【物理】天津市滨海新区2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】天津市滨海新区2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

天津市滨海新区 2019-2020 学年度第一学期期末检测试卷 高一年级物理 第Ⅰ卷 选择题（60 分） 注意事项： 1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干 净后，再选涂其他答案标号。 2．本卷共 14 小题，单项选择题每小题 4 分，多项选择题每小题 5 分，共 60 分。 一、单项选择题（本题共 10 小题，每小 45 分，共 40 分。） 1.下列各物理量的单位属于国际单位制基本单位的是（　　） A. 力单位 N B. 质量单位 g C. 时间单位 h D. 长度单位 m 【答案】D 【解析】 【详解】N 是导出单位，不是基本单位，故 A 错误； 力学中的基本物理量有三个，它们分 别是长度、质量、时间，它们的单位分别为 m、kg、s；g 是质量的常用单位，不是基本单 位；h 是时间的常用单位，也不是基本单位．故 D 正确，BC 错误． 2.物理学中通常运用大量的科学方法建立概念，如“理想模型”、“等效替代法”、“控制变量 法”、“比值定义法”等，下列选项均用到“等效替代法”建立概念的是（　　） A. 质点 B. 力 C. 速度 D. 合力与分力 【答案】D 【解析】 【详解】A．“质点”采用理想化模型的方法，故 A 错误； B．力 F=ma 采用了乘积定义法，故 B 错误； C．速度采用了比值定义法的方法，故 C 错误； D．“合力与分力”采用等效替代的方法，故 D 正确； 故选 D。 3.天津地铁 3 号线，是天津市快速轨道交通网中的南北骨干线，如图所示。从起点小淀站到 终点天津南站全长 33.7 km，最高时速 80 km/h，单程总时长约为 59 min。以下说法正确的是 （　　） A. 33.7 km 指的是位移 B. 地铁 3 号线运营平均速度是 80 km/h C. 估算地铁运行的时间，可以把地铁看成质点 D. 根据上述条件可以估算地铁的瞬时速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．33.7km 指的是路程，故 A 错误； B．80km/h 为瞬时速度，故 B 错误； C．估算地铁运行的时间，车的大小可以忽略不计，可以把地铁看成质点，故 C 正确； D．根据上述条件可以估算地铁的平均速度，故 D 错误。 故选 C。 4.秋日，树叶纷纷落下枝头，其中有一片梧桐叶从高为 5m 的枝头自静止落至地面，所用时 间可能是 A. 0.1s B. 0.5 s C. 1 s D. 3 s 【答案】D 【解析】 【详解】由 可知，5m 高处的自由落体用时约为 1s，树叶落下时阻力不可忽略，时 间要比 1s 大很多，故 CD 可能． 5.如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动．用 G 表示无人机 重力，F 表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是 　 21 2h at= ( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动即所受合外力为零 ，所以只有 B 图受力 可能为零，故 B 正确． 6.公交车起步时提醒乘客：“车辆起步，请拉好扶手……”，拉好扶手可以使乘客（　　） A. 惯性减小 B. 惯性增大 C. 惯性消失 D. 避免因惯性而摔倒 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．物体的惯性只和物体的质量有关，和物体的运动状态无关，故 ABC 错误。 D．车辆未启动时人和车保持静止状态，车启动时由于摩擦力，脚随车一起运动，而人的上 半身由于惯性保持静止状态，容易摔倒，故 D 正确。 故选 D。 7.如图所示，重为 100 N 的物体静止在粗糙水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为 0.1。 当物体受到一个大小为 5 N、水平向右的推力 F 作用时，物体受到的摩擦力大小和方向分别 为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　） A. 5 N，水平向左 B. 5 N，水平向右 C. 10 N，水平向左 D. 10 N，水平向右 【答案】A 【解析】 【详解】物体所受滑动摩擦力大小为： f=μN=0.1×100 N=10 N 当 F=5 N＜10 N＜f 静 max 时，物体保持静止不动。 物体所受到静摩擦力为： f′=F=5 N 方向水平向左； A．5 N，水平向左，与结论相符，选项 A 正确； B．5 N，水平向右，与结论不相符，选项 B 错误； C．10 N，水平向左，水平向右，与结论不相符，选项 C 错误； D．10 N，水平向右，水平向右，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 A。 8.在一次女子跳高比赛中，某选手以 2.01m 的成绩获得冠军．该运动员身高约为 1.93m，忽 略空气阻力，g 取 10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 该运动员下降过程处于超重状态 B. 该运动员起跳以后在上升过程处于失重状态 C. 该运动员起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力 D. 该运动员起跳离开地面时的初速度大约为 3m/s 【答案】B 【解析】 【详解】AB.运动员在整个跳高过程中，只受重力作用，处于失重状态，故 A 错误，B 正 确． C、运动员起跳时，地面对她的支持力和她对地面的压力是相互作用力，大小相等，故 C 错 误． D.运动员做竖直上抛运动，根据速度﹣位移关系可得：v ，其中 h 为运动员重心上 升的高度大约是 1m，解得：v≈4.5m/s，故 D 错误． 9.生活中经常用刀来劈开物体。如图所示是刀刃的横截面，F 是作用在刀背上的力，若刀刃 的横截面是等腰三角形，劈的夹角为 θ，则刀刃劈物体时对物体侧向推力 FN 的大小为（　　） 2gh= A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】将力 F 根据平行四边形定则分解如下： 由几何知识得，侧向推力的大小为： ，选项 D 正确； 10.如图所示，一小球 m 自空中自由下落，落到正下方的直立轻弹簧上与其 A 端接触。从小 球与弹簧 A 端接触到继续压缩弹簧直到小球降至最低位置的过程中，下列关于小球运动状 态描述正确的是（　　） A. 小球与弹簧 A 端刚接触时速度最大 B. 小球的速度最大时，加速度也最大 C. 小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D. 小球降至最低位置时，速度为零，加速度最大且大小为 g 2cos F θ 2cos 2 F θ 2sin F θ 2sin 2 θ F 2 22 2 F FF sin sin θ θ′ = = 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．小球与弹簧接触后，开始重力大于弹力，加速度向下，做加速运动，随弹 力的变大加速度减小。当加速度减小到零时速度最大，以后弹力大于重力，加速度向上且随 弹力的变大而逐渐变大，直到做减速运动到零。即小球的速度先增大后减小，加速度先减小 后增大，故 AB 错误，C 正确。 D．若设小球在弹簧上 平衡位置为 O 点；若小球由 A 点位置由静止释放，则小球最低将到 达 A 点关于平衡位置 O 对称的位置 A′，此时小球在 A′位置的加速度为 g；当小球从 A 点上 方某位置开始下落时，则小球下落的最低点在 A′位置的下方，可知此位置的加速度一定大 于 g，选项 D 错误； 二、不定项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。每小题给出的四个选项中，都 有多个选项是正确的。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，选错或不答的得 0 分） 11.一物体在三个共点力作用下处于平衡状态，其中 F1 = 10 N，F2 = 2 N，则第三个力 F3 大 小可能等于（　　） A. 5 N B. 8 N C. 10 N D. 15 N 【答案】BC 【解析】 【详解】F1=10N，F2=2N，其合力最大值是 12N，最小值是 8N，则 F3 的大小介于 8N 和 12N 之间； A．5 N，与结论不相符，选项 A 错误； B．8 N，与结论相符，选项 B 正确； C．10 N，与结论相符，选项 C 正确； D．15 N，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 BC。 12.如图所示是某物体做直线运动的 v - t 图象，由图可知，该物体（　　） A. 第 1 s 内和第 3 s 内运动方向相反 B. 第 1 s 内和第 3 s 内加速度方向相反 的 的 C 第 3 s 内和第 4 s 内加速度相同 D. 第 5 s 末回到初始位置 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．第 1 s 内和第 3 s 内速度均为正值，则物体运动方向相同，选项 A 错误； B．因为 v-t 图像的斜率的符号反映加速度的方向，可知第 1 s 内和第 3 s 内加速度方向相反， 选项 B 正确； C．因为 v-t 图像的斜率的等于加速度，可知第 3 s 内和第 4 s 内加速度相同，选项 C 正确； D．前 5s 内的位移为 ,则第 5 s 末回到初始位置，选项 D 正确； 故选 BCD。 13.如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点．现用水平力 F 缓慢推动斜面体， 小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近 水平，此过程中斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是 A. FN 不断增大，FT 不断减小 B. FN 保持不变，FT 先增大后减小 C. FN 不断增大，FT 先减小后增大 D. 当细绳与斜面平行时，FT 最小 【答案】CD 【解析】 【详解】先对小球进行受力分析，重力、支持力 FN、拉力 FT 组成一个闭合的矢量三角形， 由于重力不变、支持力 FN 方向不变，且从已知图形知 β＞θ，且 β 逐渐变小，趋向于 0；故 斜面向左移动的过程中，拉力 FT 与水平方向的夹角 β 减小，当 β=θ 时，FT⊥FN，细绳的拉 力 FT 最小，由图可知，随 β 的减小，斜面的支持力 FN 不断增大，FT 先减小后增大，故 CD 正确，AB 错误． 故选 CD. 1 1(1 3) 30m 2 60m 02 2x = + × − × × = 【点睛】本题考察物体的受力分析、共点力的动态平衡问题． 物体在三个共点力作用下达 到平衡状态，其中一个力的大小和方向均不发生变化时：一个力的方向不变，另一个力方向 改变，利用力的三角形法则； 另外两个力中，另外两个力方向均改变，利用力的三角形与 几何三角形相似． 对小球进行受力分析如图所示，则题干描述的动态过程可通过力的三角 形边长的变化替代． 14.如图甲为应用于机场和火车站 安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型。 紧绷的传送带始终保持 v = 0.4 m/s 的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数 μ = 0.2， A、B 间的距离为 2 m，g 取 10 m/s2。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在 A 处，则 下列说法正确的是（　　） A. 开始时行李的加速度大小为 2 m/s2 B. 行李经过 2 s 到达 B 处 C. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 0.08 m D. 若传送带速度足够大，行李最快也要 才能到达 B 处 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开始时行李的加速度大小为 ,选项 A 正确； B．行李加速的时间 ,加速的位移： 匀速的时间 ,则行李到达 B 点的时间 t=t1+t2=5.1s,选项 B 错误； C．行李加速阶段传送带的位移 ,行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为 0.08m-0.04m=0.04 m，选项 C 错误； 的 2 s 22m/sa gµ= = 1 0.4 s 0.2s2 vt a = = = 1 1 0.04m2 vx t= = 1 2 2 0.04 4.9s0.4 l xt v − −= = = ' 1 1 0.08mx vt= = D．若传送带速度足够大，行李一直加速到达 B 点的时间最短，则最短时间 ,选项 D 正确； 故选 AD。 第Ⅱ卷 注意事项： 1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。 2．本卷共 5 小题，共 40 分。 三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 10 分。） 15.如图甲所示，某同学用铁架台、轻质弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹 性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验。 （1）实验中还需要的测量工具有：_________________________。 （2）如图乙所示，纵轴是弹簧弹力 F，横轴是弹簧的伸长量 x，根据实验数据绘图。由图 可知弹簧的劲度系数 k = ________N/m。（结果保留 3 位有效数字） 【答案】 (1). 刻度尺 (2). 133 【解析】 【详解】（1）实验中还需要的测量工具是刻度尺，用来测量弹簧长度； （2）弹簧的劲度系数 16.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图甲所示。 2 2 2s 2s2 lt a ×= = = 8 N/m 133N/m0.06 Fk x ∆= = =∆ （1）下列说法正确的是________ A.实验时先接通电源，后释放小车 B.实验所用打点计时器应该接直流电源 C.调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动 D.通过增减小车中的重物改变小车质量时，需要重新调节木板倾斜度 （2）如图乙是某次实验得到的纸带。计时器打点的时间间隔为 0.02 s。两计数点间有四个 点未画出，部分实验数据如图所示。该小车的加速度 a = _____________m/s2。 （3）改变槽码的个数，多次重复测量。根据测得的多组数据可画出小车加速度 a 与所受拉 力 F 的关系图（a - F 图线）如图丙所示。此图线的 AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要 原因是__________________。 【答案】 (1). AC (2). 0.51 (3). 所挂槽码的总质量过大 【解析】 【详解】（1）A.实验时先接通电源，后释放小车，选项 A 正确； B.实验所用打点计时器应该接交流电源，选项 B 错误； C.调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动，这样就平衡了摩 擦力，选项 C 正确； D.因平衡摩擦力时满足 Mgsinθ=μMgcosθ，两边消去了 M，则通过增减小车中的重物改变小 车质量时，不需要重新调节木板倾斜度，选项 D 错误； 故选 AC。 （2）由运动学公式求加速度 2 2 2 2 2 ( )7.21 7.72 6.19 6.70 10 ( ) m/s 0.51m/s2 0.1 xa T −+ − − ×= = =×  （3）．由于 OA 段 a-F 关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正 比．由实验原理： mg=Ma 得： 而实际上 可见 AB 段明显偏离直线是由于所挂槽码的总质量过大，没有满足小车的质量 M＞＞m 造成 的． 四、综合题（本题共 3 小题，共 30 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 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。） 17.一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后，受到的推力是 900 N，开动 3 s 的时间，速 度增加了 0.9 m/s。求： （1）飞船的加速度大小； （2）飞船的质量。 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】（1）根据 可得飞船的加速度 （2）根据牛顿第二定律 F=ma 解得 18.如图所示，清晰楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总质量 为 m，且视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为 α。（不计摩擦）求： （1）悬绳对工人及装备的拉力 F1 的大小； （2）墙壁对工人及装备的弹力 F2 的大小。 mg Fa M M = ＝ mga M m ′ +＝ 20.3m/s 33 10 kg× ∆= ∆ va t 2 20.9 m/s 0.3m/s3a = = 3900 kg 3 10 kg0.3 Fm a = = = × 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】工人及其装备受到重力、支持力和拉力，如图所示。 G=mg F 为 、 的合力，根据共点力平衡条件，有 19.滑草是一种娱乐项目，某一滑草场中间是水平草坪，左右两侧有斜坡，游客在该滑草场 滑草 过程处理成如图乙所示模型（游客与滑板整体看成质点）。游客某一次从左侧斜坡 D 点滑下，滑至底端 C 点，经过 10 m 长的水平草坪，到达右侧斜坡底端 B 时的速度为 10 m/s。已知右侧斜坡与水平面的夹角为 37°，滑板与所有草坪的动摩擦因数均为 0.5。（已知 sin37° = 0.6，cos37° = 0.8）求： （1）游客沿左侧斜坡滑到坡底 C 点的速度 v； （2）游客在右侧斜坡滑行的时间 t。 的 1 cos mgF α= 2 tanF mg α= 1F 2F 1 cos mgF α= 2 tanF mg α= 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】（1）由 C 到 B 过程，游客与滑板整体在水平草坪上做匀减速直线运动 代入数据： （2）游客与滑板整体在右侧斜坡向上滑行 由于 ，游客与滑板整体会沿着右侧斜坡向下滑行 下滑过程 解得； 10 2m/sv = ( )1 5 s+ f mg maµ= = 2 2 2Bv v ax− = 10 2m/sv = 1sin cosmg mg maθ µ θ+ = 1 1Bv a t= 2 12B ABv a x= sin cosmg mgθ µ θ> 2sin cosmg mg maθ µ θ− = 2 2 2 1 2ABx a t= 1 2 (1 5)st t t= + = +