湖南省长沙市培粹实验中学2022年高一物理上学期期末试卷含解析.docx

湖南省长沙市培粹实验中学2022年高一物理上学期期末试卷含解析
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 下列关于匀速圆周运动的说法，正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是一种平衡状态
B．匀速圆周运动是一种匀速运动
C．匀速圆周运动是一种匀变速运动
D．匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的运动
参考答案：
D
【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速；向心加速度．
【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动．加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动．
【解答】解：A、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，受力不平衡，故AB错误；
C、匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，故C错误，D正确．
故选：D．
2.
参考答案：
D
3. （多选）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是  
A．车速越大，它的惯性越大           
B．质量越大，它的惯性越大
C．车速越大，刹车后滑行的路程越长
D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大
参考答案：
BC
4. （单选）如图所示，以初速度9.8m／s水平抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为30的斜面上，则物体在空中飞行的时间是    (    ) 

A．s    B． s    C．S      D．2s
参考答案：
C
5. 火车停靠在站台上，乘客往往会发现这样的现象，对面的火车缓缓起动了，等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动了．前、后两次乘客采用的参考系是(　    　)
A．站台，对面火车
B．两次都是对面火车
C．两次都是站台
D．自己坐的火车，站台
参考答案：
D
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 平抛运动的加速度为     ，是一种          曲线运动。
参考答案：
g，匀变速。
7. （6分）如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点），他在左侧平台上滑行一段距离后以的速度从平台右侧水平滑出，而后恰能无碰撞地沿圆弧切线方向从A点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，对应圆心角为。（不计空气阻力）则：（1）小孩自滑离平台至进入圆弧轨道所用的时间为____________s；（2）平台高度h=___________m；（3）小孩从轨道B端离开轨道后所能上升的最大高度H________ h（选填“>”、“<”或“=”）。

参考答案：
0.4，0.8，=
8. 水平面上某点固定一轻质弹簧，A点左侧的水平面光滑，右侧水平面粗糙，在A点右侧5 m远处(B点)竖直放置一半圆形光滑轨道，轨道半径R＝0.4 m，连接处平滑.现将一质量m＝0.1 kg的小滑块放在弹簧的右端(不拴接)，用力向左推滑块而压缩弹簧，使弹簧具有的弹性势能为2 J，放手后，滑块被向右弹出，它与A点右侧水平面的动摩擦因数μ＝0.2，滑块运动到半圆形轨道最低点B处时速度          ，此时对轨道的压力        ；运动到C点对轨道的作用力         。

参考答案：

9. 汽车以20m/s的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为5m/s2，则它关闭发动机后通过t=37.5m所需的时间为______________ s
参考答案：
3
因为汽车经过t0=已经停止运动，4s后位移公式已不适用，故t2=5s应舍去
10. 如图所示为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的
照片。图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球。AAˊ为A
球在光滑水平面上以速度υ运动的轨迹。BBˊ为B球以速度v被水
平抛出后的运动轨迹。CCˊ为C球自由下落的运动轨迹。通过分析
上述三条轨迹可得出结论                               。
参考答案：
11. 如图所示是“用圆锥摆实验验证向心力公式”的实验，细线下悬挂了一个质量为m的小钢球，细线上端固定在O点．将画有几个同心圆的白纸至于水平桌面上，使小钢球静止时（细线张紧）位于同心圆．用手带动小钢球，使小钢球在水平面内做匀速圆周运动，随即手与球分离．（当地的重力加速度为g）．
（1）用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，从而测出此时钢球做匀速圆周运动的周期T=　 　；
（2）再通过纸上的圆，测出小钢球的做匀速圆周运动的半径R； 可算出小钢球做匀速圆周运动所需的向心力F向=　 　；
（3）测量出细绳长度L，小钢球做匀速圆周运动时所受的合力F合=　 　（小钢球的直径与绳长相比可忽略）
（4）这一实验方法简单易行，但是有几个因素可能会影响实验的成功，请写出一条：　                                       　．

参考答案：
（1），（2），（3），
（4）半径R比较难准确测量．小球是否做圆周运动等
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】周期等于做圆周运动一圈的时间，结合转过的圈数和时间求出周期．根据周期，结合向心力公式求出向心力的大小．对小球受力分析，结合平行四边形定则求出合力的大小．
【解答】解：（1）钢球做匀速圆周运动的周期T=．
（2）根据向心力公式得，小钢球所需的向心力．
（3）小钢球的受力如图所示，

则合力．
（4）可能会影响实验成功的因素：半径R比较难准确测量．小球是否做圆周运动等．
故答案为：（1），（2），（3），
（4）半径R比较难准确测量．小球是否做圆周运动等
12. 相距L的两个点电荷A、B分别带的电荷量为+9Q和﹣Q，放在光滑绝缘的水平面上，现引入第三个点电荷C，使三者在库仑力作用下都处于静止状态，问C所带的电荷量，电性为正应把C应放在9Q、﹣Q连线延长线距﹣Q为的位置上．
参考答案：
考点： 库仑定律．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 因题目中要求三个小球均处于平衡状态，故可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．
解答： 解：A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为正，在B的另一侧．
设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L+r，要能处于平衡状态，
所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为q．则有：

解得：r=
对点电荷A，其受力也平衡，则

解得：q=
故答案为：；正；9Q、﹣Q连线延长线距﹣Q为的
点评： 我们可以去尝试假设C带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断．
13. a、b两辆玩具车在各自的圆轨道上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为1：2，转过的角度之比为2：3，则它们的向心加速度大小之比为　   　．
参考答案：
1：3
【考点】向心加速度．
【分析】根据单位时间内通过的路程等于线速度求出A、B的线速度之比，根据单位时间内转过的角速度等于角速度求出A、B的角速度之比，根据a=vω求出向心加速度之比．
【解答】解：因为A、B两个质点在相同时间内在相同时间内它们通过的路程比sA：sB=1：2，则线速度之比为1：2； 转过的角度之比为2：3，则角速度之比为3：2，则根据a=vω知，向心加速度之比为1：3．
故答案为：1：3
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (8分)如图是“验证机械能守恒定律”的实验装置(g取9.8 m/s2)：

代表符号
x1
x2
x3
数值(cm)
12.16
19.1
27.36

①某次实验打出的某条纸带如图所示，O是纸带静止时打出的点，A、B、C是标出的3个计数点，测出它们到O点的距离分别x1 、x2 、x3，数据如上表．表中有一个数值记录不规范，代表它的符号为         ．由表可知所用刻度尺的最小分度为         .
②已知电源频率是50 Hz，利用表中给出的数据求出打B点时重物的速度vB＝
           m/s．(结果保留三位有效数字)
③重物在计数点O到B对应的运动过程中，减小的重力势能为mgx2，增加的动能为，通过计算发现，mgx2_____(选填“>”“<”或“＝”)，其原因是               ．

参考答案：
①　x2（2分）（不按要求填写数据给0分）
mm或1mm（1分）（写成0.1cm给0分，）
② 1.90  （2分）（ vB＝＝m/s＝1.90 m/s.
说明：有效数字错误给0分，重复单位给1分.
③ ＞　（1分）
纸带与限位孔间有摩擦（2分）（或答空气阻力）
说明：纸带与限位孔间有摩擦或空气阻力，有部分机械能转化为内能，所以重力势能的减小大于动能的增加.

15. （填空）在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：

（1）某同学在接通电进行实验之前，将实验器材组装，如图所示。请你指出该装置中错误或不妥之
处： 。
（2）改正实验装置后，该同学顺利地完成了实验，如图是他在实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可算得小车的加速度为        m/s2。（保留三位有效数字）
（3）该同学要探究小车的加速度和质量的关系，应该保持       不变；若该同学要探究加速度和拉力的关系，应保持       不变。
（4）该同学通过数据的处理作出了图象，如图所示，则
     ①图中的直线不过原点的原因是       。
②此图中直线发生弯曲的原因是砂桶质量      （填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：
（1）不应使用干电池   （2）0.195（3）F或拉力   质量或M  
(4)平衡摩擦力太过    偏重
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 固定的轨道ABC如下图所示，其中水平轨道AB与半径为R的1/4光滑圆弧轨道BC相连接，AB与圆弧相切于B点。质量为m的小物块静止在水平轨道上的P点，它与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25，PB＝2R。现用大小等于2mg的水平恒力推动小物块，当小物块运动到B点时，立即撤去推力。（小物块可视为质点。）

（1）求小物块沿圆弧轨道上升后，可能达到的最高点距AB面的高度H。
（2）如果水平轨道AB足够长，试确定小物块
最终停在何处？          
参考答案：
（1）对小物块，从A到最高点，据动能定理，得

(F-mg)×2R-mgH=0, F=2mg            …………3分                                                              

解得H=3.5R                           …………2分                   

（2）从最高点返回，设物块最终停止在与B点相距x远处，则据动能定理，得

mgH－mgx=0,                       …………3分
解得x=14R                          …………2分

17. 如图所示，在水平地面上用绳子拉一个质量为m=46kg的箱子，绳子与地面的夹角为37°，拉力 F=100N 时箱子恰好匀速移动．g=10m/s2，sin37°=0.6； cos37°=0.8．
试求：
（1）请在图中作出箱子的受力示意图；
（2）箱子所受的摩擦力大小；
（3）地面和箱子之间的动摩擦因数．

参考答案：
解：（1）以箱子为研究对象，分析受力情况如图：

（2）水平方向受力平衡：Fcos37°﹣f=0，
代入数据解得：f=80N；
（3）竖直方向受力平衡：N+Fsin37°﹣G=0，
代入数据解得：N=400N；
由 f=μN，
可得：；
答：（1）箱子的受力示意图如图所示；
（2）箱子所受的摩擦力大小为80N；
（3）地面和箱子之间的动摩擦因数为0.2．
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【分析】分析受力情况，作出力图，由平衡条件求解水平地面对雪橇的支持力，由摩擦力公式f=μN求解箱子与水平地面的动摩擦因数μ．
18. 如图，质量为m的小球用长为L的细线悬于天花板上O点，并使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动物理上称为圆锥摆），细线与竖直方向成θ角，求细线中的张力F和小球转动的周期T．

参考答案：
解：小球受重力G和悬线的拉力F而在水平面内作匀速圆周运动，其合力提供向心力，如图所示．
根据数学知识得知，细绳的拉力：F=
圆周的半径  R=Lsinθ            
由牛顿第二定律得：

解得，T=2π
答：细线中的张力F为，小球转动的周期T为2π．

【考点】向心力；曲线运动．
【分析】由题，小球在水平面做匀速圆周运动，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解细绳的张力和小球转动的周期．