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2024届河南省安阳市林州一中火箭班物理高一第二学期期末联考试题注意事项1.考生要认真填写考场号和座位序号。2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)1、如图所示,小球在细绳的牵引下,在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况,下列说法正确的是A.只受重力和拉力的作用B.只受重力和向心力的作用C.只受重力、支持力和向心力的作用D.只受重力、支持力和拉力的作用2、(本题9分)一个人站在高为H的平台上,以一定的初速度将一个质量为m的小球抛出.测出落地时小球的速度大小是v,不计空气阻力,重力加速度大小为g.人对小球做的功W及小球被抛出时的初速度大小分别为()A.B.C.D.3、(本题9分)如图所示,A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘面上,物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍,三物体的质量分别为2m、m、m,它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时,若A、B、C三物体均相对圆盘静止,则下列判断中正确的是()A.A物的向心加速度最大B.B和C所受摩擦力大小相等C.当圆盘转速缓慢增大时,C比A先滑动D.当圆盘转速缓慢增大时,B比A先滑动4、(本题9分)高速公路上常有区间测速的警示牌,如图所示。根据这个警示牌,小汽车通过这个区间的时间()A.不应超过10min B.不应超过6minC.不应短于10min D.不应短于6min5、如图所示,长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端与光滑水平转轴O相连,现给小球一个初速度,使它在竖直面内做圆周运动,已知小球在最高点的速度大小为v,重力加速度为g。下列说法正确的是A.小球在最高点的速度v最小为gRB.小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上C.小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mgD.小球在最高点的速度v越大,轻杆对小球的作用力越大6、(本题9分)如图所示,质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.1.现用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F做的功至少为()(g取10m/s2)A.1J B.1.6J C.2J D.1J7、对于绕地球圆周运动的人造卫星,下列叙述正确的是()A.地球的所有卫星半径越小线速度越大 B.地球的所有卫星半径越小周期越小C.地球同步卫星的线速度大于7.9km/s D.地球同步卫星相对地面是静止的8、(本题9分)如图所示,可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来,将细线水平拉直后从静止释放小球,小球运动到最低点时的速度为、重力的瞬时功率为P、绳子拉力为F,向心加速度为a,若不改变小球的质量,把悬线的长度增加一倍,仍将细线水平拉直后从静止释放小球,下面说法正确的是A.改变悬线长度之后最低点的速度变为原来的倍B.改变悬线长度之后最低点的重力瞬时功率P是原来的倍C.改变悬线长度前后最低点绳子拉力F都等于小球重力的3倍D.改变悬线长度前后最低点向心加速度a都等于重力加速度的3倍9、(本题9分)下列运动中,任何1秒的时间间隔内运动物体速度改变量完全相同的有(空气阻力不计)()A.自由落体运动 B.平抛物体的运动C.竖直上抛物体运动 D.匀速圆周运动10、一部直通高层的客运电梯的简化模型如图1所示.电梯在t=0时由静止开始上升,以向上方向为正方向,电梯的加速度a随时间t的变化如图2所示.图1中一乘客站在电梯里,电梯对乘客的支持力为F.根据图2可以判断,力F逐渐变大的时间段有()A.0~1s内 B.8~9s内 C.15~16s内 D.23~24s内11、(本题9分)用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,则下列说法正确的是()A.小球过最高点时,绳子张力可以为零B.小球过最高点时的速度是0C.小球做圆周运动过最高点时的最小速度是√gRD.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反12、(本题9分)如图所示,两个质量均为的小球套在半径为的圆环上,圆环可绕竖直方向的直径旋转,两小球随圆环一起转动且相对圆环静止.已知与竖直方向的夹角,与垂直,小球与圆环间恰好没有摩擦力,重力加速度为,.下列说法正确的是()A.圆环旋转角速度的大小为B.圆环旋转角速度的大小为C.小球受到的重力和弹力合力水平向左D.小球与圆环间摩擦力的大小为二.填空题(每小题6分,共18分)13、图1是“研究平抛物体运动”的实验装置,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.(1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有________.a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平b.每次小球释放的初始位置可以任意选择c.每次小球应从同一高度由静止释放d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.(3)图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm,则平抛小球的初速度v0为______m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度为vC=______m/s(结果保留两位有效数字,g取10m/s2).14、(1)如图所示,下列器材中,实验“探究小车速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”、“用自由落体运动验证机械能守恒定律”都需要用到的实验器材是______、______(填器材的名称)。(2)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,下列说法中正确的是______(填字母)A.长木板的一端必须垫高,使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动B.悬挂的砝码和砝码盘的总质量一定要远小于小车的总质量C.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行D.小车应靠近打点计时器,先释放小车,后接通电源(3)如图是验证机械能守恒定律实验得到的一条纸带,电源频率为。计算打点计时器打下点时纸带的速度______。(计算结果保留三位有效数字)15、(本题9分)三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明_________。(2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______。(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每______s曝光一次,该小球的初速度大小为________m/s,小球运动到图中位置2时速度大小为_______m/s(g取10m/s2)。三.计算题(22分)16、(12分)(本题9分)研究表明,新冠病毒耐寒不耐热,温度在超过56°C时,30分钟就可以灭活。如图,含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内,气缸顶端有一绝热阀门K,气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C,活塞位于气缸中央,与底部的距离h1=60cm,活塞和气缸间的摩擦不计。(i)若阀门K始终打开,电热丝通电一段时间,稳定后活塞与底部的距离h2=66cm,持续30分钟后,试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?(ii)若阀门K始终闭合,电热丝通电一段时间,给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量,稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J,求此过程气体b的内能增加量。17、(10分)(本题9分)如图所示,某部队官兵在倾角为30°山坡上进行投掷手榴弹训练,若从A点以某一初速度v0沿水平方向投出手榴弹,正好落在B点,测得AB=90m.(空气阻力不计),如果手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间,若要求手榴弹正好在落地时爆炸,问:战士从拉动弹弦到投出所用时间是多少?手榴弹抛出的初速度是多少?(g=10m/s2)
参考答案一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)1、D【解析】
根据题意可知,小球只受重力、支持力和拉力的作用,D正确ABC错误2、A【解析】对小球在空中运动过程,有:;解得:,,故A正确.点晴:本题考查了动能定理的直接应用,在不涉及到运动时间和运动过程以及变力做功时运用动能定理解题较为简洁、方便.该题难度不大,属于基础题.3、C【解析】
A.三物体均相对圆盘静止,角速度相同;由于C物体的转动半径最大,根据,C物体的向心加速度最大,故A项错误;B.B物体所受摩擦力C物体所受摩擦力故B项错误;CD.A物体恰相对圆盘静止时B物体恰相对圆盘静止时C物体恰相对圆盘静止时解得所以C物体最先滑动,A、B两物体同时滑动,故C项正确,D项错误。故选C。4、C【解析】
由警示牌可知小汽车最大速度为:vm=120km/h、s=20km;则小汽车在区间测速段运动的最短时间为:;A.不应超过10min,与结论不相符,选项A错误;B.不应超过6min,与结论不相符,选项B错误;C.不应短于10min,与结论相符,选项C正确;D.不应短于6min,与结论不相符,选项D错误;5、C【解析】
A.细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动,在最高点时,由于杆能支撑小球,所以v的最小值为1.故A项不符合题意;BCD.根据向心力公式Fn=mv2R知,vmg-F=mv可知,v增大,F减小,当v>gRmg+F=mv此时杆对小球的作用力大小可能等于mg,根据牛顿第三定律可知,小球对杆的作用力大小可能等于mg,v增大,F增大。因此v由零逐渐增大,杆对小球的弹力先减小后增大,故BD不符合题意,C符合题意。6、B【解析】
加速时,对木板受力分析,受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有F-μmg=ma1解得a1=1m/s2减速时,对木板受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有-μmg=ma2解得a2=-1m/s2木板先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,到达桌面边缘时,速度减为零,设最大速度为v,根据位移速度公式,有2a1x1=v22a2x2=−v2解得W=Fx1=1.6J故选B.【名师点睛】本题关键是找出作用时间最短的临界过程,然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度,再根据运动学公式列式求出力作用的位移,再根据恒力做功公式求解.7、ABD【解析】
A.万有引力提供向心力:解得:可知卫星半径越小线速度越大,A正确;B.万有引力提供向心力:解得:可知卫星半径越小周期越小,B正确;C.地球的第一宇宙速度是卫星轨道半径为地球半径时的最大绕行速度,同步卫星的轨道半径大于地球半径,所以地球同步卫星的线速度小于,C错误;D.地球的同步卫星位于赤道上空与地球相对静止,实现同步的目的,D正确。故选ABD。8、AC【解析】
A.由机械能守恒定律得,,加倍之后,低点的速度变得为原来的倍,A正确;B.最低点重力与速度垂直,重力的瞬时功率为零,B错误;C.在最低点绳的拉力为,则,则,与无关,C正确;D.向心加速度,D错误。9、ABC【解析】自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动的加速度都为g,根据△v=at=gt,可知△v的方向竖直向下,不变,相等时间,大小相等,匀速圆周运动合力是向心力,方向时刻变化,则在相等的两段时间内,物体速度的变化量是变化的,ABC正确D错误.10、AD【解析】试题分析:根据牛顿第二定律列式,分加速度向上和加速度向下两个过程讨论即可.解:1、加速度向上时,根据牛顿第二定律,有:F﹣mg=ma故F=mg+ma故在0﹣1s内的支持力F是增加的,1s﹣8s内支持力恒定,8s﹣9s支持力是减小的;2、加速度向下时,根据牛顿第二定律,有:mg﹣F=m|a|故F=mg﹣m|a|故在15s﹣16s支持力是减小的,16s﹣23s支持力是固定的,23s﹣24s内的支持力F是增加的;故AD正确,BC错误;故选AD.【点评】超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解,产生超重的条件是:物体的加速度方向向上;产生失重的条件:物体的加速度方向向下.11、AC【解析】A、小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力,此时拉力为零,故A正确;B、C、小球刚好能过最高点时满足的条件是小球受的重力提供向心力,即:mg=mv2R【点睛】圆周运动问题重在分析向心力的来源,利用牛顿第二定律列方程,记住刚好能过最高点的临界情况.12、AD【解析】小球B与圆环间恰好没有摩擦力,由支持力和重力的合力提供向心力,有:mgtan37°=mω2Rsin37°;解得:ω=,则A正确,B错误;对小球A受力分析如图,可知小球A受到的重力、弹力和摩擦力的合力水平向左,选项C错误;由图可知:
Nsinθ-fcosθ=mω2Rsinθ;Ncosθ+fsinθ-mg=0;联立解得:f=mg,故D正确;故选AD.点睛:解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律,抓住竖直方向上合力为零,水平方向上的合力提供向心力进行求解.二.填空题(每小题6分,共18分)13、acc2.04.0【解析】
(1)斜槽末端水平,才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向,故a对;为保证小球多次运动是同一条轨迹,每次小球的释放点都应该相同,b错c对;小球的运动轨迹是平滑曲线,故连线时不能用折线,d错.(2)平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是:联立可得可知图象是直线时,说明小球运动轨迹是抛物线.(3)由竖直方向的分运动可知,,,即,水平初速度为C点的竖直分速度为由运动合成可知14、刻度尺打点计时器ABC(1.36~1.39均给分)【解析】
(1)[1][2].验证机械能守恒定律需要的器材有:重锤、铁架台、打点计时器和纸带、刻度尺等。实验“探究小车速度随时间的变化规律”和“探究加速度与力、质量的关系”两实验类似,需要的器材有:小车、打点计时器、钩码、刻度尺、木板等;可知能用于这三个实验的器材是打点计时器和刻度尺。(2)[3].在做“探究加速度与力、质量的关系”实验前,先要做一些辅助工作:A、平衡摩擦力,即先把长木板的一端必须垫高,使未挂砝码盘的小车拖着纸带恰能在木板上做匀速运动,选项A正确;
B、为了使拉力等于钩码的重力,必须使钩码的质量远小于小车的质量,故选项B正确;
C、细线要与木板平行,否则合力是变化的,选项C正确;
D、凡涉打点计时器的步骤,是先通电再释放物体,故选项D错误。
故选ABC。(3)[4].b点的速度等于ac段的平均速度,由图可知xac=5.5cm=0.055m;故15、平抛运动的竖直分运动是自由落体运动PQ两球将相碰平抛运动的水平分运
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