北京市顺义区三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编2-填空题、实验题

北京市顺义区三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编2-填空题、实验题

一、实验题

1．（2021春·北京顺义·高一期末）某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地；让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______（填“变长”、“不变”或“变短”）；上述现象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。

2．（2021春·北京顺义·高一期末）如图所示“验证机械能守恒定律”的实验装置，得到实验数据，往往重锤动能的增加量_________它所减小的重力势能（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是__________。

3．（2020春·北京顺义·高一期末）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，得到了弹力F与弹簧长度l关系的图像，如图所示．由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长_________（选填“长”、“短”）．弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数_________（选填“大”、“小”）．

4．（2020春·北京顺义·高一期末）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。

(1)该实验现象说明了A球在离开轨道后________（选填正确选项前的字母）

A．水平方向的分运动是匀速直线运动

B．水平方向的分运动是匀加速直线运动

C．竖直方向的分运动是自由落体运动

D．竖直方向的分运动是匀速直线运动

(2)实验中记录了如图所示的一段轨迹ABC，已知小球是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则小球平抛的初速度v0=________m/s（取g=10m/s2）。

5．（2020春·北京顺义·高一期末）利用如图1所示的装置，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与________（填“动能的增加量”或“速度的增加量”）的关系，可以验证机械能守恒定律。在处理实验数据时，需要确定打点时重物的动能。一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如图2所示。已知相邻两点之间的时间间隔为T。测得A、B两点间的距离为h1，B、C两点间的距离为h2。由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为___________。

6．（2022春·北京顺义·高一牛栏山一中期末）用质量为的重锤自由下落的过程来验证机械能守恒定律，通过实验得到的纸带如图所示，是打下的第一个点，、、为连续相邻的计时点，、、三点与点间的距离图中已标注，单位是，重力加速度取，打点时间间隔。打点计时器打下计时点时，物体的速度____；从起点到打下计时点的过程中。重力势能的减少量的数值为__________。

7．（2022春·北京顺义·高一牛栏山一中期末）利用如图所示的装置可以探究影响向心力大小的因素。

将小球放置在横臂的挡板处，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，两小球随之做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，可显示两小球所受向心力的大小情况。已知长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。若将甲、乙两个相同小球分别置于挡板A和挡板C处，匀速转动手柄，稳定后两小球所需向心力大小之比，则两小球的角速度之比______________。此时传动皮带所连接的左、右两塔轮半径之比为_______________。

若两个钢球的质量和半径都相同，则是在研究向心力的大小与_________（选填下列选项前的字母）的关系；

A．钢球质量                     B．运动半径                   C．角速度

二、知识点填空题

8．（2022春·北京顺义·高一牛栏山一中期末）平抛运动的物体，在竖直方向做______________运动，在水平方向做_________运动。

三、填空题

9．（2021春·北京顺义·高一期末）近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，弯道半径为R。

（1）该弯道处设计成内外轨存在高度差的原因是________。

（2）该弯道处最为适宜的通过速度是______。

参考答案：

1．     同时     不变     初速度     自由落体

【详解】[1]小锤轻击弹性金属片时，A球做抛运动，同时B球做自由落体运动，通过实验可以观察到它们同时落地；

[2]用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；

[3][4]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动

2．     小于     重物下落时受到阻力作用

【详解】[1][2]“验证机械能守恒定律”的实验，得到实验数据，往往重锤动能的增加量小于它所减小的重力势能，原因是重物下落时受到阻力作用。

3．     短     大

【详解】根据胡克定律得：F=k△x=k（l-l0），l是弹簧的长度，l0是弹簧的原长，由数学知识知：F-l图象的斜率等于k，横截距表示弹簧的原长．所以有：l0a＜l0b；ka＞kb．

点睛：本题关键根据胡克定律得到F与l的关系式，注意运用数学知识理解F-l图象的意义，明确斜率和横截距的物理意义

4．     C     2

【分析】(1)球A与球B同时释放，同时落地，由于B球做自由落体运动，A球做平抛运动，说明A球的竖直分运动与B球相同；

(2)O点为小球抛出点，处理时只需要将平抛运动分解到水平方向和竖直方向，根据水平和竖直方向的运动特点即可正确解答。

【详解】(1)[1]球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动；将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；故ABD错误，C正确。

故选C。

(2)[2]由于O点是平抛的起始点，因此根据平抛运动规律有：

水平方向

x=v0t

竖直方向

ygt2

将x=60cm=0.6m，y=45cm=0.45m，带入解得

v0=2m/s

【点评】加强基础实验的实际操作，明确实验原理和注意事项；抓住题中的“改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地”，得出A球的竖直分运动与B球的运动相同；平抛类问题只需要将其分解到水平方向和竖直方向分别进行处理即可，能熟练应用平抛运动规律解题。

5．     动能的增加量    

【分析】用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，可以验证机械能守恒定律；根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。

【详解】[1]用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验，研究重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系，就可以验证机械能守恒定律。

[2]根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小

由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为

mv2

【点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所测数据，如何测量计算，会起到事半功倍的效果，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。

6．     0.97     0.048

【详解】[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于这段时间的平均速度，打点计时器打下计时点时，物体的速度为

[2]从起点到打下计时点的过程中。重力势能的减少量为

7．     1:2     2:1     C

【详解】[1]对两个小球列向心力方程

联立可得

[2]两塔轮为皮带传动装置，二者线速度相同，即

又因为

所以

[3]若两个钢球的质量和半径都相同，则是在研究向心力的大小与角速度的关系。

故选C。

8．     自由落体     匀速直线

【详解】[1][2]平抛运动的物体，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动。

9．     见解析    

【详解】（1）[1]弯道处设计成内外轨存在高度差的原因是：使火车在经过弯道处时，尽量让火车受到的重力与轨道对火车的支持力来提供火车转弯所需向心力，从而避免车轮与轨道间有相互挤压。

（2）[2]当火车转弯时，若重力与支持力的合力恰好提供火车转弯所需向心力时，有

又

联立解得，该弯道处最为适宜的通过速度为