为

N，当F1、F2的夹角为900时，合力大小为

N.

参考答案：7N

5N10.（4分）设地球半径为R，在地表附近的重力加速度为g，自转角速度为ω，引力常量为G，则此同步卫星离地高度为________。参考答案：11.如图8所示，小球以v1＝3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁经△t＝0.01s后以v2＝2m/s的速度沿同一直线反弹，则小球在这0.01s内的平均加速度的大小为_____________m/s2，方向为_________.参考答案：500，水平向左12.如图甲所示，竖直直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s的速度匀速上浮。现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则（已知sin37°=0.6；cos37°=0.8）（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为

m/s。（2）若玻璃管的长度为0.6m，则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为

m。（3）如图乙所示，若红蜡块在A点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的

。A．直线P

B．曲线Q

C．曲线R

D．无法确定参考答案：13.（4分）一个物体从距地面125m高处自由下落，这个物体到达地面时的速度大小为_____m/s；这个物体在下落过程中的平均速度是________m/s。参考答案：50；25三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m．用大小为30N，方向水平向右的外力F0拉此物体，经t0=2s，拉至B处．（1）求物块运动的加速度a0大小；（2）求物体与地面间的动摩擦因数μ；（3）若用大小为20N的力F沿水平方向拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t．（取g=10m/s2）参考答案：（1）10m/s，（2）0.5，（3）试题分析：（1）物体在水平地面上从A点由静止开始向B点做匀加速直线运动，根据解得：。（2）对物体进行受力分析得：，解得：。（3）设力F作用的最短时间为，相应的位移为，物体到达B处速度恰为0，由动能定理：，整理可以得到：由牛顿运动定律：，，整理可以得到：。考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确进行受力分析，抓住位移之间的关系求解。

15.（6分）将一根细绳的中点拴紧在一个铝锅盖的中心圆钮上，再将两侧的绳并拢按顺时针（或逆时针）方向在圆钮上绕若干圈，然后使绳的两端分别从左右侧引出，将锅盖放在水平桌面上，圆钮与桌面接触，往锅盖内倒入少量水。再双手用力拉绳子的两端（或两个人分别用力拉绳的一端），使锅盖转起来，观察有什么现象发生，并解释为什么发生会这种现象。参考答案：随着旋转加快，锅盖上的水就从锅盖圆周边缘飞出，洒在桌面上，从洒出的水迹可以看出，水滴是沿着锅盖圆周上各点的切线方向飞出的。因为水滴在做曲线运动，在某一点或某一时刻的速度方向是在曲线（圆周）的这一点的切线方向上。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，用长为L的细线一端系住质量为m的小球，另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5L，过E作水平线EF，在EF上可以钉铁钉D，现将细线水平拉直，然后小球由静止释放。不计一切摩擦，不计线与钉子碰撞时的能量损失,求：（1）若无铁钉D，小球运动到最低点B时细线的拉力TB=?（2）若钉上铁钉D且线拉力足够大，使小球恰能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，则钉子D与点E距离DE=？（3）钉铁钉D后，若线能承受的最大拉力是9mg，小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，ED取值范围是多少？参考答案：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题．题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于（r是做圆周运动的半径）．设在D点绳刚好承受最大拉力，设DE=x1，则：AD=悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD=l－……①（2分）取B点EP=0TB-mg=mmgL=mv2则TB=3mg（1）设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，如图，则：AG=r2=l－AG=l－…………⑥（1分）在最高点：mg≤……………⑦（1分）由机械能守恒定律得：mg(r2)=mv22…………⑧（1分）由④⑤⑥联立得：x2≥l…………⑨（2分）（2）当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律有：F－mg=…………②（1分）结合F≤9mg可得：≤8mg……③（1分）由机械能守恒定律得：mg(+r1)=mv12即：v2=2g(+r1)………………④（1分）由①②③式联立解得：x1≤l…⑤（2分）随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了．在水平线上EF上钉子的位置范围是：l≤x≤l（2分）17.一辆巡逻车最快能在内由静止匀加速到最大速度，并能保持这个速度匀速行驶，该巡逻车要在平直的高速公路上由静止追上前方处正以的速度匀速行驶的汽车。求：（1）至少需要多少时间；（2）该时间内巡逻车发生的位移。参考答案：（1）巡逻车加速阶段的位移:

①

1设至少需要时间t巡逻车才能追上汽车，则巡逻车匀速运动的位移：

②

1分

汽车在t时间的位移为：

③

1分巡逻车要追上汽车，必有：

④

2分由以上各式可得：

⑤

1分（2）该时间内巡逻车发生的位移：

⑥

1分由①②⑤可得：

⑦

1分18.质量是50kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，他被悬挂起来．已知安全带的缓冲时间是1.0s，安全带长5m，取g=10m/s2，求：