2018-2019学年天津市六校（静海一中、宝坻一中、杨村一中等）高一上学期期末考试物理试卷（解析版）

2018-2019学年天津市六校（静海一中、宝坻一中、杨村一中等）高一上学期期末考试物理试卷（解析版）

天津市六校（静海一中、宝坻一中、杨村一中等）‎ ‎2018-2019学年高一上学期期末考试物理试题 一、单项选择题（每题只有一个正确选项，每题4分，共48分）‎ ‎1.下列说法中，正确的是（ ）‎ A. 力是维持物体运动的原因 B. 惯性是一种力 C. 物体受恒力作用时，运动状态保持不变 D. 惯性越大的物体运动状态越难改变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“惯性”可知，本题考查牛顿第一定律的理解，根据惯性用质量衡量，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因分析推断.‎ ‎【详解】A、牛顿第一定律给出了力的概念：力是产生加速度的原因，是该改变运动状态的原因，而非维持运动的原因，速度的大小与外力无关，故A错误；‎ B、惯性是物体的一种属性，与质量有关，故B错误；‎ C、物体受恒力作用时，加速度不为零，运动状态发生改变，故C错误；‎ D、惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故D正确；‎ 故选D.‎ ‎【点睛】本题关键要理解力有两种作用效果：改变物体运动状态或改变物体形状，而力不是维持物体运动的原因.‎ ‎2.在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示是（ ）‎ A. J/s B. kg·m2/s‎3 C. kg·m2/s2 D. N·m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“功率的基本单位”可知，本题考查基本单位和导出单位，根据功率的定义式、功的公式W=Fl、牛顿第二定律F=ma，进行推导.‎ ‎【详解】根据功率的定义式知，1瓦=1焦/秒。由功的公式W=Fl知，1焦=1牛•米，根据牛顿第二定律F=ma知，1牛=‎1千克•米/秒2，联立解得：1瓦=千克•米2/秒3，故D正确.故选D.‎ ‎【点睛】本题关键要掌握国际单位制中力学基本单位：米、千克、秒及物理公式.‎ ‎3.人在粗糙的水平地面上正常行走，下列说法正确的是（ ）‎ A. 人所受到的摩擦力为滑动摩擦力 B. 人对地面的压力大于地面对人的支持力 C. 人对地面的摩擦力大小等于地面对人的摩擦力大小 D. 若人行走速度变小，则地面对人的摩擦力小于人对地面的摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“人在粗糙的水平地面上正常行走”可知，本题考查受力分析，根据人脚与水平地面之间没有发生相对滑动，由此分析脚受到的摩擦力；根据牛顿第三定律：一对相互作用力，大小总相等，方向总相反，从而即可求解.‎ ‎【详解】A、人所受到的摩擦力为静摩擦力，因人走路时，脚与地面没有相对滑动，故A错误；‎ B、人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，因此它们大小总相等的，故B错误；‎ C、D、人对地面的摩擦力大小与地面对人的摩擦力大小，也属于一对相互作用力，它们的大小相等，不受任何因素影响，故C正确，D错误；‎ 故选C.‎ ‎【点睛】考查静摩擦力与滑动摩擦力判定依据，掌握相互作用力的应用，并能理解牛顿第三定律的内容.‎ ‎4.物体在合外力F作用下做匀变速直线运动，加速度为a，某时刻速度为v，下面说法正确的是（ ）‎ A. 物体如果做减速运动，则v与F方向相反 B. 物体如果做加速运动，则F/a不断增大 C. 物体如果做减速运动，则a与F方向相反 D. 物体如果做加速运动，则F不断增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“合外力F作用下做匀变速直线运动 ”可知，本题考查牛顿第二定律的应用，根据当a与v方向相同时做加速运动，相反做减速运动结合a与F方向始终相同分析推断.‎ ‎【详解】A、C、物体如果做减速运动，则v与a方向相反，即v与F方向相反，但a与F方向相同，故A正确，C错误；‎ B、D、物体如果做加速运动，a与v方向相同，但不变，F可能不变，故B，D错误.‎ 故选A.‎ ‎【点睛】知道加速度方向与速度方向间的关系即可正确解题.‎ ‎5.某物体从H=‎80m高处作自由落体运动（g=‎10m/s²），下列说法正确的是（ ）‎ A. 第1s物体的位移是‎10m B. 第2s的位移比第1s的位移多‎5m C. 第2s的末速度比第1s的末速度大‎10m/s D. 物体下落的时间为8s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“物体从离地面‎80m高处做自由落体运动”可知，本题考查自由落体运动的运动规律，根据自由落体即初速度为零的匀加速直线运动的规律，运用各运动学公式进行求解.‎ ‎【详解】A、第1s物体的位移，故A错误；‎ B、第2s物体的位移故第2s的位移比第1s的位移多，故B错误；‎ C、以为加速度为‎10m/s2．第2s的末速度比第1s的末速度大‎10m/s，故C正确；‎ D、根据可解得t=4s，故D错误；‎ 故选C.‎ ‎【点睛】本题考查自由落体运动，注意自由落体运动就是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，运用匀加速直线运动规律即可求解，另一点要注意的是物体在落地前一秒内位移可以通过用总位移减去前三秒内位移的方式得到.‎ ‎6.某质量为‎50kg的同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况（选向上为正方向，g=‎10m/s²）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）‎ A. 在0~5s内，该同学对电梯底板的压力等于520N B. 在5s~10s内，该同学对电梯底板的压力等于0‎ C. 在10s~20s内，电梯在减速下降，该同学处于超重状态 D. 在20s~25s内，该同学对电梯底板的压力等于480N ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“研究电梯的运动情况”可知，本题考查对超重失重现象的理解，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态.‎ ‎【详解】A、在0～5s内，从速度时间图象可知，电梯的加速度a=‎0.4m/s2，所以该同学对电梯底板的压力mg+ma=520N，故A正确；‎ B、在5s～10s内，速度时间图象为水平线，此时电梯在匀速运动，处于受力平衡状态，升降机对该同学的弹力等于重力，故B错误；‎ C、在10 s～20s内，该同学匀减速上升，该同学处于失重状态，故C错误；‎ D、在20s～25s内，电梯加速下降，a=‎0.2m/s2．该同学对电梯底板的压力等于mg-ma=490N，故D错误；‎ 故选A.‎ ‎【点睛】人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了.‎ ‎7.如图所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，当推力F的大小增加到‎2F时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 木块受墙面弹力的原因是由于木块发生形变 B. 木块所受墙面的摩擦力不变 C. 木块会沿墙面下滑 D. 木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“木块静止在竖直墙壁上”可知，本题考查平衡状态的应用，根据受力分析和共点力平衡判断弹力和摩擦力的变化分析推断.‎ ‎【详解】A、木块受墙面弹力的原因是由于墙面发生形变产生的，故A错误；‎ B、C、D ‎、木块处于静止，推力和墙壁的弹力平衡，重力和静摩擦力平衡，摩擦力方向竖直向上；当推力增大为原来的2倍，则木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍.但摩擦力大小始终等于重力，保持不变，而方向与重力方向相反，竖直向上；故B正确，C、D错误.‎ 故选B.‎ ‎【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，注意确定物体受到静摩擦力与什么因素有关是解题的关键.‎ ‎8.一种测定风力的仪器如图所示，它的细长金属丝一端固定于悬点O，另一端悬挂一个质量为m的金属球。无风时，金属丝自然下垂，当受到沿水平方向吹来的风时，金属丝将偏离竖直方向角度。风力与、之间的关系式正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 对小球受力分析，受到重力、拉力和风力，将拉力和风力合成，合力与重力平衡，如图所示 由几何关系得：，选C．‎ ‎9.如图所示，光滑斜面放在水平面上，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当整个装置沿水平面向左匀速运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 重力做负功 B. 斜面对球的弹力和挡板对球的弹力的合力做正功 C. 斜面对球的弹力做正功 D. 挡板对球的弹力做正功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“整个装置匀速运动 ”可知，本题考查功的判断问题，根据判断力是否做功，要看力的方向与位移方向是否垂直，若垂直则不做功，若不垂直，则做功.‎ ‎【详解】A、根据功的公式可知，重力与运动方向相互垂直，故重力不做功，故A错误；‎ B、C、斜面对球的弹力与运动方向夹角为锐角，故斜面对球的弹力FN做正功，故B错误，C正确；‎ D、挡板对球的弹力向右，与运动方向相反，挡板对球的弹力做负功，故D错误.‎ 故选C.‎ ‎【点睛】小球做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件求解出各个力；然后根据力和运动位移之间的夹角分析各力做功情况.‎ ‎10.质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩力为（ ）‎ A. μmg B. μFsinθ C. μ(mg-Fsinθ)‎ D. Fcosθ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“木块在水平地面上做匀速运动”可知，本题考查平衡条件的应用，根据受力分析，由水平和竖直方向和滑动摩擦力的公式分别列方程求解.‎ ‎【详解】由于物体做匀速运动，对物体受力分析，根据平衡条件，有：‎ 水平方向：Fcosθ=f 竖直方向：FN=mg-Fsinθ 滑动摩擦力：f=μFN=μ(mg-Fsinθ)‎ 故B、C正确，A、D错误；‎ 故选BC.‎ ‎【点睛】物体匀速运动，说明物体是处于受力平衡状态，由水平和竖直方向的平衡条件分别列方程，加上滑动摩擦力的公式，就能求出滑动摩擦力的大小.‎ ‎11.如图所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短。以C点所在平面为重力势能的零势能面。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的运动过程中（ ）‎ A. 小球、地球和弹簧组成的系统机械能不守恒 B. 小球在C的加速度为零 C. 小球在B点时动能最大 D. 小球在A点的重力势能最终全部转化为弹簧在C点的弹性势能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短”可知，本题考查弹力作用下的运动规律，根据小球的运动情况和整个过程中能量的转化情况， 运用系统的机械能守恒分析推断.‎ ‎【详解】A、以小球和弹簧组成的系统为研究对象，在小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此，系统的机械能守恒，故A错误；‎ B、到C点时弹簧被压缩到最短，弹簧的弹力最大，故小球向上的加速度最大，故B错误；‎ C、小球在B点时，加速度为g，只有当弹簧弹力等于小球重力时，加速度为0，此时速度最大，故C错误；‎ D、小球下落过程只有重力与弹簧弹力做功，到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确.‎ 故选D.‎ ‎【点睛】在小球由C→B→A反弹的运动过程中，弹力逐渐减小，开始小于重力，到BC间某位置等于重力，后大于重力，因此，小球从C到B过程中先做加速运动，后做减速运动，因此明确了整个过程中小球的运动情况，再根据功能关系可正确解答本题.‎ ‎12.如图所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，已知mA＝‎2kg、mB＝‎4kg，A、B间动摩擦因数μ＝0.2‎ ‎，在物体A上施加一水平向右的拉力F，g取‎10 m/s2，则（ ）‎ A. 当拉力F<4N时，A静止不动 B. 当拉力F＝3N时，B受A的摩擦力等于2N C. 拉力F必须大于8 N时，A才能相对B滑动 D. 若把水平向右的拉力F作用于B，拉力F大于8 N时，A相对B滑动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“物体A上施加一水平向右的拉力F”可知，本题考查动力学的临界问题，根据相对运动的临界加速度，判断在绳子拉力范围内是否发生相对运动，结合整体法和隔离法的运用分析推断.‎ ‎【详解】当A、B要发生相对运动时的加速度为：；‎ 对整体由牛顿第二定律得：F=(mA+mB)a=6N.‎ 当F＞6N时，A相对于B运动,反之则相对静止.‎ A、由上面的分析知：当拉力F＜4N时，二者相对静止一块运动，故A错误；‎ B、当拉力F=3N时，二者相对静止，对整体由牛顿第二定律得:，对B由牛顿第二定律得：fB=mBa=2N，故B正确；‎ C、由上面的分析知：当F＞6N时，A相对于B运动;故C错误.‎ D、拉力F作用于B，A、B要发生相对运动时的加速度为：a′=μg=‎2m/s2，对整体由牛顿第二定律得：F′=(mA+mB)a′=12N．当F′＞12N时，A相对于B运动.反之则相对静止，故D错误；‎ 故选B.‎ ‎【点睛】隔离对B分析，求出B的最大加速度，再对整体分析，求出发生相对滑动所需的最大拉力.‎ 二、填空题（每空4分，共20分）‎ ‎13.A、B两物块靠在一起放置在粗糙的水平面上，如图所示，外力F作用在A上，推着A、B一起向右加速运动，已知外力F=10N，mA=mB=‎1kg，A与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，B与地面的动摩擦因数μ2=0.3，则A、B之间的弹力FN=_______N.‎ ‎【答案】6‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“外力F推着A、B一起向右加速运动”可知，本题考查牛顿第二定律的应用，根据受力分析求出合力，运用整体法和隔离法列式计算.‎ ‎【详解】以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：F-μ1mAg-μ2mBg=(mA+mB)a 解得:a=‎3m/s2‎ 再以B为研究对象，根据牛顿第二定律有：FN-μ2mBg=mBa 解得:FN=6N ‎【点睛】先整体为研究对象求得AB一起运动的加速度，再以B为研究对象求得A对B的作用力.‎ ‎14.如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。托盘和砝码的总质量记为m，小车和车内砝码的总质量记为M。实验中用托盘和砝码总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.‎ ‎(1)以下说法正确的是：_______‎ A．在小车的左端连接挂有托盘的细线后，适当垫高木板一端，平衡小车所受的摩擦力 B．每次改变小车质量后，需重新调整木板倾斜角度，平衡摩擦力 C．先接通打点计时器电源，待打点稳定后再释放小车 D．m应远远小于M ‎ ‎(2)如图所示是实验中打出的一条纸带，O、A、B、C、D为在纸带上所选的计数点，相邻计数点间还有四个点，所用交变电源的周期T=0.02s。测量出相邻计数点之间的距离分别为：OA＝‎2.40cm，AB＝‎2.80cm，BC＝‎3.20cm，CD＝‎3.60cm。则打点计时器打下C点的瞬时速度vC＝______m/s，该物体运动的加速度a＝______m/s2（结果均保留两位有效数字）‎ ‎(3)某组同学实验得出数据，画出a-F图如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是______‎ A．实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太小 B．实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太大 C．实验中绳子拉力方向没有跟木板平行 D．托盘和砝码的总质量m太小 ‎【答案】 (1). CD (2). 0.34 (3). 0.40 (4). A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“探究加速度与力、质量的关系”可知，本题考查牛顿第二定律的探究实验，根据实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚；利用在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，据此可以求出C点速度大小；利用逐差法可以求出加速度的大小；平衡摩擦力时木板倾角要适当，使小车沿斜面重力的分力等于摩擦力，从而即可求解.‎ ‎【详解】(1)A、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中需要把木板的后端适当垫高，以平衡小车和纸带所受的摩擦力，此时不能挂塑料小桶，平衡摩擦力的目的是使小车的合外力等于小车受到的拉力，即使小车所受的重力的下滑分力与所受到的摩擦阻力平衡，故A错误；‎ B、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故改变拉小车的拉力后，不需要重新调节木板倾斜度，故B错误；‎ C、打点计时器在使用时，为了使打点稳定，同时为了提高纸带的利用率，使尽量多的点打在纸带上，要应先接通电源，再放开纸带，故C正确；‎ D、本实验，只有M＞＞m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，故D正确.‎ 故选CD；‎ ‎(2)相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则相邻点时间间隔为0.1s；‎ 匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小，所以有：；‎ 根据△x=aT2有：；‎ ‎(3)由a-F图象可知，图象在横轴上有截距，说明有力时小车的加速度仍为零，施加拉力后小车受到的合力还为零，这是由没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的，即实验中摩擦力平衡时倾角过小，故A正确，B、C、D错误.故选A.‎ ‎【点睛】教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由。比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等.‎ 三、计算题（写出必要的公式和解题过程，15题16分，16题16分，共32分）‎ ‎15.如图所示，与水平面夹角为θ＝37°的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离为l＝‎9 m，传送带以恒定的速率v＝‎2m/s向上运动。现将一质量为‎1kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，取g＝‎10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎(1)物体从A运动到B共需多少时间？‎ ‎(2)物体从A运动到B的过程中摩擦力共对物体做了多少功？‎ ‎(3)物体从A运动到B的过程中因与传送带摩擦而产生的热量为多少？‎ ‎【答案】(1) t＝7s (2)W=56J (3)Q=32J ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“倾斜传送带以恒定的速率v＝‎2m/s向上运动”可知，本题考查传送带上的运动问题和能量转化问题，根据物体的受力情况，由牛顿第二定律求出加速度.由速度公式求出速度达到与传送带相同的时间.共速后，物体受力平衡，以速度v做匀速运动，再根据位移公式求时间，从而求得总时间.求出物体所受的力和物体的位移，根据功的公式，摩擦力对物体所做的功；根据物体与传送带的相对位移求产生的热量.‎ ‎【详解】(1)根据牛顿第二定律： ‎ 解得：a1=‎0.4m/s2 ‎ 物体达到与传送带共速所需的时间:‎ t1时间内物体的位移 则: ‎ ‎5s后滑动摩擦力突变为静摩擦力，物体受力平衡，‎ 以速度v做匀速运动，运动的时间 ‎ 物体运动的总时间t＝t1＋t2＝7s ‎(2)在t1时间内，摩擦力对物体做功：‎ 在t2时间内，静摩擦力做功对物体所做的功：‎ 两阶段摩擦力对物体做功 ‎(3)在物体匀加速阶段：传送带的位移：x=vt1=‎‎10m 物体与传送带的相对位移s=x-L1=‎‎5m 摩擦生热Q=Ffs=32J ‎【点睛】物体与传送带共速时，要根据重力沿斜面向下的分力与最大静摩擦力的关系来判断物体能否匀速运动.‎ ‎16.如图所示，在水平路段AB上有一质量为‎2kg的玩具汽车，正以‎10m/s的速度向右匀速运动，玩具汽车前方的水平路段AB、BC所受阻力不同，玩具汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中玩具汽车电机的输出功率保持20W不变，假设玩具汽车在两个路段上受到的阻力分别有恒定的大小.(解题时将玩具汽车看成质点)‎ ‎(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1;‎ ‎(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a ‎(3)求BC路段的长度.‎ ‎【答案】(1)f1＝5N (2) a＝‎1.5 m/s2 (3)x=‎‎58m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“汽车电机的输出功率保持20W不变 ”可知，本题考查机车的启动问题，根据 图象知汽车在AB段匀速直线运动，牵引力等于阻力，而牵引力大小可由瞬时功率表达式求出；由图知，汽车到达B位置将做减速运动，瞬时牵引力大小不变，但阻力大小未知，考虑在t=15s处水平虚线与曲线相切，则汽车又瞬间做匀速直线运动，牵引力的大小与BC段阻力再次相等，有瞬时功率表达式求得此时的牵引力数值即为阻力数值，由牛顿第二定律可得汽车刚好到达B点时的加速度；BC段汽车做变加速运动，但功率保持不变，需由动能定理求得位移大小.‎ ‎【详解】(1)汽车在AB路段时，有F1＝f1‎ P＝F1v1‎ 联立解得：f1＝5N ‎(2)t＝15 s时汽车处于平衡态，有F2＝f2 ‎ P＝F2v2‎ 联立解得：f2＝2N ‎ t＝5s时汽车开始加速运动，有F1－f2＝ma 解得a＝‎1.5m/s2‎ ‎(3)对于汽车在BC段运动，由动能定理得：‎ 解得：x=‎‎58m ‎【点睛】抓住汽车保持功率不变这一条件，利用瞬时功率表达式求解牵引力，同时注意隐含条件汽车匀速运动时牵引力等于阻力；对于变力做功，汽车非匀变速运动的情况，只能从能量的角度求解.‎