2018-2019学年浙江省余姚中学高一上学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年浙江省余姚中学高一上学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019 学年浙江省余姚中学高一上学期期中考试物理试题（解析版） 一、单选题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。） 1. 在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度，瞬时速度和加速度等概念用来描述物 体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力 地推进了人类科学的发展（ ） A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 牛顿 D. 爱因斯坦 【答案】B 【解析】 在物理学发展史上，是伽利略首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合 起来，建立了物理学的正确的研究方法，推进了人类科学的发展，故 B 正确，ACD 错误。 2.《道路交通安全法》中规定：小型车辆前排乘坐人员(包括司机)必须系好安全带，这是因为 A. 系好安全带可以减小人的惯性 B. 系好安全带可增加人的惯性 C. 系好安全带可以防止因人的惯性而造成伤害 D. 系好安全带可以防止因车的惯性而造成伤害 【答案】C 【解析】 【详解】质量是物体惯性大小的唯一的量度，系好安全带不可以改变人的惯性，故 AB 错误；安全带系在人 的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤 害，故 C 正确，D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。 3.一个小球从斜面上的 A 点由静止开始做匀加速直线运动,经过 3 s 后到达斜面底端 B 点,并开始在水平地 面上做匀减速直线运动,又经过 9 s 停止于 C 点,如图所示,设小球经过 B 点时速度大小不变,则小球在斜面 上运动的距离与在水平面上运动的距离之比是 (　　) A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 3∶1 【答案】C 【解析】 设小球到达 B 点时速度为 v，从 A 到 B，根据匀变速直线运动的规律： ，从 B 到 C： ，联 立解得： ，所以 C 正确。 4.如图是某物体做直线运动的 v-t 图象,由图象可得到的正确结果是 ( ) A. t=1 s 时物体的加速度大小为 2 B. 物体 3 内的平均速度大小为 2.5 C. 物体 7 s 内的位移为 D. 物体第 内位移 【答案】C 【解析】 【详解】在 0～1s 内做匀加速直线运动，加速度为： ，故 A 错误；图线与时间轴 所围成的面积表示物体的位移： ，所以物体 3s 内的平均速度大小： ， 故 B 错误；图线与时间轴所围成的面积表示物体的位移： ，故 C 正确；物体第 内位移： ，故 D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。 5.在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下，为了算出加速度，最合理的 方法是 　　 计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应 的时刻 通过计数点时 的速度 A. 根据任意两个计数点的速度，用公式 算出加速度 B. 根据实验数据画出 图象，量出其倾角，用公式 算出加速度 C. 根据实验数据画出 图象，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式 算出加速度 D. 依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 【答案】C 【解析】 试题分析：在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大； 所以我们可以根据实验数据画出 v-t 图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时， 应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任 意两点所对应的速度及时间，用公式 算出加速度，所以误差小；故 A 错误，C 正确．根据实验数据 画出 v-t 图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式 a=tanα 算出 的数值并不是加速度，故 B 错误．D 这种方法是不对的，因为根本就不知道加速度是一个什么函数，如果是 一个变化值这种方法完全是错误的，除非你能确定加速度是什么函数，故 D 错误．故选 C。 考点：研究匀变速直线运动 【名师点睛】此题是关于研究匀变速直线运动的实验数据处理问题；在实验中处理数据的方法较多，而图 象法往往是一种比较准确的解题方法。 6.如图，质量为 m 的物体在质量为 M 的静止斜面上匀速下滑。物体与斜面、斜面与地面间的动摩擦因素均 为 μ。则地面对斜面的摩擦力为 （ ） A. 0 B. mgsinθ 向左 C. mgsinθcosθ 向左 D. mgsinθcosθ 向右 【答案】A 【解析】 【详解】对木块受力分析，受到重力，支持力和摩擦力，根据平衡条件，有 mgsinθ-f1=0，mgcosθ-N1=0 ； 对斜面受力分析，受重力 Mg、支持力 N、滑块的压力 N1、滑块的摩擦力 f1 和地面的静摩擦力 f，设静摩擦 力 f 向左，则 f=N1sinθ-f1cosθ=0 ，即地面对斜面的摩擦力大小为 0，故 A 正确，BCD 错误。 7.如图所示，用一根长为 的细绳一端固定在 O 点，另一端悬挂质量为 m 的小球 A，为使细绳与竖直方向夹 30°角且绷紧，小球 A 处于静止，应对小球施加的最小力等于 （ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图所示： 根据作图法分析得到，当小球施加的力 F 与细绳垂直时，所用的力最小。根据平衡条件，F 的最小值为： ，故 D 正确，ABC 错误。 8.如图所示，两个质量为 2kg、3kg 的物体 1 和 2 紧靠在一起放在光滑的水平桌面上，如果他们分别受到水 平推力 F1=8N、F2=3N 作用，则 1 物体对 2 物体的作用力大小为( ) A. 5N B. 6N C. 7N D. 8N 【答案】B 【解析】 【详解】两物体在 F1 和 F2 的作用下，具有相同的加速度为： ，方向与 F1 相同。 物体 1 和 2 之间存在着一对作用力和反作用力，设 1 施于 2 的作用力为 FN，用隔离法分析物体 1 在水平方 向受力为 FN 和 F1，根据牛顿第二定律有：F1-FN =m1a，解得：F1=6N，故 B 正确，ACD 错误。 二．不定项选择题（本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。） 9.如图所示，为一物体的速度-时间图象，由图可知 ( ) A. 3 s 末物体回到初始位置 B. 3 s 末物体的加速度方向发生变化 C. 物体做匀变速直线运动 D. 6 秒末物体回到出发点 【答案】CD 【解析】 【详解】在前 3s 内，速度为负值，说明物体一直向负方向运动，3s 末物体没有回到初始位置，故 A 错误； v-t 图象的斜率等于加速度，由图可知 0-6s 内斜率没变，所以加速度没有变化，一直做匀变速运动，故 B 错误，C 正确；速度图象与坐标轴围成的“面积”大小等于物体通过的位移，则 t=3s 时，物体位于出发点 负 方 向 上 距 离 出 发 点 的 位 移 为 ， t=3s 后 物 体 沿 正 方 向 运 动 ， 3-6s 内 位 移 为 ，则在 t=6s 时物体的位移 x=0，物体回到出发点，故 D 正确。所以 CD 正确，AB 错误。 10.某物体以 30 m／s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力，g 取 10 m／s2,5 s 内物体的 ( ) A. 路程为 65 m B. 位移大小为 25 m，方向向下 C. 速度改变量的大小为 10 m／s D. 平均速度大小为 13 m／s，方向向上 【答案】A 【解析】 【分析】 物体竖直上抛后，只受重力，加速度等于重力加速度，可以把物体的运动看成一种匀减速直线运动，由位 移公式求出 5s 内位移，由平均速度公式求出平均速度，由△v=at 求出速度的改变量．路程等于各段位移大 小之和 【详解】物体做竖直上抛运动，看成一种匀减速直线运动． A、物体上升的最大高度为：h1= = =45m，上升的时间为：t1= =3s． 从最高点开始 2s 内下落的高度为：h2= = m=20m，所以 5s 内物体通过的路程为： S=h1+h2=65m．故 A 正确． B、取竖直向上为正方向，则物体的加速度为 a=﹣g，5s 内物体的位移为：x=v0t﹣ gt2=30×5﹣ ×10×52 （m）=25m，方向竖直向上．故 B 错误． C、速度改变量为：△v=at=﹣gt=﹣10×5m/s=﹣50m/s，大小为 50m/s，方向竖直向下，故 C 错误． D、平均速度为： = = m/s=5m/s，方向竖直向上．故 D 错误 故选：A 【点睛】对于竖直上抛运动，通常有两种处理方法，一种是分段法，一种是整体法，两种方法可以交叉运 用 11.如图为皮带传送装置，甲为主动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q 分别为两轮边缘上的两点，下列说法 正确的是： （ ） A. P 点受到的摩擦力方向与甲轮的转动方向相同 B. P 点受到的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反 C. Q 点受到的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 D. Q 点受到的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 【答案】BC 【解析】 【详解】甲为主动轮，首先转动，所以皮带将阻碍其转动，因此轮受到的摩擦力方向与转动方向相反，即 P 点受到的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反，故 A 错误，B 正确；乙为从动轮，其转动时因为受到的皮带对 它的摩擦力作用，此时的摩擦力为动力，方向与轮转动的方向相同，即 Q 点受到的摩擦力方向与乙轮的转 动方向相同，故 C 正确，D 错误。所以 BC 正确，AD 错误。 12.如图所示，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. 天花板与木块间一定有弹力 B. 天花板与木块间一定有摩擦力 C. 推力 F 逐渐增大的过程中，木块将始终保持静止 D. 木块受天花板的摩擦力随推力 F 的变化而变化 【答案】ABC 【解析】 【详解】木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力， 故 AB 正确；木块受力如图所示： 根据平衡条件得：F=N+Gcosα，f=Gsinα，当逐渐增大 F 的过程，N 增大，静摩擦力 f 不变，木块将始终保 持静止，故 C 正确，D 错误。所以 ABC 正确，D 错误。 13.如图所示，质量为 m1 的物块放在车厢的水平底板上，用竖直细线通过光滑的定滑轮与质量为 m2 的小球 相连．车厢正沿水平直轨道向右行驶，此时与小球相连的细绳与竖直方向成 θ 角，小球、物块与车厢均保 持相对静止，由此可知（ ） A. 车厢的加速度大小为 gsinθ B. 绳对物块的拉力大小为 C. 底板对物块的支持力大小为（m2﹣m1）g D. 底板对物块的摩擦力大小为 m1gtanθ 【答案】BD 【解析】 试题分析：先以物体 2 为研究对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律求出其加速度和绳的拉力．再对物 体 1 研究，由牛顿第二定律求出支持力和摩擦力． 解：A、以物体 2 为研究对象，受力如图所示，由牛顿第二定律得：m2gtanθ=m2a，解得：a=gtanθ，则车 厢的加速度也为 gtanθ，故 A 错误； B、如图所示，绳子的拉力 T= ，故 B 正确． C、对物体 2 研究，受力如图 2 所示，在竖直方向上，由平衡条件得：N=m1g﹣T=m1g﹣ ，故 C 错误； D、由图 2 所示，由牛顿第二定律得：f=m1a=m1gtanθ，故 D 正确． 故选：BD． 【点评】解决本题的关键的关键知道车厢和两物体具有相同的加速度，通过整体法和隔离法进行求解． 三．实验题（本题共 20 分。每空 2 分 ） 14.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动 情况，在纸带上确定出 、 、 、 、 、 、 共七个计数点，其相邻点间的距离如图甲所示，每两个相邻 的计数点之间的时间间隔为 0.10 。 （1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下 、 、 、 、 五个点时小车的瞬时速度，并将各个 速度值填入下式（要求保留三位有效数字）。 __________ _________ _________ _________ __________ 。 （2）将 、 、 、 、 各个时刻的瞬时速度标在如图乙所示的坐标上，并画出小车的瞬时速度随时间变化 的关系图象。 （3）根据第 2 问中画出的 图象，求出小车运动的加速度为__________ 。（保留三位有效数字） 【答案】①0.400，0.479，0.560，0.640，0.721②如图所示 【解析】 试题分析：①因为每相邻两计数点间还有 4 个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为 0.1s．利用匀变 速直线运动的推论得：vB= = ="0.400"m/s，vC= = =0.479m/s，同 理，vD= 0.560m/s，vE=0.640m/s，vF=0.721m/s； ②将 B、C、D、E、F 各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图 线，如图所示． 考点：探究小车速度随时间变化的规律实验 【名师点睛】纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论， 可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。要注意单位的换算和有效数字的保留；能够知道相邻 的计数点之间的时间间隔． 15. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，其中的三个实验步骤是： （1）在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同 时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置 O 点，在白纸上记下 O 点的位置和 两弹簧秤的读数 F1、F2 和 （2）在纸上根据 F1 和 F2 的大小和方向，应用 定则作图求出合力 F． （3）只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的结点到达 ，记下此时弹簧秤的读数 F'和细绳的方 向． 【答案】(1)方向 (2)平行四边形 (3) O 点 【解析】 实验中我们需要根据两个分力的大小和方向做平行四边形，因此该实验中需要记录的是两个分力的大小和 方向，所以（1）是：记下 F1 和 F2 的方向；（2）是：应根据 F1 和 F2 的大小和方向作出平行四边形；为了 保证两次的作用效果相同，所以我们要把节点 O 拉到相同的位置，所以（3）是：应将结点 O 拉到同一位置 而不仅仅是伸长量相同． 四．计算题（6+10+10+10=36 分。要求写出必要的步聚和说明。） 16.一辆汽车从原点 O 由静止出发沿 x 轴做直线运动，为研究汽车的运动而记下它的各时刻的位置和速度见 下表： 时刻 t/s 0 1 2 3 4 5 6 7 位置坐标 x/m 0 0.5 2 4.5 8 12 16 20 瞬时速度 v/(m·s－1) 1 2 3 4 4 4 4 4 （1）汽车在第 2 秒末的瞬时速度为多大？ （2）汽车在前 3 秒内的加速度为多大？ （3）汽车在第 4 秒内的平均速度为多大？ 【答案】（1）4m/s（2）1m/s2（3）3.5m/s 【解析】 （1）从表中可知第 2s 末的速度为 3m/s （2）根据 可得汽车在前 3 秒内的加速度为 （3）第 4s 内的位移为 ，所用时间为 1s，故平均速度为 17.某汽车以 20m/s 的速度行驶，突然发现前方 21m 处有一辆自行车正以 5m/s 的速度匀速同向行驶，司机 立即刹车，刹车获得的加速度为 5m/s2，问汽车是否会撞上自行车？ 【答案】要撞上 【解析】 【分析】 汽车刹车后做匀减速直线运动，临界情况是与自行车速度相同时，汽车位移等于自行车位移加初始距离。 【详解】汽车与自行车速度相等时：v 汽=v0-at=v 自 解得：t=3s 汽车位移： 自行车位移：x2=v 自 t=15m x1-x2=37.5-15＞x0 故两车会相碰 【点睛】追及相遇类问题的统一条件是：速度相等时，后面的位移等于前面的位移加初始距离． 18.（6 分）如图，原长分别为 L1和 L2，劲度系数分别为 k1 和 k2 的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上，两弹簧 之间有一质量为 m1 的物体，最下端挂着质量为 m2 的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个质量为 m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和。求： （1）这时托起平板竖直向上的力是多少？ （2）整个过程 m2 上升的高度是多少？ 【答案】见解析。 【解析】 试题分析：（1）当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，下面弹簧的压缩量应等于上面弹簧的伸长量， 设为 x 。 对 m1 受力分析得：m1g=k1x+k2x① 对平板和 m1 整体受力分析得： F=(m2+m)g+k2x ② ①②联解得托起平板竖直向上的力 （2）未托 m2 时，上面弹簧伸长量为 ③ 下面弹簧伸长量为 ④ 托起 m2 时：m1 上升高度为：h1=x1-x⑤ m2 相对 m1 上升高度为：h2=x2+x ⑥ m2 上升高度为：h=h1+h2⑦ ③④⑤⑥⑦联解得 考点：力的平衡、胡克定律。 【名师点睛】略。 19.如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应 用．一架质量 m=2kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力 F=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为 f=4N．g 取 10m/s2． （1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞．求在 t=5s 时离地面的高度 h； （2）当无人机悬停在距离地面高度 H=100m 处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落．求无人 机坠落地面时的速度 v； （3）在无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力．为保证安全着地， 求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t1． 【答案】（1）75m（2）40m/s （3） 【解析】 试题分析：（1）根据牛顿第二定律求出上升的加速度，结合位移时间公式求出上升的位移． （2）根据牛顿第二定律求出下降的加速度大小，结合速度位移公式求出坠落地面时的速度大小． （3）根据牛顿第二定律求出恢复升力后向下减速的加速度，抓住匀加速和匀减速运动的位移之和等于 H， 求出最大速度，结合速度时间公式求出飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t1． 解：（1）由牛顿第二定律 F﹣mg﹣f=ma 代入数据解得 a=6m/s2 上升高度 代入数据解得 h=75m． （2）下落过程中 mg﹣f=ma1 代入数据解得 落地时速度 v2=2a1H， 代入数据解得 v=40m/s （3）恢复升力后向下减速运动过程 F﹣mg+f=ma2 代入数据解得 设恢复升力时的速度为 vm，则有 由 vm=a1t1 代入数据解得 ． 答：（1）t=5s 时离地面的高度 h 为 75m． （2）无人机坠落地面时的速度为 40m/s． （3）飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间为 ． 【点评】本题的关键是对飞行器的受力分析以及运动情况的分析，结合牛顿第二定律和运动学基本公式求 解，本题难度适中．