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湖北省襄阳市枣阳市鹿头中学学年高一上学期
2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳市鹿头中学高一(上)期末物理试卷
一、选择题(本大题共12小题,每题4分,共计48分)
1.下列关于惯性的说法中,正确的是( )
A.只有静止的物体才有惯性B.只有运动的物体才有惯性
C.质量较小的物体惯性较大D.质量较大的物体惯性较大
2.意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础.图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图.关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.它是伽利略研究自由落体运动的实验
B.它是伽利略研究牛顿第一定律的实验
C.伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
D.伽利略认为,若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动
3.下列关于摩擦力的表述中正确的是( )
A.正压力的存在是摩擦力存在的必要条件
B.静摩擦力的大小与正压力有关,但不一定成正比
C.滑动摩擦力一定不能做动力,但静摩擦力可以做动力
D.静摩擦力的方向与运动方向不可能成90°
4.关于物理学的研究方法,以下说法错误的是( )
A.伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法
B.卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时,应用了放大法
C.电场强度是用比值法定义的,因而电场强度与电场力成正比,与试探电荷的电量成反比
D.“平均速度”、“总电阻”、“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法
5.“蹦极”是一项刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c点的过程中( )
A.在a点时人的速度最大
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.在a、b、c三点中,人在a点时加速度最大
D.在c点,人的速度为零,处于平衡状态
6.下列说法正确的是( )
A.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
B.平均速度等于某段时间内物体运动的路程与所用时间的比值
C.平均速率就是平均速度的大小
D.速度增大,加速度一定增大
7.如图所示,A、B两物体相距S=7m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时以vB=10m/s向右匀减速运动,加速度a=﹣2m/s2,则经过多长时间A追上B( )
A.7sB.8sC.9sD.10s
8.如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.小煤块从A运动到B的过程中( )
A.所用的时间是2.25sB.所用的时间是
s
C.划痕长度是4mD.划痕长度是1m
9.下列说法正确的是( )
A.各部分运动状态完全一致的物体都可以看作质点
B.参考系的选取是任意的,但通常取地面为参考系
C.速度﹣时间图象可以确定运动物体的初始位置
D.马路边限速60公里每小时,该速度是指平均速度大小
10.汽车以20m/s的速度在做直线运动,遇到突发情况需要刹车,已知刹车时加速度大小为8m/s2,则刹车后1s汽车通过的位移是( )
A.16mB.20mC.25mD.80m
11.如图所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮(定滑轮质量不计),绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为( )
A.hB.1.5hC.2hD.2.5h
12.如图所示,在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈,从相同的高度由静止开始释放,三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的矩形,A、B线圈闭合,但A线圈的导线比B的线圈粗,C线圈有一个缺口.则A、B、C线圈进入磁场瞬间加速度大小关系是( )
A.aA=aB=aCB.aA>aB=aCC.aA>aB>aCD.aA=aB<aC
二、实验题
13.
(1)图1中螺旋测微器读数为 mm.
(2)图2中游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)读数为 cm.
(3)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如图3所示,其中两个相邻计数点间有四个点未画出.已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度vA= m/s,小车运动的加速度a= m/s2.(结果要求保留三位有效数字)
14.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图1中P0P0′、P1P1′…),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图2所示.
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到 .每次让小球从同一位置由静止释放,是为了 .
(2)每次将B板水平移动一个槽,是为了确保每两个落点的 相同.
(3)如图2测出硬板插入P1P1′、P2P2′、P3P3′时小球痕迹点C、D、E在竖直方向的距离分别为h1、h2,请用所给的字母求出平抛运动的初速度 .
三、计算题
15.如图所示,质量M=2
kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10
N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2.求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.
16.一个物体的初速度是2m/s,以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,(g取10m/s2)求:
(1)物体在第4秒末的速度
(2)物体在前4秒内的位移
(3)物体在第4秒内的位移
(4)物体的位移达32m时所用的时间.
17.民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m,构成斜面的气囊长度为5.0m.要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s,g=10m/s2.求:
(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?
(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?
2015-2016学年湖北省襄阳市枣阳市鹿头中学高一(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每题4分,共计48分)
1.下列关于惯性的说法中,正确的是( )
A.只有静止的物体才有惯性B.只有运动的物体才有惯性
C.质量较小的物体惯性较大D.质量较大的物体惯性较大
【考点】惯性.
【分析】惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性;惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大.
【解答】解;A、任何物体在任何情况下都有惯性,故AB错误
C、惯性大小只与物体的质量有关,与其它因素无关,质量越大,惯性越大.故C错误,D正确
故选D.
2.意大利著名物理学家伽利略开科学实验之先河,奠定了现代物理学的基础.图示是他做了上百次的铜球沿斜面运动的实验示意图.关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.它是伽利略研究自由落体运动的实验
B.它是伽利略研究牛顿第一定律的实验
C.伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
D.伽利略认为,若发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动
【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法.
【分析】本题考查了伽利略对自由落体运动的研究,了解其研究过程“冲淡”重力的方法.
【解答】解:
A、铜球沿斜面运动的实验,是伽利略研究自由落体运动的实验,故A正确;
B、伽利略研究牛顿第一定律的实验为两个对接的斜面,故B错误;
C、伽利略设想,图中斜面的倾角越接近90°,斜面的阻力越小,小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动,故C正确;
D、发现斜面上的小球都做匀加速直线运动,则自由落体运动也是匀加速直线运动,故D正确;
本题选错误的,故选:
B.
3.下列关于摩擦力的表述中正确的是( )
A.正压力的存在是摩擦力存在的必要条件
B.静摩擦力的大小与正压力有关,但不一定成正比
C.滑动摩擦力一定不能做动力,但静摩擦力可以做动力
D.静摩擦力的方向与运动方向不可能成90°
【考点】滑动摩擦力.
【分析】要解答本题需掌握:
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关.摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反.
【解答】解:
A、摩擦力存在的必要条件:
弹力、相对运动或相对运动趋势及接触面粗糙,故A正确;
B、滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度以及压力的大小成正比,因此在接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大,在接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大;故B错误;
C、滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,但可能与运动方向相同,当摩擦力与运动方向相同时,摩擦力充当动力,故C错误;
D、静摩擦力的方向与运动方向可能成90°,贴着正在行驶的车厢的物体,故D错误;
故选:
A.
4.关于物理学的研究方法,以下说法错误的是( )
A.伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法
B.卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时,应用了放大法
C.电场强度是用比值法定义的,因而电场强度与电场力成正比,与试探电荷的电量成反比
D.“平均速度”、“总电阻”、“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法
【考点】物理学史.
【分析】伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法;卡文迪许在利用扭秤实验装置测量万有引力常量时,应用了放大法;电场强度是用比值法定义的,但是电场强度与电场力不成正比,与试探电荷的电量不成反比,电场强度由电场本身的性质确定;“平均速度”、“合力与分力”“总电阻”“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法.
【解答】解:
A、16世纪末,伽利略对运动的研究,不仅确立了许多用于描述运动的基本概念,而且创造了一套对近代科学发展极为有益的方法.这些方法的核心是把逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法.故A正确.
B、扭秤实验可以测量微弱的作用,关键在于它把微弱的作用经过了两次放大:
一方面微小的力通过较长的力臂可以产生较大的力矩,使悬丝产生一定角度的扭转;另一方面在悬丝上固定一平面镜,它可以把入射光线反射到距离平面镜较远的刻度尺上,从反射光线射到刻度尺上的光点的移动,就可以把悬丝的微小扭转显现出来.故B正确.
C、电场强度是用比值法定义的,但是电场强度与电场力不成正比,与试探电荷的电量不成反比,电场强度由电场本身的性质确定.故C错误.
D、合力与分力”“总电阻”“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法.故D正确.
本题选择错误的,故选C.
5.“蹦极”是一项刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c点的过程中( )
A.在a点时人的速度最大
B.在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.在a、b、c三点中,人在a点时加速度最大
D.在c点,人的速度为零,处于平衡状态
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用;超重和失重.
【分析】根据牛顿第二定律判断出人的加速度方向,根据加速度的方向与速度方向的关系,判断出人的运动情况,从而确定哪个位置速度最大,哪个位置加速度最大.
【解答】解:
A、从a点向下,人的重力大于弹力,加速度向下,则做加速运动,根据牛顿第二定律知,加速度减小,当到达b位置,重力和弹力相等,速度最大,由b到c,重力小于弹力,加速度方向向上,做减速运动.故A错误.
B、在ab段绳的拉力小于人的重力,加速度向下,人处于失重状态.故B正确.
C、b点加速度为0,a点的加速度为g,若从a点静止释放,到达最低点时,根据对称性,加速度为g,方向向上,但是物体从一定高度下落,最低点更低,根据牛顿第二定律,知加速度比g大.所以c点加速度最大.故C错误.
D、在c点,速度为零,但不是平衡状态.故D错误.
故选B.
6.下列说法正确的是( )
A.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
B.平均速度等于某段时间内物体运动的路程与所用时间的比值
C.平均速率就是平均速度的大小
D.速度增大,加速度一定增大
【考点】瞬时速度;平均速度.
【分析】瞬时速度表示某一位置或某一时刻的速度,描述的是一个“点”的速度.平均速度是一段时间内位移与时间的比值;加速度反映速度变化快慢的物理量.
【解答】解:
A、瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度;故A正确;
B、平均速度是一段时间内的位移与时间的比值;不是路程与时间的比值;故B错误;
C、平均速率是路程与时间的比值;不是平均速度的大小;故C错误;
D、速度增大时,若增大的慢,则加速度不一定大;故D错误;
故选:
A.
7.如图所示,A、B两物体相距S=7m时,A在水平拉力和摩擦力作用下,正以vA=4m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时以vB=10m/s向右匀减速运动,加速度a=﹣2m/s2,则经过多长时间A追上B( )
A.7sB.8sC.9sD.10s
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】假设经过时间t,物块A追上物体B,根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可.
【解答】解:
物体A做匀速直线运动,位移为:
xA=vAt=4t
物体B做匀减速直线运动减速过程的位移为:
=10t﹣t2
设速度减为零的时间为t1,有
在t1=5s的时间内,物体B的位移为xB1=25m,物体A的位移为xA1=20m,由于xB1+S>xA1,故物体A未追上物体B;
5s后,物体B静止不动,故物体A追上物体B的总时间为:
=
故选:
B.
8.如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以v0=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.小煤块从A运动到B的过程中( )
A.所用的时间是2.25sB.所用的时间是
s
C.划痕长度是4mD.划痕长度是1m
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】先判断物体从左端运动到右端做什么运动,然后根据运动学公式求解.
【解答】解:
根据牛顿第二定律得:
小煤块的加速度为a=
小煤块运动到速度与传送带相等时的时间为:
t1=
此时小煤块的位移为:
<4m
此后小煤块与传送带以相同的速度匀速运动直到B端,所以划痕长度即为小煤块相对于传送带的位移x1=0.5m,故CD错误;
x2=x﹣x1=4﹣0.5m=3.5m
匀速运动的时间为:
运动的总时间为:
t=t1+t2=0.5+1.75s=2.25s,故A正确,B错误
故选A
9.下列说法正确的是( )
A.各部分运动状态完全一致的物体都可以看作质点
B.参考系的选取是任意的,但通常取地面为参考系
C.速度﹣时间图象可以确定运动物体的初始位置
D.马路边限速60公里每小时,该速度是指平均速度大小
【考点】质点的认识;参考系和坐标系.
【分析】物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,同一个物体在不同的时候,有时可以看成质点,有时不行,要看研究的是什么问题.
参考系的选取是任意的,但选不同的参考系得到的结果是不同的.
【解答】解:
A、当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,各部分运动状态完全一致的物体,形状、大小不一定能够忽略,例如火车通过一座桥梁时,所以A错误;
B、参考系的选取原则上是任意的,但要以方便研究物体的运动来进行选择,通常取地面为参考系,所以B正确;
C、速度﹣时间图象表示物体的运动的规律变化的情况,不能确定运动物体的初始位置,所以C错误;
D、马路边限速60公里每小时,表示在该路段的任意时刻都不能超过此速度,该速度是指瞬时速度,不是平均速度,所以D错误.
故选B
10.汽车以20m/s的速度在做直线运动,遇到突发情况需要刹车,已知刹车时加速度大小为8m/s2,则刹车后1s汽车通过的位移是( )
A.16mB.20mC.25mD.80m
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】根据速度时间公式求出汽车速度减为零的时间,判断汽车是否停止,再结合位移公式求出刹车后1s内的位移.
【解答】解:
汽车速度减为零所需的时间
>1s,
则1s内的位移x=
.故A正确,B、C、D错误.
故选:
A.
11.如图所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮(定滑轮质量不计),绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为( )
A.hB.1.5hC.2hD.2.5h
【考点】机械能守恒定律.
【分析】本题可以分为两个过程来求解,首先根据ab系统的机械能守恒,可以求得a球上升h时的速度的大小,之后,b球落地,a球的机械能守恒,从而可以求得a球上升的高度的大小.
【解答】解:
设a球到达高度h时两球的速度v,根据机械能守恒:
3mgh=mgh+
•(3m+m)V2
解得两球的速度都为V=
,
此时绳子恰好放松,a球开始做初速为V=
的竖直上抛运动,
同样根据机械能守恒:
mgh+
mV2=mgH
解得a球能达到的最大高度H为1.5h.
故选:
B.
12.如图所示,在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈,从相同的高度由静止开始释放,三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长一样的矩形,A、B线圈闭合,但A线圈的导线比B的线圈粗,C线圈有一个缺口.则A、B、C线圈进入磁场瞬间加速度大小关系是( )
A.aA=aB=aCB.aA>aB=aCC.aA>aB>aCD.aA=aB<aC
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律.
【分析】C线圈有一个缺口,进入磁场后,不产生感应电流,不受安培力作用,只受重力,加速度等于g.而A、B线圈是闭合的,进入磁场后,会产生感应电流,线圈受到竖直向上的安培力作用,根据牛顿第二定律研究A、B加速度的关系
【解答】解:
C上有缺口,进入磁场不受安培力,只受重力,所以C的加速度为g.
AB线圈进入磁场过程,受到安培力与重力两个力作用,根据牛顿第二定律得:
,
且m=ρ•4Ls,R=
,得:
,可知,A、B线圈的加速度一样,故aA=aB<aC.
故选:
D
二、实验题
13.
(1)图1中螺旋测微器读数为 1.995 mm.
(2)图2中游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)读数为 1.094 cm.
(3)某同学利用打点计时器所记录的纸带来研究做匀变速直线运动小车的运动情况,实验中获得一条纸带,如图3所示,其中两个相邻计数点间有四个点未画出.已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度vA= 0.337 m/s,小车运动的加速度a= 0.392 m/s2.(结果要求保留三位有效数字)
【考点】探究小车速度随时间变化的规律;螺旋测微器的使用.
【分析】1、2、解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.
而螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加可动刻度读数,需要估读.
3、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小.
【解答】解:
(1)图1中螺旋测微器:
固定刻度为1.5mm,可动刻度为49.5×0.01mm=0.495mm,
则读数为1.5+0.495=1.995mm.
(2)图2游标卡尺是50分度的卡尺,其精确度为0.02mm,主尺读数为:
1cm,游标上第47个刻度与上面对齐,读数为:
47×0.02mm=0.94mm=0.094cm,
故最终读数为:
1cm+0.094cm=1.094cm;
(3)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小.
vA=
=
=0.337m/s
设0到A之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:
x3﹣x1=2a1T2
x4﹣x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:
a=
(a1+a2)
即小车运动的加速度计算表达式为:
a=
m/s2=
=0.392m/s2
故答案为:
(1)1.995
(2)1.094
(3)0.337,0.392
14.某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图1中P0P0′、P1P1′…),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图2所示.
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到 斜槽末端水平 .每次让小球从同一位置由静止释放,是为了 小球平抛运动的初速度相同 .
(2)每次将B板水平移动一个槽,是为了确保每两个落点的 时间 相同.
(3)如图2测出硬板插入P1P1′、P2P2′、P3P3′时小球痕迹点C、D、E在竖直方向的距离分别为h1、h2,请用所给的字母求出平抛运动的初速度
. .
【考点】研究平抛物体的运动.
【分析】
(1)平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端水平,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保持小球水平抛出的初速度相同.
(2)每次将B板水平移动一个槽,是为了保持相邻痕迹点的时间相同.
(3)根据平抛运动竖直方向做自由落体运动,相邻相等时间内位移之差是个定值求解两个点之间的时间,根据水平方向做运动运动求解初速度.
【解答】解:
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端水平,保证做平抛运动,初速度水平,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保持小球水平抛出的初速度相同.
(2)每次将B板水平移动一个槽,是为了确保每两个落点的时间相同.
(3)根据
得:
T=
,
则初速度为:
.
故答案为:
(1)斜槽末端水平,小球平抛运动的初速度相同;
(2)时间;(3)
.
三、计算题
15.如图所示,质量M=2
kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F
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