2018-2019学年山西省芮城县高一上学期期末考试物理试卷（解析版）

2018-2019学年山西省芮城县高一上学期期末考试物理试卷（解析版）

‎2018-2019学年山西省芮城县高一上学期期末考试物理试卷（解析版）‎ 一、单选题 ‎1.下面说法正确的是（ ）‎ A. 运动员跑得越快惯性越大 B. 惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力有关 C. 物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性 D. 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了减小惯性，有利于运动状态的改变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】惯性只与质量有关，与速度无关，选项A错误；惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力均无关，选项B错误； 物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，物体仍然有惯性，选项C错误； 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了减小质量从而减小惯性，有利于运动状态的改变，选项D正确；故选D.‎ ‎2.汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力 B. 汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 C. 匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力 D. 拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是作用力与反作用力，作用力和反作用力总是等大反向，故选项A错误；‎ B.作用力和反作用力具有同时性，故选项B错误；‎ C.作用力和反作用力总是等大反向，不管是匀速前进还是加速前进，汽车对拖车的拉力与拖车向后拉汽车的力都是等大反向，故选项C错误；‎ D.对拖车受力分析，拖车受汽车对拖车的拉力，地面对拖车的摩擦阻力，故加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，故选项D正确 故选：D ‎3. 有研究发现，轿车的加速度的变化情况将影响乘客的舒适度，若引入一个新的物理量（加速度的变化率）来表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位是 A. m/s B. m/s2 C. m/s3 D. m2/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由的单位可知：，故C选项正确。‎ 考点：单位制 ‎4.圣天湖的滑雪场上一名游客从雪坡的顶端由静止开始下滑，滑到雪坡底端时速度为v, 所需时间为t。假如他做匀加速直线运动，则雪坡的长度为（ ）‎ A. vt B. C. 2vt D. 不能确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 求解整个过程的平均速度，再求解雪坡的长度.‎ ‎【详解】运动员在整个过程的平均速度为，可知雪坡的长度为，故选B.‎ ‎5.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的是（　 ）‎ A. 人受到重力和支持力的作用 B. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C. 人受到的合外力不为零 D. 人受到的合外力方向与速度方向相同 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 人做匀速运动，受力平衡， A 对；‎ ‎6.一质点自原点开始在x轴上运动，初速度v0>0，加速度a>0，当a值不断减小直至为零时，质点的（ ）‎ A. 速度不断减小，位移不断减小 B. 速度不断减小，位移继续增大 C. 速度不断增大，当a=0时，速度达到最大，位移不断增大 D. 速度不断增大，当a=0时，位移达到最大值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，结合速度的方向判断位移的变化.‎ ‎【详解】质点初速度v0＞0，加速度a＞0．知初速度方向与加速度方向相同，加速度减小，速度增大，当a减小到零，速度达到最大。由于速度的方向未改变，则位移一直增大。故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度方向与速度方向的关系．‎ ‎7. 如图所示，用细绳将重球悬挂在竖直光滑墙上，当增加细绳长度时（ ）‎ A. 绳的拉力变小，墙对球的弹力变大 B. 绳的拉力变小，墙对球的弹力变小 C. 绳的拉力变大，墙对球的弹力变小 D. 绳的拉力变大，墙对球的弹力变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：设绳与竖直方向的夹角为θ，则，当绳变长时，θ变小，变小，变大。由上知F变小，N变小，B对(或用动态变化图像表示)。‎ 考点：动态平衡。‎ ‎【名师点睛】动态平衡问题的分析 ‎“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．‎ ‎8.搬运工人沿光滑斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则（ ）‎ A. a1=a2 B. a1＜a2＜2a C. a2=2a1 D. a2＞2a1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第二定律分别研究两种情况，列出方程，分析加速度的关系。‎ ‎【详解】斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律：F- mgsinθ=ma1；2F- mgsinθ=ma2；‎ 两式相除得：，所以a2＞2a1，故选D。‎ 二、不定项选择题 ‎9.关于自由落体运动，下列说法不正确的是（ ）‎ A. 物体竖直向下的运动就是自由落体运动 B. 加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动 C. 在自由落体运动过程中，不同质量的物体运动规律相同 D. 物体做自由落体运动位移与时间的平方成正比 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体做自由落体运动的条件：①只在重力作用下②从静止开始．只在重力作用下保证了物体的加速度为g；从静止开始保证了物体初速度等于零．‎ ‎【详解】自由落体运动必须为初速度为0，只受重力作用，竖直向下的匀加速直线运动，而物体竖直向下的运动可能为匀速运动或者匀加速运动等，故A错误；加速度等于重力加速度，同时要求初速度为0才是自由落体运动。故B错误；自由落体运动的特点：初速度为0，加速度为重力加速度，方向竖直向下，其运动规律与物体的质量无关，故C正确；物体做自由落体运动，位移时间公式为：h＝gt2，故位移与时间的平方成正比，故D正确；此题选择不正确的选项，故选AB.‎ ‎10.‎ ‎ 游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是 A. 当升降机加速上升时，游客是处在失重状态 B. 当升降机减速下降时，游客是处在超重状态 C. 当升降机减速上升时，游客是处在失重状态 D. 当升降机加速下降时，游客是处在超重状态 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 当升降机加速上升时，乘客有向上的加速度，是由重力与升降机对乘客支持力的合力产生的。此时升降机对乘客的支持力大于乘客的重力，所以处于超重状态。A错误。当升降机减速下降时，具有向上的加速度，同理此时乘客也处于超重状态。B正确。当升降机减速上升时，具有向下的加速度，是由重力与升降机对乘客支持力的合力产生的，所以升降机对乘客的支持力小于乘客的重力。此时失重。C正确。当升降机加速下降时，也具有向下的加速度，同理可得此时处于失重状态。‎ ‎【易错提醒】对超重失重的原因不明，错误认为加速运动就超重而减速运动失重而错选D。‎ ‎【备考提示】超重与失重的理解是解决本题的关键。超重和失重并不是重力发生的变化，而是测得的支持力发生了变化，大于实际重力或小于实际重力。对于物体此时在竖直方向受力不再平衡，一定产生加速度，加速度的方向向上时，支持力大于重力，超重，加速度的方向向下时，支持力小于重力，失重。从物体的运动情况判断加速度的方向。对于加速度方向的判断，可以根据速度的大小变化。当速度增大时，加速度的方向与速度方向相同，当速度大小减小时，加速度的方向与速度方向相反。‎ ‎11.质量为2500 kg的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示。由此可求（ ）‎ A. 前25s内汽车的平均速度 B. 前10 s内汽车的加速度 C. 前10 s内汽车所受的阻力 D. 15～25 s内汽车所受的合外力 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在v-t图象中，直线的斜率表示物体的加速度的大小，图象与横坐标围成的图形的面积表示物体经过的位移．根据牛顿第二定律分析牵引力和合外力．‎ ‎【详解】25s内经过的位移的大小等于0-25s所围成图形的面积大小，根据图形很容易求得，根据v=x/t可求解平均速度，故A正确。根据斜率等于加速度，可以求出前10s内汽车的加速度a，选项B正确；根据牛顿第二定律得：F-f=ma，由于汽车所受的牵引力未知，所以不能求出汽车所受的摩擦力，故C错误。15s末和25s末物体的速度已知，可以求出加速度，根据牛顿第二定律可以求汽车受的合外力，故D正确。故选ABD。‎ ‎【点睛】本题考查了学生对v-t图象的理解，要知道在v-t图象中，直线的斜率表示物体的加速度的大小，图象与横坐标围成的图形的面积表示物体经过的位移．‎ ‎12.t＝0时，甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶，它们的v－t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是 A. 在第1小时末，乙车改变运动方向 B. 在第2小时末，甲乙两车相距10 km C. 在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大 D. 在第4小时末，甲乙两车相遇 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：根据图象知识可得出两物体在任一时刻的速度、每段的加速度及任一时间段内的位移；则根据两物体的运动关系可判断各选项是否正确．‎ 由图可知，2小时内乙车一直做反方向的运动，1小时末时开始减速但方向没有变，A错误；图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移，则可知，2小时内，甲车正向运动的位移为；而乙车反向运动，其位移大小为，因两车相向运动，且初始时刻相距90km，则2小时末时，两车还相距30km，B错误；图象的斜率表示加速度，由图可知，乙车的图象斜率总是大于甲车的图象的斜率，故乙车的加速度总比甲车的大，C正确；4小内甲车的总位移为120km；而乙车的总位移为，即乙车的位移为正方向的30km，两车原来相距90km，4小时末时，甲车离出发点120km，而乙车离甲车的出发点90+30km=120km，故此时甲乙两车相遇，故D正确．‎ 三、实验题 ‎13.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，刻度尺的零点跟“0”计数点对齐，由图读出三个计数点1、3、5到0点的距离d1、d2、d3，填入下列表格中．‎ 距离 d1‎ d2‎ d3‎ 测量值/cm ‎___‎ ‎___‎ ‎___‎ 计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2＝___ m/s；小车的加速度是a＝________ m/s2(保留两位有效数字)．‎ ‎【答案】 1.20 5.40 12.00 0.21 0.60‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 刻度尺的读数要估读到最小刻度下一位．匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可求解小车通过计数点“2”的瞬时速度．求出1、3间的距离和3、5间的距离，根据△x=a（2T）2，求出加速度．‎ ‎【详解】按刻度尺的读数规则读数，要估读到最小刻度的下一位，最后一位由于是估读的，d1、d2、d3分别读：1.20cm、5.40cm和12.00cm． （2）因T=0.1s；小车通过计数点“2”的瞬时速度可以用“1、3”两计数点间的平均速度来表示， 即； （3）x13=4.20cm；x35=6.60cm，由△x=at2得  ‎ ‎【点睛】此题重点考查了纸带的处理问题．知道匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，以及在连续相等时间间隔内的位移差是一恒量，即△x=aT2．‎ ‎14. （10分）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．‎ ‎（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 ▲ （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．‎ ‎（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：‎ 时间t/s ‎0‎ ‎0.50‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ 速度v/（m·s-1）‎ ‎0.12‎ ‎0.19‎ ‎0.23‎ ‎0.26‎ ‎0.28‎ ‎0.29‎ 请根据实验数据作出小车的v—t图象．‎ ‎（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由．‎ ‎【答案】（1）之前；（2）（见图）‎ ‎（3）同意.在图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小．则小车受空气阻力越大.‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由于纸带长度有限，为了能在有限长度的纸带上打出更多可用的点，应该先接通电源再释放纸带．‎ ‎（2）合理选取坐标刻度，尽可能使图象“充满”坐标平面，利用题中所给数据描点连线，得到小车的v-t图象如图所示．‎ ‎（3）由小车的v-t图象可知，随小车速度的增大，其加速度（图象斜率）变小，由牛顿第二定律可知，小车所受合外力随速度增大而减小．由于小车所受拉力大小一定，摩擦力已经平衡掉，所以合力减小必是由空气阻力增大引起的．所以，随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．‎ 考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．‎ 点评：本题以探究运动物体所受空气阻力与速度的关系实验为背景，考查对基本实验（探究加速度与力的关系）变通与创新能力，所以我们要对书本上的实验问题掌握到位．‎ 四、计算题 ‎15.在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离为多长？‎ ‎【答案】L-‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 原长为L，由胡克定律求出弹簧被压缩的长度，即可求解甲乙间的距离.‎ ‎【详解】两木块一起匀加速运动，它们有共同的加速度， 对于整体，由F=（m1+m2）a------① 对于甲，F弹=m1a-------② 对弹簧 F弹=kx---------③ 由①②③解得，‎ ‎， 故两木块之间的距离是d=L-。‎ ‎16.甲、乙两车同时同地同向出发，在同一水平公路上做直线运动，甲以速度v1=16m/s做匀速直线运动，乙以初速度v2=4m/s、加速度a=1m/s2做匀加速直线运动，求：‎ ‎（1）两车再次相遇前两车间的最大距离；‎ ‎（2）两车相遇所需的时间。‎ ‎【答案】（1）72m（2）24s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在相遇前甲车速度大于乙车速度，则两车间距离要继续增加，两车相距最大的条件是两车速度相等，故根据运动规律求解即可．位移相同时两车相遇.‎ ‎【详解】（1）两车速度相同时，距离最大 v1=v2+at1 ‎ t1=12s 最大距离为：s=s1-s2=v1t1-(v2t1+at12)=72m ‎（2）位移相同时两车相遇 v1t2=v2t2+at22 ‎ 解得t2=24s ‎17.如图，水平传送带A、B间距离 L=20m，正在以v=4.0m/s的速度匀速顺时针运动，质量为m=1Kg的某物块（可视为质点）与传送带之间的动摩擦因数为0.1，将该物块从传送带左端A处无初速度地轻放在传送带上，（g取10m/s2）则：‎ ‎（1）求经过多长时间物块将到达传送带的右端B处；‎ ‎（2）要使物块从A端运动到B端的时间最短，对传送带的速度有何要求？‎ ‎【答案】（1）7s（2）v≥2m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）物体在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动，后做匀速直线运动，应用牛顿第二定律求出物体的加速度，然后应用运动学公式求出运动时间。‎ ‎（2）物块一直做匀加速直线运动时物块的运动时间最短，应用位移公式求出最短时间，然后应用速度公式求出物块到达B端的速度，该速度为传送带的最小速度。‎ ‎【详解】（1）物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a==μg=1m/s2， 匀加速直线运动的时间为：， 匀加速直线运动的位移为：， 然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动，匀速直线运动的时间为：， 则运动的总时间为：t=t1+t2=4+3=7s。 （2）物块一直做匀加速直线运动时运动时间最短，有：L=at2 最短时间为：， 传送带的最小速度为：v′=at=2m/s；‎ ‎【点睛】本题考查了传送带问题，考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用，分析清楚物块在传送带上的运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。‎ ‎18.直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m＝500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角＝45°.直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角＝14°.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求空气的阻力及水箱中水的质量M.（取重力加速度g=10m/s2；sin14°≈0.242；cos14°≈0.970）‎ ‎【答案】5000N ；4.5×103kg.‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）对箱子受力分析，根据共点力平衡求出空气阻力的大小．‎ ‎（2）对箱子和水整体分析，在竖直方向上合力等于0，水平方向上有合力，根据牛顿第二定律求出水箱中水的质量．‎ ‎【详解】（1）直升机水平匀速飞往水源时，对箱子进行受力分析可得图，F阻=mg×tanθ1=5000N ‎ （2）直升机水平匀加速飞往火源时，对箱子合水进行受力分析可得图，进行正交分解可得：‎ X方向可得  T'×sinθ2-F阻=（m+M）a Y方向可得  T'×cosθ2=（m+M）g 得：M=4.5×103kg ‎【点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，根据牛顿第二定律，运用正交分解进行求解．‎