云南省玉溪市云南师范大学附属易门县第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试卷
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物理 试卷
试卷满分:100分 考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题(共10小题,每题3分,共30分)
1. 物体沿直线从静止开始运动,每隔2 s测一次速度,测量数据依次为0.5 m/s,1 m/s,2 m/s,4 m/s……那么物体的运动为( )
A. 匀速直线运动 B. 变加速直线运动
C. 匀变速直线运动 D. 无法确定
2. 在竖直方向运动的电梯内,有一个质量为m的物体,它对电梯地板的压力为N,则()
A. 当电梯匀速下降时N<mg B. 当电梯减速下降时N=mg
C. 当电梯加速下降时N>mg D. 当电梯减速上升时N<mg
3. 如图所示,a、b两图线分别表示两物体从同一地点沿同一方向做直线运动的速度-时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 前10 s内b的位移比a的大
B. 10 s末a、b两物体相遇
C. 10 s末a、b两物体的速度相同
D. a的加速度比b的加速度大
4. 如图所示,所有接触面光滑,则下列对图中弹力的判断说法正确的是( )
A. 图甲中,小球随车厢一起向右做匀速直线运动,则车厢左壁对小球有弹力作用,是因为车厢左壁发生弹性形变
B. 图乙中,小球被轻绳斜拉着静止在斜面上,则斜面对小球有弹力作用,此力是因为斜面发生了弹性形变
C. 图丙中,a、b两轻绳悬挂着小球,小球处于静止状态,a绳竖直,则两绳均发生弹性形变,对小球均有弹力作用
D. 图丁中,两相同小球各自被长度一样的竖直轻绳拉住而静止,则两球间有弹力,且大小一定相等
5. 如图所示,AB为半圆环ACB的水平直径,C为环上的最低点,环的半径为R.一个小球从A点沿AB以速度v0抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. v0越大,小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长
B. 即使v0取值不同,小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同
C. 若v0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环
D. 无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环
6. 1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2 752号小行星命名为“吴健雄星”,该小行星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星的密度与地球的密度相同.已知地球半径R=6 400 km,地球表面的重力加速度为g,则这个小行星表面的重力加速度为( )
A. 400g B. 1400g C. 20g D. 120g
7. 如图所示,某段滑雪场的雪道倾角为30°,质量为50 kg的运动员从距底端高10 m的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为3 m/s2。重力加速度g取10 m/s2。该运动员在雪道上下滑的过程中克服摩擦力所做的功为( )
A. 5 000 J
B. 3 000 J
C. 2 000 J
D. 1 000 J
8. 在月球上,将一把锤子与一片羽毛同时由高度为1.5 m处静止释放,已知月球表面是真空环境,g月=16g地,g地=10 m/s2,则( )
A. 锤子与羽毛下落的时间相等,都约为0.3s
B. 锤子与羽毛下落的时间相等,都约为1.8s
C. 锤子下落的时间约为0.3s,羽毛下落的时间要长一点
D. 锤子下落的时间约为1.8s,羽毛下落的时间要长一点
9. 如图所示,A、B、C三个物体用轻绳经过光滑轻质定滑轮连接,物体A、B的速度方向向下,大小均为v,则物体C的速度大小为( )
A. 2vcos θ
B. vcos θ
C. 2vcosθ
D. vcosθ
10. 如图,一质量为m的足球,以速度v由地面踢起,当它到达离地面高度为h的B点处(取B点处所在水平面为参考平面)时,下列说法正确的是(重力加速度为g,不计空气阻力)( )
A. 足球在B点处的重力势能为mgh
B. 足球在B点处的动能为mgh
C. 足球在B点处的机械能为mv2-mgh
D. 足球在B点处的机械能为mv2
二、多选题(共4小题,每题4分,共16分)
11. 如图所示,物块A、B、C叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在物块C上后,各物块仍保持静止状态,则以下说法正确的是( )
A. B不受摩擦力作用
B. C对A的摩擦力方向水平向左
C. A受到的各个摩擦力的合力为零
D. A、B、C三个物块组成的整体所受摩擦力为零
12. 图甲是士兵训练直升机索降的情境.假设士兵沿绳索下滑后,竖直方向的v-t图像和水平方向的x-t图像分别如图乙、丙所示,则( )
A. 绳索中拉力可能倾斜向上
B. 在地面上观察到士兵的运动轨迹是一条曲线
C. 士兵始终处于失重状态
D. 绳索中拉力先小于重力,后大于重力
13. 如图甲所示,水平地面上固定一足够长的光滑斜面,斜面顶端有一理想定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳两端分别连接小物块A和B.保持A的质量不变,改变B的质量m,当B的质量连续改变时,得到A的加速度a随B的质量m变化的图线,如图乙所示.设加速度沿斜面向上的方向为正方向,空气阻力不计,重力加速度g取9.8 m/s2,斜面的倾角为θ,下列说法正确的是( )
A. 若θ已知,可求出A的质量 B. 若θ未知,可求出图乙中a1的值
C. 若θ已知,可求出图乙中a2的值 D. 若θ已知,可求出图乙中m0的值
14. 把质量为m的小球放在竖立的弹簧上,并把小球往下按至A位置,如图甲所示,现将小球从A位置由静止释放,小球被弹簧弹起后升至最高位置C,如图丙所示,途中经过位置B时弹簧正好处于原长状态,如图乙所示,已知A、C两位置高度差为h,弹簧的质量和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,下列分析正确的是( )
A. 小球从A运动到C的过程中它的机械能守恒
B. 小球从B运动到C的过程中它的机械能守恒
C. 小球在位置B时它的动能最大
D. 弹簧释放的弹性势能最大值等于mgh
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题(共2小题,共15分)
15. 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为________m/s,竖直分量大小为________m/s。
(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为________m/s2。
16. “探究加速度与物体的质量、力的关系”的实验装置如图所示.
(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50 Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器,使用的都是________(选填“直流电”或“交流电”).
(2)关于本实验,下列说法正确的是________.
A.应调节滑轮使细线与长木板平行
B.钩码质量应远大于小车的质量
C.平衡摩擦力时钩码应通过细线与小车相连接
D.当改变钩码质量时不需要重新平衡摩擦力
(3)某同学在实验中,打出的一条纸带如图所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计数点还有4个计时点没有标出,其中s1=7.06 cm、s2=7.68 cm、s3=8.30 cm、s4=8.92 cm,那么打b点的瞬时速度大小是________m/s;纸带加速度的大小是________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)
(4)某同学将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力.但他把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大.用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力,他绘出的a-F关系图像是________.
第Ⅱ卷 非选择题
四、计算题(共3小题)
17. 若宇航员登上月球后,在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落,经时间t落到月球表面.已知引力常量为G,月球的半径为R.求:(不考虑月球自转的影响)
(1)月球表面的自由落体加速度大小g月;
(2)月球的质量M;
(3)月球的平均密度ρ.
18. 如图所示,水平桌面上放置一小球(可视为质点).击打小球后,小球以4 m/s的速度水平抛出,下落H=0.8 m后垂直撞击倾角为θ的斜面.小球反向弹回后,继续向上运动的最大高度为H.不计空气阻力,重力加速度大小g=10 m/s2,求:
(1)斜面的倾角θ;
(2)小球撞击斜面弹回后,上升到最大高度时,小球与斜面撞击点间的水平距离x.
19. 如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R=0.5 m,平台与轨道的最高点等高.一质量m=0.8 kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0=3 m/s的水平速度射出,恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求小球到达P点时的速度大小vP;
(2)求小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力;
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力,并求出弹力的大小.
1. B 2. D 3. C 4. B 5. D 6. B 7. C 8. B 9. D 10. C
11. AC 12. BD 13. BC 14. BD
15. (1)1.0 2.0 (2)9.7
【解析】(1)小球在水平方向上做匀速直线运动,小球运动到A点时,由题图(b)可知,
其速度的水平分量vx=m/s=1.0 m/s,小球在竖直方向上做匀加速直线运动,
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知,
小球运动到A点时,其速度的竖直分量vy=m/s=2.0 m/s。
(2)在竖直方向上,根据Δy=gT2,解得当地的重力加速度
g=m/s2=9.7 m/s2。
16. (1)交流电 (2)AD (3)0.74 0.62 (4)C
【解析】(1)常用的电磁打点计时器和电火花计时器,使用的都是交流电.
(2)应调节滑轮使细线与长木板平行,选项A正确;
钩码质量应远小于小车的质量,这样可认为小车的牵引力等于钩码的重力,选项B错误;
平衡摩擦力时应不挂钩码,选项C错误;
当改变钩码质量时不需要重新平衡摩擦力,选项D正确.
(3)电源频率是50 Hz,打点计时器每隔T=0.02 s打一次点,相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,则计数点间的时间间隔t=0.02×5 s=0.1 s;
打b点时的瞬时速度vb=s1+s22t=0.0706+0.07682×0.1m/s≈0.74 m/s,
纸带的加速度a=a1+a22=s3-s1+s4-s24t2=0.083-0.0706+0.0892-0.07684×0.12m/s2=0.62 m/s2.
(4)平衡摩擦力时把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大,在不挂钩码时,小车受到的合力不为零,小车已经有加速度,a-F图像不过原点,在a轴上有截距,绘出的a-F图像是C.
17. (1) (2) (3)
【解析】(1)月球表面附近的物体做自由落体运动,
则h=g月t2,
解得g月=.
(2)因不考虑月球自转的影响,则有G=mg月,
月球的质量M==.
(3)月球的平均密度ρ===.
18. (1)45° (2)0.8 m
【解析】(1)设小球撞击斜面前瞬间的竖直分速度大小为vy,则根据运动学公式可得vy==4 m/s
由几何关系有tanθ==1
解得θ=45°.
(2)设小球反向弹回瞬间的竖直分速度大小为vy′,水平分速度大小为v0′,则根据运动学公式有
vy′==2m/s
由几何关系有tanθ==1
解得v0′=2m/s.
小球反向弹回后上升到最大高度所需的时间为
t′==s
解得x=v0′t′=0.8 m.
19. (1)5 m/s (2)m/s 54.4 N,方向竖直向下 (3)外壁 6.4 N
【解析】(1)平抛运动的水平速度不变,始终为v0,小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,说明速度与水平方向夹角为53°,将P点速度分解,如图所示,
vP==m/s=5 m/s;
(2)从抛出到圆弧轨道最低点,根据动能定理有
mg·2R=mv12-mv02
解得v1=m/s
在最低点根据牛顿第二定律和向心力公式有FN-mg=m
解得FN=54.4 N
根据牛顿第三定律有F压=FN=54.4 N,方向竖直向下;
(3)平台与轨道的最高点等高,根据动能定理可知vQ=v0=3 m/s
设小球受到向下的弹力F1,根据牛顿第二定律和向心力公式有
F1+mg=m
解得F1=6.4 N>0
根据牛顿第三定律知,小球对外壁有弹力,大小为6.4 N.
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