【物理】河南省洛阳市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】河南省洛阳市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

河南省洛阳市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。其中1-9题为单选题，10-14题为多选题。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.在下列几组仪器中，能用来测量国际单位制中三个力学基本物理量的是 A. 弹簧测力计、秒表、刻度尺 B. 弹簧测力计、秒表、天平 C. 刻度尺、秒表、天平 D. 弹簧测力计、刻度尺、天平 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 在国际单位制中三个力学基本量是长度、质量、时间，测量工具分别是刻度尺、天平、秒表，故C正确，ABD错误．‎ ‎2.国产歼—15舰载机以65m/s速度降落在静止的“辽宁号”航母水平甲板上，机尾挂钩精准钩住阻拦索．在阻拦索的拉力帮助下，经历2.5s速度减小为零．若将上述运动视为匀减速直线运动，根据以上数据不能求出战斗机在甲板上运动的 A. 位移 B. 加速度 C. 平均速度 D. 受到的阻力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．根据平均速度公式可得，‎ 位移：，，所以能求出战斗机在甲板上运动的位移、平均速度，故AC不符合题意； ‎ BD．根据加速度的定义式，能求出战斗机在甲板上运动的加速度，因为不知道战斗机的质量，无法由牛顿第二定律求战斗机所受的阻力，故选项B不符合题意，选项D符合题意．‎ ‎3.关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体做曲线运动时受到的力一定是变力 ‎ B. 物体做曲线运动时速度大小一定是变化的 C. 物体做曲线运动时加速度大小一定是变化的 ‎ D. 物体做曲线运动时所受合力一定不为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做曲线运动时受到力不一定是变力，例如平抛运动，选项A错误； ‎ B．物体做曲线运动时速度大小不一定是变化的，例如匀速圆周运动，选项B错误；‎ C．物体做曲线运动时加速度大小不一定是变化的，例如平抛运动，选项C错误；‎ D．物体做曲线运动时一定有加速度，则所受合力一定不为零，选项D正确；‎ ‎4.下列关于向心力的说法正确的是( )‎ A. 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B. 向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向，不能够改变速度的大小 C. 做匀速圆周运动的物体向心力大小不变，是恒力 D. 向心力是物体所受的合外力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的，故A错误；‎ B．向心力总是与速度方向垂直，不做功，不能改变速度的大小，但改变速度的方向，故B正确；‎ C．向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的，故C错误；‎ D．只有做匀速圆周运动的物体向心力是以效果命名的，是由物体所受合外力提供的，非匀速圆周运动的向心力并不等于合外力，故D错误．‎ ‎5.如图，质量mA＞mB的A、B两球沿车前进方向相距s，放在车厢内光滑桌面上，车与球一起做匀速直线运动，如果突然刹车，在两球还没有离开桌面前，它们的距离将 A. 保持不变 B. 逐渐增大 C. 逐渐减小 D. 先减小后增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】车厢做匀速直线运动，桌面上的物体A和B也会做匀速直线运动，即方向和速度一致．当车突然停止时，由于惯性，物体A和B仍会保持原来的运动状态不变，因此，在两球还没有离开桌面前，它们的距离将不变；故选A．‎ ‎6.如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地而上，下端固定。一小球从高处自由落下，从小球落到弹簧上端到将弹簧压缩至最低过程中，下列判断正确的是（ ）‎ A. 小球的速度先增大后减小 B. 小球的速度一直减小 C. 小球的加速度一直增大 D. 小球的加速度一直减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球所受的弹力为F，当小球压缩弹簧的过程中，F竖直向上，且由零逐渐增大，所以合力F合=mg-F，方向向下，且逐渐减小，即加速度向下且逐渐减小，小球接触弹簧时有向下的速度，所以小球向下做加速运动；当F=mg，加速度为0，速度达到最大；小球继续向下运动，弹力F继续增大，合力F合=F-mg，方向向上，且继续增大，即加速度向上且逐渐增大，所以小球向下做减速运动，到达最低点时，速度为0，加速度到达最大值，即小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大；故A正确，BCD错误。 7.把物体以初速度水平抛出，不计空气阻力，当抛出后竖直位移和水平位移相等时，物体运动的时间是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，据题有：v0t=gt2，解得，故选B.‎ ‎8.如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m1，m2的物块，m1放在地面上，m2离水平地面有一定高度，当m1的质量发生改变时，绳子拉力T的大小也随之改变，下列四个图象中最能正确反映T与m1之间关系的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当m2⩽m1时，m1仍处于静止状态，则m2处于静止状态，加速度为零，绳子拉力T的大小等于m2g；当m2>m1时，m1有向上的加速度，根据牛顿第二定律得：，以m1为研究对象，绳子拉力T=m1a+m1g==，当m1=0，则T=0，T与m1不成线性关系，可知A图线正确，BCD错误．‎ ‎9.如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有（ ）‎ A. 小球对斜劈的压力先减小后增大 B. 小球对斜劈的压力逐渐增大 C. 轻绳对小球的拉力逐渐增大 D. 轻绳对小球的拉力逐渐减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对小球受力分析，受重力、支持力和细线的拉力，如图所示： 根据平衡条件可知，细线的拉力T增加，支持力N减小，根据牛顿第三定律，球对斜面的压力也减小，故AB错误； CD．对球和滑块整体分析，受重力、斜面的支持力N，杆的支持力N′，拉力F，如图所示： 根据平衡条件，有： 水平方向：N′=Nsinθ 竖直方向：F+Ncosθ=G 由于N减小，故N′减小，F增加，即轻绳对小球的拉力逐渐增大，故C正确、D错误。 故选C。‎ ‎10.关于加速度，下列说法中正确的是 A. 速度变化越大，加速度一定越大 B. 物体向西运动，加速度方向可能向东 C. 加速度的方向一定与物体所受合外力的方向一致 D. 物体的速度减小，加速度也一定减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据a=可知，速度变化越大，但时间可能长，故加速度不一定大，故A错误．‎ B．物体向西运动，加速度方向可能向东，此时做减速运动，故B错误；‎ C．由牛顿第二定律可知，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同，故C正确；‎ D．物体的速度减小说明加速度与速度方向相反，但加速度不一定减小，故D错误．‎ 故选BC。‎ ‎11. 某船在静水中的速率为3m/s，要横渡宽为30m的河，河水的流速为5m/s．则下列说法中正确的是 A. 该船不可能渡过河去 B. 该船渡河的最小距离为30m C. 该船渡河所用时间至少是10s D. 该船渡河所经位移的大小至少是50m ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，但一定能渡过河去．故A错误．‎ B．因为水流速大于静水速，所以合速度不可能垂直于河岸，该船渡河最小距离一定大于30m．故B错误．‎ C．当静水速与河岸垂直时，渡河的时间最短，最短时间为，故C正确．‎ D．当静水速的方向与合速度垂直时，渡河的位移最短，设此时合速度于河岸方向的夹角为θ，，最小位移，故D正确．‎ 故选CD。‎ ‎12.如图所示，一水平传送带长为4m，以10m/s的速度做匀速运动。现将一物块由静 止轻放到传送带的A端，已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2。 则物块在传送带上运动过程中，下列判断正确的是（ ）‎ A. 物块一直做匀加速运动 B. 物块先做匀加速运动再做匀速运动 C. 物块从A端运动到B端所用的时间为5s D. 物块从A端运动到B端所用的时间为2s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】物体刚放上传送带时设动过程中物体的加速度为a，根据牛顿第二定律得：‎ μmg=ma，代入数据解得：a=2m/s2；设达到与皮带共速度v时发生的位移为x1，所用时间为t，则有：v2=2ax1，代入数据解得：x1=25m＞L=4m，说明物块从A到B一直做加速运动，则从A到B加速位移： ，即，故AD正确、BC错误。 故选AD。‎ ‎13.如图所示，光滑斜面长为，宽为，倾角为，一物块沿斜面左上方顶点P水平射 入，而从右下方顶点Q离开斜面，从P到Q的过程中有（ ）‎ A. 小球的加速度大小是g B. 小球的初速度大小是 C. 小球运动的时间是 D. 小球竖直方向的位移是b ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：，故A错误。 BC．根据得： ，入射的初速度为：，故BC正确。 D．小球竖直方向的位移是应该小于b ‎，故D错误。 故选BC。‎ ‎14.如图，一个质量为m的光滑小环套在一根轻质细迤上，细.绳的两端分别系在竖直杆上的A、B两点，让竖直杆以角速度出匀速转动，此时小环在绳上C点，AC和BC 与竖直方向的夹角分别为37°和53°，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，重力加速度为g。则（ ）‎ A. 绳上的张力大小为 ‎ B. 绳子的长度为 C. 杆上A、B两点间的距离为 ‎ D. 小环做圆周运动的向心加速度大小等于 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球受到重力mg、绳子张力为T，如图所示 竖直方向根据平衡条件可得：T（cos37°+cos53°）=mg，解得：，故A正确； B．设小环做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律可得：Tsin37°+Tsin53°=mrω2，解得： ，根据几何关系可得绳子长度为：，故B正确； C．杆上A、B两点间的距离为： ，故C错误； D．环做圆周运动的向心加速度大小为：a=rω2=g，故D正确。 故选ABD。‎ 二、实验题（本题共2小题，共14分）‎ ‎15.某同学在学习平抛运动时进行以下的实验：‎ ‎ ‎ ‎（1）实验一：如图1所示，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的试验，发现位于同一高度的A、B总是同时落地．该实验说明了A球在离开轨道后（ ）． ‎ A．在水平方向上的分运动是匀速直线运动 ‎ ‎ B．在水平方向上的分运动是匀加速直线运动 C．在竖直方向上的分运动是自由落体运动 ‎ D．在竖直方向上的分运动是匀速直线运动 ‎ ‎（2）实验二：用如图2的实验装置研究小球平抛运动，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，运动到从斜面顶端后做平抛运动，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的水平射程x，最后作出了如图3所示的x-tanθ图象，g=10m/s2． 由图可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= ______ m/s．实验中发现θ超过60°后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为L= ______ m．‎ ‎【答案】 （1） C （2）1.0, ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动；将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动；故选C． （2）根据平抛运动规律有，竖直方向：y=gt2     ‎ 水平方向：x=v0t      ‎ 联立得：x=tanθ 由图可得：=0.2‎ 解得：v0=1m/s；‎ 当斜面倾角θ=60°时，设斜面长度为L，有：Lsin60°=gt2    ‎ 水平方向：Lcos60°=v0t    ‎ 得：‎ 解得：L=m．‎ ‎16.在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力． ‎ ‎(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．‎ A.必须用天平测出砂和砂桶的质量 B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C.应当先释放小车，再接通电源 D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带 E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力 F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放 ‎(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下B点时，小车运动的速率是_____m/s．小车运动的加速度大小是______m/s2.（计算结果保留三位有效数字）‎ ‎(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.‎ ‎【答案】 (1). DEF (2). 0.721 2.40 . 1.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；‎ C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；‎ D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确；‎ E．由于实验要求研究小车的合外力与加速度的关系，需要排除与轨道的滑动摩擦力的影响，所以实验中需要将长木板倾斜，以平衡摩擦力，故E正确；‎ F．在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故F正确； ‎ ‎(2)相邻两计数点之间还有四个点未画出，相邻两计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，打下点时，小车运动的速率是：‎ 根据可得：‎ ‎(3)根据牛顿第二定律可知：‎ 解得：‎ 三、计算题：本题共4小题，共44分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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.如图所示，定滑轮的半径r＝2 cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a＝2 m/s2做匀加速运动，在重物由静止下落距离为1‎ ‎ m的瞬间，求滑轮边缘上的点的角速度和向心加速度．‎ ‎【答案】100 rad/s　200 m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】重物以加速度a=2m/s2做匀加速运动，由公式：v2−v02＝2ax 代入数据得此时轮缘的线速度 则角速度 向心加速度 ‎18.如图所示，质量分别为、的物块A、B置于足够长的水平面上，在水平推力F作用下一起由静止开始向右做匀加速运动，加速度。 已知A、B与水平面间的动摩擦因数均为，取。求：‎ ‎（1）物块A对物块B作用力的大小；‎ ‎（2）水平推力F的大小。‎ ‎【答案】（1）9N方向水平向右 （2）12N 方向水平向右 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设物块A对物块B的作用力大小为F′，以物块B为研究对象，则:‎ ‎ ‎ 代入数据解得:F′=9N ‎ 方向水平向右； ‎ ‎（2）设物块A、B一起做匀加速运动的加速度为，则由牛顿第二定律得:‎ 代入数据解得:F=12N 方向与加速度的方向相同，即方向水平向右 ‎19.“抛石机”是古代战争中常用的一种设备．如图所示,某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程．已知所用抛石机长臂的长度L=2m,质量m=1.0kg的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态,与水平面间的夹角现对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,水平抛出前,石块对长臂顶部向上的压力为2.5N,抛出后垂直打在倾角为45°的斜面上,不计空气阻力,重力加速度g取试求斜面的右端点A距抛出点的水平距离．‎ ‎【答案】0.75m ‎【解析】‎ ‎【详解】石块在长臂顶部时，根据牛顿第二定律可得： ‎ 解得v0=5m/s 石块被抛出后做平抛运动，垂直打在450角的斜面上，则vy=v0=5m/s 则vy=gt可得t=0.5s，‎ 则水平方向：x=v0t=2.5m            竖直方向：L+Lsin300-h=gt2， h=1.75m 斜面的右端点A距抛出点的水平距离：s=x-htan450=0.75m ‎20.如图，在倾角为θ的光滑斜面顶端有一个质点A自静止自由下滑，与此同时在斜面底端有一质点B自静止开始以加速度a背向斜面在光滑的水平面上向左运动，设A下滑到斜面底部能沿光滑的小弯曲部分平稳匀速地向B追去，为使A不能追上B，试求a的取值范围．‎ ‎【答案】aB>gsinθ ‎【解析】‎ ‎【详解】设A滑到底端的速度为vA，滑到底端的时间为t1，A追上B所用的时间为t.临界情况为当B的加速度最大时，此时A追上B时，两者速度恰好相等．‎ 速度相等时，根据平均速度公式，B的位移：xB=t，‎ A做匀速运动的位移为：xA=vA(t−t1)，‎ A追上B时，有：xB=xA，‎ 即：t=vA(t−t1)，‎ 解得：t1=t，‎ A做匀加速运动的加速度为：aA=mgsinθ/m=gsinθ，aA=vA/t1=2vA/t，‎ B做匀加速直线运动的加速度为：aB=vA/t=aA/2=gsinθ 即A能追上B，B的最大加速度为gsinθ，A不能追上B时：aB>gsinθ；‎ ‎ ‎