2022年湖北省宜昌市第十六中學(xué)高一物理期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.當(dāng)今許多國(guó)家正致力于發(fā)展太空，可設(shè)想地球是一個(gè)理想球體，沿地球的南北方向修一條平直、閉合的高速公路，一輛性能很好的汽車(chē)在這條高速公路上可以一直加速下去，并且忽略空氣阻力，那么這輛汽車(chē)的最終速度（）A．無(wú)法預(yù)測(cè)B．大于“神舟”五號(hào)宇宙飛船的發(fā)射速度C．與飛機(jī)速度相當(dāng)D．可以達(dá)到7.9km/s參考答案：D【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．【分析】汽車(chē)沿地球赤道行駛時(shí)，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律分析速度增大時(shí)，支持力的變化，再由牛頓第三定律確定壓力的變化．當(dāng)速度增大到支持力為零，汽車(chē)將離開(kāi)地面繞地球圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)牛頓第二定律求出最終速度．【解答】解：汽車(chē)沿地球赤道行駛時(shí)，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛頓第二定律分析速度增大時(shí)，支持力的變化，再由牛頓第三定律確定壓力的變化．當(dāng)速度增大到支持力為零，汽車(chē)將離開(kāi)地面繞地球圓周運(yùn)動(dòng)．7.9km/s是第一宇宙速度，當(dāng)汽車(chē)速度v=7.9km/s時(shí)，汽車(chē)將離開(kāi)地面繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，成為近地衛(wèi)星．所以這輛汽車(chē)的最終速度是7.9km/s．故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選：D．2.（多選題）如圖所示是物體在某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v—t圖象,在t1和t2時(shí)刻的瞬時(shí)速度分別為v1和v2,則時(shí)間由t1到t2的過(guò)程中

A.加速度不斷減小

B.加速度不斷增大C.平均速度

D.平均速度參考答案：AC3.某物體受到四個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持其中三個(gè)力的大小和方向均不變，使另一個(gè)大小為F的力方向轉(zhuǎn)過(guò)90°，則欲使物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，必須再加上一個(gè)大小為多少的力A．F

B．

C．2F

D．3F參考答案：B4.（多選題）已知萬(wàn)有引力常量為G，利用下列數(shù)據(jù)可以計(jì)算出地球質(zhì)量的是（）A．某衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和角速度ωB．某衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑rC．地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑rD．地球半徑R和地球表面的重力加速度g參考答案：BD【考點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用．【分析】要求解地球的質(zhì)量，有兩種途徑，一種是根據(jù)地球表面重力等于萬(wàn)有引力，另一種途徑是根據(jù)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供向心力列方程求解．【解答】解：A、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，解得，因?yàn)檐壍腊霃轿粗?，所以地球質(zhì)量求不出來(lái)，故A錯(cuò)誤；B、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，解得：，故B正確；C、地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r，中心天體是太陽(yáng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力只能求出中心天體的質(zhì)量，地球是環(huán)繞天體質(zhì)量被約掉，故地球質(zhì)量求不出來(lái)，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)地球表面物體的重力等于萬(wàn)有引力，得地球質(zhì)量，故D正確；故選：BD5.（單選）皮帶運(yùn)輸機(jī)把物體勻速送經(jīng)高處的過(guò)程中，物體受到的摩擦力的方向A．與物體速度同向 B．與物體速度反向C．摩擦力為零 D．因不知相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故不能判定參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖，在光滑水平面上固定三個(gè)等質(zhì)量的帶電小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)），A、B、C三球排成一直線。若釋放A球（另兩球仍固定）的瞬時(shí)，A球的加速度大小為1m/s2，方向向左；若釋放C球（另兩球仍固定）的瞬時(shí)，C球的加速度大小為2m/s2，方向向右；則釋放B的瞬時(shí)，B球的加速度大小為_(kāi)_____m/s2，方向______參考答案：1

、

向左

7.在一個(gè)行星上，一晝夜的時(shí)間為T(mén),若在行星上用彈簧秤測(cè)同一物體的重力，發(fā)現(xiàn)在赤道上僅為在兩極的90%．設(shè)想該行星的自轉(zhuǎn)角速度加快到某一值時(shí)，赤道上的物體會(huì)自動(dòng)飄起來(lái)．則該行星上的一晝夜時(shí)間是________________參考答案：8.驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。在探究加速度a與所受外力F的關(guān)系時(shí),測(cè)得小車(chē)的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何平衡摩擦力：

(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)中作出a-F圖象；(3)圖象的斜率的物理意義是_______________________；參考答案：9.如圖所示是自行車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖,其中Ⅰ是大齒輪,Ⅱ是小齒輪,Ⅲ是后輪,（1）假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為nr/s,則大齒輪的角速度是

rad/s.(2)要知道在這種情況下自行車(chē)前進(jìn)的速度有多大，除需要測(cè)量大齒輪的半徑r1，小齒輪半徑r2外，還需要測(cè)量的物理量是

（3）用上述量推導(dǎo)出自行車(chē)前進(jìn)速度的表達(dá)式

參考答案：10.某航空母艦上的戰(zhàn)斗機(jī)在甲板上加速的最大加速度是a=5m/s2，飛機(jī)速度要達(dá)到v=60m/s才能起飛，若飛機(jī)從靜止開(kāi)始加速，則需要航空母艦的甲板長(zhǎng)至少為L(zhǎng)=▲m；實(shí)際航空母艦甲板長(zhǎng)200m，利用彈射系統(tǒng)使飛機(jī)獲得的初速度至少為v0=▲m/s才能安全起飛。參考答案：360m

；__40m/s11.一星球的半徑為R，為了測(cè)量該星球兩極和赤道的重力加速度及星球自轉(zhuǎn)角速度，某人用小球在該星球表面做了以下實(shí)驗(yàn)：（不計(jì)小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中所受阻力）①在該星球的兩極（相當(dāng)于地球的南極和北極），以初速度v0（相對(duì)地面）從h高處將一小球水平拋出，小球觸地時(shí)速度與水平方向成α角．則測(cè)量的該星球兩極的重力加速度為

；②在該星球的赤道上（相當(dāng)于地球的赤道），同樣以速度v0（相對(duì)地面）從h高處將一小球水平拋出，小球觸地時(shí)速度與水平方向成β角．該星球赤道上的重力加速度為

；該星球的自轉(zhuǎn)角速度為

．參考答案：(3分)(2分)12.質(zhì)量為2kg的物體，受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)把一個(gè)大小為10N的力順時(shí)針轉(zhuǎn)90°而不改變其它力，則物體加速度大小為

m/s2.參考答案：513.如圖，子彈從O點(diǎn)水平射出，初速度為v0,穿過(guò)兩塊豎直放置的薄擋板A和B，留下彈孔C和D，測(cè)量C和D的高度差為0.1m，兩板間距4m，A板離O點(diǎn)的水平距離為14m,不計(jì)擋板和空氣的阻力，則v0=________m/s（g＝10m/s2）參考答案：80三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示，P為彈射器，PA、BC為光滑水平面分別與傳送帶AB水平相連，CD為光滑半圓軌道，其半徑R=2m，傳送帶AB長(zhǎng)為L(zhǎng)=6m，并沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）由彈射器P彈出后滑向傳送帶經(jīng)BC緊貼圓弧面到達(dá)D點(diǎn)，已知彈射器的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，物體與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2。取g=10m/s2，現(xiàn)要使物體剛好能經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，求：（1）物體到達(dá)D點(diǎn)速度大?。唬?）則彈射器初始時(shí)具有的彈性勢(shì)能至少為多少。參考答案：（1）2m/s；（2）62J【詳解】（1）由題知，物體剛好能經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，則有：解得：m/s（2）物體從彈射到D點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：解得：62J15.24．（2分）螺線管通電后，小磁針靜止時(shí)指向如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，并標(biāo)出電源的正、負(fù)極。參考答案：N、S極1分電源+、-極1分四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示的“S”字形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等半圓連接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，彈射裝置將一個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從點(diǎn)水平彈射向點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過(guò)軌道后從點(diǎn)水平拋出，已知小物體與地面段間的動(dòng)摩擦因數(shù)，不計(jì)其它機(jī)械能損失，段長(zhǎng)=1.25m，圓的半徑=0.1m，小物體質(zhì)量=0.01kg，軌道總質(zhì)量為=0.15kg，，求：（1）若，小物體從點(diǎn)拋出后的水平射程；（2）若，小物體經(jīng)過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí)，管道對(duì)小物體作用力的大小和方向.(3)設(shè)小球進(jìn)入軌道之前，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)至少為多少時(shí)，軌道對(duì)地面的壓力為零.參考答案：（1）設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的速度大小為，對(duì)小物體由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得…………(2分)

小物體自點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，水平射程為，則：

…………(１分)

…………(１分)

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

…………(１分)

（2）設(shè)在軌道最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體的作用力大小為F，取豎直向下為正方向，據(jù)牛頓第二定律得…………(2分)

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

，方向豎直向下

…………(2分)

（3）分析可知，要使小球以最小速度運(yùn)動(dòng)，且軌道對(duì)地面的壓力為零，則小球的位置應(yīng)該有“S”形道的中間位置，…………(2分)

據(jù)牛頓第二定律得…………(１分)…………(１分)據(jù)動(dòng)能定律得：…………(2分)解得：…………(１分)17.汽車(chē)與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為R（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），問(wèn)：（1）若路面水平，汽車(chē)轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車(chē)速度不能超過(guò)多少？（2）若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計(jì)成外側(cè)高，內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角α，汽車(chē)以多大速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，可使車(chē)