天津东丽区三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题

这是一份天津东丽区三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题，共24页。试卷主要包含了填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
天津东丽区三年（2020-2022）高一物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题


一、填空题
1．（2021秋·天津东丽·高一统考期末）某同学在研究弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系时，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端加挂钩码，实验时弹簧始终未超过弹性限度．用记录的弹力F与弹簧的伸长量x做出图象如图，由图象可知弹簧的劲度系数为_______N/m，图线不过坐标原点的原因是由于________。


二、实验题
2．（2021秋·天津东丽·高一期末）(1)图1为“探究两个互成角度力的合成规律”的实验装置示意图，橡皮条的一端固定在木板上A位置，另一端系有轻质小圆环；轻质细绳OB和OC一端系在小圆环上，另一端分别系在弹簧测力计的挂钩上。现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条沿平行木板平面伸长至O位置。对于上述实验过程，下列说法中正确的是( )

A．只需要记录弹簧测力计的示数
B．OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行
C．只需要记录OB和OC绳的长度和弹簧测力计拉力方向
D．需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向
(2)该实验中某同学在坐标纸上画出了如图2所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示2N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为1和2，下列说法正确的是( )

A．F1=4N B．F=12N C．1=45° D．12
故选BC。
(3)[3]本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
3．     控制变量法     砂和砂桶质量     远小于     3.2     AC     平衡摩擦力过度或平衡摩擦力时木板倾角过大
【详解】(1)[1]探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系需采用控制变量法进行实验；
[2][3]在探究加速度a与物体质量m关系时，对砂桶整体受力分析可得

对小车受力分析可得

联立解得

为了保证砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，要求砂和砂桶质量远小于小车质量，而物体的拉力近似为砂桶的重力，保持合力不变即保持砂桶和砂的质量不变；
[4]运用逐差法得

(2)[5]A．细线的拉力等于小车所受的合力，连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行，且需要平衡摩擦力，故A正确；
B．平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上，故B错误；
C．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，故C正确；
D．当mM时，T≈mg，而不满足此条件时拉力T小于mg，则有mg代替拉力是有误差的，故D错误。
故选AC；
(3)[6]由a－F图线可知，F=0时，加速度a不为零，可知平衡摩擦力时木板倾角过大。
4．     AD     B     9.5
【详解】（1）[1] 通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，电火花打点计时器应该与220V的交流电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离。
故选AD。
（2）[2]A．通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，A错误；
B．实验时，应选用质量大，体积小的重物．B正确；
C．实验操作时，纸带应被竖直提着，使重物靠近计时器，先接通电源，后释放纸带，该次序不能颠倒，C错误；
D．计算速度时，要使用某段时间内的平均速度计算该段时间的中点时刻的瞬时速度，因为重物下落过程中受到阻力作用，实际加速度小于当地重力加速度，不能用来求速度，D错误。
故选B。
（3）[3]根据

则

5．     同时     不变     自由落体     1.5m/s     2.5m/s
【详解】(1)[1]因A做平抛运动，B作自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故AB同时落地。
(2)[2]用较大的力敲击弹性金属片，将使得A球的水平初速度变大，但平抛运动的高度仍然不变，由可知，A球在空中运动的时间不变。
(3)由上面的实验可知，A、B两球同时落地，可以平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(4)[4]小球竖直方向是匀变速直线运动，由可知，它们的时间间隔为

小球在水平方向是匀速直线运动，由题图可知，水平初速度为

[5]小球经过B点时竖直方向的速度为

故小球经过B点时的速度为

6．     C     C     B
【详解】①[1]．在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C；
②[2]．图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系，故选C；
③[3]．根据F=mω2r可知若两个钢球质量m和运动半径r相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1:9，可知两轮的角速度之比为1:3，根据v=ωR可知，因为变速轮塔1和变速轮塔2是皮带传动，边缘线速度相等，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为3:1，故选B。
7．     C     mgh2          D
【分析】理解本实验原理及注意事项即可判断出(1)(3)两小题，掌握纸带瞬时速度的求解公式及动能、重力势能变化量的表达式即可解决第(2)小题。
【详解】(1)[1]A．为了减小空气阻力的影响，重锤应选择质量较大、体积较小的重物，A错误；
B．动能的增加量和重力势能的减小量表达式中均包含质量，所以质量可不用测量，B错误；
C．为保证纸带上充分打出点，故每次更换纸带后的每次操作都必须要先接通电源，后释放纸带，C正确；
D．若用公式算得重锤的速度，已默认重物以加速度g自由下落，机械能必然守恒，与本实验矛盾，D错误。
故选C；
(2)[2]从打P点到打B点的过程中，重物的下降的高度为h2，故重力势能减少量△EP= mgh2，
[3]打下B点对应的速度

则重物在B点的动能
Ek=
联立两式可解得Ek=；
(3)[4] 实验中重物增加的动能略小于减少的重力势能的主要原因是重物及纸带在下落时受到阻力，与重物的质量、体积无关，与电压是否偏低无关，ABC错误，D正确。
故选D。
8．     控制变量法     质量     半径
【详解】①[1] 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验中使用的主要实验方式是控制变量法；
②[2][3]在探究向心力和角速度之间的关系，应保持质量和半径不变。
9．     A     相同         
【详解】（1）[1]A． 研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽轨道末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，A正确；
B．由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，释放钢球的初位置必须相同，B错误；
C．小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，C错误。
故选A。
（2）[2] 为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间的摩擦不会影响实验，小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。
（3）[3] O点为钢球的抛出点，在竖直方向上，根据

O点到达A点的时间
。
（3）[4]在水平方向上，O点到达A点
。
10．          打下O点时重锤速度不为零     2g
【详解】（1）打B点时，重锤的速度vB=
（2）由图像可知，当h=0时v不等于零，则图线不过坐标原点的原因是：打下O点时重锤速度不为零；
（3）根据可得：，在实验误差允许范围内，当k=2g重锤在下落过程中机械能守恒．
11．(1)6m/s；(2)9m
【详解】(1)时物体速度v

(2)内物体位移x

12．(1)2m/s；(2)4.4m
【详解】(1)在拉力作用下由牛顿第二定律可得

撤去拉力时物体的速度大小为

(2)加速阶段通过的位移为

撤去外力后加速度为

减速阶段通过的位移为

整个过程通过的位移

13．(1)3s   (2)   (3)5N
【详解】(1)根据自由落体运动：

解得：

(2)物体自由下落3s后的速度：

物体减速运动的时间

座舱在整个下落的过程中运动的v-t图像如图：

(3)座舱落到离地15m时，加速度方向向上，加速度的大小

以手机为研究对象，根据牛顿第二定律：

解得：

根据牛顿第三定律：手机对手的压力F=5N
14．（1）；（2）
【详解】（1）根据动能定理

解得

（2）根据动能定理

解得

15．（1）；（2）
【详解】（1）根据题给条件由

可得


（2） 由公式

可得


16．(1)0.8m；(2)2J
【详解】(1)小物块从A到B平抛运动 分解B点速度，水平方向分速度v0，竖直方向分速度vy
则
vy＝v0tan53°
竖直方向根据运动学公式

代入数据解得
h=0.8m
(2)小物块在B点速度为

由B到D过程根据动能定理

在最高点D，根据牛顿第二定律

代入数据解得
W克=2J
17．（1）；（2）；（3），方向与水平方向成角向下
【详解】（1）竖直方向上有

解得

（2）水平方向有

（3）竖直方向有

水平方向有

则小球落地时的速度大小为

方向与水平方向成角向下。
18．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)月球表面处引力等于重力，则有

可得月球的质量

(2)第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力，则有

可得月球第一宇宙速度为

(3)卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得

卫星周期为

轨道半径为

联立解得

19．（1）6m/s；（2）2580N；（3）12.5m
【详解】（1）运动员滑入C点时，对速度进行分解，水平方向有

竖直方向有

联立解得
v0=6m/s
（2）运动员经过C点时的速度为

运动员第一次经过D点时，根据动能定理有

在D点根据牛顿第二定律可得

联立解得

据牛顿第三定律可知，对圆弧轨道的压力FN的大小为2580N。
（3）运动员从C点进入圆弧轨道，直至返回C点时速度恰好为零，全程根据动能定理有

解得
L=12.5m
20．（1）；（2）4m
【详解】（1）小球在空中做平抛运动，竖直方向满足

可得

（2）水平方向满足

即小球释放点与落地点之间的水平距离为4m。
21．（1）；（2）
【详解】（1）设地球的质量M，则在地球表面，忽略地球自转时，满足

解得地球质量为

（2）设月球绕地球的半径为r，则月球绕地球做匀速圆周运动时，满足

解得月球绕地球运动的轨道半径为

22．(1)156J；(2)6.125m；(3)49N
【详解】(1)由
x=12t-4t2
知，物块在C点速度为
v0=12m/s
加速度大小
a=8m/s2
设物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功为W，由动能定理得
W-mgsin37°·
代入数据得
W=+mgsin37°·=156J。
(2)物块在CB段，根据牛顿第二定律，物块所受合力
F=ma=16N
物块在P点的速度满足
mg=
C到P的过程，由动能定理得
-Fx-mgR（1+cos37°)=
解得
x=m=6.125m。
(3)物块从C到P的过程中，由动能定理得
-mgxsin37°-mgR（1+cos37°）=-
物块在P点时满足
FN+mg=
联立以上两式得
FN=49N。