山西省呂梁市嵐縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高一物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省呂梁市嵐縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)2021年高一物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.（單選）下列說法中正確的是(

)

A.體操運(yùn)動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)

B.蹦床運(yùn)動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C.舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于超重狀態(tài)

D.游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài)參考答案：B2.（多選題）如圖（a），一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動的v﹣t圖線如圖（b）所示，若重力加速度及圖中的v0，v1，t1均為已知量，則可求出（）A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度參考答案：ACD【考點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的圖像．【分析】由圖b可求得物體運(yùn)動過程及加速度，再對物體受力分析，由牛頓第二定律可明確各物理量是否能夠求出．【解答】解：由圖b可知，物體先向上減速到達(dá)最高時再向下加速；圖象與時間軸圍成的面積為物體經(jīng)過的位移，故可出物體在斜面上的位移；圖象的斜率表示加速度，上升過程及下降過程加速度均可求，上升過程有：mgsinθ+μmgcosθ=ma1；下降過程有：mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2；兩式聯(lián)立可求得斜面傾角及動摩擦因數(shù)；但由于m均消去，故無法求得質(zhì)量；因已知上升位移及夾角，則可求得上升的最大高度；故選：ACD．3.（單選）伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個重要事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略不計(jì)，小球必將準(zhǔn)確地終止于同它開始點(diǎn)相同的點(diǎn)，絕不會更高一點(diǎn)，這說明，小球在運(yùn)動過程中有一個“東西”是不變的，這個“東西”是(

)A彈力

B速度

C勢能

D能量參考答案：D4.某空箱子恰好能夠沿某斜面勻速下滑，如果再往箱子里裝一些物體，則A．箱子不再下滑

B．箱子仍能勻速下滑

C．箱子將加速下滑

D．箱子將減速下滑參考答案：B5.一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v=2m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為3：1，不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g=10m/s2，則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是（）A． B． C． D．參考答案：B【考點(diǎn)】動量守恒定律．【分析】炮彈到達(dá)最高點(diǎn)時爆炸時，爆炸的內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力（外力），遵守動量守恒定律；當(dāng)炮彈到達(dá)最高點(diǎn)時爆炸為沿水平方向運(yùn)動的兩片，兩片炸彈都做平拋運(yùn)動．根據(jù)平拋運(yùn)動的基本公式即可解題．【解答】解：規(guī)定向右為正，設(shè)彈丸的質(zhì)量為4m，則甲的質(zhì)量為3m，乙的質(zhì)量為m，炮彈到達(dá)最高點(diǎn)時爆炸時，爆炸的內(nèi)力遠(yuǎn)大于重力（外力），遵守動量守恒定律，則有：4mv0=3mv1+mv2則8=3v1+v2兩塊彈片都做平拋運(yùn)動，高度一樣，則運(yùn)動時間相等，t=，水平方向做勻速運(yùn)動，x1=v1t=v1，x2=v2t=v2，則8=3x1+x2結(jié)合圖象可知，B的位移滿足上述表達(dá)式，故B正確．故選：B．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（4分）無風(fēng)時氣球勻速豎直上升的速度是4m/s，現(xiàn)自西向東的風(fēng)速大小為3m/s，則氣球相對地面運(yùn)動的速度大小為，方向。參考答案：5m/s；東偏向上53o7.一物理興趣小組利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動時向心力與角速度、半徑的關(guān)系．①首先，讓一砝碼在一個比較光滑的平面上做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動，數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到若干組向心力F和對應(yīng)的角速度ω，他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了F﹣ω的關(guān)系圖象如圖中B圖線所示，興趣小組的同學(xué)猜測r一定時，F(xiàn)可能與ω2成正比．你認(rèn)為，可以通過進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出

關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確．②將同一砝碼做圓周運(yùn)動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F﹣ω圖象，如圖中A、C圖線所示．通過對三條圖線的比較、分析、討論，他們得出ω一定時，F(xiàn)∝r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是

．③通過上述實(shí)驗(yàn)，他們得出：做圓周運(yùn)動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的單位是

．參考答案：①F與ω2；②取任意相同ω，A、B、C三圖線對應(yīng)向心力之比均約為3：2：1，與其對應(yīng)半徑之比相同．③kg．【考點(diǎn)】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心力．【分析】①若F與ω2成正比，則F﹣ω2圖象是過原點(diǎn)的傾斜直線，可很直觀作出判斷．②在探究物體作圓周運(yùn)動時向心力與角速度、半徑的關(guān)系時，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用控制變量法，先保證圓周運(yùn)動的半徑不變，探究向心力與角速度之間的關(guān)系，然后再更換半徑繼續(xù)探究向心力與角速度之間的關(guān)系，最后可以得到向心力與角速度與半徑的關(guān)系式．③由F=kω2r表達(dá)式，結(jié)合各個量的單位分析k的單位．【解答】解：①通過對圖象的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測F與ω2成正比．可以通過進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換，通過繪出F與ω2關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確，如果猜測正確，做出的F與ω2的關(guān)系式應(yīng)當(dāng)是一條過原點(diǎn)的傾斜直線．②在證實(shí)了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F﹣ω圖象，取任意相同ω，A、B、C三圖線對應(yīng)向心力之比均約為3：2：1，與其對應(yīng)半徑之比相同．如果比例成立則說明向心力與物體做圓周運(yùn)動的半徑成正比．③表達(dá)式F=kω2r中F、ω、r的單位分別是N、rad/s、m，又由v=ωr有：1m/s=1（rad/s）?m，由F=ma，有1N=1kg?m/s2，則得：1N=k×（1rad/s）2×1m=k?m/s2；則得k的單位是kg．故答案為：①F與ω2；②取任意相同ω，A、B、C三圖線對應(yīng)向心力之比均約為3：2：1，與其對應(yīng)半徑之比相同．③kg．8.（3分）汽車剎車前速度為5m／s，剎車后獲得加速度大小為0．4m／s2，則汽車剎車開始后20s內(nèi)滑行的距離為

參考答案：31.25m9.電磁打點(diǎn)計(jì)時器的電源應(yīng)是________電，通常的工作電壓為________伏以下，實(shí)驗(yàn)室使用我國民用電時，每隔________秒打一次點(diǎn)。參考答案：交流電

4-6

0.0210.在5m高的地方以5m／s的初速度水平拋出一個質(zhì)量是10kg的物體，則物體落地的速度

m／s，從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)發(fā)生的位移是

m。(忽略空氣阻力，取g=10m／s2)參考答案：11.（4分）一個物體的重力為20N，把它放在一個斜面上，斜面長與斜面高之比為5:3，如果物體在斜面上靜止，則斜面對物體的支持力為______N，摩擦力為_______N。參考答案：16；1212.兩顆人造衛(wèi)星A、B的質(zhì)量之比mA∶mB=1∶2，軌道半徑之比rA∶rB=1∶3，某一時刻它們的連線通過地心，則此時它們的線速度之比vA∶vB=

，向心加速度之比aA∶aB=

。參考答案：13.沿光滑水平地面以12m/s水平向右運(yùn)動的小球,撞墻后以原來速度大小反彈回來,與墻壁接觸時間為0.2s加速度的大小為

方向

（設(shè)向右為正方向）參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力，探究在小車及傳感器總質(zhì)量不變時加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a﹣F圖象．（1）圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

．（2）本實(shí)驗(yàn)中是否仍需要砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量．

（填“是”或“否”）．（3）由圖象求出小車和傳感器的總質(zhì)量為

kg．參考答案：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；1【考點(diǎn)】探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．【分析】（1）由圖象可知，當(dāng)F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．（3）a﹣F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．【解答】解：（1）由圖象可知，當(dāng)F≠0時，加速度仍然為零，說明沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．（3）a﹣F圖象中的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可知，k=，所以質(zhì)量M=kg故答案為：沒有平衡摩擦力，或平衡的不夠；否；115.1）電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用交流電源，若電源頻率是50Hz，則它每隔

s打一個點(diǎn)．（2）研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出，則C點(diǎn)的瞬時速度為

m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字），小車的加速度為

m/s-2參考答案：（1）0.02

（2）0.204

；

0.5

四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.明明同學(xué)講了一個龜兔賽跑的故事，按照明明講的故事情節(jié)，聰聰畫出了兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖所示，請你依照圖象中的坐標(biāo)，并結(jié)合物理學(xué)的術(shù)語來講述這個故事．在講故事之前，先回答下列問題．（1）小李故事中的兔子和烏龜是否在同一地點(diǎn)同時出發(fā)？（2）烏龜做的是什么運(yùn)動？（3）兔子和烏龜在比賽途中相遇過幾次？（4）哪一個先通過預(yù)定位移到達(dá)終點(diǎn)？參考答案：17.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星繞它們線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，周期均為T,兩星距離為r，試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。參考答案：設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，做圓周運(yùn)動的半徑分別為r1、r2，角速度分別為w1,w2。根據(jù)題意有w1=w2

①

r1+r2=r

②根據(jù)萬有引力定律和牛頓定律，有

③

④聯(lián)立以上各式解得

⑤根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知

⑥聯(lián)立③⑤⑥式解得

18.圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m，滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點(diǎn)O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為．開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球和滑塊均靜止．現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時，滑塊剛好被一表面涂有粘住物質(zhì)的固定擋板粘住，在極短的時間內(nèi)速度減為零，小球繼續(xù)向左擺動，當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角θ＝60°時小球到達(dá)最高點(diǎn)．求（1）小球到達(dá)最低點(diǎn)時速度的大?。唬?）滑塊與擋板剛接觸的瞬時，滑塊速度的大小；（3）小球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，繩的拉力對小球所做的功．參考答案：解答：(1)（3分）木塊從N到NN/中點(diǎn)，再回到N點(diǎn)，此過程彈簧彈力做功代數(shù)和為零，克服摩擦力做的功為W克；若木塊與彈簧不相連接，木塊從N到達(dá)N/過程中，彈簧彈力不做功，克服摩擦力做的功也為W克，又因?yàn)閮煞N情況木塊到達(dá)N時的速度相同，所以到達(dá)N/的速度v/應(yīng)等于第一次回到N時速度v，即v/＝v

（3分）

(列式表達(dá)得出v/＝v同樣給分，如只寫出v/＝v沒有文字說明的，不能得分)（2）（3分）木塊從O運(yùn)動到N的過程中彈簧彈力做