【物理】江西省宜春巿高安中学2019-2020学年高一上学期期中考试试题（A卷）（解析版）

【物理】江西省宜春巿高安中学2019-2020学年高一上学期期中考试试题（A卷）（解析版）

江西省高安中学2019-2020学年上学期期中考试 高一年级物理试题（A卷）‎ 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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8-10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．）‎ ‎1.一只足球以10m/s的速度水平向西飞向一足球运动员，运动员用脚踢球，使足球以15m/s反向飞回，已知脚与球接触时间为0.5s，这个踢球的过程中足球的加速度为（ ）‎ A. 10m/s2方向水平向西 B. 10m/s2方向水平向东 C. 50m/s2方向水平向西 D. 50m/s2方向水平向东 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 以水平向西为正方向，则初速度v0=10m/s，末速度v=-15m/s，所以足球的加速度为：，负号表示加速度的方向与飞来的方向相反即为水平向东，D正确；‎ ‎2.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即和摩擦力的作用， 木块处于静止状态，如图所示，其中，若撤去，则木块受到的摩擦力为（）‎ A. 10 N,方向向左 B. 6N，方向向右 C. 2N，方向向右 D. 0‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 开始时在水平方向木块受及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力的大小为，则有木块受到的最大静摩擦力；当撤去力后，由于 ‎ ，则有木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小与作用在木块上的等大反向，即，方向水平向右，故选项C正确， A、B、D错误。‎ ‎3.将一个物体以15m/s的速度从20m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与地面夹角是多少（ ）（不计空气阻力，取）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 物体做平抛运动，落地时在水平方向的分速度：‎ 竖直方向由匀变速运动规律知：‎ 由此得：‎ 若速度方向与地面的夹角用来表示则：‎ 所以 A．与分析不符，故A错误.‎ B．与分析不符，故B错误.‎ C．与分析相符，故C正确.‎ D．与分析不符，故D错误.‎ ‎4.如图，真空存在一点电荷产生的电场，其中a、b两点的电场强度方向如图，a点的电场方向与ab连线成60°，b点电场方向与ab连线成30°，则以下关于a、b两点电场强度Ea、Eb及电势φa、φb的关系正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 反向延长两条电场线交于O点，说明场源电荷在O点，因为电场强度指向外，所以场源电荷是正电荷，a点到O点的距离，b点到O点距离，根据点电荷的场强公式可得：，故，在正电荷的周围越靠近场源电势越高，故有，B正确．‎ ‎5.一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的(　　)‎ A. 0.25 B. 0.5 C. 2.0倍 D. 4.0倍 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设地球质量为，半径为，宇航员的质量为，可知地球对宇航员的万有引力：‎ 该星球对宇航员的万有引力：‎ A. 与分析不符，故A错误 B. 与分析不符，故B错误；‎ C. 与分析相符，故C正确；‎ D. 与分析不符，故D错误。‎ ‎6.如图所示，a、b、c、d、O五点均在匀强电场中，它们刚好是一个半径为R＝0.2 m的圆的四个等分点和圆心O，b、c、d三点的电势如图所示．已知电场线与圆所在平面平行，关于电场强度的大小和方向，下列说法正确的是(　　)‎ A. 电场强度的方向由O指向b点 B. 电场强度的方向由O指向d点 C. 电场强度的大小为10 V/m D. 电场强度的大小为10V/m ‎【答案】D ‎【解析】‎ AB．由匀强电场中平行线上等间距点间的电势差相等可得，O点的电势为6 V，O、d连线的中点e处的电势为8 V，连接c、e，过O作ce的垂线交ce于f，则ce为等势线，电场线垂直于ce向下，即电场强度的方向由f指向O点，选项AB错误；‎ CD．连接c、O，计算得Of长为R，O、f间的电势差为2 V，则电场强度 V/m 选项C错误，D正确．‎ ‎7.如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为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点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　)‎ A. 粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小 B. 粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v 做匀速运动 C. 若μ≥tan θ，则粮袋从A到B一定是一直做加速运动 D. 不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsinθ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A.粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于等于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.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=g(sinθ+μcosθ），若μ＜tanθ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速，也可能先以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速，后以g(sinθ-μcosθ)匀加速；故B错误.‎ C.若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能是一直做加速运动，有可能在二者的速度相等后，粮袋做匀速直线运动;故C错误.‎ D.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.‎ ‎8.一带电油滴在匀强电场E中从a到b的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下，不计空气阻力.此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况是（ ）‎ A. 动能减小 B. 电势能减少 C. 重力势能和电势能之和减小 D. 动能和电势能之和增加 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 由轨迹图可知，带电油滴所受重力小于电场力，故从a到b的运动过程中合外力做正功，动能增加，故A错误；从a到b的运动过程电场力做正功，电势能减小，故B正确；根据功能关系可知，在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故C正确；从a 到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小。故D错误。‎ ‎9.一只气球以的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球处有一小石子以的初速度竖直上抛，若取，不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）‎ A. 石子一定能追上气球 B. 石子一定追不上气球 C. 若气球上升速度等于，其余条件不变，则石子在抛出后末追上气球 D. 若气球上升速度等于，其余条件不变，则石子在到达最高点时追上气球 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 以气球为参考系，石子的初速度为10 m/s，石子做匀减速运动，当速度减为零时，石子与气球之间的距离缩短了5 m，还有1 m，石子追不上气球，故A错，B对；若气球上升速度等于9 m/s，其余条件不变，1 s末石子与气球之间的距离恰好缩短了6 m，石子能追上气球，所以C对；若气球上升速度等于7 m/s＜9 m/s，石子会在1 s内追上气球，而石子要在2 s末才会到达最高点，故D错．‎ ‎10.质量为1 kg的物体静止在水平粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示．外力F和物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.下列分析正确的是(　　)‎ A. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2‎ B. 物体运动的位移为13 m C. 物体在前3 m运动过程中的加速度为3 m/s2‎ D. x＝9 m时，物体的速度为3 m/s ‎【答案】ACD ‎【解析】在W-x图中，斜率力。‎ A．由：Wf＝Ffx对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力Ff＝2 N，由Ff＝μmg，‎ 可得：μ＝0.2A正确；‎ C．由：WF＝Fx对应题图乙可知，前3 m内，拉力F1＝5 N，3～9 m内拉力F2＝2 N，物体在前3 m内的加速度：a1＝＝3m/s2，C正确；‎ D．由动能定理得：WF－Ffx＝mv2，可得x＝9 m时，物体的速度为v＝3m/s，D正确；‎ B．物体的最大位移：xm＝＝13.5 m，B错误．‎ 二．实验题（共2小题，每空2分，共22分）‎ ‎11.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：‎ a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；‎ b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小．用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；‎ c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向；‎ ‎①实验中确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是______；‎ ‎②用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是______；‎ ‎③图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中______是F1和F2合力的实际测量值；‎ ‎④实验中的一次测量如图丙所示，两个测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α+β=90°．若保持测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是______；‎ A．增大N的读数，减小β角 B．减小N的读数，减小β角 C．减小N的读数，增大β角 D．增大N的读数，增大β角 ‎【答案】(1). O、b两点太近，误差大 (2). 与F1、F2共同作用的效果相同 ‎ ‎ (3). F (4). B ‎【解析】‎ ‎①为了减小测量的误差，记录方向时，记录点与O点的距离适当大一些，图甲中的b点标记得不妥，其原因是O、b两点太近，误差大。‎ ‎②用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是与F1、F2共同作用的效果相同。‎ ‎③F1和F2合力的实际测量值是用一根弹簧秤拉的，不是根据平行四边形定则作出的，故F是F1和F2合力的实际测量值。‎ ‎④由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计M的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：‎ 所以由图可知α角逐渐变小时，N的示数减小，同时β角减小。‎ A．增大N的读数，减小β角．故A不符合题意．‎ B．减小N的读数，减小β角．故B符合题意．‎ C．减小N的读数，增大β角．故C不符合题意．‎ D．增大N的读数，增大β角．故D不符合题意．‎ ‎12.如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。‎ ‎（1）实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________选填选项前的字母。‎ A.把长木板右端垫高 改变小车的质量 ‎（2）在不挂重物且________选填选项前的字母的情况下,轻推一下小车。若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。‎ A.计时器不打点 计时器打点 ‎（3）接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C各点到O点的距离为、、如图所示。‎ 实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功__________,打B点时小车的速度________。‎ ‎（4）以为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的图象。由此图象可得随W变化的表达式为________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含这个因子；分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是________。‎ ‎（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映关系的是________。‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】 (1). A (2). B (3). ‎ ‎(4). 质量 (5). D ‎【解析】‎ ‎（1）平衡摩擦力时：把长木板右端适当垫高,让小车与纸带相连,轻推小车,小车做匀速直线恰好平衡摩擦力,故选A。‎ ‎（2）此时应当让打点计时器打点,因为打点计时器也会有摩擦力,故选B；‎ ‎（3）由于近似认拉力等于重力,所以根据可知，拉力做功为：；‎ 中点时刻的速度等于该段时间内的平均速度,所以B点的速度等于AC段的平均速度,即为：‎ ‎；‎ ‎（4）由图示图线可知：,‎ 则随W变化的表达式为：‎ 功是能量转化的量度,所以功和能的单位是相同的，斜率设为k，则 代入单位后，k的单位为，所以与该斜率有关的物理量为质量；‎ ‎（5）若重物质量m不满足远小于小车质量M ‎，则绳子对小车的拉力实际不等于重物的重力，由和知，‎ ‎,‎ 由动能定理得：‎ ‎,‎ 而,‎ 则实际图线的斜率 ‎，‎ 重物质量m与小车质量M不变，速度虽然增大，但斜率不变，选项A正确。‎ 三．计算题（共4小题，解答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。）‎ ‎13.在匀强电场中，将一电荷量为5×10-5C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，已知A、B两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，则：‎ ‎(1)在电荷由A移到B的过程中，电场力做了多少功？‎ ‎(2)A、B两点间的电势差为多少？‎ ‎(3)该匀强电场的电场强度为多大？‎ ‎【答案】（1）-0.1J （2）2×103V （3）2×105V/m ‎【解析】‎ ‎（1）因为电荷由A移到B的过程中，电势能增加了0.1J，所以电场力负功，大小为0.1J．‎ ‎（2）A、B两点间的电势差：‎ ‎（3）又因为在匀强电场中U=Ed，所以有：‎ 则：‎ ‎14.瑞士的日内瓦天文观测所、法国上普罗旺斯及格瑞诺布天文观测所、麻州剑桥的天体物理学中心，以及以色列特拉维夫大学组成的国际天文学家小组日前宣布，在太阳系之外又发现了11个星球，其中包括一个巨大的星球HD28185，其轨道跟地球的十分类似。如果有一个人站在星球HD28185表面，用一根长1m，只能承受41N拉力的绳子，拴着一个质量为3 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离星球表面h=6 m，转动中小球在最低点时绳子恰好断了。（设该星球表面的重力加速度为地球的，地球表面的重力加速度g取10m/s2．）‎ 试问:‎ ‎(1)绳子断时小球运动的速度多大? ‎ ‎(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离?‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)在该星球上的重力为：‎ 绳子断裂时： ‎ 解得v=m/s。‎ ‎(2)设抛出点离地面的距离为 根据平抛运动规律 ‎； ‎ 解得m。‎ 答：(1) (2)‎ ‎15.新能源电瓶车在平直路面上由静止开始以的加速度匀加速启动，经过4s达到额定功率，随后电瓶车保持该额定功率继续行驶了6s达到最大速度，设电瓶车受到的阻力恒定，大小为车重的，重力加速度g取，求：‎ ‎（1）电瓶车在平直路面上行驶的最大速度的大小；‎ ‎（2）电瓶车由静止开始至达到最大速度所行驶的位移大小。‎ ‎【答案】（1）16m/s （2）64m ‎【解析】‎ ‎（1）设电瓶车质量为m，额定功率为P0，电瓶车匀加速启动时输出功率随速度的增大而增大，达到额定功率后做加速度变小的加速运动，最后做匀速运动；匀加速启动过程中，根据牛顿第二定律有 F﹣f＝ma 当t1＝4s时，电瓶车的速度v＝at1＝8m/s，此时电瓶车的功率P＝P0，则得匀加速运动的牵引力，阻力f＝0.2mg，即 解得电瓶车的额定功率P0＝32mW，当牵引力等于阻力时，加速度为零，速度最大，故有P0＝f·vm，代入数据得电瓶车在平直路面上行驶的最大速度 ‎（2）匀加速过程的位移为 设变加速过程行驶的位移为x2，根据动能定理有 其中v＝at1，代入数据得x2＝48m，故总位移为x＝x1+x2＝64m。‎ 答：（1）电瓶车在平直路面上行驶的最大速度的大小为16m/s，（2）电瓶车由静止开始至达到最大速度所行驶的位移大小为64m。‎ ‎16.如图，足够长的长木板静止在水平地面上，在长木板的左端放有一质量大小不计的物块，现对物块施加一水平向右的恒力，当物块在木板上滑过1m的距离时，撤去恒力，已知长木板的质量kg，物块的质量kg，木板与地面间的动摩擦因数，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取m/s2）‎ ‎（1）求力作用的时间；‎ ‎（2）求整个过程中长木板在地面上滑过的距离。‎ ‎【答案】(1)1s(2)2.25m ‎【解析】‎ ‎（1）对m 解得：‎ 设拉力F的作用时间为t，则m的位移 对M:‎ 解得：‎ M的位移：‎ 解得：‎ ‎,‎ ‎，‎ ‎（2）撤去力F时，物块m和长木板的速度v和 此后，物块m减速，M加速，设经过时间为，共同速度为 对m：‎ 对M:‎ 解得：‎ m和M一起减速，直到静止。设位移为 对m和M：‎ 解得：‎ 木板M的位移：‎ ‎ ‎ 所以：（1）求力作用的时间为1s；（2）求整个过程中长木板在地面上滑过的距离为2.25m。‎ ‎ ‎