【物理】山西省忻州市忻州一中2019-2020学年高一上学期综合试题（四） （解析版）

【物理】山西省忻州市忻州一中2019-2020学年高一上学期综合试题（四） （解析版）

山西省忻州市忻州一中2019-2020学年 高一上学期综合试题（四）‎ 第Ⅰ卷 （选择题 共48分）‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.在一次田径运动会上，下列几种关于比赛项目的描述正确的是( )‎ A. 在铅球比赛中，要研究运动员的推球技术要领时，可以把运动员当成“质点”处理 B. 郑恺同学的100 m比赛成绩是13.3 s，“13.3 s”指的是“时刻”‎ C. 李晨同学的铅球成绩是20.8 m，“20.8 m”指的是铅球在空中运动的路程 D. 在400米比赛中，处在第1跑道的鹿晗同学正好跑了完整一圈的成绩是50.0 s，则他在该过程的平均速度为0‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在铅球比赛中，要研究运动员的推球技术要领时，不能忽略运动员的体积，此时不能看作质点，故A错误；郑恺同学的100 m比赛成绩是13.3s，“13.3s”指的是“时间间隔”，故B错误；李晨同学的铅球成绩是20.8m，“20.8m”指的是水平方向的位移大小为，故C错误；处于第1跑道的鹿晗同学同学正好跑了完整一圈时，400m比赛的位移是0，平均速度是位移与时间的比值，故此过程平均速度为零，故D正确；故选D．‎ ‎2.下列所描述的运动中，不可能存在的有( )‎ A. 速度变化很大，加速度很小 B. 物体的加速度变大，速度一定变大 C. 速度变化越来越快，加速度越来越大 D. 速度越来越大，加速度越来越小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】速度变化很大，若时间很长，则加速度可能很小，选项A正确；物体的加速度变大，若加速度和速度反向，则速度一定变小，选项B错误；加速度是速度的变化率，则速度变化越来越快，加速度越来越大，选项C正确；速度越来越大，由于时间越来越长，则可能加速度越来越小，选项D正确．‎ ‎3.如图所示，左图为甲、乙两质点的v﹣t图象，右图是在同一直线上运动的物体丙、丁的位移图象．下列说法中正确是（ ）‎ A. 质点甲、乙的速度相同 B. 不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大 C. 丙的出发点在丁前面S0处 D. 丙的运动速率大于丁的运动速率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由图读出，甲乙两物体的速度大小都是2m/s，甲的速度沿正方向，乙的速度沿负方向，说明两物体速度方向相反，而速度是矢量，则质点甲、乙的速度不同．故A错误．由于甲乙出发点的位置关系未知，无法判断它们之间的距离如何变化．故B错误．由图看出丙距原点正方向上S0处出发沿正方向做匀速直线运动，丁从原点出发沿同一方向做匀速直线运动，所以丙的出发点在丁前面S0处．故C正确．丙图线的斜率小于丁图线的斜率，则丙的运动速率小于丁的运动速率．故D错误．故选C.‎ ‎4.如图所示,在足够高的空间内,小球位于空心管的正上方处,空心管长为,小球的球心与管的轴线重合,并在竖直线上,小球直径小于管的内径,不计空气阻力,则下列判断正确的是(   )‎ A. 两者均无初速度同时释放,小球在空中不能穿过管 B. 两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度、管无初速度,则小球一定能穿过管,且 穿过管的时间与当地重力加速度无关 C. 两者同时释放,小球具有竖直向下的初速度,管无初速度,则小球一定能穿过管,但穿过管的时间与当地重力加速度有关 D. 两者均无初速度释放,但小球提前了时间释放,则小球一定能穿过管,但穿过管的 时间与当地重力加速度有关 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A正确；两者同时释放，小球具有向下的初速度，管无初速度，根据△x＝v0t+gt2−gt2＝L+h知，经过t=，小球穿过管，且 穿过管的时间与当地重力加速度无关，故B正确，C错误；两者均无初速度释放，但小球提前了△t时间释放，根据△x＝g(t+△t)2−gt2＝g△t2+gt△t=h+L．可知小球能穿过管，穿过管的时间与当地的重力加速度有关，故D正确；故选ABD．‎ ‎5.如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则（ ）‎ ‎ ‎ A. 坐着比躺着时F1大 B. 坐着比躺着时F1小 C. 坐着比躺着时F2大 D. 坐着比躺着时F2小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．两根绳子拉力合力与重力大小相等，方向相反，坐着与躺着时相比，两根绳子的夹角较小，当合力一定时，夹角越小，分力越小，说明坐着比躺着时F1小，故A错误，B正确；‎ CD．吊床对人的作用力为F2，大小与重力相等，方向竖直向上，坐着与躺着时F2等大，故CD都错误。 ‎ 故选择B选项。‎ ‎6.如图所示，一光滑小球静置在光滑半球面上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现水平向右缓慢地移动挡板，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止)，挡板对小球的弹力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是( )‎ A. F增大，FN减小 B. F增大，FN增大 C. F减小，FN减小 D. F减小，FN增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】先对圆球受力分析,受重力、半圆球对其的支持力和挡板对其的支持力,如图: 根据共点力平衡条件,有: ； ,挡板保持竖直且缓慢地向右移动过程中,角不断变大,故F变大,N变大;故B正确.ACD错误 ‎7.如图所示，两个小球a、b的质量均为m，用细线相连并悬挂于O点．现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为30°，已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧的最短伸长量为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，如图．根据平衡条件得知：F与FT的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，‎ F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：F＝kx＝2mgsin θ＝mg，则弹簧的最短伸长量为x＝，故B正确．‎ ‎8.如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度a1和a2，则(　　)‎ A. a1＝a2＝0 B. a1＝a C. ， D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】力F作用时， 对A根据牛顿第二定律有： 对B根据牛顿第二定律有： 当突然撤去拉力F的瞬间，弹簧弹力没有发生改变，对B受力分析有：解得： ‎ A受到弹力作用，撤去F的瞬间弹簧的弹力不变，所以A的加速度不变，仍为a，故选项BD正确，AC错误．‎ ‎9.如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，B端吊一重物．现将绳的一端拴在杆的B端，用拉力F将B端缓慢上拉，在AB杆达到竖直前(　　)‎ A 绳子拉力不变 B. 绳子拉力减小 C. AB杆受力增大 D. AB杆受力不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力FT1(等于重物的重力G)、轻杆的支持力FN和绳子的拉力FT2，作出受力图如图所示：‎ 由平衡条件得，FN和FT2的合力与FT1大小相等、方向相反，根据三角形相似可得： ；又F＝FT2；解得：FN＝·G，F＝·G；∠BAO缓慢变小时，AB、AO保持不变，BO变小，则FN保持不变，F变小，故BD正确．‎ ‎10.如图所示，物体A放在水平桌面上，通过水平细绳绕过光滑定滑轮悬挂一个重为8 N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为3 N．要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为(　　)‎ A. 4 N B. 7 N C. 12 N D. 11 N ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当，摩擦力为，即物体不可能静止，故A错误； B、当时，摩擦力为 ‎，物体仍能静止，且静摩擦力的方向向左，故B正确； C、当，摩擦力为，即物体不可能静止，故C错误； D、当时，摩擦力为，即刚好达到最大值且方向向右，物体恰好静止不动，故D正确．‎ ‎11.如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于拉伸状态的弹簧，整个装置处于静止状态．下列说法正确的是(　　)‎ A. M对m无摩擦力作用 B. M对m的摩擦力方向向左 C. 地面对M的摩擦力方向向左 D. 地面对M无摩擦力作用 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】对m受力分析，m受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力，根据平衡条件知，M对m的摩擦力方向向左，故A错误，B正确；对整体受力分析，在竖直方向上受到重力和支持力平衡，若地面对M有摩擦力，则整体合力不为零，故地面对M无摩擦力作用，故C错误，D正确．‎ ‎12.如图所示，滑块A以一定初速度从粗糙斜面体B的底端沿B向上滑，然后又返回，整个过程中斜面体B与地面之间没有相对滑动，那么滑块向上滑和下滑的两个过程中(　　)‎ A. 滑块向上滑动的时间等于向下滑动的时间 B. 斜面体B受地面的摩擦力大小改变、方向不变 C. 斜面体B受地面的支持力大小始终小于A与B的重力之和 D. 斜面体B受地面的支持力大小始终等于A与B的重力之和 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、物体上滑时受到的滑动摩擦力沿斜面向下，下滑时滑动摩擦力沿斜面向上，则上滑的合力大于下滑的合力，由牛顿第二定律得知，物体上滑的加速度大于下滑的加速度.而两个过程位移大小相等，由位移 ，得知滑块向上滑动的时间小于向下滑动的时间；故A错误.‎ B、C、D、在上滑和下滑的两个过程中，物体的加速度方向都沿斜面向下，对整体研究，分析受力情况，如图所示：‎ 将物体的加速度分解为水平和竖直两个方向，由牛顿第二定律得Ff=max=macosα，ax方向水平向左，则地面对B的摩擦力方向也水平向左，两个过程不变，但由于加速度大小a不同，则知斜面体B受地面的摩擦力大小改变、方向不变.(M+m)g-N=may，则得N＜(M+m)g，即斜面体B受地面的支持力大小始终小于A与B的重力之和.故B，C正确，D错误.‎ 故选BC.‎ 第II卷 （非选择题 共52分）‎ 二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。‎ ‎13.某同学做“探究求合力的方法”的实验，实验装置如图6甲所示，其中两个主要步骤如下：‎ ‎①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记下O点的位置，读出并记录两个弹簧测力计的示数；‎ ‎②只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这三个力的图示，并求出F1、F2的合力，如图乙所示．‎ ‎(1)以上两步骤均有疏漏：‎ 在①中是__________________________________________________________________；‎ 在②中是_________________________________________________________________．‎ ‎(2)图乙所示的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．‎ ‎【答案】（）①记下两条细绳的方向； ②把橡皮条的结点拉到了同一位置点．‎ ‎（）．‎ ‎【解析】‎ 解：（1）本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤①中未记下两条细绳的方向；步骤②中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．‎ ‎（2）F是利用F1和F2做平行四边形得到的，F′使用一根弹簧测力计测出的，故F′一定沿AO方向．‎ 故答案为（1）①记下两条细绳的方向；②把橡皮条的结点拉到了同一位置O点．（2）F′．‎ ‎14.在探究物体的加速度与合外力的关系实验中：‎ 甲同学用图甲装置：保持小车(含车中重物)的质量M不变，细线下端悬挂钩码的总重力mg作为小车受到的合力F，用打点计时器测出小车运动的加速度a．‎ ‎(1)关于实验操作，下列说法正确的是________．‎ A．实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B．平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C．每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D．实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源 ‎(2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点时间间隔为T，测出各计数点间的距离x1，x2，x3，x4．该同学用逐差法得到小车加速度的表达式a＝________．‎ ‎(3)改变细线下端钩码的个数，得到a－F 图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的主要原因是_____．‎ A．平衡摩擦力过度 B．平衡摩擦力不够 C．没有满足M >>m的条件 D．描点连线不够准确 乙同学利用测力计测细线拉力，为方便读数设计如下图实验装置：装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，用右端固定一个滑轮的滑块代替小车，钩码弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．‎ ‎ ‎ ‎(4)读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验．以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b，斜率为k的一条倾斜直线，如图所示．已知重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦．根据以上条件可计算出滑块和木板之间的动摩擦因数μ＝________，滑块和与滑块固定的定滑轮的总质量M=________（要求（4）问中两个空均用b、k、g中的字母表示）．‎ ‎【答案】（1）A （2） （3）C （4） 2k ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故B错误；  由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量即改变拉小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，故C错误； 实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，故D错误；故选A. （2）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s． 根据△x=aT2可得：xCE-xAC=a（2T）2，小车运动的加速度为a=． （3）随着力F的增大，即随所挂钩码质量m的增大，不能满足M＞＞m，因此曲线上部出现弯曲现象，故选C．‎ ‎（4）滑块受到的拉力T为弹簧秤示数的两倍，即：T=2F 滑块受到的摩擦力为：f=μMg 由牛顿第二定律可得：T-f=Ma 解得力F与加速度a的函数关系式为：‎ 由图象所给信息可得图象截距为：b= ；而图象斜率为k= 解得：M=2k；μ=；‎ ‎15.据报载，我国自行设计生产运行速度可达v=150m/s的磁悬浮飞机．假设飞机的总质量m=5t，沿水平直轨道以a=1m/s2的加速度匀加速起动至最大速度，忽略一切阻力的影响，求：‎ ‎（1）飞机所需的动力F ‎（2）飞机起动至最大速度所需时间t ‎【答案】（1）5000N；（2）150s ‎【解析】‎ ‎【详解】因为m＝5t＝5 000 kg，‎ 由牛顿第二定律得：飞机所需的动力F＝ma＝5 000 N；‎ ‎(2)飞机从起动至达到最大速度所需时间t＝＝=150 s．‎ ‎16.如图所示，水平传送带以v＝2 m/s的速度匀速转动，传送带两端的长度L＝8 m．现在传送带左端A无初速度竖直释放某一物块，t1＝2 s时物块的速度与传送带的速度相同，试求：(g＝10 m/s2)‎ ‎(1)物块与传送带间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)物块由传送带左端A运动到右端B的时间t；‎ ‎(3)若传送带匀速转动的速度可调，则传送带至少以多大速度vmin运行，物块从A端到B端运动时间才最短？‎ ‎【答案】（1）=0.1 （2）5s （3）4m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)依题意知：物块运动的加速度大小为： ‎ 物块被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为： ‎ 物块与传送带间的动摩擦因数 ‎ ‎ (2) 在时间内工件运动的位移 ‎ 故物块达到与传送带相同的速度后与传送带相对静止，一起匀速运动至B端． ‎ 经过时间后，物块做匀速运动的时间为 ‎ 物块由传送带左端运动到右端共用时间为 ‎ ‎（3）当物块一直加速时，时间最短，则传送带的最小速度 解得：‎ ‎17.如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面体上，设小球质量为，斜面倾角，细绳与竖直方向的夹角，斜面体的质量，置于粗糙水平地面上．‎ ‎ ‎ ‎（1）当斜面体静止时，求细绳对小球拉力的大小；‎ ‎（2）求地面对斜面体摩擦力的大小和方向；‎ ‎【答案】（1）mg（2）mg ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以小球为研究对象受力分析如图所示 ‎ 由共点力的平衡条件，可得 在x轴方向有：‎ FTsin θ=FN1sin α 在y轴方向有：‎ FN1cos α+FTcos θ=mg 解得 FT=mg ‎（2）以小球和斜面体整体为研究对象受力分析如图所示 ‎ 由共点力平衡条件，在x轴方向可得 Ff=FT•sin θ=mg 方向水平向左 ‎18.如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B处平滑相连，水平面上A、B两点间距离s0＝8 m．质量m＝1 kg的物体（可视为质点）在F＝6.5 N的水平拉力作用下由A点从静止开始运动，到达B点时立即撤去F，物体将沿粗糙斜面继续上滑（物体经过B处时速率保持不变）．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25．（g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：‎ ‎(1)物体在水平面上运动的加速度大小a1；‎ ‎(2)物体运动到B处的速度大小vB；‎ ‎(3)物体在斜面上运动的时间t．‎ ‎【答案】（1）4m/s2 （2）8m/s （3）2.4s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律得： ‎ 代及数据解得： ‎ ‎（2）根据运动学公式：‎ 代入数据解得： ‎ ‎（3）物体在斜面上向上做匀减速直线运动过程中，根据牛顿第二定律得：① ‎ 物体沿斜面向上运动的时间： ② ‎ 物体沿斜面向上运动的最大位移为： ③‎ 因，物体运动到斜面最高点后将沿斜面向下做初速度为0的匀加速直线运动 根据牛顿第二定律得：④ ‎ 物体沿斜面下滑时间为：⑤‎ 物体在斜面上运动的时间：⑥ ‎ 联立方程①-⑥代入数据解得：‎