【物理】湖北省荆州中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】湖北省荆州中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

湖北省荆州中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 ‎ 一、选择题（每题4分，共48分。其中1-8题为单选题，9-12题为多选题）‎ ‎1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步。关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 亚里士多德首先提出了惯性的概念 B. 伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 C. 牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证 D. 力的单位“N"是国际单位制的基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 牛顿首先提出了惯性的概念，故A错误；‎ B. 伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故B正确 C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，故C错误；‎ D. 力的单位“N"是导出单位，故D错误。‎ ‎2.我国自主研制的“和谐号”高速列车如图所示．若“和谐号”高速列车进站前的初速度，经历速度减小为零，若将上述运动视为匀减速直线运动，根据以上数据无法求出“和谐号”高速列车在此运动过程的（ ）‎ A. 位移 B. 平均速度 C. 加速度 D. 受到的阻力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】列车做匀减速直线运动，可知300s的平均速度，位移为，加速度；因列车质量未知，无法求解阻力；故选D.‎ ‎3.如图所示，河水由西向东流，河宽为800 m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水＝x(m/s)(x的单位为m)，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船＝4 m/s，则下列说法中正确的是 (　 　) ‎ A. 小船渡河的轨迹为直线 B. 小船在河水中的最大速度是5 m/s C. 小船在距南岸200 m处的速度小于在距北岸200 m处的速度 D. 小船渡河的时间是160 s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、小船的速度为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动的分速度的矢量和，而两个分速度垂直，故当顺水流方向的分速度最大时，合速度最大，合速度的方向随顺水流方向的分速度的变化而变化，故小船到达河中心时速度最大，且运动轨迹为曲线，故A错误； B、当船到河中央时，水流速度达到最大，根据矢量的合成，船在河水中的最大速度，故B正确； C、小船距南岸200m处，则水流速度为，而小船距北岸200m处时，水流速度也为,根据速度的合成可知，它们的速度大小相等，故C错误； D、将小船的运动分解为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动，两个分运动同时发生，互不干扰，故渡河时间与顺水流方向的分运动无关，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的分位移最小，故渡河时间最短，最短时间为，故D错误．‎ ‎4.如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态。给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动．在此过程中(　　)‎ A. 水平力F的大小不变 B. 杆对小球A的支持力不变 C. 轻绳对小球B的拉力先变大后变小 D. 杆对小球A的摩擦力先变小后变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.对小球受力分析，受拉力F、重力和细线的拉力T，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示 随着的增大，拉力F和细线的拉力T均增加，故AC错误；‎ BD.对A B球整体分析，受重力、拉力F、支持力N和静摩擦力f，如图所示 设杆与水平方向的夹角为，根据平衡条件，在垂直杆方向有 随着F的增加，支持力增加；‎ 在平行杆方向有 故有 随着F的增加，静摩擦力逐渐减小，当 时，摩擦力为零，此后静摩擦力反向增大，故D正确B错误。‎ ‎5.甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。则甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比为（ ）‎ A. 1：3 B. 3：5 C. 5：7 D. 7：9‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD. 设汽车甲在第一段时间t的速度为v，第一段时间间隔内行驶的路程为s1，加速度为a，在第二段时间间隔内行驶的路程为s2．‎ 由运动学公式得，，，联立上式得，甲车行驶得总路程 ‎；设乙车在时间t的速度为v'，在第一、二段时间间隔内行驶的路程分别为s1′、s2′，同样有，，，联立上式得，乙车行驶得总路程 ‎，则甲、乙两车各自行驶的总路程之比为，故C正确ABD错误。‎ ‎6.如图所示，足够长的水平传送带以v0=4m/s的速度匀速运行，t=0时刻，在左端轻放一质量为m的小滑块，t=3s时刻传送带突然被制动而停止；已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，则t=3.5s时滑块的速度为（ ）‎ A. 0m/s B. 1m/s C. 2m/s D. 3m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物块在传送带上的加速度为：‎ 达到传送带速度时的时间为：‎ 则物块匀速运动的时间为：‎ 物块匀减速运动的加速度大小为：‎ 减速的时间为：‎ 时滑块的速度为：‎ A. 0m/s与分析不符，故A错误；‎ B. 1m/s与分析不符，故B错误；‎ C 2m/s与分析不符，故C错误；‎ D. 3m/s与分析相符，故D正确．‎ ‎7.如图所示，倾角为θ的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A，A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物块C，A、B、C一起沿斜面匀加速下滑。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）‎ A. A、B间摩擦力为零 B. A加速度大小为gcosθ C. C只受两个力作用 D. 斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 取BC整体为研究对象，若只受到自身重力和A对B的支持力，则受力情况与运动情况不相符合，故B还受向左的摩擦力，故A错误；‎ B. 选取ABC整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：，解得，‎ 故B错误；‎ C. 取C为研究对象，当斜劈B倾角也为θ时，C只受重力和斜面的支持力，加速度为 ‎，解得，故C正确；‎ D. 斜面对A的作用力垂直斜面向上，则A对斜面的作用力垂直斜面向下，这个力可分解为水平和竖直的两个分力，故斜面具有向右相对运动的趋势，斜面受到地面的摩擦力水面向左，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎8.如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，B到斜面底边的竖直高度为h，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 若小球以最小位移到达斜面，则 ‎ B. 若小球以最小位移到达斜面，则 C. 若小球能击中斜面中点，则 ‎ D. 若小球垂直击中斜面，则 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 过抛出点作斜面的垂线CD，如图所示：‎ 当小球落在斜面上的D点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：，‎ 竖直方向：，根据几何关系有，则有，解得，‎ 故A错误；‎ B.由A选项可知，此时竖直方向位移，水平方向位移 ‎，由上可知，故B正确；‎ C. 若小球能击中斜面中点时，小球下落的高度设为h，水平位移设为x．则由几何关系可得 ‎，解得，故C错误；‎ D. 小球垂直击中斜面时速度与竖直方向的夹角为θ，则，解得，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎9.如图所示，两个质量分别为m1＝1 kg、m2＝4 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30 N、F2＝20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是()　　．‎ A. 弹簧秤的示数是28 N B. 弹簧秤的示数是50 N C. 在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7 m/s2‎ D. 在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、以m1、m2以及弹簧秤为研究对象，则整体向右的加速度；再以m1为研究对象，设弹簧的弹力为F，则，得，故A错误，B正确；‎ C、突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，此时m2的加速度，故C正确；‎ D、突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力也不变，此时m1的加速度，故D错误；‎ 故选BC．‎ ‎10. 一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )‎ A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 解：A、如果恒力与运动方向相同，那么质点做匀加速运动，动能一直变大，故A正确．‎ B、如果恒力与运动方向相反，那么质点先做匀减速运动，速度减到0，质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动，动能再逐渐增大．故B正确．‎ C、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相同，这个方向速度就会增加，另一个方向速度不变，那么合速度就会增加，不会减小．故C错误．‎ D、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相反，这个方向速度就会减小，另一个方向速度不变，那么合速度就会减小，当恒力方向速度减到0时，另一个方向还有速度，所以速度到最小值时不为0，然后恒力方向速度又会增加，合速度又在增加，即动能增大．故D正确．‎ 故选ABD．‎ ‎11.如图1所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t=0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v-t图像如图2所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是（　　）‎ A. M=m B. 0-2s内物块的位移为10m C. 木板的长度为8m D. 木板与物块间的动摩擦因数为0.1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AD. 木块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力，故 ‎，而v-t图像的斜率表示加速度，故，解得，‎ 对木板受力分析可知，，由上可知，故AD错误；‎ B. 由题可知，有初速度得图像为小物块，v-t图像的面积代表位移，则，故B正确；‎ C. 图中可知物块和木板最终分离，两者v-t图像与坐标轴围成的面积之差等于木板的长度，则，故C正确。‎ 故选BC。‎ ‎12.图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的表示人的重心。图个点在图甲中没有画出。取重力加速度g＝10 m/s2。根据图象分析可知（ ）。‎ A. 人的重力为1500N B. b点是此人下蹲至最低点的位置 C. c点位置人处于超重状态 D. d点的加速度大小为20m/s2‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 在a点，人站在传感器上还没动作，此时，人受力平衡，故压力等于重力，所以，人所受的重力为500N，故A错误；‎ B. b点是人下蹲时加速度最大的时候，此时速度方向向下，人继续下蹲，在压力又等于重力前，合外力向下，人加速下蹲，故B错误；‎ C. c点位置人所受支持力大于重力，处于超重状态，故C正确；‎ D. 人在d点的合外力为，由牛顿第二定律可得：人在d点的加速度大小等于，故D正确。‎ 故选CD。‎ 二、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13.一鸣同学用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律，其中打点计时器的打点周期为0.02s 。‎ ‎（1）为了验证加速度与合外力成正比，必须做到_______‎ A．实验前要平衡摩擦力 B．每次实验都必须从相同位置释放小车 C．实验时拉小车的细绳必须保持与小车运动轨道平行 D．实验过程中，如拉力改变，则必须重新平衡摩擦力 ‎（2）图乙为某次实验得到的纸带，纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度大小为a=_______m/s2(结果保留两位有效数字)‎ ‎（3）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图丙所示的a－F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能有____。‎ A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）‎ B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）‎ C．盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M（即m<1）。断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，棒在碰撞前后的速度大小不变、方向反向。并且棒与地面碰撞时间极短。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计。求：‎ ‎(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环加速度a大小；‎ ‎(2)棒与地面第二次碰撞时的速度大小v ‎(3)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程S。‎ ‎【答案】（1）a1=(k-1)g（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设棒第一次上升过程中，环的加速度为a1，环受合力 方向竖直向上 ‎（2）由运动学公式 则棒第一次落地的速度大小为 ‎ 当棒触地反弹时，环将继续下落，棒、环之间存在相对滑动，设棒弹起后的加速度为 方向竖直向下 ‎ 因此，棒减速上升。‎ 取向下的方向为正方向，环与棒将在空中达到相同速度v，有：‎ 得 设此时棒上升的高度为h1，有 此后，棒和环一起下落，设与地面碰撞前瞬间速度为，有：‎ 得 ‎（3）棒第一次弹起的最大高度 解得 棒运动的路程