【物理】四川省泸县第一中学2019-2020学年高一上学期期中考试试题 （解析版）

【物理】四川省泸县第一中学2019-2020学年高一上学期期中考试试题 （解析版）

四川省泸县第一中学 2019-2020 学年高一上学期期中考试试题 一、选择题（本题共 15 小题，每小 4 分，共 60 分。在每个小题给出的四个选项中，1~12 小题只有一个选项正确，13~15 小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。） 1.在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（ ） A. 研究汽车通过某一路标所用的时间 B. 研究汽车在斜坡上有无翻倒的危险 C. 研究汽车过桥时，可将汽车看作质点 D. 计算汽车从天津开往北京所用的时间 【答案】D 【解析】 【详解】能否将物体看作质点需要满足：当物体的大小与所研究的问题中其他距离相比为极 小时．一个物体各个部分的运动情况相同，它的任何一点的运动都可以代表整个物体的运动． 2.下列物理量中，哪个是矢量( ) A. 长度 B. 时间 C. 路程 D. 位移 【答案】D 【解析】 【详解】长度、路程和时间只有大小没有方向，属于标量，运算法则是代数运算；位移既有 大小又有方向，属于矢量，用平行四边形法则运算，故选 D． 3. 北京奥运会上美国游泳名将菲尔普斯一举拿下了 8 枚金牌并刷新了 7 项世界纪录，成为 奥运会历史上最伟大的运动员．“水立方”的泳池长 50m，在 100 米蝶泳中，测得菲尔普斯游 完全程的时间为 50.58s，则他所通过的位移和路程（将运动员看成质点）分别是（ ） A. 100 m、100 m B. 0 、 150m C. 150 m 、 0 D. 0 、 100m 【答案】D 【解析】 试题分析：因为泳池的长度为 50m，而进行的是 100m 比赛，所以运动员正好做了一个来回 的运动，故运动员的初位置和末位置相同，故位移是零，路程为实际运动轨迹的长度，故为 100m，所以 D 正确， 4.物体做直线运动，它的位移随时间的变化关系为 x=kt，k 为常数，则它的速度—时间的图 像是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据位移随时间的变化关系为 x=kt，可知物体做匀速运动，速度时间图象中，与时 间轴平行的直线表示位移做匀速运动，B 正确，ACD 错误。 5.有两个物体都做加速度恒定的变速直线运动，则以下说法中正确的是( ) ①经过相同的时间，速度变化大的物体，它的加速度一定大 ②若初速度相同，则末速度大 的物体加速度一定大 ③若加速度相同，初速度大的物体其末速度一定大 ④在相同时间 内，加速度大的物体其速度变化必然大 A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③ 【答案】C 【解析】 【详解】根据 va t    ．时间相等，速度变化量大的，加速度大，故①正确； 初速度相同，末速度大的，速度变化量大．根据 va t    ，加速度不一定大．故②错误． 根据 0v vva t t    ．加速度相同，初速度大的末速度不一定大，还要看时间．故③错误． 根据 va t    ．时间相等，加速度大的，速度变化量大．故④正确． A．①②，与结论不相符，选项 A 错误； B．③④，与结论不相符，选项 B 错误； C．①④，与结论相符，选项 C 正确； D．②③，与结论不相符，选项 D 错误； 6.如图所示，在外力作用下某质点运动的 v-t 图像为正弦曲线，从图中可判断 A. 在 t1～t3 时间内，外力做的总功为零 B. 在 0～t1 时间内，外力的功率逐渐增大 C. 在 t2 时刻，外力的功率最大 D. 在 0～t1 时间内，外力做负功 【答案】A 【解析】 在 t1～t3 时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故 A 正确；图象 斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知 0 时刻速度为零， t1 时刻速度最大但拉力为零，由 P=Fv 可知外力的功率在 0 时刻功率为零，t1 时刻功率也为 零，可知功率先增大后减小，故 B 错误．t2 时刻物体的速度为零，由 P=Fv 可知外力的功率 为零，故 C 错误．在 0～t1 时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减 小，故力与速度方向相同，故外力做正功；故 D 错误；故选 A． 7.如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移－时间(x－t)图象，由图象可以看出在 0~4 s 这段时间内 A. 甲先上坡后下坡 B. 甲、乙两物体始终同向运动 C. 甲、乙两物体之间的最大距离为 3 m D. 4s 时甲乙两物体速度相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．位移－时间(x－t)图象描述物体做直线运动，不是上坡下坡，故 A 错误； BD．由于位移-时间图象的斜率表示该时刻的速度，可以从图中看出乙物体的速度（斜率） 始终为正值，即速度始终为正方向，甲物体前两秒内速度为正方向，2 秒末到 4 秒末速度为 负方向，故 BD 错误； C．从位移-时间图象来看，两个物体两秒末纵坐标读数之差最大，即两物体相距最远，可知 2s 末两物体相距最远，最大距离为 △ s=4m-1m=3m．故 C 正确。 8.一物体从 t=0 时刻开始做自由落体运动，下落后 0t 时刻到 0t T 时刻的位移与 0t T 时刻 到 0 2t T 时刻的位移之比为 1：2，则 0 :t T 等于（ ） A. 1：2 B. 2：3 C. 1：4 D. 3：4 【答案】A 【解析】 下落后 t0 时刻到 t0+T 时刻的位移为： 2 2 1 0 0 1 1( )2 2h g t T gt   ；下落 t0+T 时刻到 t0+2T 时 刻的位移为： 2 2 2 0 0 1 1( 2 ) ( )2 2h g t T g t T    ，而 1 2 1 2 h h  ，由以上各式解得： 0 1 2 t T  ， 故 A 正确． 9.“蹦床”运动时奥运会新增的比赛项目之一，运动员在空中展示着优美的动作，深受观众欢 迎，假设某运动员在弹力的作用下以8m / s 的初速度从蹦床上跃起，则可以估算运动员从跃 起到落回蹦床瞬间，可以在空中展示动作的时间是 (g 取  210m / s )      A. 1.6s B. 0.8s C. 0.4s D. 0.2s 【答案】A 【解析】 【详解】运动员在弹力的作用下以8 /m s 的初速度从蹦床上跃起，做竖直上抛运动，返回时 速度大小仍然为8 /m s ；以向上为正方向，根据速度时间关系公式，有：  0 2 8 / 8 / 1.610 / t m s m sv vvt sa a m s       ，故 A 正确，BCD 错误． 10.公交通规则规定：在路口通行的汽车，当黄灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许继 续通行．在某十字路口的汽车排成笔直的长队，假设相邻两车车头最前边缘之间的距离均为 9m，汽车启动时的加速度均为 2.0 m/s2，当速度增加到 8 m/s 后都做匀速运动．现在，如果 最前面一辆汽车前端刚好与停车线相齐，绿灯亮起所有司机同时启动汽车，则在绿灯亮的 36s 时间内最多可以通过的汽车数为 A. 27 辆 B. 29 辆 C. 31 辆 D. 33 辆 【答案】C 【解析】 【详解】汽车从静止开始 36s 时间内运动的位移为 2 28 8(36 ) 8 (36 ) 2722 2 2 2 m m M v vx v s m m ma a         ，最多通过的汽车数为 n= 272 30.29  ，所以最多汽车数为 31 辆． 11.如图所示，木板 B 放在粗糙的水平面上，木块 A 放在 B 的上面，A 的右端通过一不可伸 长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力 F 向左拉动 B，使其以速度 v 做匀速运动，此时绳水 平且拉力大小为 FT，下面说法正确的是( ) A. 若木板 B 以 2v 匀速运动，则拉力仍为 F B. 绳上拉力 FT 与水平恒力 F 大小相等 C. 木块 A 受到的是静摩擦力，大小等于 FT D. 木板 B 受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力，合力大小等于 F 【答案】A 【解析】 【详解】以 B 为研究对象分析受力，当其匀速运动时，受力平衡，受力情况与速度大小无 关，A 正确；以 A、B 整体为研究对象分析受力可知 F＝FT＋Ff 地，故绳子拉力小于水平恒力， B 错误；木块 A 与 B 之间发生相对滑动，所以 A 所受摩擦力为滑动摩擦力，C 错误；木板 B 受到两个滑动摩擦力，木板 B 所受合力为零，D 错误；故选 A． 12.如图所示，物块重 30 N，静止于倾角为 30°的粗糙斜面上，轻弹簧上端固定在斜面上， 下端与物块相连接，且弹簧平行斜面．物块与斜面间的最大静摩擦力为 12 N，则弹簧对物 体的弹力( ) A. 可以为 2 N，方向沿斜面向上 B. 可以为 22 N，方向沿斜面向上 C. 可以为 12 N，方向沿斜向下 D. 弹力可能为零 【答案】B 【解析】 【详解】将重力按照作用效果分平行斜面的下滑分力为 30 15mgsin N  ；当最大静摩擦力 平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为 12N，弹簧弹力为拉力，等于 27N；当最 大静摩擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为 12N，弹簧弹力为拉力，等于 3N；故弹簧弹力可以是大于 3N 的拉力和不大于 27N 的拉力，故 B 正确，A、C、D 错误； 故选 B． 13.如图所示，轻质弹簧的两端在受到拉力 1N 的作用下，弹簧伸长了 2 (cm 在弹性限度内 ) ． 下列说法正确的是 ( ) A. 弹簧的弹力为 2N B. 弹簧的弹力为 1N C. 该弹簧的劲度系数为50 /N m D. 该弹簧的劲度系数为100 /N m 【答案】BC 【解析】 【详解】A、轻质弹簧的两端均在 1N 的拉力作用，合力为零，弹簧的弹力 F 1N弹  ，故 B 正确，A 错误； C、根据胡克定律得，弹簧的劲度系数 F 1Nk 50N / mx 0.02m   弹 ，故 C 正确，D 错误． 14.一颗子弹垂直穿过紧挨在一起的三块木板后速度刚好为零，设子弹在各木板中运动的加 速度大小恒定，则下列说法正确的是（ ） A. 若子弹穿过每块木板时间相等，则三木板厚度之比为 1∶2∶3 B. 若子弹穿过每块木板时间相等，则三木板厚度之比为 3∶2∶1 C. 若三块木板厚度相等，则子弹依次刚穿进三块木板的瞬时速度之比为 3 : 2 :1 D. 若三块木板厚度相等，则子弹穿过木板时间之比为（ 3 － 2 ）∶（ 2 －1）∶1 【答案】CD 【解析】 【详解】将子弹的运动看成沿相反方向的初速度为 0 的匀加速直线运动，根据位移公式 x= 1 2 at2 得，在 1T 内、2T 内、3T 内的位移之比为 1：4：9，则第一个 T 内、第二个 T 内、 第三个 T 内的位移之比为 1：3：5，所以三木板厚度之比为 5：3：1，故 AB 错误．采用逆 向思维，根据 2v ax＝ 知，若三块木板厚度相等，则子弹依次刚穿进三块木板的瞬时速度 之比为 3 ： 2 ：1，故 C 正确．因为初速度为零的匀加速直线运动，在通过相等位移所 用的时间之比为 1：（ 2 −1）：（ 3 − 2 ），则子弹穿过木板时间之比为（ 3 - 2 ）（ 2 -1）： 1，故 D 正确．故选 CD． 15.质量为 m 的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其 v t 图象如图所示(竖直向 上为正方向， DE 段为直线，下列说法正确的是（ ） A. 0 1t ~ t 时间内，小球处于失重状态 B. 2 3~t t 时间内，拉力的功率逐渐减小 C. 0 2~t t 时间内，小球的平均速度一定为 2 2 v D. 3 4~t t 时间内，小球竖直向上做匀减速直线运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A． 0 1t ~ t 时间内，小球向上做加速运动，加速度竖直向上，故处于超重状态，A 错误； B．小球在竖直方向上受到拉力和重力作用，在 2 3~t t 时间内，小球向上做减速运动，即加 速度向下，所以 mg F ma  ，图像的斜率增大，所以加速度增大，故 F 减小，根据 P Fv 可知拉力的功率减小，B 正确； C．如果小球做初速度为零，末速度为 2v 的匀加速直线运动，则其平均速度一定为 2 2 v ，而 0 2~t t 时间内，做变加速直线运动，加速度先增大，后减小，所以过程中的平均速度不一定 为 2 2 v ，C 错误； D． 3 4~t t 时间内，斜率恒定，故加速度恒定，速度减小且为正，故向上做匀减速直线运动， D 正确； 故选 BD。 二．实验题（共 10 分）请把答案填在答题卡上对应的横线上。 16.用如图甲的装置研究自由落体运动规律．已知打点计时器的工作频率为 50Hz． ①电磁打点计时器必须接________（填“220V 交流”、“4-6V 交流”或“4-6V 直流”）电源， ②部分实验步骤如下： A.测量完毕，关闭电源，取出纸带． B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开重锤． C.扶着重锤停靠在打点计时器附近，重锤与纸带相连． D.把打点计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔． 上述实验步骤的正确顺序是：______（填写字母）． ③图乙中标出的相邻两计数点之间还有 4 个记录点未画出，则相邻两计数点的时间间隔 T=__s． ④计数点 C 对应的瞬时速度大小为 vc= ______m/s． ⑤根据实验记录的数据计算重锤的加速度大小 g=______（本小题计算结果保留两位有效数 字） 【答案】 ①. 4-6V 交流 ② DCBA ③ 0.1 ④ 2.2 ⑤. 9.9 【解析】 【详解】①电磁打点计时器必须接 4-6V 交流； ②先连接实验器材，后穿纸带，再连接小车，接通电源，后释放纸带，打点并选择纸带进行 数据处理，所以上述实验步骤的正确顺序是：DCBA； ③打点计时器的工作频率为 50Hz，每隔 0.02s 打一次电，每相邻两点之间还有 4 个记录点 未画出，共 5 个 0.02s，故 T=0.1s； ④匀变速直线运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故 217.1 26.9 10 m / s 2.2m / s2 0.2 BD C xv T     ⑤根据 2x aT  则 24 CE ACx xa T  代入数据得： 29.9m / sa  ． 三．计算题（共 30 分）解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。 17.我国“飞豹”战机作战半径可达 1500 km，完全冲破了“第一岛链”的“束缚”．假设一架“飞 豹”战机于 8 点整从“辽宁”号航母起飞，在 8 点 18 分正好抵达距航母 680 km 的指定位置， 战机仪表显示此段行程正好为 800 km.试求： (1)战机此段过程的平均速率和飞行 100 m 约需的时间分别是多少？ (2)此段过程中战机的平均速度大小又是多少？ 【答案】(1)740.74 m/s 0.135 s (2)629.63 m/s 【解析】 【详解】题干中时间信息为： 该战机飞行时间 t＝18 min＝1080 s 隐含信息为路程 s＝800 km＝8×105 m 位移 x＝680 km＝6.8×105 m (1)“飞豹”战机的平均速率 vs＝ 58 10 1080 s t  m/s≈740.74 m/s 每飞行 100 m 约需时间为 t′＝ 100 s m v ≈0.135 s (2)战机的平均速度 v ＝ 56.8 10 1080 x t  m/s≈629.63 m/s. 18.如图所示，放在水平地面上的物体 A 重 G=100N，右侧连着一轻质弹簧，已知物体与地 面间的动摩擦因数μ=0.4，弹簧的劲度系数 k=2500N/m．可近似认为物体所受最大静摩擦力 等于滑动摩擦力．现用力拉弹簧.求： (1)当弹簧伸长 0.01m 时，求弹簧弹力 F1 和物体所受的摩擦力 f1 的大小； (2)当弹簧伸长 0.02m 时，求弹簧弹力 F2 和物体所受的摩擦力 f2 的大小. 【答案】(1)25N,25N (2)50N,40N 【解析】 【详解】(1)当弹簧伸长 0.01m 时，弹簧的弹力为：F1=kx1=2500N/m×0.01m=25N 物体与地面间的最大静摩擦力为：f=μFN 且 FN=G 得：f=μG=0.4×100=40N 得知：F1＜f 所以物体仍静止，此时物体受到的静摩擦力为：f1=F1=25N (2)当弹簧伸长 0.02m 时，弹簧的弹力为：F0=kx2=2500N/m×0.02m=50N 因为 F2＞f 所以物体要运动，此时受到的摩擦力为滑动摩擦力，为 f2=f=0.4×100=40N 19.如图所示，弹簧 AB 原长为 35cm，A 端挂一个重 50N 的物体，手执 B 端，将物体置于倾 角为 30°的斜面上．当物体沿斜面匀速下滑时，弹簧长度为 40cm；当物体匀速上滑时，弹 簧长度为 50cm，（g=10m/s2，sin30  = 1 2 ，cos30 = 3 2 ），求： （1）分别画出物体下滑和上滑时的受力图； （2）弹簧的劲度系数； （3）物体与斜面的动摩擦因数． 【答案】（1）匀速下滑时受力图： ，匀速上滑时受力图： ；（2）250N/m；（3） 3 6 【解析】 【详解】（1）物体匀速下滑时受重力 G，支持力 N，弹簧的弹力 F，沿斜面向上的滑动摩擦 力 f，受力图如下： 物体匀速上滑时受重力 G，支持力 N，弹簧的弹力 F，沿斜面向下的滑动摩擦力 f，受力图 如下： （2）物体匀速下滑时，设此时弹簧形变量为 x1=40cm-35cm=5cm，则弹力 F=kx1，由平衡条 件得：kx1+f=Gsin30 ，N=Gcos30 ；物体匀速上滑时，设此时弹簧形变量为 x2=50cm-35cm=15cm，则弹力 F=kx2，由平衡条件得：kx2=Gsin30  +f，N=Gcos30 ，由于匀 速上滑或匀速下滑时支持力大小不变，摩擦力 f 也大小不变，解得弹簧的劲度系数 k= 1 2 2 sin30G x x   = 12 50 2 0.05 0.15    N/m=250N/m． （3）由 f=  N=  Gcos30  =Gsin30 -kx1，解得物体与斜面的动摩擦因数  = 1sin30 cos30 G kx G    = 150 250 0.052 350 2     = 3 6 ．