2020学年高一物理上学期期末考试试题（含解析）

2020学年高一物理上学期期末考试试题（含解析）

‎2019学年高一上学期期末考试 物理试题 一、选择题 ‎1. 伽利略在研究落体运动时，提出了“把轻重不同的两个物体连在一起下落，与单独一个物体下落比较，是快了还是慢了”的问题（　　）‎ A. 自由落体运动的快慢与物体的质量无关 B. 自由落体运动是匀加速直线运动 C. 自由落体运动的速度与时间成正比 D. 自由落体运动的速度与位移成正比 ‎【答案】A ‎【解析】解：亚里士多德根据日常生活经验，不通过实验验证认为重的物体下落快，轻的物体下落慢；伽利略通过对自由落体运动的研究推翻了他的观点，伽利略认为物体下落快慢与物体轻重无关．故选项A正确．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】物理学的发展不是一帆风顺的，经历了很多曲折和挫折，同学们要理解其过程，不但要记住正确理论，对于当时错误的理论也要有所了解．‎ ‎2. 人字梯（也称A型梯），因其使用时梯杆及地面构成一个等腰三角形，看起来像一个“人”字，因而得名（如图甲）．图乙是可升降人字梯简化的正视图，每根梯杆由两部分组成，类似拉杆箱的拉杆可长短伸缩．梯杆的顶端有轴将两侧梯杆连在一起，使两侧梯杆可绕O转动．为了安全，梯杆的下端PQ两点用长度一定的安全拉绳固定，拉直时安全绳水平．设水平地面光滑，不考虑梯子自身的重量，当质量一定的人站在梯顶时，由于需要将人字梯的升降杆拉出使其升高，则升高后和升高前相比（ ）‎ A. 梯子对地面的压力增大 B. 梯子对地面的压力减小 - 13 -‎ C. 人对左侧梯杆的压力增大 D. 安全绳的张力减小 ‎【答案】D ‎【解析】A、把人和梯子看成一个整体，人和梯子处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，地面对梯子的支持力等于人和梯子的总重力，由于梯子重力不计，则地面对梯子的支持力等于人的重力，升高后和升高前相比，不发生变化，则梯子对地面的压力也不变，故AB错误；‎ C、升高后，梯子的顶角减小，对人受力分析，人处于平衡状态，合力为零，设顶角为2θ，则梯子对人的支持力 ，θ减小，则F减小，故C错误；‎ D、对左侧梯子受力分析，受到人对梯子的压力，地面的支持力以及安全绳的拉力，合力为零，其中地面对左侧梯子的支持力方向竖直向上，大小为 ，根据平衡条件则有： ，θ减小，则T减小，故D正确．‎ 故选：D 点睛：本题考查物理知识在实际问题的中应用，关键是找准研究对象，确定对应的物理模型，根据平衡条件求解，难度适中．‎ ‎3. 一小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．经过b点时速度为v，经过c点时速度为3v，则ab段与ac段位移之比为（　　）‎ A. 1：3 B. 1：5 C. 1：8 D. 1：9‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：本题中没有涉及时间，涉及的物理量有位移和速度，故选择位移速度公式分析解题。‎ 根据公式，可得，，联立解得，故C正确。‎ ‎4. 有两个光滑固定的斜面AB和BC，A和C两点在同一水平面上，斜面BC比斜面AB长(如图)，一个滑块自A点以速度vA上滑，到达B点时速度减小为零，紧接着沿BC滑下，设滑块从A点到C点的总时间是tC，图中能正确表示滑块速度的大小v随时间t变化规律的是( )‎ - 13 -‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据机械能守恒定律知，滑块在A、C的速度大小相等，上滑和下滑均匀变速直线运动， 根据牛顿第二定律知，上滑时的加速度大小a1=gsinα，下滑时的加速度大小a2=gsinθ，α＞θ，则a1＞a2，根据t=知，上滑的时间t上＜t下，故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎5. 如图a所示，在木箱内粗糙斜面上静止质量为m的物体，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图b所示，物体始终相对斜面静止。斜面对物体的支持力和摩擦力分别为FN和f，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 在0-t1时间内，FN增大，f减小 B. 在0-t1时间内，FN减小，f增大 C. 在t1-t2时间内，FN增大，f增大 D. 在t1-t2时间内， FN减小，f减小 ‎【答案】D ‎【解析】在0-t1时间内，根据速度时间图线知，物体做加速运动，加速度逐渐减小，对物块研究，在竖直方向上有：FNcosθ+Ffsinθ-mg=ma，FNsinθ=Ffcosθ，知加速度减小，则支持力FN和摩擦力减小．在t1-t2时间内，根据速度时间图线知，物体做减速运动，加速度逐渐增大，对物块研究，在竖直方向上有：mg-（FNcosθ+Ffsinθ）=ma，FNsinθ=Ff - 13 -‎ cosθ，加速度逐渐增大，知支持力和摩擦力逐渐减小．故D正确，ABC错误．故选D．‎ ‎6. 如图所示，一个小球从地面竖直上抛．已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为，两次经过较高点B的时间间隔为，重力加速度为，则A、B两点间的距离为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D 故选D 点睛：根据上抛运动的对称性，可以得到物体从顶点到a的时间，从顶点出发初速度为0，经过t时间到达某个点，根据位移公式即自由落体公式求解。‎ ‎7. 如图，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为 A. gsinα B. gcosα C. gtanα D. g/tanα ‎【答案】C ‎【解析】物体A受力如图 - 13 -‎ 则有，即，故C正确，ABD错误；‎ 故选C。‎ ‎8. 如图所示，一个表面光滑的斜面体M置于水平地面上，它的两个斜面与水平面的夹角分别为α、β，且α＜β，M的顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块，细绳与各自的斜面平行，不计绳与滑轮间的摩擦，A、B恰好在同一高度处于静止状态．剪断细绳后，A、B滑至斜面底端，M始终保持静止．则（ ）‎ A. 滑块A的质量大于滑块B的质量 B. 两滑块到达斜面底端时的速度相同 C. 两滑块同时到达斜面的底端 D. 在滑块A、B下滑的过程中，斜面体受到水平向左的摩擦力 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：滑块A和滑块B沿着斜面方向的分力等大，故：mAgsinα=mBgsinβ；由于α＜β，故mA＞mB，故A正确；滑块下滑过程机械能守恒，有：mgh=mv2，故，由于两个滑块的高度差相等，故落地速度相等，但方向不同，故B错误；由牛顿第二定律得：mgsinθ=ma，a=gsinθ，α＜β，则aA＜aB，物体的运动时间，v相同、aA＜aB，则tA＞tB，故C错误；滑块A对斜面体压力等于重力的垂直分力mAgcosα，滑块B对斜面体压力也等于重力的垂直分力mBgcosβ，如图所示 - 13 -‎ NAsinα-NBsinβ=mAgcosαsinα-mBgcosβsinβ；由于mAgsinα=mBgsinβ；‎ 故NAsinα-NBsinβ=mAgcosαsinα-mBgcosβsinβ＞0，故静摩擦力向左，故D正确；故选AD．‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】本题关键隔离三个物体分别受力分析，根据平衡条件列方程判断；同时要结合牛顿第二定律及机械能守恒定律判断。‎ ‎9. 一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑，最高可滑至b点，后又滑回至a点，c是ab的中点，全程物块的加速度不变。如图所示，已知物块从a上滑至b所用时间为t，下列分析正确的是(　　)‎ A. 物块从c运动到b所用的时间等于从b运动到c所用的时间 B. 物块从c运动到b所用的时间大于从b运动到c所用的时间 C. 物块下滑时从b运动至c所用时间为 D. 物块上滑通过c点时的速度大小等于整个上滑过程中平均速度的大小 ‎【答案】AC ‎【解析】AB：全程物块的加速度不变，物块从c运动到b与物块从b运动到c的过程可逆，物块从c运动到b所用的时间等于从b运动到c所用的时间；故A正确B错误。‎ C：物块从a上滑至b所用时间为t，设ab间距离为x，物体运动的加速度为a；根据运动的可逆性，。物块下滑时从b运动至c滑行的距离为，初速度为零，则，解得，故C正确。‎ D：物体通过c点时的速度；整个上滑过程的平均速度。故D错误。‎ 点睛：抓住过程的对称性分析问题，会使解题快捷准确。‎ ‎10. 如图所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1‎ - 13 -‎ ‎ m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列判断正确的是(　　)‎ A. 物块A先到达传送带底端 B. 物块A、B同时到达传送带底端 C. 传送带对物块A、B的摩擦力都沿传送带向上 D. 物块A下滑过程中相对传送带的位移小于物块B下滑过程中相对传送带的位移 ‎【答案】BCD ‎............‎ 二、实验题 ‎11. 橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实践都表明,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.‎ ‎(1).在国际单位制中,杨氏模量Y的单位应该是________‎ A.N      B.m      C.N/m     D.Pa ‎（2）.有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值.首先利用刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm,那么测量工具a应该是________‎ - 13 -‎ ‎(3).做出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的图像，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=________N/m ‎(4).这种橡皮筋的Y值等于________（Y的数值保留一位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). （1）D (2). （2）螺旋测微器 (3). （3）312.5 (4). （4）5×106 Pa ‎【解析】根据表达式推导出Y的单位．根据所要测量的长度大小选择适合的仪器．根据图像的斜率表示劲度系数求解；根据公式求解；‎ ‎（1）根据表达式得：，已知K的单位是N/m，L的单位m，S的单位是，所以Y的单位是，也就是Pa，D正确；‎ ‎（2）测得橡皮筋的长度L用毫米刻度尺．测量工具橡皮筋未受到拉力时的直径用螺旋测微器．‎ ‎（3）根据可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为．‎ ‎（4）根据可得 - 13 -‎ ‎12. 某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图1)。在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时。实验中该同学将钢条竖直置于一定高度（下端A高于光控开关），由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2。‎ ‎①用游标卡尺测量AB、AC的长度，其中AB的长度如图2所示，其值为___________mm； ‎ ‎②若狭缝宽度忽略，则该同学利用， 求出和后，则重力加速度g=_______ ；‎ ‎③若狭缝宽度不能忽略，仍然按照②的方法得到的重力加速度值比其真实值________(填“偏大”或“偏小”)。 ‎ ‎【答案】 (1). 74.3mm (2). (3). 偏大 ‎【解析】(1)标卡尺的主尺读数为74mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×3mm=0.3mm，所以最终读数为：74mm+0.3mm=74.3mm；‎ ‎(2)该同学利用，，根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度；若狭缝宽度忽略，两中间时刻的时间间隔为（t1+t2）/2， ‎ 重力加速度为：；‎ ‎(3) 若狭缝宽度不能忽略，两中间时刻的时间间隔大于（t1+t2）/2，得到的重力加速度值比其真实值偏大。‎ ‎13. 某同学“研究匀变速直线运动规律”的装置如图甲所示，安装好实验装置后进行实验，得到了如图乙所示的纸带。 ‎ - 13 -‎ ‎（1）该同学实验过程中纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连；‎ ‎（2）A、B、C、D、E为从纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1s，则B点速度vB＝________m／s，小车加速度a＝________m／s2。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). （1）左 (2). （2）0.38 (3). 0.39 ‎ ‎【解析】（1）由于小车做匀加速直线运动，则纸带上的相邻两点之间的距离越来越大，则小车与纸带的左侧相连接； ‎ ‎（2）根据时间中点的速度等于这段时间的平均速度求解瞬时速度，即打B点的瞬时速度为：， ‎ 由推论 列式，利用逐差法得： ‎ 点睛：本题考查了研究匀变速直线运动规律的实验，根据实验原理和数据处理方法来列式求解问题；根据时间中点的速度等于这段时间的平均速度求解瞬时速度，由列式求解加速度.‎ 三、解答题 ‎14.‎ - 13 -‎ ‎ “创建文明城市，争做文明太原人”随着创建文明城市的深入，文明出行日显重要，为此太原交管部门,在城区内全方位装上”电子眼”，据了解”电子眼”后，机动车违法，交通事故大大减少擅自闯红灯的大幅度减少。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前乙车在后,速度均为10m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换为黄灯,于是紧急刹车,汽车立即减速；,乙车司机看到甲刹车后也紧急刹车，但经过0.5s才开始减速。已知甲车紧急刹车时的加速度是4m/s2,乙车紧急刹车时的加速度是5m/s2　　求:‎ ‎(1)若甲车司机看黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能否避免闯红灯?‎ ‎(2)为了保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两汽车行驶过程中至少保持多大距离?‎ ‎【答案】（1）能避免闯红灯.（2）2.5m ‎【解析】（1）甲刹车的位移为: ，故能避免闯红灯.‎ ‎（2）甲车速度减为零的时间为: , 乙车速度减为零的时间为: 减速到共速时有: 代入数据计算得出: 则有:, ‎ ‎ ‎ 综上所述本题答案是：（1）可以避免闯红灯 ‎（2）为了保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两汽车行驶过程中至少保持的距离 ‎15. 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)‎ ‎(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？‎ ‎(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎(3)若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？ ‎ ‎【答案】（1）、（2）（3）24 kg - 13 -‎ ‎【解析】(1)以结点O为研究对象进行受力分析，如图甲所示，‎ 由平衡条件有 ‎ ‎ ‎ 联立解得 故轻绳OA、OB受到的拉力分别为、 ‎ ‎(2)对人受力分析，如图所示：‎ 人在水平方向受到OB绳的拉力F′OB和水平向左的静摩擦力作用， ‎ 由平衡条件得 又 所以 ‎ ‎(3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，‎ 有 ……‎ 由平衡条件得 ‎ 又 ‎ 联立解得 ‎ 即物体甲的质量最大不能超过24 kg.‎ 综上所述本题答案是：（1），；（2），水平向左；（3）24kg；‎ ‎16.‎ - 13 -‎ ‎ 滑雪运动是把滑雪板装在靴底上在雪地上进行速度、跳跃和滑降的竞赛运动。滑雪运动中当滑雪板相对雪地速度较大时，会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦．然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大．假设滑雪者的速度超过8m/s时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0．125．一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始自由下滑，滑至坡底B（B处为一光滑小圆弧）后又滑上一段水平地面，最后停在C处，如图所示。不计空气阻力，已知坡长L=24.1m，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎（1）滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间；‎ ‎（2）滑雪者到达B处时的速度大小；‎ ‎（3）若滑雪板与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.5,求滑雪者在水平地面上运动的最大距离。‎ ‎【答案】（1）2s（2）15m/s（3）22.5m ‎【解析】试题分析：（1） 由牛顿第二定律得 mgsinθ–μ1mgcosθ=ma1 ‎ a1=4m/s2 ‎ t1==2s ‎（2） mgsinθ–μ2mgcosθ=ma2‎ a2 =5m/s2‎ 则由 代入数据解得：vB="15m/s"‎ ‎（3） a3=μ3g=5m/s2 ‎ x3==22．5m 考点：牛顿第二定律的综合应用 ‎【名师点睛】本题综合运用了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律，关键理清滑雪者的运动过程，正确地受力分析，运用牛顿定律或动能定理解题；此题还可以联系动能定理来解答．‎ ‎ ‎ - 13 -‎