北京市人民大学附属中学2018-2019学年高一上学期期末考试物理试题

北京市人民大学附属中学2018-2019学年高一上学期期末考试物理试题

‎2019北京人大附中高一（上）期末物理 一、单项择题：本题共10小题，每小3分，共计30分，每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1.下列属于国际单位制中的基本单位的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在国际单位制中，力学的基本单位是m、kg、s A. 与分析相符，故A正确．‎ B. 与分析不符，故B错误．‎ C. 与分析不符，故C错误．‎ D. 与分析不符，故D错误．‎ ‎2.如图所示，粗糙的A，B长方体木块叠放在一起．静置于水平面上，现B木块受到一个水平方向的牵引力F，但仍然保持静止，则以下判断中正确的是 A. A对B的压力就是A物体的重力 B. B不动是因为它受到的地面的摩擦力小于拉力F C. B与A间只有一对相互作用力 D. 木块B先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对B施加支持力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. A对B的压力作用在物体B上，与A的重力大小相等，但不是A物体的重力，故A错误．‎ B.根据整体平衡条件可知，B受到的地面的摩擦力等于拉力F，故B错误．‎ C. B与A间只有一对相互作用力即之间的弹力作用，故C正确．‎ D.相互作用力同时产生同时消失，故D错误．‎ ‎3.‎ 跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，如图是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度入水，、b、c、d为运动轨上的四个点，且这四个点处轨迹的切线均沿竖直方向．关于运动员头部经过这四个点时的速度和加速度，下列说法中正确的是 A. 经过、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下 B. 经过、c两个点的速度方向均一定竖直向下 C. 经过b、d两个点的加速度方向均一定竖直向上 D. 经过，c两点的加速度方向均一定竖直向下 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以b、d速度方向不是竖直向下，故A错误．‎ B. a、c两点的切线方向竖直向下，故经过、c两个点的速度方向均一定竖直向下，故B正确．‎ CD.整个过程中，只受重力作用，所以加速度均竖直向下，故C错误D正确．‎ ‎4.对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是 A. 公式中的是一个常数，在国际单位制中的单位是 B. 当趋近于零时，和之间的引力趋近于无穷大 C. 和之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力 D. 和之间的引力大小总是相等，与和是否相等无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据万有引力公式则 即公式中的G为万有引力常量，其单位为N⋅m2/kg2，故A错误．‎ B. 万有引力是一种远程相互作用，该公式只适用于两个质点间引力的计算，距离趋近零时物体不能在看成质点，即此公式不再适用，所以得不到：当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误；‎ CD. 根据牛顿第三定律可知，两个物体之间相互引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反的，作用在两个不同的物体上，与m1和m2的质量无关，因为作用在两个物体上，所以不是平衡力，故C错误D正确．‎ ‎5.某小船在一条水流速度恒为、宽度为的河上渡河，小船相对于静水的速度大小恒定．且＞。下列说法正的是 A. 若船头朝下游并与河岸成一定夹角，则小船的轨迹为曲线 B. 若船头朝上游并与河岸成一定夹角，则有可能使渡河时间最短，且最短时间为 C. 若船头垂直于河岸，有可能使航线最短，且最短航线为 D. 若船头朝上游并与河岸成一定夹角，则有可能使航线最短，且最短航线为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若船头朝下游并与河岸成一定夹角，合速度仍为定值，小船仍匀速直线运动，故A错误；‎ B．渡河时间最短，则船头与河岸垂直，最短时间为，故B错误；‎ CD．因为船速大于水速，则当船头朝上游并与河岸成一定夹角时，有可能使航线最短，且最短航线为，故C错误D正确。‎ 故选D ‎6.人站在楼上水平抛出一个小球，忽略空气阻力，球离手时速度为，落地时速度为，而从小球抛出到小球落地的时间分为相等的3段，下列图中，能正确表示这几段相等时间内的速度变化量之间的关系的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，水平分速度不变，所以速度的变化量等于竖直方向上速度的变化量，根据 ‎△v=gt 知相等时间内速度变化量的方向不变，大小相等．‎ A.图像与分析不符，故A错误．‎ B.图像与分析不符，故B错误．‎ C图像与分析相符，故C正确．‎ D.图像与分析不符，故D错误．‎ ‎7.如图为洗衣机的脱水桶的示意图，洗表机脱水时衣物在水桶的内壁上，利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉，关于该过程，下列说法正确的是 A. 提高脱水桶的转速，脱水效果更好 B. 脱水桶转得越快，衣服与桶壁间的弹力越小 C. 衣服受重力、弹力、摩擦力、向心力4个力的作用 D. 衣服上的水滴，受衣服的附着力大于所需的向心力时，做离心运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】A. 根据 F=ma=mω2R 当转速增大，则ω增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去，效果更好，故A正确．‎ B. 脱水桶转得越快，则ω增大会使向心力F增大，而衣服与桶壁间的弹力提供向心力，所以弹力会变大，故B错误．‎ C.向心力并非物体实际受力，故C错误．‎ D. 衣服上的水滴，受衣服的附着力小于所需的向心力时，做离心运动，故D错误．‎ ‎8.如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A，B两处，不计空气阻力，则下列说法正确的是 A. 落在A处的石块初速度较大，运动时间较长 B. 落在B处的石块初速度较大，运动时间较短 C. 落在A处的右块的末速度与水平方向的夹角小 D. 两石块的末速度与水平方向的夹角相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 小球落在B处的高度低，根据知，运动时间短，但是水平位移大，则初速度大，故A错误B正确．‎ CD. 落在A处的右块的末速度与水平方向的夹角 落在A处的右块运动时间长，但初速度小，所以落在A处的右块的末速度与水平方向的夹角大，故CD错误．‎ ‎9.如图为自行车传动机构的示意图，大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别用、和表示（均为未知量），某同学在平直路面上骑车前进时，已知脚踏板每转1圈，为了计算该同学骑车前进的速度大小，可对相关物理量进行测量，则必须进行测量的物理量为 A. 和 B. 和 C. 和 D. 、和 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可知，已知脚踏板的周期为T=2s，则大齿轮的周期为T，角速度为：‎ 后轮的半径为R，因为大小齿轮的线速度相等，有：‎ 所以有：‎ 大齿轮和后轮的角速度相等，则线速度为：‎ 所以需要测量的有、和．‎ A. 和与分析不符，故A错误．‎ B. 和与分析不符，故B错误．‎ C. 和与分析不符，故C错误．‎ D. 、和与分析相符，故D正确．‎ ‎10.如图所示，水平传送带以v0速度向右匀速运动，在传送带的右侧固定一弹性档杆，在t=0时刻,将工件轻轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性档杆所在的位置时与档杆发生碰撞，已知碰撞时间极短，不计碰撞过程的能量损失.则从工件开始运动到与挡杆第二次碰撞前的运动过程中，工件运动的v-t图象下列可能的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】工件与弹性挡杆发生碰撞后，其速度的方向发生改变，应取负值．故A错误，B错误；工件与弹性挡杆发生碰撞前的加速过程中和工件与弹性挡杆碰撞后的减速过程中所受滑动摩擦力不变，所以两过程中加速不变，故C正确，D错误，故选C.‎ 二、多项选择题，本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有至少两个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答得0分。‎ ‎11.一个物体在几个恒力作用下，做匀速直线运动，如果撤掉其中一个力，其它力保持不变，则它可能做 A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动 C. 匀速圆周运动 D. 曲线运动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC. 物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，合力与撤去的力大小相等方向相反，合力大小方向不变，不可能做匀速直线运动，匀速圆周运动，匀速圆周运动的向心力方向时刻改变，故AC错误．‎ B. 若撤去的力与运动的方向相反，则物体做匀加速直线运动．故B正确．‎ D. 若撤去的力与速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动．故D正确．‎ ‎12.若地球可看成质量均匀的球体，则关于万有引力和重力，下列说法正确的是 A. 质量为的物体，在两极和赤道所受到的地球的万有引力大小相等 B. 质量为的物体，在两极和赤道所受到的重力大小相等 C. 若地球自转角速度变大，赤道上物体所受的重力大小不变 D. 若地球自转角速度变大，赤道上物体所受的重力大小变小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 根据 可知，质量为的物体，在两极和赤道所受到的地球的万有引力大小相等，但因为两极和赤道处重力加速度不同，所以重力大小不等，故A正确B错误．‎ CD.对在赤道上的物体，万有引力的一个分力提供了向心力，另一个分力表现为重力，当地球自转角速度变大，时，物体所需向心力变大，则重力变小，故C错误D正确．‎ ‎13.‎ 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯沿着扶梯所在的斜面运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先沿斜面慢慢加速，再匀速运转，一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，那么下列说法中正确的是 A. 顾客全程始终受到三个力的作用 B. 在匀速过程中，顾客只受2个力 C. 在加速过程中，顾客处于超重状态 D. 在加速过程中，扶梯对顾客的作用力沿斜面向上 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.在匀速阶段，根据平衡条件可知，顾客只受重力和支持力两个力作用，故A错误B正确．‎ CD. 在加速过程中，加速度有向上的分量，所以顾客处于超重状态，扶梯对顾客的作用力与重力的合力提供了顾客的加速度，因为加速度沿斜面，所以扶梯对顾客的作用力一定不沿斜向上，故C正确D错误．‎ ‎14.“极限铁笼飞车“是杂技表演中受观众欢迎的项目，表演者驾驶摩托车，在一个固定在水平地面上的球形铁笼内壁上，以恒定速率高速运行，可为质点的表演者（连同车）的运动轨近可看成一个平行于地面的圆周，现有A，B两个表演者分别在不的高度上（A位置更高）进行表演，如图所示，在表演过程中的某个阶段，摩托车与内壁同没有横向摩擦力（横向即垂直于摩托车前进的方向），已知A，B总质量相同，在这个阶段中 A. A的线速度一定大于B的线速度 B. A的角速度一定小于B的角速度 C. A的向心加速度一定大于B的向心加速度 D. A对铁笼内壁的压力大小一定等于B对铁笼内壁的压力大小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC. 摩托车做匀速圆周运动，摩擦力恰好为零，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出力图如图：‎ 向心力为：‎ ‎ （R为球的半径）‎ A位置更高，α更大，质量相同，所以A的向心力更大，向心加速度更大，线速度、角速度也更大，故AC正确B错误．‎ D. 对铁笼内壁的压力 所以A位置更高，α更大，A对铁笼内壁的压力大小一定大于B对铁笼内壁的压力大小，故D错误．‎ 三、填空题：本题共2小题，共15分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎15.“研究平抛物体的运动”的实验装置如图所示，让小球多次沿同一平抛轨迹运动，通过指点法画出小球做平抛运动的轨迹．‎ ‎（1）为了能较准确描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_______ ‎ A．斜槽不必光滑，但必须通过调节使斜槽末端保持水平 B. 每次小球应从斜槽的同一高度处由静止释放 C．记录小球位置时，接球档板每次必须严格地等距离上升 D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 ‎（2）如图是小苑同学在某次实验中取得的数据，其中O为抛出点，g取，则此小球作平抛运动的初速度大小为_________.‎ ‎（3）小童同学忘了记录平抛运动的起始点，于是他在平抛轨迹上选出一点作为坐标原点，沿竖直方向建立y轴，垂直y轴方向建立x轴，如图所示．‎ 已知轨迹上点A的坐标是：、，B点的坐标是：、，若g取，则小球平抛的初速度大小_______，小球运动到A点时的竖直分速度的大小为__________.‎ ‎（4）小苑同学从实验得到的平抛小球的运动轨迹上取出一点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，并作出图像，图中的图像能正确描述平抛小球的运动规律的是_______．‎ ‎【答案】 (1). AB (2). 1.6 (3). 3 (4). 1.5 (5). C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]AB. ‎ 斜槽不必光滑，只要每次小球应从斜槽的同一高度处由静止释放，即可保证到达斜槽末端速度大小相同，通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故AB正确．‎ C. 记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离上升，故C错误；‎ D. 将球的位置记录在纸上后，取下纸，为描出小球的运动轨迹，最后轨迹应连成平滑的曲线，故D错误．‎ ‎(2)[2] 根据平抛运动规律 解得 水平方向匀速 ‎(3)[3][4]根据平抛运动规律，水平方向匀速运动，竖直方向匀加速运动，所以OA的时间等于AB的时间．竖直方向 解得：‎ 所以小球平抛的初速度大小 小球运动到A点时的竖直分速度的大小 ‎(4)[5] 根据x=v0t，得 可知y与x2成正比，故C正确ABD错误．‎ ‎16.如图所示为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图，砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．‎ ‎（1）本实验的研究对象是_________________.‎ A．小车与小车中砝码 ‎ B．砂桶与砂 C．小车与小车中砝码和砂桶与砂 D．以上选项中的物体均可 ‎（2）实验中，需要进行“平衡摩擦力”的操作，平衡摩擦力的目的是____________‎ A. 使细线对小车的拉力即为小车所受的合外力 B．使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力 ‎（3）实验中要进行质量和的选取，以下最合理的一组是_______‎ A. ，‎ B．，‎ C．，‎ D．，‎ ‎（4）如图所示是实验中得到的一条纸带，为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：、、、、、SFG=‎6.34cm．已知打点计时器的工作频率为，则小车的加速度_______．（结果保留两位有效数字）‎ ‎（5）在“保持质量一定，研究加速度与力的关系”的这个实验环节中，小明同学实验操作正确，所作的图象如图所示，图线虽然经过原点，但在较大时，明显弯曲，关于这一实验环节，下列说法正确的是_______________‎ A. 造成这一现象的原因是未平衡摩擦力 B．造成这一现象的原因是不满足远小于 C．在细线与小车连接处连上力的传感器，以其读数作为横坐标，可解决图像弯曲问题 D．以上说法都不正确 ‎【答案】 (1). C (2). A (3). C (4). 0.42 (5). BC ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，砂桶与砂的质量要远小于小车与小车砝码质量，根据牛顿第二定律 所以研究对象是小车与小车中砝码，故A正确，BCD错误．‎ ‎(2)[2] 实验中，需要进行“平衡摩擦力”的操作，平衡摩擦力的目的是使细线对小车的拉力即为小车所受的合外力，故A正确B错误．‎ ‎(3)[3] 当m＜＜M时，即当砂和砂桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．故C正确，ABD错误；‎ ‎(4)[4] 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2，得：‎ 代入数据可得：‎ a=‎0.42m/s2‎ ‎(5)[5]AB. 在较大时，不满足钩码质量远小于小车质量，图像出现弯曲，故A错误B正确．‎ CD. 在细线与小车连接处连上力的传感器，以其读数作为横坐标，可解决图像弯曲问题，根据牛顿第二定律可知，图像为直线，故C正确D错误．‎ 四．计算题（本题共4小题，共计39分。解答时请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。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎17.一个质量为的小木箱静止于水平面上，现用的水平恒力作用于木箱使它开始运动，如图所示，已知木箱与地面之间的动摩擦因数，取．‎ ‎（1）求小木箱的加速度大小；‎ ‎（2）求小木箱开始运动末的速度大小和前内的位移大小；‎ ‎（3）在末撤去外力，则小木箱还能运动多远距离？‎ ‎【答案】(1)(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 对木箱受力分析如图：‎ 由牛顿第二定律得：‎ F-μmg=ma 解得：‎ ‎(2) 小木箱开始运动末的速度大小 前内位移大小 ‎(3)撤去外力F后，加速度 根据速度位移关系 ‎18.家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，某台计算机上的硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成个扇区（每个扇用区为圆周），每个扇区可以记录512个字节，电动机使磁盘以转速匀速转动．磁盘在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道．求：‎ ‎（1）磁盘的角速度为多大（结果可以用表示）？‎ ‎（2）一个扇区通过磁头所用的时同是多少？（结果保留一位有效数字）‎ ‎（3）不计磁头转移磁道的时间，计算机内最多可以从一个硬盘面上读取多少个字节？（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】(1) 240π rad/s (2)(3) 5.03×108‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 电动机使磁盘以 ‎7200r/min=120r/s 的转速匀速转动，角速度为：‎ ω=2πn=2π×120=240π rad/s ‎(2) 经过一个扇区转过的圆心角为：‎ 故经过一个扇区用时为：‎ ‎(3) 转速为 n=7200r/min=120r/s 计算机在1s内从磁盘面上读取字节数 N=120×8192×512=5.03×108（字节）‎ ‎19.如图所示，一根长为的细线，一端系着一个质量为的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，已知细线能承受的最大拉力大小为（可认为当细线拉力等子时，细线即断裂），若使小球的角速度缓慢增加，当角速度增大到一定值时，细线将断裂，之后小球将在桌面继续运动一段时间后，从桌子边的点飞离桌面，并最终落在水平地面上的点，桌面离地面高度为，取，不计一切阻力和摩擦．‎ ‎（1）当小球的角速度为时，细线拉力为多大？‎ ‎（2）当细线断裂时，小球的线速度多大？‎ ‎（3）求小球落地时的速度大小和、两点间的水平距离．‎ ‎【答案】(1)6N(2)‎6m/s(3)；‎‎2.4m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 当小球的角速度为时，根据牛顿第二定律可知，细线拉力 ‎(2) 当细线拉力等子时 此时线速度 解得：‎ ‎(3)小球平抛运动，竖直方向 ‎ ，‎ 落地时的速度大小 ‎、两点间的水平距离 ‎20.如图甲所示，平行光滑斜面的轻弹簧劲度系数为．一端固定倾角为的斜面底端，另一端与物块连接，两物块、质量均为，初始时均静止，现用平行于斜面向上的变力拉动物块，使做加速度为（）的匀加速运动，、两物块在开始一段时间内的关系分别对应图乙中的、图线（时刻、的图线相切，‎ 时刻对应图线的最高点），图中仅为已知量，、、均未知，重力加速度为．求：‎ ‎（1）时刻弹簧的形变量；‎ ‎（2）拉力的最大值和最小值；‎ ‎（3）时刻、间的距离．‎ ‎【答案】(1) (2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 由图乙可知，两物体在t1时刻分离，故此时A应受重力和弹力的作用来充当合外力；则有：‎ kx-mgsinθ=ma 解得：‎ ‎(2) AB均静止时弹簧的压缩量 初始时，F最小，对整体此时 当刚要分离时，外力F最大，对B，由牛顿第二定律得：‎ 得 ‎ ‎(3) 时刻A速度最大，此时对弹簧弹力与重力向下分力相等 所以A向上移动的位移 B向上运动的位移 所以间距为