精品解析:湖南省岳阳县第一中学2022-2023学年高一下学期7月期末物理试题(解析版)
展开2023年下学期高一期末物理试卷
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1. 甲、乙两位同学从同一位置同时出发,甲做匀加速运动,乙先做匀加速运动后做匀速运动。二者的图像如图所示,关于两位同学的运动情况,下列分析正确的是( )
A. 时,乙在甲前方,且此时二者相距最远
B. 时,甲、乙刚好相遇
C. 甲追上乙时甲的速度为
D. 甲追上乙时距出发点
【答案】C
【解析】
【详解】AB.图像中图线与时间轴围成的面积表示位移,甲乙从同一位置出发,时图线与时间轴围成的面积乙大于甲,可知乙同学在甲同学前方,通过图像还可看出,从时刻到时,乙的速度始终大于甲的速度,因此可知在时两者相距最远,故A、B错误;
CD.甲追上乙时说明甲乙位移相等,设所用时间为,图像的斜率表示物体的加速度,由图像可得,甲的加速度为
乙在时间内的加速度为
则由二者之间的位移关系有
,
解得
(其中不合题意舍去)
此时甲的速度为
此时甲乙距出发点的位移均为
故C正确,D错误。
故选C。
2. 我国自主研发的第五代隐形战斗机J-20可以在不需要发动机启动加力的情况下实现超音速巡航,并可以持续半小时以上。这里的“超音速巡航”意味着J-20具有较大的( )
A. 位移 B. 质量 C. 速度 D. 加速度
【答案】C
【解析】
【详解】“超音速巡航”指的是J-20具有较大的速度。
故选C。
3. 一位杂技演员,用三只球进行抛接球表演,他每隔0.4s抛出一球,接到球便立即把球抛出,将球的运动近似看做是竖直方向的运动,不计空气阻力,球能到达的最大高度是(高度从拋球点算起,取)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】任意两球之间的时间间隔为0.4s,三个球之间有三个时间间隔,共1.2s,则每个球上升到最大高度用时间为0.6s,则由逆向思维可知,球能到达的最大高度是
故选B。
4. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,得到如图所示的纸带,其中A、、、、、、为计数点,相邻两计数点间的时间间隔为,、、、、、分别为、、、、、的长度,下列用来计算打点时小车速度的表达式中误差最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】匀变速直线运动中,中间时刻速度等于整段的平均速度,故打点时小车速度可用下列表达式计算
,
由于
可得
故打点时小车速度还可以表示为
由于时间间隔越短,平均速度越接近瞬时速度,故其中误差最小的为
故选B。
5. 如图所示,重力为G的木块,在水平向右的推力F的作用下,恰好能沿着倾角为的光滑斜面匀速上滑,斜面固定在水平地面上,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 木块一共受4个力作用
B. 斜面对木块的作用力等于G
C. 木块对斜面的作用力大于G
D. 若木块是匀速下滑,则水平向右的推力要小于F
【答案】C
【解析】
【详解】A.木块受重力、支持力、推力3个力作用,故A错误;
BC.根据力的合成法则可知,斜面对木块的作用力为
根据牛顿第三定律可知,木块对斜面的作用力大于G,故B错误,C正确;
D.若木块是匀速下滑,根据力的平衡条件可知,水平向右的推力要等于F,故D错误;
故选C。
6. 《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在的高压线上带电作业的过程,如图所示,绝缘轻绳一端固定在高压线杆塔上的O点,另一端固定在兜篮D上,另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮,一端连接兜篮,另一端由工人控制,身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里,缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处,绳一直处于伸直状态。兜篮、王进及携带的设备总质量为m,可看作质点,不计一切阻力,重力加速度大小为g。从C点运动到E点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳的拉力一直变小 B. 绳的拉力一直变大
C. 绳、拉力的合力大于 D. 绳与竖直方向的夹角为时,绳的拉力为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示
绳OD的拉力为F1,与竖直方向的夹角为,绳CD的拉力为F2,与竖直方向的夹角为,根据几何关系知
由正弦定理可得
增大,减小,则拉力F1增大,拉力F2减小,故AB错误;
C.王进处于平衡状态,两绳拉力的合力等于mg,故C错误;
D.当时,,则
解得
故D正确。
故选D
7. 如图甲所示为丽江古城古老的住宅楼和万古楼,万古楼的“飞檐”屋顶是中国传统建筑的重要表现之一、现把住宅楼和万古楼的屋顶分别看成平直轨道ABC及弯曲轨道ADC,如图乙所示。一颗松果(可看成质点)从A点由静止开始分别沿两轨道滑下到C点,不计阻力,下列速率图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】松果沿平直轨道ABC做匀加速直线运动,沿弯曲轨道ADC运动过程中,加速度逐渐减小,且先大于匀加速运动加速度,后小于匀加速运动加速度。图像斜率等于加速度,可知C选项正确。
故选C。
8. 风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力F与物体相对空气的速度v满足(S为物体迎风面积,C为风阻系数,为空气密度)。图甲中风洞竖直向上匀速送风,一质量为m的物体从A处由静止下落,一段时间后在B处打开降落伞,相对速度的平方与加速度大小a的关系图像如图乙所示,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 开伞前加速度向下,越来越大
B. 开伞后加速度向上,越来越大
C. 开伞前物体迎风面积为
D. 开伞后物体迎风面积为
【答案】C
【解析】
【详解】AC.物体从A处由静止下落,开伞前加速度向下,物体所受合力为
F不断增大,加速度减小,图乙中右侧图线与此过程相符合,有
解得
故A错误,C正确;
BD.左侧图线为开伞后的图线,有
当v=v1时,有
解得
且当v减小时,a减小,故BD错误。
故选C。
9. 我校体育课开设了丰富的球类运动。以下哪种球在空中的运动,最接近抛体运动( )
A. 篮球 B. 乒乓球 C. 羽毛球 D. 铅球
【答案】D
【解析】
【详解】铅球在空中的运动受到的空气阻力相对铅球几乎可以忽略不计,所以最接近抛体运动是铅球。
故选D。
10. 自行车后轮胎接触脸盆中的水并使其转动,得到如图所示照片。轮胎外沿A、B、C三点位置如图。下列说法正确的是( )
A. 正对图片看,轮胎是逆时针转动
B. 从A点飞出的水滴做平抛运动
C. 从B点飞出的水滴做匀速直线运动
D. A、B、C三点的线速度不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向,正对图片看,轮胎是顺时针转动,故A错误;
B.从A点飞出的水滴有斜向上的速度,做斜抛运动,故B错误;
C.从B点飞出的水滴速度竖直向上,做竖直上抛运动,故C错误;
D.曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向,A、B、C三点的线速度不同,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共5小题。每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中。有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
11. 如图为甲、乙两物体从同一地点同时开始运动的图像,则下列说法正确的是( )
A. 时间内,甲的平均速度大于乙的平均速度
B. 时刻甲、乙相遇
C. 时间内甲的位移小于乙的位移
D. 甲、乙的速度方向相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,0~t1时间内,甲的位移大于乙的位移,则甲的平均速度大于乙的平均速度,故A正确。
BC.根据v-t图像与时间轴所围面积表示位移,知0-t1时间内,甲的位移大于乙的位移,因为甲、乙两物体从同一地点同时开始运动,所以t1时刻甲、乙没有相遇,故BC错误;
D.甲、乙的速度均为正值,所以速度方向相同,故D正确;
故选AD。
12. 一蹦极者从几十米高的固定平台自由下落,经时间t下落h高度,此时速度大小为v。若不计一切阻力、系在蹦极者身上的弹性绳长度大于h,则蹦极者从开始下落起运动时( )
A. 蹦极者的速度大小为
B. 蹦极者的速度大小为
C. 蹦极者下落的高度为
D. 蹦极者下落的高度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.系在蹦极者身上的弹性绳长度大于h,可知经时间t下落h高度,这期间蹦极者做自由落体,此时速度大小为
蹦极者从开始下落起运动时,这期间蹦极者做自由落体,此时速度大小为
故A正确,B错误;
CD.由于经时间t下落h高度,这期间蹦极者做自由落体,满足
则蹦极者从开始下落起运动时,这期间蹦极者做自由落体,下落的高度为
故C正确,D错误。
故选AC。
13. 如图所示,当对重为G的物块施加竖直向上大小为F的推力时,物块恰好沿倾角为的斜壁向上匀速运动,已知物块与斜壁之间的动摩擦因数为,则物块受到的摩擦力大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】对物块受力分析,受重力G、弹力FN(直于斜壁向下)摩擦力Ff(沿斜壁向下)和推力F四个力,把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解,由于物块处于平衡状态,在沿斜壁方向有
Gcosθ+Ff=Fcosθ
可得
Ff=(F-G)cosθ
垂直于斜壁方向有
FN+Gsinθ=Fsinθ
又根据
Ff=μFN
可得
Ff=μ(F-G)sinθ
故选BD。
14. 下列选项中可作为冲量单位的是( )
A. B. J C. W D.
【答案】AD
【解析】
【详解】冲量
可知冲量的单位可以是;
由
可知冲量的单位可以是。
故选AD。
15. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B,细线上端固定在同一点,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为,B球细线跟竖直方向的夹角为,下列说法正确的是
A. 细线和细线所受的拉力大小之比为:1
B. 小球A和B的向心力大小之比为1:3
C. 小球A和B的角速度大小之比为1:1
D. 小球A和B的线速度大小之比为1:
【答案】BC
【解析】
【详解】A项:两球在水平面内做圆周运动,在竖直方向上的合力为零,由:TAcos30°=mg,TBcos60°=mg,则,TB=2mg,所以,故A错误;
B项:小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=,小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=,可知小球A、B的向心力之比为1:3,故B正确;
C、D项:根据mgtanθ=m•htanθ•ω2= 得,角速度,线速度可知角速度之比为1:1,线速度大小之比为1:3,故C正确,D错误.
点晴:小球在水平面内做圆周运动,抓住竖直方向上的合力为零,求出两细线的拉力大小之比.根据合力提供向心力求出向心力大小之比,结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式,从而得出线速度和角速度之比.
三、实验题(本题共8分,请按要求在答题卡上作答。)
16. (1)如图所示,在“研究平抛运动”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹。下列说法正确的是( )
A.应使小球每次均从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道的末端不一定要保持水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
(2)如图是小球做平抛运动的频闪照片,图中小方格的边长5cm。那么小球平抛的初速度大小______m/s,经B点竖直分速度大小______m/s,经B点合速度大小______m/s。(结果保留两位有效数字,取)。
【答案】 ①. A ②. 0.40 ③. 0.40 ④. 0.57
【解析】
【详解】(1)[1]A.为了确保小球每次平抛的初速度大小一定,实验时应使小球每次均从斜槽上同一位置由静止释放,A正确;
B.根据上述,当实验中使球每次均从斜槽上同一位置由静止释放,则小球每次克服摩擦力做功相同,小球每次平抛的初速度大小一定,即斜槽轨道的较小的摩擦对实验没有影响,即斜槽轨道不需要确保光滑,B错误;
C.为了确保小球飞出的初速度方向沿水平方向,实验中斜槽轨道的末端一定要保持水平,C错误;
D.实验中小于利用刻度尺测出坐标纸上的小方格的边长,从而求出描绘出的点迹的水平距离与竖直距离,当相邻点迹之间的水平距离相等时,表明相邻点迹之间的时间间隔相等,在竖直方向上根据
可知能够求出时间,因此,实验中不需要秒表,D错误。
故选A。
(2)[2]根据图乙可知,相邻点迹之间的水平距离相等,即相邻点迹之间的时间间隔相等,根据
解得
则小球平抛的初速度为
[3]结合上述可知,小球经B点竖直分速度大小
[4]结合上述可知,经B点合速度大小
四、计算题(共2小题,共22分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,如只写出最后答案者不能得分。)
17. 如图所示,一质点由位置A向北运动了用时到达B点,然后由B点向东运动了用时到达C点,再由C点向南运动了用时到达D点。质点在B点、C点没有停顿。求:
(1)整个运动过程总位移大小和方向;
(2)整个运动过程的平均速率;
(3)整个运动过程的平均速度大小(结果可保留根号)。
【答案】(1),方向为东偏北;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)质点运动情况如下图所示
整个运动过程的总位移大小为
方向为东偏北(或东北方向、由A指向D);
(2)整个运动过程的总路程为
整个过程运动的时间为
故整个运动过程的平均速率为
(3)整个运动过程的平均速度大小为
18. 跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先自由落体运动,当距离地面125m时打开降落伞,伞张开后就以14.3m/s2的加速度匀减速运动,到达地面时速度为5m/s,问:
(1)离开飞机时距地面的高度为多少?
(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(g=10m/s2)
【答案】(1)305m;(2)9.85s
【解析】
详解】(1)自由下落的末速度为v,规定向下为正方向,则有匀减速阶段;有
自由下落的距离为
h==180m
离开飞机时距地面的高度为
H=h+h1=180+125m=305m
(2)自由落体时间为
匀减速阶段时间为
离开飞机后总时间到达地面为
T=t1+t2=6+385s=9.85s
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