【物理】黑龙江省哈尔滨市第三中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】黑龙江省哈尔滨市第三中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

黑龙江省哈尔滨市第三中学2019-2020学年 高一上学期期末考试试题 一、选择题：（本题共15小题，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～15题有多项符合题目要求）‎ ‎1.关于速度与加速度，下列说法中正确的是( )‎ A. 速度变大，加速度一定变大 B. 加速度变大，速度一定变大 C. 加速度描述了物体速度变化的快慢 D. 加速度变化，速度才会发生变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据加速度的定义式：，可知加速度大小与速度变化量和时间有关，与速度大小无必然练习，AB错误；‎ C．根据加速度定义式可知加速度是描述速度变化快慢的物理量，C正确；‎ D．根据加速度定义式变形：，可知加速度和时间不为零，速度就会改变，与加速度是否变化无关，D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.关于物理学方法，下列说法正确的是( )‎ A. 合力与分力的概念的提出用到了等效替代的思想方法 B. 探究加速度与力、质量的关系实验用到了微元法 C. 由平均速度得到瞬时速度的概念用到了控制变量法 D. 推导匀变速直线运动的位移时间公式用到了极限法 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．合力与分力的概念的提出用到了等效替代的思想方法，A正确；‎ B．探究加速度与力、质量的关系实验用到了控制变量法，B错误；‎ C．由平均速度得到瞬时速度的概念用到了极限思想法，当时间取到极小值时，这段时间内的平均速度就可以视为瞬时速度，C错误；‎ D．推导匀变速直线运动的位移时间公式用到了微元法，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，D错误。‎ ‎3.关于力，下列说法中正确的是( )‎ A. 摩擦力一定与物体运动方向相反 B. 有弹力一定有摩擦力 C. 合力不可能等于其中一个分力 D. 大小为4N、8N、15N的三个力合力大小可以为5N ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．摩擦力与相对运动的方向相反，不一定与运动的方向相反，A错误；‎ B．摩擦力的产生需要在粗糙的接触面之间有弹力，并且发生相对运动趋势或相对运动，B错误；‎ C．合力可能大于分力、等于分力、小于分力，例如两个分力大小相等且夹角为，则合力与分力大小相等，C错误；‎ D．三个力共线同向，合力最大值：，三个力不能够成首尾相接的三角形，所以合力不可能为零，最小值为：，因此合力的范围：，合力可以为，D正确。‎ ‎4.有关超重和失重，以下说法中正确是( )‎ A. 物体处于超重状态时，所受重力增大，处于失重状态时，所受重力减小 B. 不计空气阻力，竖直上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C. 在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程 D. 完全失重就是重力完全消失 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．不论超重、失重或完全失重，物体所受的重力是不变的，AD错误；‎ B．竖直上抛过程中的木箱只受重力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，B正确；‎ C．物体加速度向下为失重状态，所以升降机的加速度向下，可能加速下降，也可能减速上升，C错误。‎ ‎5.如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起，使绳与竖直方向的夹角为θ＝37°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为（）( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】沙袋受重力、绳子拉力和外力三力作用下平衡，将三个力合成三角形，如图所示：‎ 根据平衡条件：，解得：，A正确，BCD错误。‎ ‎6.如图所示为一质点做直线运动的速度—时间图像，下列说法中正确的是( )‎ A. ab段与bc段的速度方向相反 B. bc段与cd段的加速度方向相反 C. 质点ab段的加速度大于bc段的加速度 D. ad段质点通过的位移为3m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．ab段与bc段的速度均为正值，所以方向相同，A错误；‎ B．图像斜率的物理意义为加速度，bc段与cd 段的斜率相同，所以加速度大小和方向均相同，B错误；‎ C．从图像中可知质点ab段的斜率小于bc段的斜率，所以ab段的加速度小于bc段的加速度，C错误；‎ D．图线和时间轴围成的面积为位移，根据图像面积的正负关系可知内质点的位移与质点的位移相同，计算面积：，D正确。‎ ‎7.如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中 A. N1始终减小，N2始终增大 B. N1始终减小，N2始终减小 C. N1先增大后减小，N2始终减小 D. N1先增大后减小，N2先减小后增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：对小球进行受力分析如图所示，‎ 设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案B正确．‎ ‎8.如图，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大的拉力为300N，而BC绳能承受的最大的拉力为200N，若保证两绳都不被拉断，则所挂重物的最大重力为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】如图，对结点C受力分析并合成三角形：‎ 假设两段绳子分别达到最大拉力，根据平衡条件：‎ 解得：‎ 解得：‎ 因为：，可知AC绳最容易被拉断，所以重物的最大重力为，D正确，ABC错误。‎ ‎9.质点以某一初速度做匀加速直线运动，加速度为 a，在时间 t 内速度变为初速度的3 倍，则该质点在时间 t 内的位移为 A. at2 B. at2 C. at2 D. 2at2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设质点的初速度为v0，则ts末的速度为3v0，根据速度位移公式得：，因为，则有：，可知x=at2‎ A. at2，与结论不相符，选项Ａ错误；‎ B. at2，与结论不相符，选项Ｂ错误；‎ C. at2，与结论不相符，选项Ｃ错误；‎ D. 2at2，与结论不相符，选项Ｄ错误．‎ ‎10.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为的平盘，盘中有一质量为的物块，盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了．现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松手时盘对物体的支持力大小应为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据胡克定律和平衡条件，列出盘静止时力平衡方程；再由胡克定律求出刚松手时手的拉力，确定盘和物体所受的合力，根据牛顿第二定律求出刚松手时，整体的加速度．再隔离物体研究，用牛顿第二定律求解盘对物体的支持力．‎ ‎【详解】设弹簧的劲度系数为k，由题意可知，起初整个系统处于静止状态时 现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开瞬间，以和为整体受到的合力大小为，方向竖直向上，由牛顿第二定律可得：，‎ 单独隔离物块由牛顿第二定律得：联立方程得：，故本题选B．‎ ‎【点睛】本题考查应用牛顿第二定律分析和解决瞬时问题的能力，这类问题往往先分析平衡状态时物体的受力情况，再分析非平衡状态时物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解瞬时加速度．‎ ‎11.下列关于作用力与反作用力的说法正确的是( )‎ A. 只有当相互作用的两个物体都静止时，它们间的作用力与反作用力大小才相等 B. 静摩擦力的反作用力一定是静摩擦力 C. 作用力与反作用力可以相互平衡 D. 对物块施加水平恒力，使它在粗糙地面上匀加速前进，物块与地面间的一对摩擦力大小相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．相互作用力的关系与物体的运动状态无关，A错误；‎ B．作用力与反作用力的性质相同，静摩擦力的反作用力一定是静摩擦力，B正确；‎ C．作用力和反作用力的研究对象是不同的物体，与平衡无关，C错误；‎ D．地面对物块的摩擦力和物块对地面的摩擦力是一对相互作用力，D正确。‎ 故选BD ‎12.若物块以一定的初速度滑上足够长粗糙的斜面，物块与斜面的动摩擦因数处处相同，对其运动过程，下列说法正确的是( ) ‎ A. 上滑和下滑时，物块的加速度大小相等 B. 下滑到底端时，物块的速度与初速度相同 C. 上滑过程与下滑过程中，物块的平均速度大小不相等 D. 上滑过程与下滑过程中，物块的运动时间不相等 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．上滑过程中，根据牛顿第二定律求解加速度：‎ 下滑过程中：‎ 所以，上滑过程的加速度大于下滑过程中的加速度，A错误；‎ B．根据匀变速直线运动中位移与速度的关系：‎ 可知上滑和下滑过程中位移大小相同，上滑过程视为初速度为零的匀加速直线运动的逆过程，上滑过程中加速度大，所以初速度大，下滑过程中加速度小，所以滑至底端速度小，B错误；‎ C．匀变速运动的平均速度可表示为：，根据B选项分析可知上滑过程与下滑过程中，物块的平均速度大小不相等，C正确；‎ D．根据匀变速直线运动位移与时间的关系：，上滑和下滑过程中位移大小相同，可知上滑过程中加速度大，时间短，下滑过程中加速度小，时间长，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎13.A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在前，速度为20m/s，A车速度为8m/s，当A、B相距28m时，B车因前方突发情况紧急刹车（刹车过程可视为匀减速直线运动），加速度大小为2m/s2，从此开始计时，则：‎ A. A追上B之前，经5s二者相距最远 B. A追上B之前，二者相距的最大距离为64m C. A车经16s追上B车 D. A车经14s追上B车 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．二者速度相等时，距离最远，根据题意：，解得：，A错误；‎ B．二者速度相等时，距离最远：，，解得：，B正确；‎ CD．两车相遇时，处于同一位置，B车速度减为0用时：，B车前进的距离：‎ ‎，A车前进的距离：，此时二者相距：‎ ‎，B车静止，A车继续匀速直线运动：，解得：‎ C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎14.一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量不计的物块P，Q为质量为4kg的重物，弹簧的劲度系数为k=600N/m，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，已知在前0.2s内F为变力，0.2s以后F为恒力（，），则有( )‎ A. P、Q一起匀加速的加速度为2m/s2 B. F的最小值为8N，F的最大值为36N C. P、Q分离时弹簧为原长 D. 若P为有质量的物体，P、Q分离时弹簧为原长 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．系统做匀变速直线运动，因为物块P质量不计，Q物块质量为，两物块分离时，对系统应用牛顿第二定律：，对于Q物块应用牛顿第二定律：，因为加速度相同，所以，所以弹簧恢复原长时，二者分离；开始P、Q静止，根据平衡条件：，根据题意弹簧经过恢复原长，根据匀变速直线运动位移与时间关系：，解得：，AC正确；‎ B．开始时，弹簧弹力沿斜面向上最大，外力有最小值：，解得：，两物块分离后，弹簧弹力为零，外力有最大值：，‎ 解得：，B错误；‎ D．根据A选项分析可知，若P物块质量不为零，二者分离时，D错误。‎ 故选AC。‎ ‎15.如图，质量为M、长为L、高为h的矩形滑块置于水平地面上，滑块与地面间动摩擦因数为μ；滑块上表面光滑，其右端放置一个质量为m的小球。用水平外力击打滑块左端，使其在极短时间内获得向右的速度v0，经过一段时间后小球落地( )‎ A. 小球离开M后经时间落地 B. 小球向右匀加速运动直至从M上掉落 C. 小球的落地点可与M左端相距 D. 小球的落地点可与M左端相距 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．滑块上表面光滑，在滑块和小球脱离之前，小球静止不动，脱离之后，小球做自由落体运动：，解得：，A正确，B错误；‎ C．小球未脱离滑块时，滑块的加速度：，脱离时，物块的速度为：‎ ‎，小球脱离滑块时，滑块的加速度：，若小球落地时，滑块未停下，则时间内，滑块运动的位移：，解得：，C正确；‎ D．若小球落地时，滑块已停下，则时间内，滑块运动的位移：，解得：，D正确。‎ 故选ACD。‎ 二、实验题(2小题。)‎ ‎16.在“验证力平行四边形定则”实验中，需要将橡皮筋的一端固定在A点，用两个弹簧秤(量程均为5N)通过细绳互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点，后又用一个弹簧秤拉橡皮筋继续实验。关于该实验，下列说法正确的是( )‎ A. 用一个弹簧秤拉橡皮筋时，必须使橡皮筋拉伸到同一结点O B. 用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮筋时，拉力F1、F2越大越好 C. 拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板 D. 实验时，两弹簧秤拉力的方向必须相互垂直 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．用一个弹簧秤拉橡皮筋时，为了保持合力恒定，必须使橡皮筋拉伸到同一结点O，A正确；‎ BD．用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮筋时，拉力F1、F2大小和夹角适当即可，BD错误；‎ C．拉橡皮筋时，橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近且平行于木板，尽量保证各力在同一平面内，减小实验误差，C正确。‎ 故选AC。‎ ‎17.为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置：‎ ‎（1）以下实验操作正确的是___‎ A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动 B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行 C.先接通电源后释放小车 D.实验中小车的加速度越大越好 ‎（2）在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，己知相邻计数点间的时间间隔为，且间距已量出分别，则小车的加速度a=___ （结果保留两位有效数字）.‎ ‎（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受拉力F 的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条’图线，如图丙所示，图线___是在轨道倾斜情况下得到的（填“①"或“②”）；小车及车中袪码的总质量______kg（结果保留两位有效数字）.‎ ‎【答案】 (1) BC； (2) 0.34 ； (3)①， 0.67‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A.平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动.故A错误. B.为了使绳子拉力代替小车受到的合力，需要调节滑轮的高度，使细线与木板平行.故B正确. C.使用打点计时器时，为了有效利用纸带，应先接通电源后释放小车.故C正确. D.试验中小车的加速度不是越大越好，加速度太大，纸带打的点太少，不利于测量.故D错误.‎ ‎（2）由匀变速运动的规律得：‎ s4-s1=3a1T2 s5-s2=3a2T2 s6-s3=3a3T2‎ 联立并代入数据解得：‎ ‎（3）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．‎ 根据F=ma 得a-F图象的斜率 由a-F图象得图象斜率k=1.5，所以 m=0.67kg 三、计算题(4小题。)‎ ‎18.如图所示，木块A、B叠放于水平面上，它们的质量分别为2m、3m ‎，地面光滑，现用水平向右的恒力F作用在B上，使A、B保持相对静止一起加速运动，求B对A的摩擦力。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由题可知：mA=2m，mB=3m 对整体，根据牛顿第二定律有：F=(mA+mB)a 对A物体，根据牛顿第二定律有：f=mAa 解得：‎ ‎19.如图所示，倾角为θ光滑斜面AB与粗糙水平面BC平滑连接，一个可视为质点的小滑块m从斜面顶端A点无初速度释放，经过B点进入BC平面（经过B点前后速度大小不变）最终停于D点。设小滑块与BC面的滑动摩擦因数为μ，斜面高为L。求：‎ ‎（1）小滑块从A滑到B所用时间t；（2）水平距离BD长为多少？‎ ‎【答案】(1) ；(2) 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块从A至B，根据牛顿第二定律有：‎ 匀加速下滑时间设为t，根据位移时间公式有：‎ 得：‎ ‎（2）到达B点的速度为v，根据速度时间公式有：‎ 从B到C，根据牛顿第二定律有：‎ 根据速度位移公式有：‎ 得：‎ ‎20.如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成角的力F1‎ 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数μ为多少？（，，结果可以用分数表示）‎ ‎【答案】。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】在F1作用下匀速运动时，对其受力分析，如图所示：‎ 根据平衡条件有：‎ 在F2作用下匀速运动时，对其受力分析，如图所示：‎ 根据平衡条件有：‎ 解得：‎ ‎21.传送带O1O2水平部分AB长L=32m，当传送带由静止开始以a0=2m/s2匀加速度启动瞬间将一小物块（可视为质点）无初速度轻放在传送带上A点，被传送带传送到B。物块与传送带间动摩擦因数为μ=0.1，传送带加速t0=2s后保持该速度匀速运动。g=10m/s2求：‎ ‎（1）物块从传送带上A点运动到B点所需时间t=？‎ ‎（2）若物块为小墨块，则它在传送带上相对运动时会在传送带上留下痕迹，求痕迹长ΔS=？‎ ‎（3）若传送带皮带轮O1O2的半径R为米，且由静止开始保持a1匀加速运动，传动过程中皮带始终绷紧（水平部分始终保持水平）。为使小墨块在传送带上留下的痕迹最长，传送带加速度a1需满足什么条件？‎ ‎【答案】(1) 10s；(2) 4m；(3) 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为：am=μg=1m/s2

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