【物理】山西省怀仁市重点中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】山西省怀仁市重点中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

山西省怀仁市重点中学2019-2020学年高一上学期 期末考试试题 一、选择题(本题共14个小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一个选项正确，第10-14题有多个选项正确，全部选对的4分，选不全得2分，选错或不答得0分）‎ ‎1.16世纪末，对落体运动进行系统研究，将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动的科学家是（ ）‎ A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 牛顿 D. 胡克 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动的科学家是伽利略，故选B.‎ ‎2.关于速度、速度变化量、加速度，正确的说法是 A. 物体运动时，速度的变化量越大，它的加速度一定越大 B. 速度很大的物体，其加速度可能为零 C. 某时刻物体的速度为零，其加速度不可能很大 D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很快变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据可知加速度a由速度的变化量△v和速度发生改变所需要的时间△t共同决定，虽然△v大，但如果△t更大时，a可以很小．故A错误；‎ B. 根据可知物体的加速度跟速度的变化率成正比，与物体的速度的大小无关．所以即使速度很大，如果速度的变化率很小，其加速度也很小；如速度很大的匀速运动，加速度为零．故B正确；‎ C. 当物体的速度为0时，若物体所受的合外力很大，其加速度可能很大．如刚要启动的火箭，故C错误；‎ D. 物体的加速度很大，代表物体速度的变化率很大，而并不代表物体的速度一定变大，也可能变小．故D错误．‎ ‎3.如图所示相邻两点之间的距离均为50m,一质点从计时开始由a点以大小为v0=5m/s的初速度向右做匀加速直线运动，经过t=10s的时间刚好运动c点．则下列说法中不正确的是（ ）‎ A. 质点做匀加速直线运动的加速度大小为1m/s2‎ B. 质点运动到g点时速度大小为25m/s C. 质点在c、g之间的平均速度大小为20m/s D. 质点由c点运动到g点的时间应为20s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据x=v0t+at2可得100=5×10+×a×102，解得a=1m/s2，选项A正确；根据v2=v02+2ax可得质点运动到g点时速度大小为，选项B正确；质点从a到g的时间：；从a到c的时间：100=5tac+ ×1×tac2，解得tac=10s，则质点由c点运动到g点的时间应为10s，选项D错误；质点在c、g之间的平均速度大小为，选项C正确；此题选择不正确的选项，故选D.‎ ‎4.一物体从高h处做自由落体运动，经时间t到达地面，落地速度为v，那么当物体下落时间为时，物体的速度和距地面高度分别是（ ）‎ A. ， B. ， C. ， D. ，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据v=gt，可知在和t末的速度比为1：3，所以在末的速度为，根据可知，在和t内的位移比为1：9，所以内的位移为，离地面的高度为，故C正确。‎ ‎5.手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度．如图甲所示，某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡位4调至卡位1增大倾角如图乙，电脑始终处于静止状态，则　　‎ A. 电脑受到4个力的作用 B. 电脑受到的合力变大 C. 散热器对电脑的作用力方向竖直向上 D. 电脑受到的重力和支持力的合力变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力三个力的作用，电脑处于平衡状态，合力始终为零；故AB错误；受力分析，如图所示：散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与重力平衡，可知散热器对电脑的作用力方向竖直向上．故C正确； ‎ 根据平衡条件，有：N=mgcosθ；f=mgsinθ；由原卡位4调至卡位1，角度增大，则静摩擦力增大，根据三力平衡的特点可知，重力和支持力的合力变大．故D错误；故选C．‎ ‎6.某校科技兴趣小组观察“嫦娥二号”的发射过程后，用实验来模拟卫星的发射．火箭点燃后从地面竖直升空，时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落，时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落，此后不再有燃料燃烧．实验中测得火箭的图像如图所示，设运动中不计空气阻力，全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定．下列判断中正确的是 （ ） ‎ A. 时刻火箭到达最高点，时刻火箭落回地面 B. 火箭在时间内的加速度大小大于重力加速度 C. 火箭在时间内的加速度大于时间内的加速度 D. 时间内火箭处于超重状态，时间内火箭处于失重状态 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】火箭上升的最大高度即为运动过程中的最大位移，由图可知当速度等于零时，位移最大，火箭处于最高点，即t3时刻到达最高点，故A错误；火箭在t2～t3时间内没有燃料燃烧，又不计空气阻力，故火箭只受重力，所以加速度等于重力加速度，故B错误；v-t图象中斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大，由图可知火箭在0～t1时间内的加速度小于t1～t2时间内的加速度，故C错误；加速度方向向上，物体处于超重状态，加速度方向向下，物体处于失重状态，由图可知，t1～t2时间内加速度为正，向上，所以火箭处于超重状态，t2～t3时间内加速度为负，向下，所以火箭处于失重状态，故D正确．故选D．‎ ‎【点睛】本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据加速度正确判断物体是超重还是失重状态，能根据图象读取有用信息．‎ ‎7.消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（ ）‎ A. 绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 B. 绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 C. 消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力 D. 消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；‎ B．儿童从井内加速向上提的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大于儿童的重力．故B正确；‎ C．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力不是一对作用力与反作用力，故C错误；‎ D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.如图所示，质量为m=1kg的木块上方用一根轻质绳与天花板链接，下方与一根轻质弹簧相连，且弹簧的拉力为2N．木块处于静止状态，当轻绳被剪断瞬间，木块的加速度为（）‎ A. 10m/s2 B. 12m/s2 C. 2m/s2 D. 0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体静止时细线的拉力为T=F+mg=12N，剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不变，则物体的加速度为，故选B.‎ ‎9.如图所示，某质点在共点力F1,F2,F3(互成120°）作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转60°，其它力均保持不变，那么该质点的合力大小为（ ）‎ A. F1 B. F2+F1 C. F3 D. F1+F2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】力平衡中任意两个力合力与第三个力等值、反向、共线，故除F1外的两个力 F2、F3的合力大小等于F1，方向与F1反向，若将F1逆时针旋转60°，故可等效成物体受两个互成120°的大小等于F1的力作用；根据平行四边形定则可知，两个大小相等且互成120°的力合成时，合力在两个分力的角平分线上，大小等于分力，故此时物体所受到的合力大小为F1；‎ A．F1，与结论相符，选项A正确；‎ B．F2+F1，与结论不相符，选项B错误；‎ C．F3，与结论不相符，选项C错误；‎ D．F1+F2，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选A。‎ ‎10.如图,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间,在消防车向前前进的过程中,人同时相对梯子匀速向上运动。在地面上看消防队员的运动,下列说法中正确的是( )‎ A. 当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀加速直线运动 B. 当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀速直线运动 C. 当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速曲线运动 D 当消防车匀加速前进时，消防队员一定做匀变速直线运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当消防车匀速前进时，因人同时相对梯子匀速向上运动，根据运动的合成可知，消防队员一定做匀速直线运动。故A错误，B正确。‎ CD．当消防车匀加速前进时，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线，其加速度的方向大小不变，所以消防员做匀变速曲线运动。故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11.如图所示，A、B两物块的质量分别为3m和2m，两物块静止叠放在水平地面上A、B 间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ(μ≠0)．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对B施加一水平推力F，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 若F＝μmg，A、B间的摩擦力一定为零 B. 当F＞7.5μmg时，A相对B滑动 C. 当F＝3μmg时，A的加速度为μg D. 若去掉B上的力，而将F＝3μmg的力作用在A上，则B的加速度为0.1μg ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．B与地面间的最大静摩擦力 fB＝μ×5mg＝μmg，‎ 当F=μmg时，AB处于静止，对A分析，A所受的摩擦力为零，故A正确；‎ B．A发生相对滑动的临界加速度a=μg，对整体分析，‎ F−μ•5mg＝5ma，‎ 解得 F=7.5μmg，‎ 所以当F＞7.5μmg 时，A相对B滑动．故B正确；‎ C．当7.5μmg＞F=3μmg＞μmg，可知AB保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度 a=＝0.1μg，‎ 故C错误；‎ D．若去掉B上的力，而将F=3μmg的力作用在A上，B发生相对滑动的临界加速度 a＝＝0.25μg，‎ 对A分析 F-μ•3mg=3ma，‎ 解得不发生相对滑动的最小拉力F=3.75μmg，可知F=3μmg的力作用在A 上，一起做匀加速直线运动，加速度 a=＝0.1μg，‎ 故D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎【点睛】本题考查了摩擦力计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力．‎ ‎12.自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车、工程车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成．如图所示，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff，下列说法中正确的是 A. 摩擦力Ff逐渐减小 B. 摩擦力Ff先增大后减小 C. 支持力FN逐渐减小 D. 支持力FN先增大后减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时货物受重力和支持力，抬起后受到向上的静摩擦力；静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，即Ff=mgsinθ，随角度的增大，静摩擦力增大；当角度达一定程度时，物体开始滑动，由静摩擦力变化滑动摩擦力，而滑动摩擦力Ff=μmgcosθ，cosθ随角度的增加而增小，故滑动摩擦力将减小；故摩擦力是先增大后减小的，故A错误，B正确；支持力FN=mgcosθ，cosθ随角度的增加而增小，故支持力一定是逐渐减小，故C正确，D错误；故选BC.‎ ‎13.如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法正确的是(　 　) ‎ A. 斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,B对斜面的压力越小 B. 斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小 C. 斜面倾角θ一定时,A球对挡板的压力一定 D. 半径确定时随着斜面倾角θ逐渐增大,A受到挡板作用力先增大后减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、对B球受力分析，受重力mg、斜面支持力N和A球的支持力F，改变R与r时，A对B的弹力的方向是改变的，如图所示：‎ 由图可以看出，当R=r时，支持力平行斜面向上，两球之间的弹力最小，故B正确；当R>r，R越大，r越小时，力F方向从图中的位置1逐渐向位置2、3移动，故斜面支持力N增加，根据牛顿第三定律，B对斜面的压力也增加，故A错误；‎ C、对AB整体分析，受重力、斜面支持力和挡板的支持力，根据平衡条件，A对挡板的压力，则知斜面倾角θ一定时，无论半径如何，A对挡板的压力NA一定，故C正确误；‎ D、 由上知，A对挡板的压力，半径一定时，随着斜面倾角θ逐渐增大,A对挡板的压力NA增大，故D错误；‎ 故选BC．‎ ‎14.如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，则（　　）‎ A. 0～tl时间内物块A的加速度逐渐增大 B. t2时刻物块A的加速度最大 C. t3时刻物块A的速度最大 D. t2～t4时间内物块A一直做减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．0～t1时间内物块A受到的静摩擦力逐渐增大，物块处于静止状态，选项A错误;‎ B．t2时刻物块A受到的拉力F最大，物块A的加速度最大，选项B正确;‎ C．t3时刻物块A受到的拉力减小到等于滑动摩擦力，加速度减小到零，物块A的速度最大，选项C正确;‎ D．t2～t3时间内物块A做加速度逐渐减小加速运动，t3～t4时间内物块A一直做减速运动，选项D错误。‎ 故选BC。‎ 二、实验题：共13分，按题目要求填空 ‎15.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图甲所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点．‎ ‎（1）下列叙述正确的是_________‎ A.该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力 B.两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 C.实验中AO和BO的夹角应尽可能大 D.在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线 E.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置 ‎（2）对数据处理后得到如图乙所示的图线,则F与F'两力中,方向一定沿CO方向的是_______．‎ ‎（3）本实验采用的科学方法是_________．‎ A．控制变量法B.放大法C.理想实验法D.等效替换法 ‎【答案】 (1). BD (2). (3). D ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）CO的拉力与AO和BO的拉力是三个共点力，三个力的合力为零，CO的拉力与AO和BO的拉力的合力等值反向，即CO的拉力与AO和BO的拉力的合力方向相反，故A错误．要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定．故B正确．本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制．故C错误．本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度．故D正确．实验中，需记录弹簧测力计的读数和拉力的方向，以及O点的位置，故E错误．故选BD． （2）数据处理时要注意：用平行四边形画出来的是理论值，与橡皮筋同线的是实际值．所以方向一定沿CO方向的是F′． （3）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选D．‎ ‎16.在探究“加速度与力和质量的关系”实验时，某老师对传统实验进行了改进，其实验操作如下：‎ ‎①如图所示，先将沙和沙桶通过滑轮悬挂于小车一端，调节平板的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，测出沙和沙桶的总质量m；‎ ‎②保持平板倾角θ不变，去掉沙和沙桶，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动， 通过纸带测量其加速度a；‎ ‎③ 保持小车质量M不变，多次改变沙和沙桶的总质量m，每次重复①②两步操作，得到小车加速度与合力的关系；‎ ‎④ 多次改变小车的质量，进行适当的操作，得到小车加速度和质量的关系．‎ ‎（1）在上述实验操作过程中，以下说法正确的是_________‎ A．可以用6V以下的直流电源给打点计时器供电 ‎ B．应在小车开始运动后再接通打点计时器的电源 C．要保持细绳与平板平行 D．应让小车从远离定滑轮处开始运动 ‎（2）在操作④中，每次改变小车质量后，_________（选填“需要”或“不需要”）重新调节平板的倾角．‎ ‎（3）实验中，某同学在坐标纸上画出四张关系图线．其中_________图是正确.‎ A. B . ‎ C. D. ‎ ‎（4）在操作②中，小车所受的合力大小________mg（填“大于”或“等于”或“小于”）,实验中________ (填 “需要”或“不需要”)满足沙和沙桶的总质量远小于小车质量.‎ ‎【答案】 (1). C (2). 需要 (3). A (4). 等于 不需要 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）打点计时器使用交流电源，故A错误．实验时应先接通电源，再释放小车，故B错误．实验时应保持细绳与平板平行，故C正确．要让小车从靠近定滑轮处开始运动，故D错误．‎ ‎（2）因在操作①中满足：‎ ‎，‎ 则在操作④中，每次改变小车质量M后，需要重新调节平板的倾角θ．‎ ‎（3）在合力不变的条件下，加速度与质量成反比，所以图象是过原点的倾斜的直线，故A正确，BCD错误；‎ ‎（4）因在操作①中满足，‎ 则在操作②中，小车所受的合力大小 ‎；‎ 即小车所受的合力大小等于mg；‎ 由于小车所受的合力等于悬挂的沙和沙桶的重力，则不需要满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量．‎ 三、计算题（共3小题，共31分。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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎17.平直的公路上有甲、乙两辆车，t＝0时，甲车由静止开始做匀加速直线运动，乙车在甲车正前方10m处以10m／s的速度匀速运动；已知某段时间内甲车的位置坐标与时刻关系如表格所示，甲车的最大速度为40m／s，达到最大速度后甲车可保持匀速运动．求：‎ ‎(1)甲车做匀加速直线运动的加速度 ‎(2)在追赶过程中，甲、乙两车何时距离最大：‎ ‎(3)甲车何时追上乙车？追上时，甲车的速度为多大？‎ ‎【答案】(1)5m/s2；(2)2s；(3) 9s 40m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由公式可得：，代入数据解得：；‎ ‎(2) 两车的速度相等时，两车之间的距离最远，则：‎ ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(3)甲车达到最大速度时， ‎ 甲车没有追上乙车，‎ 由公式 ‎ 解得t=9s 此时甲车的速度为最大速度40m/s．‎ ‎18.如图所示，斜面C固定在地面上．物体A、B均静止不动，所受重力分别为GA=10N和GB=20N．绳MO与ON垂直．求：‎ ‎(1)绳MO上的拉力．‎ ‎(2)物体B所受的摩擦力．‎ ‎(3)若B与斜面间的最大静摩擦力为20N，为了不使B物体滑动，A的重力不能超过多少？‎ ‎【答案】(1) ；(2) ；(3) 20N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设绳上的拉力为，对三绳交点受力分析如图，‎ 则有：‎ 由以上二式得：‎ ‎ (2)对点有：‎ 对受力分析如图，在沿斜面方向：‎ 解得：‎ ‎(3)若，绳上的拉力：‎ 故A的重力不超过20N ‎19.如图所示,传送带与地面的倾角θ=37°,从A至B的长度x=16 m,传送带以v=10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A由静止释放一个质量为m=0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,则物体从A运动到B所需的时间t是多少?(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)‎ ‎【答案】2 s ‎【解析】‎ ‎【详解】将物体从传送带的A端释放后，物体由静止开始下滑，当下滑速度小于传送带速度时，物体受到的摩擦力沿斜面向下.设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有：‎ 代入数据解得：；物体加速至与传送带速度相等时需要的时间：‎ 发生的位移：‎ 代入数据解得：‎ 所以物体加速到时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变；设物体的加速度为a2，从速度大于v运动到B的时间为t2，位移为x2，由牛顿第二定律有：‎ 代入数据解得：；由运动学公式有：‎ 将已知数据代入上式解得t2=1 s，t2=-11 s(舍去)‎ 故物体经历的总时间：‎ 答：物体从A运动到B需时间是2s.‎