2019-2020学年河北衡水高一上物理期末试卷

2019-2020学年河北衡水高一上物理期末试卷

‎2019-2020学年河北衡水高一上物理期末试卷 一、选择题 ‎ ‎ ‎1. 一只小船在静水中的速度为‎4m/s，它要渡过一条宽为‎40m的河，河水流速为‎3m/s．下列说法中正确的是（ ） ‎ A.小船过河的位移不可能为‎40m B.小船过河的最短时间为‎10s C.若河水流速改变，船过河的最短时间将改变 D.小船在河中实际速度可能为‎8m/s ‎ ‎ ‎2. 下列说法中正确的是（           ） ‎ A.做曲线运动的物体，合外力一定为零 B.做曲线运动的物体，合外力一定是变化的 C.做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向不在同一直线上 D.做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向在同一直线上 ‎ ‎ ‎3. 如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（             ） ‎ A.D点的速率比C点的速率大 B.A点的加速度与速度的夹角小于‎90‎‎∘‎ C.A点的加速度比D点的加速度大 D.从A到D速度先增大后减小 ‎ ‎ ‎4. 两个物体做平抛运动的初速度之比为‎2:1‎，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面高度之比为（         ） ‎ A.‎1:2‎ B.‎1:‎‎2‎ C.‎1:4‎ D.‎‎4:1‎ ‎ ‎ ‎5. 三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点．下列说法正确的是（           ） ‎ A.三个质点从N点到M点的平均速度相同 B.三个质点任意时刻的速度方向都相同 C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同 D.三个质点从N点到M点的路程相同 ‎ ‎ ‎6. 一质点位于原点处，从t＝‎0‎时刻沿x轴正方向做直线运动，其运动的v−t图像如图所示，下列说法正确的是（        ） ‎ A.‎0∼2s内和‎0∼4s内，质点的运动时间相同 B.第‎3s内和第‎4s内，质点加速度的方向相反 C.第‎3s内和第‎4s内，质点的位移大小和方向均相同 D.t=4s时，质点在x=3m处 ‎ ‎ ‎7. 两玩具车在两条平行的车道上行驶，t＝‎0‎时两车都在同一计时线处，它们在四次比赛中的v−t图像如图所示，在‎0∼3s内哪幅图对应的比赛中两车可能再次相遇（        ） ‎ A. B. C. D. ‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 ‎ ‎ ‎8. 汽车以‎10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方‎15m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员反应时间为‎0.5s，汽车运动的v−t图像如图所示，则汽车的加速度大小为（        ） ‎ A.‎20m/‎s‎2‎ B.‎6m/‎s‎2‎ C.‎5m/‎s‎2‎ D.‎‎4m/‎s‎2‎ ‎ ‎ ‎9. 如图所示，圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁在仓库侧壁上，三块滑板与水平面的夹角依次是‎30‎‎∘‎、‎45‎‎∘‎、‎60‎‎∘‎．若有三个小孩同时从a、b、c处开始下滑（忽略阻力）则（        ） ‎ A.a处小孩最先到O点 B.b处小孩最后到O点 C.c处小孩最先到O点 D.a、c处小孩同时到O点 ‎ ‎ ‎ ‎10. 如图，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静止状态，则下列判断正确的是（        ） ‎ A.天花板与木块间的弹力可能为零 B.天花板对木块的摩擦力可能为零 C.推力F逐渐增大的过程中，木块受天花板的摩擦力增大 D.推力F逐渐增大的过程中，木块受天花板的摩擦力不变 ‎ ‎ ‎11. 如图所示，轻杆与竖直墙壁成‎53‎‎∘‎角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为‎3‎‎4‎mg（g表示重力加速度），则轻杆对小球的弹力大小为（        ） ‎ A.‎5‎‎4‎mg B.‎3‎‎5‎mg C.‎4‎‎5‎mg D.‎‎5‎‎3‎mg ‎ ‎ ‎12. 如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起使绳与竖直方向的夹角为θ=‎‎30‎‎∘‎，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为（        ） ‎ A.mg‎2‎ B.‎3‎‎2‎mg C.‎3‎‎3‎mg D.‎‎3‎mg ‎ ‎ ‎13. 如图所示，三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距‎2L，现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（        ） ‎ A.mg B.‎3‎‎3‎mg C.‎1‎‎2‎mg D.‎‎1‎‎4‎mg ‎ ‎ ‎14. 如图所示，是两位同学在研究“验证力的平行四边形定则”时所得到的实验结果，若F‎′‎的作用效果与F‎1‎、F‎2‎共同作用效果相同，则尊重实验事实的结果为（        ） ‎ A. B. C. D.‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 ‎ ‎ ‎15. 一遥控玩具小车在平直路上运动的位移-时间图像如图所示，则（ ） ‎ A.前‎15s末汽车的路程为‎30m B.‎20s末汽车的速度为‎1m/s C.前‎10s内汽车的加速度为‎3m/‎s‎2‎ D.前‎25s内汽车做单方向直线运动 ‎ ‎ ‎16. 做匀减速直线运动的物体，它的加速度大小为a，初速度大小为v‎0‎，经过时间t速度减小至零，则它在这段时间内的位移大小表达式正确的是（ ） ‎ A. v‎0‎‎2‎‎2a B. v‎0‎t+‎1‎‎2‎at‎2‎ C.‎1‎‎2‎at‎2‎ D.‎‎1‎‎2‎v‎0‎t ‎ ‎ ‎17. 如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住，处于静止状态．现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是（        ） ‎ A.竖直挡板对球的弹力一定增大 B.斜面对球的弹力保持不变 C.若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 D.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma ‎ ‎ ‎18. 质量分别为M和m的物块形状、大小均相同，将它们通过轻绳和光滑定滑轮连接，如图甲所示，沿斜面方向的绳子在各处均平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦．若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放M，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是（        ） ‎ A.轻绳的拉力等于Mg B.轻绳的拉力等于mg C.M运动的加速度大小为‎(1−sinα)g D.M运动的加速度大小为M−mMg ‎ ‎ ‎19. 如图所示，A、B两物块的质量分别为‎2m和m，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‎1‎‎2‎μ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，则（        ） ‎ A.当F<2μmg时，A、B都相对地面静止 B.当F=‎5‎‎2‎μmg时，A的加速度为‎1‎‎3‎μg C.当F>3‎μmg时，A相对B滑动 D.无论F为何值，B的加速度不会超过‎1‎‎2‎μg 二、实验题 ‎ ‎ ‎ 某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验．图甲为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有细砂的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车的拉力F等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得． ‎ ‎（1）图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为‎50Hz．根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________m/s，小车的加速度大小为________m/‎s‎2‎．（结果均保留两位有效数字）‎ ‎ ‎ ‎（2）在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注，但尚未完成图像（如图丙所示），请继续帮助该同学作出坐标系中的图像．‎ ‎ ‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 ‎（3）在“探究加速度a与合力F的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图丁所示，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因．________‎ 三、解答题 ‎ ‎ ‎ 一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行，以v‎1‎‎=100m/s的速度追赶一艘位于正前下方以v‎2‎‎=20m/s的速度逃跑的敌舰，如图所示．要准确击中敌舰，飞机应在离敌舰水平距离为s处释放炸弹，释放炸弹时，炸弹与飞机的相对速度为零，空气阻力不计，重力加速度g=10m/‎s‎2‎．求： ‎ ‎（1）炸弹从被投出到落到水面的时间；‎ ‎ ‎ ‎（2）炸弹刚落到水面时的速度大小；‎ ‎ ‎ ‎（3）要能准确击中敌舰，s应为多大？‎ ‎ ‎ ‎ 如图甲所示，物体A、B ‎（均可视为质点）用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，A、B离水平地面的高度H=1m．A的质量m‎0‎‎=0.4kg，如果B的质量m可以连续变化，得到A的加速度随m的变化图线如图乙所示，图中虚线为渐近线，设竖直向上为加速度的正方向，不计空气阻力，重力加速度为g取‎10m/‎s‎2‎．求： ‎ ‎（1）图乙中a‎0‎值；‎ ‎ ‎ ‎（2）若m=1.2kg，由静止同时释放A、B后，A距离水平地面的最大高度（设B着地后不反弹，A不与天花板碰撞）．‎ ‎ ‎ ‎ 一弹簧一端固定在倾角为‎37‎‎∘‎的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为m‎1‎‎=4kg的物块P，Q为一重物，已知Q的质量为m‎2‎‎=8kg，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止，如图所示．现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前‎0.2s时间内，F为变力，‎0.2s以后，F为恒力，‎(g=10m/s‎2‎)‎．求： ‎ ‎（1）物体做匀加速运动的加速度大小为多少？‎ ‎ ‎ ‎（2）F的最大值与最小值．‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 参考答案与试题解析 ‎2019-2020学年河北衡水高一上物理期末试卷 一、选择题 ‎1.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 小船渡河问题 ‎【解析】‎ 将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据垂直于河岸方向上的速度求出渡河的时间。通过判断合速度能否与河岸垂直，判断船能否垂直到对岸。‎ ‎【解答】‎ 解：A．根据平行四边形定则，由于船在静水中的速度大于水流速，则合速度可能垂直于河岸，即船可能垂直到达对岸，则最短航程为‎40m，故A错误； BC．当静水速与河岸垂直时，过河的时间最短，渡河的最短时间与水流速度无关，最短渡河时间为t=dvc=‎40‎‎4‎s＝‎10s，故B正确，C错误； D．若船的速度方向与河水流速方向相同时，船的实际速度最大，大小为‎7m/s，不可能为‎8m/s，故D错误． 故选B． ‎ ‎2.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 物体做曲线运动的条件 ‎【解析】‎ 物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不在同一直线上，曲线运动最基本特点是速度方向时刻变化，根据物体做曲线运动条件和曲线运动特点即可解答本题．‎ ‎【解答】‎ 解：A．物体做曲线运动的条件是物体所受合外力方向和速度方向不在同一直线上，合外力一定不为零，故A错误； B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动，故B错误； C．做曲线运动的物体，其速度方向与合外力方向一定不在同一直线上，若在一条直线上，做匀变速直线运动，故C正确，D错误． 故选：C．‎ ‎3.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 曲线运动的概念 ‎【解析】‎ 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向．‎ ‎【解答】‎ 解：A．由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，速度逐渐增大，D点的速度比C点速度大，故A正确； B．物体在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于‎90‎‎∘‎，故B错误； C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，故C错误； D．由于F向下，由图可知由A到B加速度与速度的夹角减小，由A的分析可知，质点由B到E过程中，受力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角减小，所以从A到D速度先减小后增大，故D错误． 故选A．‎ ‎4.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 平抛运动基本规律及推论的应用 ‎【解析】‎ 平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．‎ ‎【解答】‎ 解：由于物体的水平射程相等，初速度之比为‎2:1‎，根据水平方向上的位移x=v‎0‎t 可知， 物体运动的时间之比为‎1:2‎， 再根据竖直方向上的位移h=‎1‎‎2‎gt‎2‎   可知它们抛出点离地面高度之比为‎1:4‎，所以C正确． 故选：C． ‎ ‎5.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 路程 平均速度 ‎【解析】‎ 位移等于物体首末位置的距离，平均速度等于位移与时间的比值．‎ ‎【解答】‎ 解：AD．三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，首末位置距离相等，知位移相等，路程不相等，所用时间相等，则平均速度相等．故A正确，D错误． B．做曲线运动某时刻的速度方向沿该点的切线方向，知质点速度方向不是任意时刻相同，故B错误． C．三个质点在任意相等时间内的位移不一定不同，则平均速度不一定相同，故C错误． 故选A．‎ ‎6.‎ ‎【答案】‎ D ‎【考点】‎ v-t图像（匀变速直线运动）‎ ‎【解析】‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解：‎0∼2s内和‎0∼4s内，质点的运动时间不相同，选项A错误； 直线的斜率等于加速度，可知第‎3s内和第‎4s内，质点加速度的方向相同，选项B错误； 图像的“面积”表示位移，则第3s内和第4s内，质点的位移大小相同、方向相反，选项C错误； t=4s时，质点的位移为x=‎1‎‎2‎(1+3)×2m−‎1‎‎2‎×1×2m=3m，即此时质点在x=3m处，选项D正确． 故选D． ‎ ‎7.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ v-t图像（匀变速直线运动）‎ ‎【解析】‎ 根据v−t图像比较两车在‎0−3s内的速度大小，图像的面积等于位移，由此判断是否会相遇。‎ ‎【解答】‎ 解：A．在‎0∼2.5s内，一辆车的速度始终比另一辆车的速度大，两车间距增大，‎2.5s时，两车速度相等，两者相距最远，‎2.5s∼3s时另一辆车的速度比这辆车的速度大，距离减小，但未相遇，故A错误； B．根据v−t图像的面积等于位移可知，‎3s时，两车未相遇，故B错误； C．在‎0∼2.5s内，图像中围成面积相等，即t＝‎2.5s相遇，故C正确； D．在‎0∼5s内，一辆车的速度始终比另一辆车的速度大，‎5s时，速度相等，两者相距最远，故D错误． 故选C．  ‎ ‎8.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ v-t图像（匀变速直线运动）‎ ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解：设匀减速直线运动的时间为t，根据v−t图像的面积代表物体通过的位移可知：‎15=10×0.5+‎1‎‎2‎×10t，解得匀减速运动的时间为：t=2s，所以匀减速的加速度为：a=Δvt=‎0−10‎‎2‎=−5m/‎s‎2‎，加速度大小为‎5m/‎s‎2‎，故C正确． 故选C．‎ ‎9.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 用牛顿运动定律分析斜面体模型 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解：斜面上的加速度：a=mgsinθm=gsinθ， 斜面的长度s=‎Rcosθ， 根据匀变速直线运动规律s=‎1‎‎2‎at‎2‎， 得：‎1‎‎2‎gsinθt‎2‎=‎Rcosθ  ， t‎2‎‎=‎‎2Rgsinθcosθ， ta‎2‎‎=‎2R‎1‎‎2‎‎×‎3‎‎2‎×g=‎‎8‎3‎R‎3g， tb‎2‎‎=‎2R‎2‎‎2‎‎×‎2‎‎2‎×g=‎‎4Rg， tc‎2‎‎=‎2R‎1‎‎2‎‎×‎3‎‎2‎×g=‎‎8‎3‎R‎3g， tb‎2‎‎3μmg时，A相对于B滑动． 由以上分析可知A错误，C正确． 当F=‎5‎‎2‎μmg时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有F−‎3‎‎2‎μmg=3ma，解得a=‎μg‎3‎，B正确． 对B来说，其所受合力的最大值Fm‎=2μmg−‎3‎‎2‎μmg=‎1‎‎2‎μmg，即B的加速度不会超过‎1‎‎2‎μg，D正确． 故选BCD．‎ 二、实验题 ‎【答案】‎ ‎（1）‎1.6‎,‎‎3.2‎ ‎（2）答案如解答图所示 ‎（3）实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 ‎【考点】‎ 探究加速度与物体质量、物体受力的关系 ‎【解析】‎ ‎（3）图线不通过坐标原点，当F为某一值时，加速度为零，知平衡摩擦力不足．‎ ‎【解答】‎ 解：（1）B点的速度等于AC段的平均速度，故vB‎=xAC‎2T=‎0.0619+0.0670‎‎0.04×2‎m/s=1.6m/s， 从纸带上看出，相邻两点间位移之差为一恒量，Δx=0.51cm，根据Δx=aT‎2‎得，a=‎0.51×‎‎10‎‎−2‎‎0.04‎‎2‎m/s‎2‎=3.2m/‎s‎2‎．‎ ‎（2）根据描点法作出图像，如图所示： ‎ ‎（3）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够．‎ 三、解答题 ‎【答案】‎ ‎（1）炸弹从被投出到落到水面的时间是‎10s；‎ ‎（2）炸弹刚落到水面时的速度大小是‎141.4m/s；‎ ‎（3）要能准确击中敌舰，s应为‎800m．‎ ‎【考点】‎ 平抛运动基本规律及推论的应用 ‎【解析】‎ ‎（1）投下的炸弹做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间．‎ ‎（2）炸弹刚落到水面时，先求出竖直分速度，再与水平速度合成求速度．‎ ‎【解答】‎ 解：（1）投下的炸弹做平抛运动，竖直方向有 h=‎1‎‎2‎gt‎2‎，得： t=‎2hg=‎2×500‎‎10‎s=10s．‎ ‎（2）炸弹刚落到水面时竖直方向的速度大小为：  vy‎=gt=10×10m/s=100m/s， 则炸弹刚落到水面时的速度大小为： v=v‎1‎‎2‎‎+‎vy‎2‎=‎100‎‎2‎‎+‎‎100‎‎2‎m/s≈141.4m/s．‎ ‎（3）炸弹从被投出到落到水面时的水平位移为： x‎1‎‎=v‎1‎t=100×10m=1000m， 在这段时间内敌舰前进的位移为： x‎2‎‎=v‎2‎t=20×10m=200m， 所以飞机投弹时与敌舰在水平方向上距离为： s=x‎1‎−x‎2‎=1000m−200m=800m．‎ ‎【答案】‎ ‎（1）图乙中a‎0‎‎=10m/‎s‎2‎；‎ ‎（2）若m=1.2kg，由静止同时释放A、B后，A距离水平地面的最大高度hm‎=‎‎2.5m．‎ ‎ ‎【考点】‎ 牛顿第二定律的概念 物体的弹性和弹力 ‎【解析】‎ 本题主要考查了牛顿运动定律的综合应用，对于连接体问题，采用整体法和隔离法分析，对物体进行正确的受力分析和运动过程分析是解答的关键．‎ ‎【解答】‎ 解：（1）设轻绳的张力大小为T，分别选择B、A进行受力分析，根据牛顿第二定律可得： mg−T=ma， T−m‎0‎g=m‎0‎a， 得；a=m−‎m‎0‎m+‎m‎0‎g， 当m→∞‎时，a‎0‎‎=g‎=10m/‎s‎2‎．‎ ‎（2）当m=1.2kg时，A、B的加速度大小为a‎′‎‎=m−‎m‎0‎m+‎m‎0‎g=5m/‎s‎2‎． 设B着地时的速度为v，则‎2a‎′‎H=‎v‎2‎， 接着A做竖直上抛运动，到速度为零时到达最高点，由机械能守恒定律可得m‎0‎gh=‎‎1‎‎2‎m‎0‎v‎2‎， A距离水平地面的最大高度：hm‎=2H+h=2.5m． ‎ ‎【答案】‎ ‎（1）物体做匀加速运动的加速度大小为‎3m/‎s‎2‎；‎ ‎（2）F的最大值‎72N，最小值‎36N．‎ ‎【考点】‎ 用牛顿运动定律分析斜面体模型 弹簧连接体 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页 ‎【解析】‎ 此题暂无解析 ‎【解答】‎ 解：（1）设刚开始时弹簧压缩量为x‎0‎，整体受力如图所示． 在沿斜面方向上有：‎(m‎1‎+m‎2‎)gsinθ=kx‎0‎① 因为在前‎0.2s时间内，F为变力，‎0.2s以后，F为恒力，所以在‎0.2s时，P对Q的作用力为‎0‎， 由牛顿第二定律知， 沿斜面方向上对于P有：kx‎1‎−m‎1‎gsinθ=m‎1‎a② 前‎0.2s时间内P、Q向上运动的距离为 x‎0‎‎−x‎1‎=‎1‎‎2‎at‎2‎③ ①②③式联立解得a=3m/‎s‎2‎．‎ ‎（2）当P、Q开始运动时拉力最小，此时有 Fmin‎=(m‎1‎+m‎2‎)a=36N， 当P、Q分离时拉力最大，此时有 Fmax‎=m‎2‎(a+gsinθ)=72N．‎ 第17页 共20页 ◎ 第18页 共20页