2018-2019学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

2018-2019学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

黑龙江省哈尔滨市第六中学2018-2019学年高一上学期期末考试 物理试题 一、选择题 ‎1.如图所示为一物体被吊车用钢索竖直向上提升过程的简化运动图象。下列判断正确的是（ ）‎ A. 0～36 s内物体被吊起的高度为25 m B. 0～10 s内物体的平均速度大于30～36 s内物体的平均速度 C. 30～36 s内物体处于超重状态 D. 0～10 s内钢索最容易发生断裂 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据速度时间图线围成的面积表示位移求出上升的高度；根据平均速度公式可比较前10s内与后6s的平均速度大小；根据加速度方向判断材料处于超重还是失重状态，加速度方向向下时处于失重状态，相反处于超重状态；根据牛顿第二定律判断出整个过程中的拉力变化，从而确定何时易断．‎ ‎【详解】由v-t图象可知，0～36s内物体被吊起的高度为h=×1=28m，故A错误；0～10s内的平均速度的大小等于30s～36s内的平均速度的大小，均为0.5m/s，故B错误；30s～36s内物体匀减速上升，拉力小于重力，处于失重状态，故C错误；前10s内物体做匀加速直线运动，处于超重状态，拉力最大，钢索最容易发生断裂。故D正确。故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握牛顿第二定律的应用以及图线的物理意义：斜率等于加速度，面积表示位移；能根据加速度的方向判断超重或失重．‎ ‎2.关于合力与它的两个分力的关系，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 合力一定大于其中任意一个分力 B. 合力可能小于其中任意一个分力 C. 两个分力的大小不变，若夹角在0～180º之间变化，则夹角越大其合力也越大 D. 两个分力F1和F2的夹角θ不变，F1大小不变，若F2增大，则合力F一定增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 如果几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同，就把这几个力叫做那一个力的分力，而把那一个力叫做那几个力的合力，合力与分力是等效替代关系，不是重复受力；两个不共线的力合成时，遵循平行四边形定则.‎ ‎【详解】不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误，B正确；两个共点力的夹角在0～180°之间，其合力随两力夹角的增大而减小，故C错误；若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向，F1＞F2，则合力F减小，故D错误；故选B。‎ ‎3.拿一个长约1.5m的玻璃筒，一端封闭，另一端有开关，把金属片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立过来，观察它们下落的情况，然后把玻璃筒里的空气抽出，再把玻璃筒倒立过来，再次观察它们下落的情况，下列说法正确的是 A. 玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛下落一样快 B. 玻璃筒充满空气时，金属片和小羽毛均做自由落体运动 C. 玻璃筒抽出空气后，金属片和小羽毛下落一样快 D. 玻璃筒抽出空气后，金属片比小羽毛下落快 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】抽出空气前.金属片和口小羽毛受到空气阻力的作用，不是自由落体运动，羽毛受到的空气阻力大，所以加速度小，则下落的慢，故AB错误.抽出空气后金属片和小羽毛都不受空气阻力作用.只受重力作用运动，都做加速度为重力加速度的自由落体运动，下落一样快.故C正确.D错误.‎ 综上所述本题答案是：C ‎4.下列说法正确的是（ ）‎ A. 笛卡尔认为必须有力的作用物体才能运动 B. 伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论 C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证 D. 牛顿第二定律表明物体所受合外力越大，物体的惯性越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动，选项A错误；伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论，选项B正确；牛顿第一定律是在实验的基础上经过抽象思维得出的结论，不可以用实验直接验证，选项C错误；物体的惯性与所受的力无关，只与质量有关，选项D错误；故选B. ‎ ‎5.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图如图所示，则汽车的加速度大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据速度时间图像可以知道，在驾驶员反应时间内，汽车的位移为,所以汽车在减速阶段的位移 根据 可解得： 故C对；ABD错；‎ 综上所述本题答案是：C ‎【点睛】驾驶员在发应时间内做匀速运动，根据图像可以求出匀速过程的位移，再利用求出运动过程中的加速度的大小。‎ ‎6.如图所示，电灯吊在天花板上。下面关于力的说法中属于一对作用力和反作用力的是（ ）‎ A. 灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力 B. 灯对悬线的拉力与灯受到的重力 C. 灯受到的重力与悬线对灯的拉力 D. 灯受到的重力与悬线对天花板的拉力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 作用力和反作用力的施力物体和受力物体是相反的关系，等值、反向、共线；一对平衡力的受力物体是相同的，也是等值、反向、共线．‎ ‎【详解】灯对悬线的拉力与悬线对灯的拉力的施力物体和受力物体是相反的，是灯与线间的相互作用力，故A正确；灯对悬线的拉力与灯受到的重力均向下，故不是相互作用力，故B错误；灯受到的重力与悬线对灯的拉力是一对平衡力，故C错误；灯受到的重力与悬线对天花板的拉力均向下，不是相互作用力，故D错误；故选A。‎ ‎【点睛】作用力和反作用力与平衡力最明显的区别在于是否作用于同一个物体，基础题目．‎ ‎7.有一直角V形槽固定在水平面上，其截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°。有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内，木块与AB面间的动摩擦因数为μ，与BC面间无摩擦，现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为（ ）‎ A. μmg B. μmg C. μmg D. μmg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先将重力按照实际作用效果正交分解，求解出正压力，然后根据滑动摩擦定律求解摩擦力．‎ ‎【详解】将重力按照实际作用效果正交分解，如图 故F1=mgsin60°=mg，滑动摩擦力为f=μF1＝μmg，故选B。‎ ‎8.如图，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的固定斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2（μ2＜μ1），当它们从静止开始沿斜面加速下滑时，两物体始终保持相对静止。则物体P受到的摩擦力大小为（ ）‎ A. 0‎ B. mgsinθ C. μ1mgcosθ D. μ2mgcosθ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先对PQ整体受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后隔离出物体P，受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出P、Q间的静摩擦力。‎ ‎【详解】对PQ整体受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，如图 根据牛顿第二定律，有（m+M）gsinθ-μ2（m+M）gcosθ=（M+m）a 解得a=g（sinθ-μ2cosθ）       ① 再对P物体受力分析，受到重力mg、支持力和沿斜面向上的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有mgsinθ-Ff=ma    ② 由①②解得Ff=μ2mgcosθ 故选D。‎ ‎【点睛】本题关键是先对整体受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度，然后再隔离出物体P，运用牛顿第二定律求解PQ间的内力。‎ ‎9.如图所示，一轻弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点。今将一质量为m的小物块靠着弹簧，将其压缩到A点，然后释放，小物块能在水平面上运动到C点静止。物体与水平面间的动摩擦因数恒定，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小 B. 物体从A到B先加速后减速，从B到C速度越来越小 C. 物体从A到B加速度先减小后增大，从B到C加速度不变 D. 物体从A到B加速度先增大后减小，从B到C加速度不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第二定律判断加速度的方向，当加速度的方向与速度方向相同时，物体做加速运动，当加速度的方向与速度方向相反时，物体做减速运动。‎ ‎【详解】物体从A到B运动的过程中，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，加速度方向向右，物体做加速度运动，当弹簧的弹力与摩擦力相等时，加速度为零，然后弹簧的弹力小于摩擦力，加速度方向向左，物体做减速运动，所以从A到B先加速后减速。从B到C物块脱离弹簧，在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度不变，故选项BC正确，AD错误；故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动，知道加速度方向与物体所受合力的方向相同，会根据速度方向与加速度方向的关系判断速度增加还是减小。‎ ‎10.如图所示，物体A、B、C放在光滑水平面上并用细绳a、b连接，水平拉力F作用在A上，使三物体在水平面上运动。若在B上放置一小物体D，原来的拉力F保持不变且D随B一起运动，那么加上物体D后两绳中拉力的变化情况为（ ）‎ A. Fa增大 B. Fb增大 C. Fa减小 D. Fb减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 要比较绳子的拉力如何变化，必需求出绳子拉力的具体的值：在放置D之前，以整体为研究对象求出整体的加速度，进而求出两段绳子各自的拉力；在放置D之后以整体为研究对象求出整体的加速度，进而求出两段绳子各自的拉力．‎ ‎【详解】在放置D之前，以整体为研究对象有：F=（mA+mB+mC）a1 以C为研究对象有：Fb1=mCa1 故有：Fb1=mC 以BC作为研究对象有：Fa1=（mB+mC）a1=（mB+mC） 在放置D之后，以整体为研究对象有F=（mA+mB+mC+mD）a2 得：a2= ‎ 以C为研究对象有：Fb2=mCa2=mC 以B、C和D作为研究对象有：Fa2=（mA+mC+mD）a2=（mB+mC+mD） 显然Fa2＞Fa1，Fb2＜Fb1，故选AD。‎ ‎【点睛】先用整体法求出整体的加速度，在用隔离法求出绳子的拉力，这是解决连接体的基本思路．‎ ‎11.如图所示，叠放在一起的A、B两物体在水平力F的作用下，沿水平面以某速度一起匀速运动。现突然将作用在B上的力F改为作用在A上，并保持其大小和方向不变，则A、B的运动状态可能为（ ）‎ A. 一起匀速运动 B. 一起加速运动 C. A加速，B减速 D. A加速，B匀速 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题：物块A、B以相同的速度做匀速运动，水平地面对B的滑动摩擦力大小等于F．突然将F改作用在物块A上，A受到的恒力F与静摩擦力可能大小相等，方向相反，A对B静摩擦力与水平地面对B的滑动摩擦力大小相等，方向相反，两物体一起以相同的速度做匀速运动．也可能A受到的恒力F大于B对A的最大静摩擦力，A做加速运动，B做减速运动，最终分离．若AB以相同的速度运动，受力平衡，一定做匀速运动．‎ ‎【详解】开始时，A、B一起匀速运动，说明地面和B之间一定有摩擦力，大小等于F，即F=f．但A、B之间一定没有摩擦力，没有摩擦力并不意味着二者之间的摩擦因数为零，A、B之间可以光滑也可以不光滑。如果A、B之间光滑，那么将力作用在A上后，A加速，B受到地面的摩擦力作用而减速运动，故C 正确。如果A、B之间不光滑，若F小于A的最大静摩擦力，仍将两者看作一个整体，F=f，则二者仍匀速运动，故A正确。故选AC。‎ ‎【点睛】本题以常见的运动模型为核心，考查了摩擦力、牛顿第二定律、隔离法与整体法的应用等知识．解决的关键是正确对两物体进行受力分析．‎ ‎12.如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A和质量为m的光滑球B，系统处于静止状态。O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为θ＝60°，重力加速度大小为g。则（ ）‎ A. 木块A对球B的支持力大小为2mg B. 地面对木块A的摩擦力大小为mg C. 若木块A右移少许，系统仍静止，墙壁对球B的支持力变小 D. 若木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力变大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 以B球为研究对象，作出受力分析图，根据力的合成与分解求解木块A对球B的支持力大小，求解墙壁对B的弹力即等于A受到的摩擦力；求出B受到墙壁支持力表达式，分析夹角变化时支持力的变化情况；以整体为研究对象分析地面的支持力．‎ ‎【详解】以B球为研究对象，受力分析如图所示，‎ 木块A对球B的支持力大小为，A正确；以整体为研究对象，水平方向的摩擦力等于墙与B之间的作用力F，则摩擦力f=F=mgtan600=mg，B错误；把木块A右移少许，系统仍静止，θ角变小，墙壁对球B的支持力mgtanθ变小，C正确；把木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力等于整体受到的重力，所以不变，D错误；故选AC。‎ ‎【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．注意整体法和隔离法的应用．‎ 二、实验题 ‎13.“验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图为白纸上根据实验要求画出的图示。‎ ‎（1）本实验中“等效代替”的含义是_______。‎ A．橡皮筋可以用细绳替代 B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果 C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果 D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代 ‎（2）图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是____，图中____是F1、F2合力的理论值。‎ ‎（3）下列措施中可减小实验误差的是_______。‎ A．拉橡皮筋的绳细些且长度适当 B．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 C．记录弹簧测力计拉力方向时，标记同一细绳方向的两点要远些 D．应使拉力F1和F2的夹角为90°‎ ‎【答案】 (1). D; (2). ; (3). F; (4). ABC;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）该实验采用了“等效替代”的方法，即两次拉橡皮筋，要使橡皮筋的形变相同；‎ ‎（2）该实验采用了“等效法”，由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的实际值与与理论值存在差别，理论值在平行四边形的对角线上，实际值（实验值）为一个弹簧拉橡皮筋时的拉力．‎ ‎（3）实验时，为便于准确记录拉力的方向，细绳应细一些、长一些，实验时，测力计应靠近木板且与木板平行，但不能与木板接触．‎ ‎【详解】（1）本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D.‎ ‎（2）F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向．‎ ‎（3）为减小实验误差，拉橡皮筋的绳细一些且长一些，故A正确；为减小实验误差，拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故B正确；拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；使拉力F1和F2的夹角要大小适当，不一定为90°，故D错误；故选ABC．‎ ‎【点睛】该题属于基础题目，考查了“验证力的平行四边形定则”的实验中基础知识，如等效思想即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，在解决实验问题时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．‎ ‎14.为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：‎ A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m＝0.5 kg的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；‎ B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）图乙中纸带的____端与滑块相连（选填“左”或“右”）。‎ ‎（2）图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50 Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a＝________ m／s2。‎ ‎（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M＝________ kg（g取9.8 m／s2，结果保留3位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 右； (2). 1.65； (3). 2.97；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）滑块拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大，进而判断哪端与滑块相连；‎ ‎（2）根根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小；‎ ‎（3）根据牛顿第二定律F=Ma即可求解质量；‎ ‎【详解】（1）因为打点计时器每隔0.02s打一个点，两个计数点之间还有4个打点未画出，所以两个计数点的时间间隔为T=0.1s，时间间隔是定值，滑块拖动纸带下落的运动过程中，速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大．所以图乙中纸带的右端与滑块相连； （2）根据△x=aT2利用逐差法，有：． （3）由A步骤可知，取下细绳和钩码后，滑块受到的合外力为：F=0.5×9.8=4.9N，根据牛顿第二定律得：.‎ ‎【点睛】探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，实验时要注意小车质量应远大于重物质量．纸带处理时能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，斜面体质量为M，倾角θ，与水平面间的动摩擦因数为μ。用细绳竖直悬挂一质量为m的小球静止在光滑斜面上，小球距水平面高度为h。当烧断绳的瞬间，用水平向右的力由静止拉动斜面体，小球能做自由落体运动到达地面，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）小球经多长时间到达地面；‎ ‎（2）拉力至少为多大才能使小球做自由落体运动到地面。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据小球自由下落的位移公式列式求得时间；‎ ‎（2）再根据牛顿第二定律和位移时间公式列式；根据几何关系找出小球位移和斜面体位移的关系；最后联立方程组求解．‎ ‎【详解】（1）设小球自由落体运动到地面上，下落高度为h， 对小球有：h=gt2，解得：； （2）斜面体至少水平向右运动的位移为：x=h• 对斜面体：x=at2，解得：a=， 以斜面体为研究对象有：F-μMg=Ma   所以有：F=μMg+Mg=（μ+）Mg． 即当烧断绳的瞬间，至少以（μ+）Mg的水平向右的力由静止拉动斜面体，小球才能做自由落体运动到地面；‎ ‎【点睛】本题关键是找出木板位移和小球位移的几何关系，然后根据牛顿第二定律和位移时间关系公式联立求解．‎ ‎16.如图所示，传送带与水平方向间的夹角为37°，绷紧的传送带AB始终保持v＝1 m／s的恒定速率运动。质量m＝4 kg的小物块无初速度地放在A处，传送带对物块的摩擦力使物块开始做匀加速运动，随后物块又以与传送带相同的速率做匀速直线运动。物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，AB间的距离l＝2 m，g取10 m／s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：‎ ‎（1）小物块做匀加速运动时的加速度大小；‎ ‎（2）请在图乙中画出物块由A运动到B这段时间内的v－t图象（要求写出必要的解答过程）。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；‎ ‎（2）物体先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，当速度与传送带相等时做运动运动．‎ ‎【详解】（1）物体做匀加速运动过程中，由牛顿第二定律有：μmgcos37°-mgsin37°=ma 得：a=0.4m/s2‎ ‎ （2）物体先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，有：‎ 由，得x＝1.25 m 以后以速度1m/s做运动运动 ，得t′＝0.75 s，图象如图所示： ‎ ‎17.如图所示，t＝0时一质量m＝1 kg的滑块A在大小为10 N、方向与水平向右方向成θ＝37°的恒力F作用下由静止开始在粗糙水平地面上做匀加速直线运动，t1＝2 s时撤去力F；t＝0时在A右方x0＝7 m处有一滑块B正以v0＝7 m／s的初速度水平向右运动。已知A与地面间的动摩擦因数μ1＝0.5，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，取重力加速度大小g＝10 m／s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。两滑块均视为质点，求：‎ ‎（1）两滑块在运动过程中速度相等的时刻；‎ ‎（2）两滑块间的最小距离。‎ ‎【答案】（1）3.75s（2）0.875m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据牛顿第二定律先求解撤去外力F前后时A的加速度以及B的加速度；根据撤去F之前时速度相等和撤去F之后时速度相等列式求解；（2）第一次共速时两物块距离最大，第二次共速时两物块距离最小；根据位移公式求解最小值.‎ ‎【详解】（1）对物块A，由牛顿第二定律：；‎ 对物体A撤去外力后：；‎ 对物体B：‎ A撤去外力之前两物体速度相等时：，得t＝1 s A撤去外力之后两物体速度相等时：，得t′＝3.75 s ‎（2）第一次共速时两物块距离最大，第二次共速时两物块距离最小，则：△x＝x0＋x2－x1；‎ ‎ 得△x＝0.875 m ‎ ‎ ‎ ‎