2018-2019学年湖北省荆州中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省荆州中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

荆州中学2018~2019学年度上学期期末高一年级 物 理 试 卷 一、选择题 ‎1.下列物理单位属于国际单位制中基本单位的是（ ）‎ A. 牛顿 B. 千克 C. 厘米 D. 焦耳 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。‎ ‎【详解】牛顿、焦耳都是导出单位，厘米不是国际单位，只有千克是基本单位，又是国际单位。故选B。‎ ‎【点睛】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。‎ ‎2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体的位移方向一定与速度方向相同 B. 物体的速度越大时加速度一定越大 C. 做加速直线运动的物体加速度一定为正值 D. 做曲线运动的物体加速度方向一定与速度方向不同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 位移是指初位置到末位置的有向线段；速度和加速度无关，速度很大，加速度可以为零；矢量的正负取决于起初所规定的正方向；做曲线运动的物体，加速度和速度不共线。‎ ‎【详解】A、速度方向是物体的运动方向，而位移方向是由起点指向终点，所以两者方向不一定相同，故A错误；‎ B、物体的速度越大，加速度不一定大，加速度与速度无关。故B错误；‎ C、加速度的正负取决于所规定的正方向，C错误；‎ D、做曲线运动的物体所受的合力与速度不方向不共线，故加速度方向一定与速度方向不同，D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】掌握运动学中位移、速度和加速度等物理量的基本概念和物理意义，以及它们之间的联系，是解决此类问题的关键。‎ ‎3.一个做匀速圆周运动的质点在时间t内速度方向改变的角度为θ ，已知圆周运动半径为,下列关系正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 线速度等于做圆周运动的物体单位时间内走过的弧长；角速度等于做圆周运动的物体单位时间内转过的角度；‎ ‎【详解】由题意可知，角速度，线速度，周期，向心加速度。故本题选B。‎ ‎【点睛】本题考查学生对描述圆周运动基本物理量的掌握情况，难度不大。‎ ‎4.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 平抛运动过程中物体在相等时间内速度的改变量一定相等 B. 平抛运动中速度方向不断变化，因而加速度一定是变化的 C. 做圆周运动的物体加速度方向一定指向圆心 D. 匀速圆周运动是加速度不变的运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻改变。‎ ‎【详解】A、平抛运动过程中速度的改变量，一定，则相等时间内速度的改变量一定相同，故A正确；‎ B、做平抛运动的物体只受重力，是恒力，故加速度保持不变，恒为g，B错误；‎ C、做匀速圆周运动的物体，其加速度方向一定指向圆心，做非匀速圆周运动的物体，其加速度方向不指向圆心。故C错误；‎ D、做匀速圆周运动的物体，加速度方向每时每刻指向圆心，故加速度方向每时每刻发生变化，故D错误；‎ 故本题选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动和匀速圆周运动的特点，知道平抛运动的加速度不变，匀速圆周运动的加速度在变化。‎ ‎5.、、是作用于同一物体上的三个共点力，已知，下列矢量图中这三个力的合力最大的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平行四边形定则或三角形定则分别求出三个力的合力大小，然后进行比较。‎ ‎【详解】根据平行四边形定则或三角形定则，A中三个力的合力大小为，B中三个力的合力为0；C中三力合力为；D中三力合力也为。，故A满足题意。‎ 故本题选A。‎ ‎【点睛】平行四边形法则是矢量的合成发展，要熟练掌握，正确应用，在平时训练中不断加强练习。‎ ‎6.如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，抓住两球的水平位移不变，结合初速度的变化得出两球从抛出到相遇经过的时间。‎ ‎【详解】两球同时抛出，竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相同，始终在同一水平面上，根据可知，当两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。‎ ‎7.如图所示，物体B放在物体A上，正一起沿光滑的斜面向下滑动，已知A的上表面水平，下列对A、B两物体受力情况分析正确的是（ ）‎ A. B只受重力和支持力两个力作用 B. A对B一定有沿斜面向下的静摩擦力 C. A对B一定有水平向向左的静摩擦力 D. B对A的压力大小应等于B的重力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ AB一起沿光滑斜面向下滑动，将AB看成整体，受力分析可知，AB一起沿斜面向下做加速度为的匀加速直线运动。由此运动状态出发，判断A和B的受力情况即可。‎ ‎【详解】ABC、因为B的加速度沿斜面向下，故B还受A给的水平向左的静摩擦力，AB错误，C正确；‎ D、因B的加速度由沿竖直向下的分量，故在竖直方向满足，则，根据牛顿第三定律可知，B对A的压力大小应小于B的重力，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用。‎ ‎8.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为的平盘，盘中有一质量为的物块，盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了。现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松手时盘对物体的支持力大小应为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据胡克定律和平衡条件，列出盘静止时力平衡方程；再由胡克定律求出刚松手时手的拉力，确定盘和物体所受的合力，根据牛顿第二定律求出刚松手时，整体的加速度．再隔离物体研究，用牛顿第二定律求解盘对物体的支持力。‎ ‎【详解】设弹簧的劲度系数为k，由题意可知，起初整个系统处于静止状态时：‎ 现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开瞬间，以和为整体受到的合力大小为，方向竖直向上，由牛顿第二定律可得：‎ 单独隔离物块由牛顿第二定律得：‎ 联立方程得：‎ 故本题选B。‎ ‎【点睛】本题考查应用牛顿第二定律分析和解决瞬时问题的能力，这类问题往往先分析平衡状态时物体的受力情况，再分析非平衡状态时物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解瞬时加速度。‎ ‎9.一个物体以初速度从斜面底端开始沿斜面上滑,到达最高点后又返回斜面底端时的速度大小为,物体和斜面之间的动摩擦因数处处为µ，斜面倾角为θ, 上滑时加速度大小为,下滑时加速度大小为, 上滑时间为, 下滑时间为.则下列判断正确的是（ ）‎ A. = B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、物体从斜面底端出发到再次回到出发点的过程中，根据能量守恒定律，一部分机械能转化为内能，故，A错误；‎ B、物体爬到最高点能反向加速，则，即，B正确；‎ C、物体沿斜面上滑的过程中有：，下滑过程中有：，所以，C正确；‎ D、设斜面的长度为L，有，因，则，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】利用能量守恒定律，并结合牛顿第二定律和运动学公式即可求解。‎ ‎10.如图所示，一个质量为的小球在水平面内做圆锥摆运动，已知轻绳长度为，绳与竖直方向的夹角为，下述判断正确的是（ ）‎ A. 小球圆周运动半径 B. 绳子的拉力 C. 小球做圆周运动的向心力 D. 若和不变，绳长增大则绳子的拉力也增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力。‎ ‎【详解】A、小球在水平面内做圆周运动，由几何关系可知，轨道半径为，A正确；‎ BC、绳子拉力，小球做圆周运动的向心力，B正确，C错误；‎ D、若m和θ不变，则小球做圆周运动的过程中，关系保持不变，则绳子拉力大小也不变，D错误。‎ 故选AB。‎ ‎【点睛】向心力是物体做圆周运动所需要的力，由指向圆心的合力提供，搞清向心力的来源是解决本题的关键。‎ ‎11.如图所示，用一根不可伸长的轻绳悬挂一个小球，把小球拉开一个角度后释放，小球就会在竖直平面内来回摆动。已知A、B为两侧的最高点，为最低点，在小球从向点运动的过程，下列说法正确的是（ ）‎ A. 绳对球的拉力就是向心力 B. 绳的拉力逐渐变大 C. 绳的拉力总是大于球的重力 D. 小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、如图所示受力分析可知，绳子的拉力与重力沿绳方向的分力的合力提供向心力，即，A错误；‎ B、当小球从A运动到O的过程中，速度越来越大，由可知， 需要的向心力越来越大，同时变小，变大，又，则绳子拉力逐渐增大，B正确；‎ C、在A点时，，，故C错误；‎ D、在小球从向点运动的过程，做加速运动，合力做正功，即小球所受力的合力方向与速度方向的夹角不大于，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12.如图，一个质量为kg的小球在光滑水平面上运动，时刻小球经过坐标原点，速度方向与轴正方向的夹角为，速度大小为m/s，此刻开始对球施加一个沿轴负方向的水平恒力，已知N。下述判断正确的是（ ）‎ A. 此后小球运动的最小速度为m/s B. 此后小球的速度先增大后减小 C. 小球再次经过轴所需的时间为0.5s D. 小球的运动轨迹应为抛物线 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 分析可知，小球做类斜上抛运动，轨迹为抛物线，沿x轴方向的分运动为匀速直线，在y轴方向的分运动为类竖直上抛运动，所以当小球速度沿y方向分量为0时，小球速度最小。‎ ‎【详解】A、当小球速度沿y方向的分量为零，即时，小球速度最小，最小速度为，A正确；‎ B、小球做类斜上抛运动，拉力F先对小球做负功，后对小球做正功，故小球速度先减小后增大，B错误；‎ C、由牛顿第二定律可知，小球运动过程的加速度，小球先沿y轴正向做匀减速，根据速度与时间的关系得小球的减速时间为，由对称性可知，小球沿y轴反向加速的时间也为0.5s，故小球再次经过轴所需的时间为1s，C错误；‎ D、由于小球做类斜抛运动，故其轨迹为抛物线，D正确；‎ 故本题选AD。‎ ‎【点睛】掌握运动的合成与分解原理，会将曲线运动化解为直线运动来处理是解决本题的关键，结合牛顿第二定律，能类比斜上抛运动，即可轻松求解。‎ 二、实验 ‎13.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为保证小车所受合力即为绳对车的拉力，应先进行的操作步骤是__________________________；为检验是否“与成反比”，作图象处理数据时，更合理的方式是以为纵坐标，以_________________为横坐标建立坐标系。‎ ‎【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】为了保证小车所受的合力就是绳对车的拉力，‎ 本实验应先进行平衡摩擦力的操作，将轨道一侧垫高，在没有绳子拉力的情况下，当打点计时器打出的纸带点迹均匀时，即可认为轨道已经平衡好摩擦力；为检验是否“与成反比”，作图象处理数据时，更合理的方式是以为纵坐标，以质量的倒数为横坐标建立坐标系。‎ 故本题的答案为：平衡摩擦力；‎ ‎14.在“研究平抛运动”的实验中，为使小球能够沿水平方向抛出，应调整斜槽轨道使其_______________；‎ 为使小球每次做平抛运动的初速度都相同，应保证每次都从_________________.由静止释放小球。‎ 某同学实验中已经描出了平抛轨迹，并正确建立了坐标系，如图，他在轨迹上选择了一个点并测量了坐标为，已知当地重力加速度为，则计算平抛初速度的表达式应为_____________.‎ ‎【答案】 (1). 末端水平； (2). 同一高度； (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】在“研究平抛运动”的实验中，为使小球能够沿水平方向抛出，应调整斜槽轨道使其末端达到水平；为使小球每次做平抛运动的初速度都相同，应保证每次都从同一高度由静止释放小球；根据平抛运动的规律，在竖直方向的分运动为自由落体，，水平分运动为匀速直线，，解得：。‎ 故本题的答案为：末端水平；同一高度；‎ 三、计算题 ‎15.质量为m=1kg的物块静置在粗糙的水平面上，物块和水平面之间的动摩擦因数为µ=0.5,现对该物块施加一个斜向上与水平方向夹角为37°的恒力F=10N，使物体开始做匀加速直线运动(已知g=10 )。求力F开始作用后2s内物体的位移大小。‎ ‎【答案】12m ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示受力分析，在水平方向上，由牛顿第二定律得：‎ 在竖直方向，受力平衡，则：‎ 又因为 联立各式得：‎ 由运动学公式得在力F开始作用后2s内物体的位移 ‎16.一个质点做平抛运动的初速度大小为m/s，经过点时速度方向与水平方向的夹角，经过点时速度方向与水平方向的夹角，已知 .求A、B两点的高度差.‎ ‎【答案】10m ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示，设质点从O点运动到A和B的时间分别为和 在A点满足关系：，解得 所以O和A之间的竖直高度差为 在B点满足关系：，解得 所以O和B之间的竖直高度差为 故A和B两点之间的高度差为：‎ ‎17.如图所示，在箱子顶部和底部各有一个压力传感器，质量未知的物块被一根轻质弹簧支撑在箱子顶部，静止时顶部传感器的示数,底部传感器的示数，当箱子以某一加速度竖直向上做匀加速运动时，观察到顶部传感器的示数变为.取 。求：（1）物块的质量（2）箱子的加速度大小 ‎【答案】（1）2kg （2）5m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）刚开始系统处于静止状态时，对物块受力分析得：‎ 其中 解得 ‎（2）当箱子以某一加速度竖直向上做匀加速运动时，物块和顶部传感器依然有挤压，故弹簧弹力大小不变，所以根据牛顿第二定律得：‎ 代入数据得：‎ ‎18.如图所示，用两根轻绳系住一个质量为m=1kg的小球，两根绳子的另一端分别固定于竖直转动轴的A、B两处，上面绳长l=2m，两绳拉直时与轴的夹角分别为30°和45°，当球随转轴转动而以角速度ω=3rad/s做匀速圆周运动时两绳均处于绷直状态。求：此时绳的拉力的大小。（已知 ，要求结果保留根号）‎ ‎【答案】N ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，两绳均处于张紧状态，此时小球受、和mg三个力的作用，正交分解后得：‎ 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 代入数据后解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎