【物理】江苏省如皋中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】江苏省如皋中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

江苏省如皋中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1.2019年11月3日8：00整，第二届如皋国际铁人三项赛在龙游湖景区正式开赛．比赛路线如图所示，选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛，最终来自中国的苗浩以01：52：34的成绩揽获男子冠军．下列说法正确的是 A. 40km指位移 B. 8：00整是时间 C. 01：52：34的成绩是时刻 D. 研究苗浩10km跑步的时间时，可以将苗浩看作质点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．40km自行车的运动轨道不是直线，所以40km指路程，故A错误；‎ B．8：00整是对应某一瞬间，即为时刻，故B错误；‎ C．01：52：34是对应一段时间，即为时间间隔，故C错误；‎ D．研究苗浩10km跑步的时间时，由于苗浩的大小和形状可以忽略，所以可以将其看成质点，故D正确。‎ ‎2.如图所示，轻弹簧的劲度系数为100N/m，当弹簧两端各受25N的拉力时，弹簧仍在弹性限度内，下列说法正确的是 A. 弹簧伸长25cm B. 弹簧所受的合力为50N C. 弹簧的劲度系数随弹簧弹力的增大而增大 D. 若将该弹簧的左端固定，只在右端施加25N的拉力，则稳定后弹簧伸长12.5cm ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据胡克定律F=kx得：弹簧的伸长量为，故A正确；‎ B．轻弹簧的两端各受25N拉力F的作用，所以弹簧所受的合力为零，故B错误；‎ C．弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关，与弹簧本身有关，故C错误；‎ D．若将该弹簧的左端固定，只在右端施加25N的拉力，弹簧中的弹力仍为25N，所以弹簧的伸长量为25cm，故D错误。‎ ‎3.特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，速度随时间变化的规律如图所示，t2时刻特种兵着地．下列说法正确的是 A. 在0~t2时间内加速度减小 B. 在t1~t2时间内，平均速度为 C. 在t1~t2时间内特种兵所受悬绳的阻力越来越小 D. 若第一名特种兵开始减速时第二名特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离保持不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在0～t1时间内，图线的斜率不变，则加速度不变，在t1～t2时间内，图线切线的斜率绝对值逐渐减小，则加速度逐渐减小，故A错误；‎ B．在t1～t2时间内，若特种兵做匀减速直线运动，由v1减速到v2，则平均速度为，根据图线与时间轴围成的面积表示位移，可知该特种兵的位移小于匀减速直线运动的位移，则平均速度度，故B错误；‎ C．在t1～t2时间内，图线切线的斜率绝对值逐渐减小，则加速度逐渐减小。根据牛顿第二定律得f－mg=ma得f=mg+ma，则知特种兵所受悬绳的阻力减小，故C正确；‎ D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，由于第一个特种兵的速度先大于第二个特种兵的速度，然后又小于第二个特种兵的速度，所以空中的距离先增大后减小。故D错误。‎ ‎4.如图所示，质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在光滑水平地面上，A和B之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为10m/s2，拉力F作用在木板B上，当拉力F从0开始逐渐增大到20N的过程中，下列说法正确的是 A. A和B始终保持相对静止 B. A和B从一开始就发生相对滑动 C. 当F>9N时，A、B发生相对滑动 D. 当F>15N时，A、B发生相对滑动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】隔离对B分析，当A、B间静摩擦力达到最大值时，A、B刚要发生相对滑动，则 再对整体 知当拉力达到15N时，A、B才发生相对滑动。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速为20r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿 A. 逆时针旋转21圈 B. 顺时针旋转21圈 C. 逆时针旋转1圈 D. 顺时针旋转1圈 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈，即，在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即，则，所以观察到白点逆时针旋转，则，所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈，故选C 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分．‎ ‎6.如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则 A. 衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用 B. 加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大 C. 当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动 D. 加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力作用，筒壁的弹力提供向心力，向心力是效果力，故A错误；‎ B．湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，衣服所受摩擦力与重力相互平衡，圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力与重力仍相互平衡，衣服所受摩擦力不变，故B错误；‎ C．脱水桶高速运转时，水滴被甩离，是因为衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力，所以水做离心运动，故C正确；‎ D．由F=mω2R，知ω增大会使所需要的向心力F 增大，而水滴的附着力是一定的，加快脱水筒转动角速度，附着力不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，脱水效果会更好，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎7.如图所示，轻绳A端固定，将一挂有重物的轻质动滑轮挂于轻绳上，当滑轮静止后，将轻绳B端缓慢沿虚线 A. 向上移动，绳子的弹力大小变大 B. 向上移动，绳子的弹力大小不变 C. 向右移动，绳子的弹力大小变大 D. 向右移动，绳子的弹力大小变小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设绳子总长为L，两堵竖直墙之间的距离为S，左侧绳长为L1，右侧绳长为L2，由于绳子上的拉力处处相等，所以两绳与竖直方向夹角相等，设为θ，则由几何知识，得，又得，向上移动时，S、L没有变化，则不变，绳子的拉力大小为T1，重物的重力为G，以滑轮为研究对象，根据平衡条件得，解得，可见，当θ不变时，绳子拉力T1不变，故A错误，B正确；‎ CD．向右移动时，由于绳子的长度不变，所以两个绳子之间的夹角增大，由于两个绳子的合力大小等于物体的重力，方向与重力的方向相反，所以当两个绳子之间的夹角增大时，绳子的拉力之间的夹角增大，所以绳子的拉力T2增大，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎8.如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动，球心到O点的距离为L．当小球运动到最高点时速率为，此时球对杆的作用力 A. 大小mg B. 大小为mg C. 方向竖直向下 D. 方向竖直向上 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】在最高点，设杆对球的弹力向下，大小为F，根据牛顿第二定律得：‎ 又，解得 ，方向向下。故选AC。‎ ‎9.如图所示，表面粗糙的斜面C置于粗糙的水平地面上，斜面C上有一物块A，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒B连接，连接A的一段细绳与斜面平行．现向小盒B内缓慢加入少量细砂，A、B、C始终处于静止状态．下列说法正确的有 A. 地面对斜面体C的支持力减小 B. 地面对斜面体C的摩擦力增大 C. 斜面体C对物块A的摩擦力可能增大 D. 斜面体C对物块A的摩擦力一定沿斜面向下 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．以A和斜面体为研究对象，由受力分析如图1可得，竖直方向，有 ‎，水平方向，有，由题意，当B中缓慢加入细沙，即mBg增大；所以FN减小，f地面增大，故AB正确 C．若开始摩擦力的方向沿斜面向上，设斜面体倾角为θ，则有，当B中缓慢加入细沙，即mBg增大时，f逐渐增大，故C正确；‎ D．以A为研究对象，由受力分析如图2可知，在沿斜面方向，受重力的分力、摩擦力和绳子的拉力，绳子的拉力大小等于B的重力，若，则摩擦力方向沿斜面向上，故D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎10.如图所示，一条河宽为24m，水流速度恒为2m/s，现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游18m处的B处．已知小船的速度最大可达2m/s，取sin=0.8，cos=0.6，g=10m/s2，下列说法正确的有 A. 如果小船以最小速度航行，小船的速度为1.2m/s B. 如果小船以最小速度航行，小船速度为1.6m/s C. 如果要使小船在最短时间内抵达B处，最短时间为12s D. 如果要使小船在最短时间内抵达B处，最短时间为12.5s ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．为使小船抵达B处，小船的实际航线须沿题目图中的AB方向，即合速度方向沿AB方向，设AB与河岸的夹角为θ，由三角形法则可得，由几何关系得 ‎，则，解得，故A错误，B正确；‎ CD．为使小船能在最短时间内抵达B处，小船应该以最大速度航行，即v2‎ ‎=2m/s，并使合速度的方向仍沿AB方向；由于船速和水速大小相等，所以AB的方向是在两个速度的角平分线上，小船运动的合速度为，由几何关系得，所以小船运动的最短时间为，故C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ 三、非选择题：本题共7小题，共计65分．请将解答填写在答题卡相应的位置．‎ ‎11.在“探究求合力的方法”实验中，选用量程为5N的弹簧测力计做该实验．下图中F1= F2=3.00 N，甲同学的F1与F2方向的夹角约为，乙同学的F1与F2方向的夹角约为，丙同学的F1与F2方向的夹角约为，其中操作不合适的是_____（选填“甲”“乙”或“丙”）同学，原因是______________．‎ ‎【答案】 甲同学 ‎ ‎ 两个力的合力超过了弹簧测力计的量程5N，再用一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉不到O点 ‎【解析】‎ ‎【详解】甲同学的F1与F2方向的夹角约为，所以合力为 乙同学的F1与F2方向的夹角约为，所以合力为 丙同学的F1与F2方向的夹角约为，合力为 所以其中操作不合适的是甲同学，因为这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5N，第二次用一个弹簧测力计拉时结点拉不到O点。‎ ‎12.“研究平抛物体运动”的实验装置图如图甲所示，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．‎ ‎（1）下列做法合理的有____________．‎ A．安装斜槽轨道，使其末端水平 B．每次小球释放的初始位置可以任意选择 C．每次小球应从同一高度由静止释放 D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，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，下面y－x2图像中能说明小球运动轨迹为抛物线的是___________．‎ ‎（3）图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两个点A和B，测得A、B两点竖直坐标分别为y1=5.0 cm，y2=20.0 cm，A、B两点水平间距Δx=20 cm，g取10m/s2，则平抛小球的初速度为_______m/s，小球在B点的速度为_______m/s．（结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). AC (2). C (3). 2.0 2.8‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A．为了保证小球的初速度水平，安装斜槽轨道时，斜槽末端必须保持水平，故A正确；‎ BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确；‎ D．为描出小球运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连接，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎(2)根据平抛运动的规律有：得 可知y与x2图线是过原点的倾斜直线，故选C。‎ ‎(3)根据得 根据得 则小球平抛运动的初速度 B点竖直方向的速度为 所以B点速度为 ‎13.在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz．‎ ‎（1）下列说法正确的是____________．‎ A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量 B．定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行 C．挂上砂桶，调节长木板的倾角，以平衡摩擦力 D．小车先从靠近打点计时器处释放，后接通电源 ‎（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，0~6为计数点，测得x1＝2.80 cm，x2＝4.40 cm，x3＝5.95 cm，x4＝7.60 cm，x5＝9.15 cm，x6＝10.75 cm．根据纸带数据，求出小车的加速度a=_______m/s2．（结果保留两位有效数字）‎ ‎（3）在实验过程中小车的加速度____________（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度．‎ ‎（4）以弹簧测力计的读数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出的a-F图像如图丙所示，则小车的质量为____________kg．‎ ‎【答案】 (1). B (2). 1.6 (3). 小于 (4). 0.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A．探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，从甲图可以看出，小车所受的合外力由弹簧秤测出，不必测沙和桶的质量，故A错误；‎ B．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，才能满足绳拉力的2倍提供小车的动力，故B正确；‎ C．挂上纸带，但不能挂砂桶，调节长木板的倾角，以平衡摩擦力，故C错误；‎ D．小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎(2)由逐差法可得 代入数据解得 ‎(3)由实验原理可知，小车和砂桶在相同的时间内，小车的位移为砂桶的一半，所以小车的加速度比砂桶的加速度小；‎ ‎(4)由实验原理可得 结合图像可知，‎ 解得 ‎14.如图所示，长为L的轻绳下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上．当把轻绳拉直时，小球静止于光滑的水平桌面上，轻绳与竖方向的夹角θ=，重力加速度为g。当小球以角速度做圆周运动时，求轻绳对小球的拉力大小与桌面对小球的支持力大小。‎ ‎【答案】mg，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，作出力图如图，根据牛顿第二定律，得 又 联立解得 ‎15.一小球从空中某点O水平抛出，经过A、B两点（B点未画出），已知小球在A点的速度大小为v，方向与水平方向成角，小球在B点的速度大小为2v，不计空气阻力，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）小球从O点抛出时的初速度v0；‎ ‎（2）小球由O到B的运动时间t．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据平行四边形定则知，小球平抛运动的初速度为 ‎(2)根据平行四边形定则知，小球在B点竖直方向的速度为 所用的时间为 ‎16.如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角θ=，质量mA=1kg的物块A通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块B相连，物块A与传送带之间的动摩擦因数。开始时，A、B及传送带均静止，且物块A不受传送带摩擦力作用．现让传送带以v=1m/s的速度逆时针匀速转动，当物块A与传送带速度相等时，轻绳断裂，设B始终未与滑轮相碰，g取10m/s2，求：‎ ‎（1）物块B的质量mB；‎ ‎（2）物块B向上匀加速运动的加速度a；‎ ‎（3）物块B上升的最大高度h。‎ ‎【答案】（1）0.5kg（2）（3）0.2m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)开始时，A、B及传送带均静止且A不受传送带摩擦力作用，有 解得 ‎(2)A向下运动时，设加速度为a，则有 对B，B的加速度的大小与A是相等的，则有 联立解得 ‎(3)B物块向上运动的距离为 轻绳断裂后，物块B向上做匀减速直线运动，则有 所以物块B上升的最大高度 ‎17.如图所示，质量M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。有一质量m=0.5kg的小木块靠在铁箱后壁上，恰好能与铁箱保持相对静止而不下滑。木块距箱底的高度h=0.8m，与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：‎ ‎（1）铁箱对木块的弹力大小；‎ ‎（2）水平拉力F的大小；‎ ‎（3）当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物，此时立即撤去力F且铁箱以原速率反弹．若木块恰好落到铁箱的右下角，则铁箱的长度是多少?‎ ‎【答案】（1）20N（2）129N（3）2.96m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对木块：在竖直方向：由相对静止得 解得 由牛顿第三定律得：木块对铁箱的压力 ‎(2)对木块：在水平方向由牛顿第二定律得 解得 对铁箱和木块整体 解得 ‎(3)当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物后，铁块向右做平抛运动，运动时间为 水平方向的位移为 铁箱向左做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得 ‎ 则加速度大小为 经过0.4s的速度为 此过程的位移为 所以铁箱的长度为