陕西省西安市长安区第一中学2020-2021学年高一上学期期中考试物理试卷 Word版含解析

陕西省西安市长安区第一中学2020-2021学年高一上学期期中考试物理试卷 Word版含解析

长安一中2020-2021学年度第一学期高一年级期中考试物理试卷（时间：100分钟总分110分）一、选择题（共16小题，每小题4分，共64分。在每小题给出的四个选项中，第1~11题只有一项符合题目要求，第12~16题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填涂在答题卡上）1.在物理学发展过程中，关于物理规律的研究，下说法不正确的是（　　）A.伽利略利用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论B.伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验得出小球沿斜面下滑的位移与时间的平方成正比C.伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验，推理出斜面滚动和自由落体运动是匀加速直线运动。这采用了实验和逻辑推理相结合的方法D.胡克用逻辑推理的方法得出了胡克定律【答案】D【解析】【详解】A．伽利略用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、轻的物体下落慢的结论，故A正确；B．伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验得出小球沿斜面下滑的位移与时间的平方成正比，故B正确；C．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，得出了力不是维持物体运动原因的结论，并运用数学方法得出了落体运动的规律，故C正确D．胡克用实验的方法得出了胡克定律，故D错误；本题选择不正确的，故选D。2.下列说法正确的是（　　）A.形状规则的物体的重心可能在物体的几何中心B.由磁铁间存在相互作用可知：力可以离开物体而单独存在C.木块放在桌面上受到桌面对其向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反【答案】A-19- 【解析】【详解】A．形状规则且质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心，选项A正确；B．磁铁间的相互作用力也是通过磁场这种物质来实现的，则力不可以离开物体而单独存在，选项B错误；C．木块放在桌面上受到桌面对其向上的弹力，这是由于桌面发生微小形变而产生的，选项C错误；D．摩擦力的方向总是与物体之间的相对运动或者相对运动趋势的方向相反，选项D错误。故选A。3.关于摩擦力，以下说法中正确的是（　　）A.运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大，摩擦力越大D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上【答案】D【解析】【详解】AB．静摩擦力存在于相对静止的两物体之间，滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间，则运动物体可能受到静摩擦力作用，静止物体也可能受到滑动摩擦力作用。故AB错；C．滑动摩擦力大小一定与压力成正比，正压力越大，滑动摩擦力越大。而静摩擦力大小与压力没有直接关系，正压力越大，静摩擦力可能不变。故C错误；D．摩擦力方向与相对运动趋势相反或与相对运动方向相反，与运动方向没有直接关系。因此摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上，故D正确。故选D。4.将小球竖直向上抛出，忽略空气阻力的影响。小球在空中运动过程中，到达最高点前的最后一秒内和离开最高点后的第一秒内（　　）A.位移相同B.加速度相同C.平均速度相同D.速度变化量方向相反【答案】B【解析】【详解】A．根据对称性可知，小球到达最高点前的最后1秒内和离开最高点后的第1秒内位移大小相等，方向相反，位移不同，故A错误；-19- B．小球只受重力，加速度始终为，故加速度相同，故B正确；C．由于位移方向相反，故平均速度方向相反，故C错误；D．根据，知两个过程运动时间相等，加速度相同，速度变化量相同，故D错误。故选B。5.一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管从顶端由静止先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时加速度大小的3倍，下滑的总时间为4s，那么该消防队员（　　）A.下滑过程中的最大速度为4m/sB.加速与减速运动过程的时间之比为1∶2C.加速与减速运动过程中平均速度之比为1∶1D.加速与减速运动过程的位移大小之比为1∶4【答案】C【解析】【分析】先分析消防员运动过程，由匀变速直线运动公式和已知条件建立方程组，联立方程求出加速过程的加速度和时间，减速过程的加速度和时间。再由匀变速直线运动公式判断各选项是否正确。【详解】设匀加速运动阶段的加速度大小为a1，运动时间为t1，匀减速阶段的加速度大小为a2，运动时间为t2，根据匀变速直线运动公式得a1t1-a2t2=0m由题意可知t1+t2=4s，a1=3a2联立以上四式可解得a1=6m/s2，a2=2m/s2，t1=1s，t2=3sA．下滑过程中的最大速度大小为vm=a1t1=6m/s，A错误；B．加速与减速运动过程的时间之比为1∶3，B错误；C．因匀变速直线运动的平均速度等于初末速度和的一半，故加速阶段的平均速度-19- 故加速与减速运动过程中平均速度之比为1∶1，C正确；D．加速阶段的位移大小减速阶段位移大小加速与减速运动过程的位移大小之比为1∶3，D错误。故选C。6.做匀减速直线运动的物体经2.5s停止，若在第1s内的位移是8m，则最后1s内位移是（　　）A.3.5mB.2mC.1mD.0m【答案】B【解析】【详解】物体做匀减速直线运动，采用逆向思维，将物体的运动看成沿相反方向的做初速度为零的匀加速直线运动，根据推论：在相等的5个0.5s的时间内的位移之比等于1：3：5：7：9，由题意可知，在第1s内的位移是8m，即9k+7k=8m即k=0.5m则最后1s位移为4k=2m故选B。7.如图所示，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第三个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足（　　）-19- A.1<<2B.2<<3C.3<<4D.4<<5【答案】C【解析】【详解】逆向分析可以看作是自由落体运动，由初速度是零的匀加速直线运动中，连续相等的位移内所用时间之比等于可得则有3<<4ABD错误，C正确。故选C。8.甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落运动，同时落地．下列表示这一过程的位移时间图象和速度时间图象中正确的是　　A.B.-19- C.D.【答案】D【解析】【分析】甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落运动，加速度相同，时间由高度决定，高度越高，时间越长，再结合位移时间图象和速度时间图象的特点分析即可．【详解】甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落运动，则运动时间不同，高度高的，位移大，运动时间长，但同时落地，说明高度高的先释放，故AB错误；都做自由落体运动，加速度相同，则图象的斜率相同，运动时间不等，故C错误，D正确．故选D．9.如图所示，矩形物块A和楔形物块B、C叠放在水平地面上，B物块上表面水平。水平向左的力F作用在B物块上，整个系统处于静止状态，则B受到的力的个数是（　　）A.4个B.5个C.6个D.7个【答案】B【解析】【详解】对A受力分析，根据平衡条件知A只受重力和B给A的支持力2个力的作用，A和B之间没有摩擦力；对B受力分析，B受到重力、A对B的压力、斜面施加的支持力和摩擦力、拉力F，共5个力的作用。故选B。10.质量分别为1kg、2kg、1kg的木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图所示，其中a放在光滑水平桌面上．开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态．现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（　　）-19- A.12cmB.10cmC.8cmD.6cm【答案】A【解析】【详解】开始未用水平力拉p弹簧时，弹簧q处于压缩状态，受到的压力等于b物体的重力，由胡克定律得弹簧q压缩的长度为当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得弹簧q伸长的长度为此时，弹簧p处于伸长状态，受到的拉力等于b、c的总重力，则弹簧p伸长的长度为根据几何关系得到，该过程p弹簧的左端向左移动的距离为故选A。11.球A以初速度v0从地面竖直上抛，t秒后球B以相同的初速度v0从同一位置竖直上抛，求两球相遇的时间T以及相遇处的高度h，重力加速度为g（　　）A.T=、h=B.T=、h=C.T=、h=D.T=、h=【答案】C【解析】-19- 【详解】设B球抛出T秒后两球相遇，则A球抛出的时间为T+t秒，此时两球离地面高度为h，根据竖直上抛公式h=v0t-gt2对A球h=v0（T+t）-g(T+t)2对B球h=v0T-gT2联立解得故选C。12.如图所示，木块放在水平地面上，在F＝8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为2m/s。则下列说法中正确的是（　　）A.以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力大小为8NB.当木块以2m/s的速度做匀速直线运动时，它受到的水平拉力大于8NC.当用10N的水平拉力使木块运动时，木块受到的摩擦力为8ND.将水平拉力F撤去后，木块运动的越来越慢，木块受到的摩擦力越来越小【答案】AC【解析】【详解】A．由于物体向右做匀速直线运动，故此时物体受到的是滑动摩擦力，大小与拉力大小相等，即由于滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和物体与地面之间的正压力相关，与物体的运动状态无关，故当物体速度为时，摩擦力大小依然为，故A正确；-19- B．由于物体做匀速直线运动，此时物体所受合力为零，物体受到的是物体受到滑动摩擦力，大小为，则物体受到的水平拉力也为，故B错误；CD．滑动摩擦力的大小与物体处于何种运动状态无关，故木块此时受到的滑动摩擦力依然为，故C正确，D错误。故选AC。13.a、b两质点在同一直线上运动的位移—时间图象如图所示，b质点的加速度大小始终为0.1m/s2，两图线相切于坐标为（5s，-2.7m）的点，则（　　）A.a做直线运动，b做曲线运动B.t＝5s时，a、b两质点的速度均为-0.54m/sC.b质点的初速度是-1.1m/sD.图中x0应为1.55m【答案】CD【解析】【详解】A．x-t图象只能表示直线运动，故A错误；B．由图象可知，t＝5s时，两图线斜率相同，即速度相同，则故B错误；C．由速度时间公式得解得故C正确；D．由平均速度公式得-19- 解得故D正确。故选CD。14.高楼坠物危害极大，常有媒体报道高空坠物伤人的事件。某建筑工地突然有一根长为l的直钢筋从高空坠下，垂直落地时，恰好被检查安全生产的随行记者用相机拍到钢筋坠地瞬间的照片。为了查询钢筋是从几楼坠下的，检查人员将照片还原后测得钢筋的影像长为L，且L>l，查得当时相机的曝光时间为t，曝光时间极短，楼房每层高为h，重力加速度为g。则由此可以求得（　　）A.钢筋坠地瞬间的速度约为B.钢筋在整个下落时间内的平均速度约为C.钢筋坠下的楼层为＋1D.钢筋坠下的楼层为＋1【答案】BC【解析】【详解】A．最后t时间内的位移为（L－l），故平均速度由于t时间极短，可以表示末时刻的瞬时速度，故坠地瞬间的速度约为故A错误；B．钢筋在整个下落时间内的平均速度故B正确。CD．对运动全程，根据速度位移公式-19- v2＝2gH得故楼层为故D错误，C正确；故选BC。15.甲、乙两车同时由静止从A点出发，沿直线AC运动。甲先以加速度a1做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为a2的匀加速运动，到达C点时的速度为v；乙以加速度a3做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度亦为v。若a1≠a2≠a3，则（　　）A.甲、乙有可能同时由A到达CB.甲、乙不可能同时由A到达CC.甲一定先由A到达CD.若a1＞a3，则甲一定先由A到达C【答案】BD【解析】【详解】根据图像，若，如图：甲乙末速度相等，位移相等，所以：，若，末速度相等，则通过图像：-19- 可知位移不可能相等，综上所述，可知甲乙用时不可能相等，AC错误，BD正确。故选BD。16.甲、乙两辆汽车沿平直的公路做直线运动，其vt图象如图所示。已知t＝0时，甲车领先乙车5km，关于两车运动的描述，下列说法正确的是（　　）A.0～4h时间内，甲车做匀速直线运动B.t＝4h时，乙车领先甲车5kmC.t＝1h时，甲、乙两车第一次相遇D.0～4h时间内，甲、乙两车相遇3次【答案】BD【解析】【详解】A．根据题图可知，在0~4h时间内，甲车做匀减速直线运动，选项A错误；B．在t＝0到t＝4h的时间内，甲车的位移为x甲＝×40×4km＝80km乙车的位移为x乙＝×40×1km＋20×3km＋×20×1km＝90km由x乙－x甲－5km＝5km可知，t＝4h时，乙车领先甲车5km，选项B正确。CD．根据速度—时间图像与坐标轴围成图形的面积表示位移可知，t=0.5h时乙车比甲车多走此时乙车已经超过甲车，则在0~0.5h内两车相遇一次；在t＝1h时甲车的位移为乙车的位移为-19- 两车第二次相遇；两车的位移相等，因此在t＝3h时两车第三次相遇，即在0~4h时间内，甲、乙两车相遇3次，选项D正确，C错误；故选BD。二、实验题（本题共2小题，共14分）17.如图所示为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器在一物体拖动纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，每打5个点取1个计数点，但第3个计数点没有画出。由图中数据可求得：（1）该物体的加速度大小为________m/s2。（2）打第2个计数点时该物体的速度大小为________m/s。（3）如果当时交变电流的频率是f＝51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】(1).0.74(2).0.399(3).偏小【解析】【详解】(1)[1]设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为交流电源频率为50Hz，且每打5个点取一个计数点，所以两个计数点之间的时间间隔T=0.1s；由推论xm－xn=(m－n)aT2得x4－x1=3aT2代入数据解得a=0.74m/s2(2)[2]计数点2、3间的距离为打第2个计数点时物体的瞬时速度等于打1、3点之间物体的平均速度，因此有v2==0.399m/s(3)[3]如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，则周期变小，计数点之间的时间间隔变小，即实际的时间间隔小于0.1s，但是该同学仍以0.1s计算，根据x4－x1=3aT2-19- ，知加速度的测量值比实际值偏小。18.某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x，数据记录如下表。钩码个数01234567弹力F/N01.02.03.04.05.06.07.0弹簧伸长的长度x/cm02.003.986.027.979.9511.8013.50(1)根据表中数据在图甲中作出F－x图线；（）(2)根据F－x图线可以求得弹簧的劲度系数为________N/m；(3)一位同学做此实验时得到如图乙所示的F－x图线，说明此同学可能出现了哪种错误？_______。【答案】(1).(2).50(3).超出了弹簧的弹性限度【解析】【详解】(1)[1]根据描点法可得出对应的图象，如图所示-19- (2)[2]根据胡克定律可知，图象的斜率表示劲度系数，则可知：(3)[3]图可知，当力达到某一值时，图象发生了弯曲，说明此时已超出了弹簧的弹性限度。三、计算题（本题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）19.2020年国庆节期间上海市某广场进行了一场规模盛大的无人机灯光秀表演，为现场观众带来前所未有的震撼体验。如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。表演时无人机从地面竖直向上起飞，匀加速5s时离地面的高度为75m，然后经减速过程至悬停，进行无人机表演（g取10m/s2）。(1)求无人机上升过程中的加速度大小a；(2)假设由于动力设备故障，某架无人机起飞后5s时突然失去升力，求无人机落回地面时的速度v。【答案】(1)6m/s2；(2)m/s【解析】【详解】(1)无人机加速上升过程，由得-19- (2)设无人机加速上升5s时的末速度为，由可得无人机失去动力后，做竖直上抛运动由代入数据可得可得无人机落地时速度20.大雾天气行车要保持安全距离，否则容易发生安全事故。某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车，其速度大小分别为v1＝30m/s，v2＝15m/s，轿车在与货车距离x0＝20m时才发现前方有货车，若此时轿车只是立即刹车，则轿车要经过x＝90m才能停下来。两车可视为质点。（1）若轿车刹车时货车以速度v2匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞；（2）若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经t0＝s收到信号并立即以大小为a2＝3m/s2的加速度加速行驶，通过计算分析两车是否会相撞。【答案】（1）会；（2）不会【解析】【详解】（1）轿车刹车到停止过程，设轿车加速度为a1，由可得当两车运动至速度相等的时间为t，由解得对轿车-19- 对货车因，所以会相撞；（2）两车运动至速度相同的过程中，由解得对轿车对货车因，所以不会相撞。21.如图，一竖直圆管，下端距水平地面高度为H，顶端塞有一小球，圆管由静止自由下落，与地面发生多次碰撞，每次碰撞前后速度大小不变方向相反，且每次碰撞时间极短，在运动过程中，管始终保持竖直。由于管与球之间有摩擦，已知管每次与地面碰撞后的瞬间，管的加速度为2g，方向竖直向下，球的加速度为3g，方向竖直向上，g为重力加速度的大小，不计空气阻力。(1)求管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；(2)求管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。【答案】(1)；(2)【解析】-19- 【详解】(1)管第一次碰地前与球的速度大小相同。由运动学公式，碰地前的瞬间它们的速度大小均为方向均向下。管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向依然向下。设自弹起时经过时间t1，管与小球的速度刚好相同。取向上为正方向，由运动学公式联立解得得设此时管下端的高度为h1，速度为v。由运动学公式可得由此判断此时v>0。此时，管与小球将以加速度g减速上升h2，到达最高点。由运动学公式有设管第一次落地弹起后上升的最大高度为H1，则联立以上各式可得(2)由第(1)问可解得，第一次弹起上升至速度相等过程中管上升的高度为此过程中小球的位移为y1代入数据解得-19- 设第一次弹起上升至最大高度过程中，小球在管中下降的距离为Δx1则联立解得同理可得第二次弹起上升至最大高度过程中，小球在管中下降的距离设圆管长度为L，管第二次落地弹起后的上升至最大高度过程中，球不会滑出管外的条件是联立以上各式解得-19-