黑龙江省大庆铁人中学2020学年高一物理下学期开学考试试题（含解析）

黑龙江省大庆铁人中学2020学年高一物理下学期开学考试试题（含解析）

大庆铁人中学2020级高一下学期开学考试物理试题 ‎ 一、选择题 ‎1.下列说法正确的是（ ）‎ A. 笛卡尔认为必须有力的作用物体才能运动 B. 伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论 C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证 D. 牛顿第二定律表明物体所受合外力越大，物体的惯性越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动，选项A错误；伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论，选项B正确；牛顿第一定律是在实验的基础上经过抽象思维得出的结论，不可以用实验直接验证，选项C错误；物体的惯性与所受的力无关，只与质量有关，选项D错误；故选B.‎ ‎2.关于合力与它的两个分力的关系，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 合力一定大于其中任意一个分力 B. 合力可能小于其中任意一个分力 C. 两个分力的大小不变，若夹角在0～180º之间变化，则夹角越大其合力也越大 D. 两个分力F1和F2的夹角θ不变，F1大小不变，若F2增大，则合力F一定增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 如果几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同，就把这几个力叫做那一个力的分力，而把那一个力叫做那几个力的合力，合力与分力是等效替代关系，不是重复受力；两个不共线的力合成时，遵循平行四边形定则.‎ ‎【详解】不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误，B正确；两个共点力的夹角在0～180‎ ‎°之间，其合力随两力夹角的增大而减小，故C错误；若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向，F1＞F2，则合力F减小，故D错误；故选B。‎ ‎3.一个人在岸上以恒定的速度υ，通过定滑轮收拢牵引船上的绳子，如图所示，当船运动到某点，绳子与水平方向的夹角为α时，船的运动速度为（ ）‎ A. υ B. C. υcosα D. υtanα ‎【答案】B ‎【解析】‎ 船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，如图：‎ 根据平行四边形定则有，．故B正确，ACD错误。‎ 点睛：解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。‎ ‎4.如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O点为球心，A、B为两个完全相同的小物块（可视为质点），小物块A静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F1，对球面的压力大小为N1；小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则 （ ）‎ A. N1∶N2=cos2θ∶1 B. N1∶N2=sin2θ∶1‎ C. F1∶F2=cos2θ∶1 D. F1∶F2=sin2θ∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】对物体A，受重力、支持力和摩擦力，将物块A的重力沿半径和切面方向分解，可得：F1=mg sin θ，N1=mg cos θ；对物体B，受推力、重力和支持力，将物块B的重力和F2分别沿半径方向和切面方向分解，由平衡条件可得：F2 cos θ=mg sin θ，F2 sin θ+mg cos θ=N2，解得：F2=mg tan θ，N2=；故有：F1：F2=cos θ：1，N1：N2=cos2 θ：1；故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎5.在水平地面上匀速向左运动的小车内，用绳子AB、BC栓住一个重球，如图所示，绳BC呈水平状态，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2。若小车由匀速向左运动变为匀加速向左运动，但重球相对小车的位置不发生变化，则两绳的拉力与匀速时相比（ ）‎ A. T1变大，T2变小 B. T1不变，T2变小 C. T1变大，T2变大 D. T1变大，T2不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题以小球为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律得到绳AB的拉力和绳BC的拉力与加速度的关系，即分析两绳拉力的变化情况；‎ ‎【详解】以小球为研究对象，分析受力：重力mg、绳AB的拉力和绳BC的拉力，如图：‎ 设小车的加速度为a，绳AB与水平方向的夹角为，根据平衡条件以及牛顿第二定律得：，‎ 得到：， ‎ 可见，绳AB的拉力与加速度a无关，则保持不变。‎ 绳BC的拉力随着加速度的增大而减小，则变小，故B正确，ACD错误。‎ ‎【点睛】本题在正确分析受力的基础上，根据平衡条件以及牛顿第二定律，运用正交分解法研究两绳拉力的变化。‎ ‎6.有四个物体A、B、C、D,物体A、B运动的x-t图像如图甲所示；物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图象做出的以下判断中正确的是 A. 物体A和B均做匀变速直线运动 B. 在0～3s的时间内，物体A、B 的间距逐渐增大 C. t=3s时，物体C、D的速度相同 D. 在0～3s的时间内，物体C 与D 的间距逐渐减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 位移时间图象中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率等于速度；坐标的变化量表示位移。速度时间图象的“面积”表示位移，交点表示速度相等，分析两物体的运动情况，判断C、D间距离的变化。‎ ‎【详解】由甲图看出：物体A和B位移图象都是倾斜的直线，斜率不变，速度不变，说明物体A和B都做匀速直线运动，故A错误。A图线的斜率大于B图线的斜率，A的速度比B的大，则知在0～3s的时间内，A在B的前方，两者间距逐渐增大，故B正确。t=3s时，物体C、D的图线相交，两者速度相同，由于v-t线的斜率等于加速度，可知此时刻的加速度不相同，故C错误。由乙图看出：0-3s内，D的速度比C的大，C、D是从同一地点沿同一方向开始运动的，所以D在C的前方，两者间距增大。故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】对于位移图象和速度图象要从图象的数学意义来理解其物理意义，抓住斜率、面积、交点等数学意义分析物体的运动情况。‎ ‎7.如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A和质量为m的光滑球B，系统处于静止状态。O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为θ＝60°，重力加速度大小为g。则（ ）‎ A. 木块A对球B的支持力大小为2mg B. 地面对木块A的摩擦力大小为mg C. 若木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力不变 D. 若木块A右移少许，系统仍静止，墙壁对球B的支持力变小 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】以B球为研究对象，受力分析如图所示，‎ 木块A对球B的支持力大小为，A正确；以整体为研究对象，水平方向的摩擦力等于墙与B之间的作用力F，则摩擦力f=F=mgtanθ=mg，B错误；把木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力等于整体受到的重力，所以不变，C正确；把木块A右移少许，系统仍静止，θ角变小，墙壁对球B的支持力mgtanθ变小，D正确；故选ACD。‎ ‎8.如图所示，一轻弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点。今将一质量为m的小物块靠着弹簧，将其压缩到A点，然后释放，小物块能在水平面上运动到C点静止。物体与水平面间的动摩擦因数恒定，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小 B. 物体从A到B先加速后减速，从B到C速度越来越小 C. 物体从A到B加速度先增大后减小，从B到C加速度不变 D. 物体从A到B加速度先减小后增大，从B到C加速度不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】物体从A到B运动的过程中，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，加速度方向向右，物体做加速度减小的加速运动，当弹簧的弹力与摩擦力相等时，加速度为零，然后弹簧的弹力小于摩擦力，加速度方向向左，物体做加速度增大的减速运动，所以从A到B先加速后减速。从B到C物块脱离弹簧，在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度不变，故BD正确，AC错误；故选BD。‎ ‎9.如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球，重力加速度为g。当滑块以加速度a在水平面上做匀加速运动时，小球的受力情况和滑块A的加速度a的大小关系正确的是( )‎ A. 若绳对小球恰好没有拉力，则滑块A一定有向右的加速度，且a=g B. 若绳对小球恰好没有拉力，则滑块A一定有向左的加速度，且a=g C. 若滑块A向左以a=g做匀加速运动时，绳对小球的拉力为 D. 若滑块A向左以a=g做匀加速运动时，绳对小球的拉力为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第二定律求出拉力为零时小球的加速度，当滑块A向左以a=g做匀加速运动时小球恰好没有脱离斜面飘起，再根据求解第二定律列式求解拉力的大小；‎ ‎【详解】A、若绳对小球恰好没有拉力，则对小球进行受力分析如图所示：‎ 根据牛顿第二定律可知：，则，方向水平向右，故选项A正确，B错误；‎ C、当滑块A向左以a=g做匀加速运动时，则小球的合力为：，方向水平向左，则对小球进行受力分析如图所示：‎ 则此时小球与斜面之间恰好没有弹力，则由图可知绳的拉力为：，故选项C正确，D错误。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道小球脱离斜面时的临界情况，结合牛顿第二定律进行求解。‎ ‎10.如图所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其竖直方向的v－t图象如图所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的x－t图象如图所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 猴子在2 s内做匀变速曲线运动 C. 猴子在2 s内的加速度大小为4 m/s2‎ D. t＝0时猴子的速度大小为8 m/s ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。求出t=2s 时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的加速度。‎ ‎【详解】A、B项：由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下。由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2s内做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；‎ C项：v-t图象的斜率等于加速度，则知猴子的加速度大小为：，因此加速度大小为4 m/s2，故C正确；‎ D项：x-t图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为vx=4m/s，竖直方向分速度vy=8m/s，t=0时猴子的速度大小为：，故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况。‎ ‎11.一条小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过一条宽为30m的长直河道，河水流速为4m/s，则(   )‎ A. 这条船可以渡过这条河,而且过河时的合速度可以为7m/s B. 这条船过河时间不可能小于10 s C. 这条船能够过河的最小位移为30m D. 这条船能够过河的最小位移为40m ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据运动的速度合成可知，这条船可以渡过这条河，而且过河时的合速度最大的速度小于7m/s，故A错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为,这条船过河时间不可能小于10 s。故B正确；根据平行四边形定则，由于船在静水中的速度小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸，故位移不可能为30m；当船速与合速度的方向垂直时，渡河的位移最小，则由几何关系可知，解得，故C错误，D正确；故选BD.‎ ‎12.如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B两端间的距离为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上.设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小为g。关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（ ）‎ A. 粮袋到达B端的速度与v比较，可能大，可能小也可能相等 B. 粮袋开始运动的加速度为g(sinθ－μcosθ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动 C. 若μ≥tanθ，则粮袋从A端到B端可能是一直做匀加速运动 D. 不论μ大小如何，粮袋从Α到Β端一直做匀加速运动，且加速度a≥gsinθ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v；粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，加速度为g（sinθ+μcosθ）．若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能一直是做加速运动，也可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动。‎ ‎【详解】A项：袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v；故A正确；‎ B项：粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmgcosθ，根据牛顿第二定律得到，加速度a=，故B错误；‎ C项：若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能一直是做匀加速运动，也可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速直线运动，故C正确；‎ D项：由上分析可知，粮袋从A到B不一定一直匀加速运动，故D错误。‎ 故应选：AC。‎ ‎【点睛】本题考查分析物体运动情况的能力，而要分析物体的运动情况，首先要具有物体受力情况的能力．传送带问题，物体的运动情况比较复杂，关键要考虑物体的速度能否与传送带相同。‎ 二、实验题 ‎13.“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙为白纸上根据实验要求画出的图示。‎ ‎（1）本实验中“等效代替”的含义是_______。‎ A橡皮筋可以用细绳替代 B左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 ‎（2）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____。‎ ‎（3）下列措施中可减小实验误差的是_______。‎ A．拉橡皮筋的绳细些且长度适当 B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 C．记录弹簧测力计拉力方向时，标记同一细绳方向的两点要远些 D．应使拉力F1和F2的夹角为90°‎ ‎【答案】 (1). (1)D (2). (2) F＇ (3). (3) ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D.‎ ‎（2）图乙中的F是合力的理论值，而F′是合力的实际值，两力中，方向一定沿AO方向的是F′。‎ ‎（3）拉橡皮筋的绳细些且长度适当，以便确定力的方向，选项A正确；拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，选项B正确；记录弹簧测力计拉力方向时，标记同一细绳方向的两点要远些，这样可减小记录长度时产生的误差，选项C正确；拉力F1和F2的夹角不一定为90°，大小适当即可，选项D错误；故选ABC.‎ ‎14.某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律 ‎（1）下列说法正确的是_________（选填字母代号）‎ A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B．实验时应先释放小车后接通电源 C．调节滑轮的高度，使细线与木板平行 D．实验中小车的加速度越大越好 ‎（2）在实验中，得到一条如图所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝________ m/s2。(结果保留两位有效数字)‎ ‎（3）消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用盘和重物总重力代替小车所受的拉力，此时盘和重物质量m与小车和车上砝码总质量M之间应满足的关系为_______________；‎ ‎(4)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与所受外力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a－F图线，如图所示。图线______是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量M＝______ kg。‎ ‎【答案】 (1). (1)C (2). (2)0.34 (3). (3)m远小于M (4). (4)① (5). 0.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）平衡摩擦力时满足mgsinθ=μmgcosθ，两边的质量m消掉了，则每次改变小车质量时，不必重新平衡摩擦力，选项A错误；实验时应先接通电源后释放小车，选项B错误；调节滑轮的高度，使细线与木板平行，选项C正确；实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；故选C.‎ ‎（2）由匀变速运动的规律得：‎ x4-x1=3aT2‎ x5-x2=3aT2‎ x6-x3=3aT2‎ 联立得：（x4+x5+x6）-（x1+x2+x3）=9aT2‎ 解得：a=m/s2=0.34m/s2。‎ ‎（3）设小车加速度为a，对小车：F=Ma 对重物：F-mg=ma 联立解得： ，所以重物的质量m应远小于小车的质量M时可以用盘和重物总重力mg代替小车所受的拉力F；‎ ‎（4）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k=1/M，由a-F图象得图象斜率k=2，所以M=0.5kg。‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的质量为70 kg，吊板的质量为10 kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计，取重力加速度g =10m/s2。当人以480 N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力FN分别为多少？‎ ‎【答案】2.0m/s2；360N。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】以人与吊板整体为研究对象，分析受力如图1所示，根据牛顿第二定律得：‎ ‎2F绳-（m人+m板）g=（m人+m板）a 代入解得：a=2.0m/s2‎ 再以吊板为研究对象，分析受力如图2所示，得到：F绳-FN-m板g=m板a 代入解得：FN=360N ‎16.一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住下滑。已知这名消防队员的质量为60㎏，他从钢管顶端由静止开始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的2倍，下滑的总时间为3s， g取10m／s2。求：‎ ‎（1）该消防员下滑过程中的最大速度大小；‎ ‎（2）加速与减速过程中所受摩擦力之比。‎ ‎【答案】（1）8m/s（2）1:7‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设下滑过程中的最大速度为v,则消防队员下滑的总位移 得到 .‎ ‎（2）消防队员从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。由他加速时的加速度大小是减速时的2倍，再由v=at可得：a与t成反比。则消防队员加速与减速过程的时间之比为1：2。‎ 由v2=2as可得：s与a成反比。由于钢管总长12m，则加速过程中的S1=4m，减速过程中的S2=8m。‎ 再由s=at2从而可求出加速过程加速度大小a1=8m/s2．减速过程加速度大小a2=4m/s2。‎ 最后由牛顿第二定律可得：加速过程时，mg-f1=ma1 ‎ f1=mg-ma1=600-60×8=120N 减速过程时，f2-mg=ma2 ‎ f2=mg+ma2=600+60×4=840N 则f1：f2=120：840=1：7‎ ‎17.如图所示，t＝0时一质量m＝1 kg的滑块A在大小为10 N、方向与水平向右方向成θ＝37°的恒力F作用下由静止开始在粗糙水平地面上做匀加速直线运动，t1＝2 s时撤去力F； t＝0时在A右方x0＝7 m处有一滑块B正以v0＝7 m/s的初速度水平向右运动。已知A与地面间的动摩擦因数μ1＝0.5，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。两滑块均视为质点，求：‎ ‎（1）两滑块在运动过程中速度相等的时刻；‎ ‎（2）两滑块间的最小距离。‎ ‎【答案】（1）3.75s（2）0.875m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据牛顿第二定律先求解撤去外力F前后时A的加速度以及B的加速度；根据撤去F之前时速度相等和撤去F之后时速度相等列式求解；（2）第一次共速时两物块距离最大，第二次共速时两物块距离最小；根据位移公式求解最小值.‎ ‎【详解】（1）对物块A，由牛顿第二定律：；‎ 对物体A撤去外力后：；‎ 对物体B：‎ A撤去外力之前两物体速度相等时：，得t＝1 s A撤去外力之后两物体速度相等时：，得t′＝3.75 s ‎（2）第一次共速时两物块距离最大，第二次共速时两物块距离最小，则：△x＝x0‎ ‎＋x2－x1；‎ 得△x＝0.875 m