2018-2019学年湖北省沙市中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省沙市中学高一上学期期末考试物理试题（解析版）

湖北沙市中学2018-2019学年高一上学期期末考试 物理试卷 ‎1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（ ）‎ A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫科学假说法 B. 根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法 C. 伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律推理得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法 D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法，采用了建立理想化的物理模型的方法，故A说法错误；根据速度定义式，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想方法，故B说法正确；伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律推理得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故C说法正确；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法，故D说法正确。所以选A。‎ ‎2. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 匀变速运动就是加速度均匀变化的运动 B. 互相接触的两物体间，有弹力一定有摩擦力 C. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 D. 合外力逐渐变小，物体的速度可能变小，也可能变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：匀变速运动是指加速度恒定，速度均匀变化的运动，A错误；产生摩擦力的条件，一是存在弹力，二是有相对运动或者相对运动趋势，故有弹力不一定有摩擦力，B错误；平抛运动的物体其受力恒定，加速度恒定，C错误；合外力变小，加速度减小，当做加速度减小的加速运动时，速度增大，当做加速度减小的减速运动时，速度减小，D正确；‎ 考点：考查了匀变速直线运动，摩擦力，曲线运动，加速度和速度关系 ‎【名师点睛】有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力，当加速度方向和速度方向同向时，做加速运动，当加速度方向和速度方向反向时，做减速运动，无论加速度是增大还是减小，都成立，‎ ‎3.某同学打算通过刻度尺的自由落体运动来测量自己的反应时间（如图）。下落时该同学手对应刻度尺25cm处，当另一名同学将拿尺的手松开之后，该同学捏住的位置是刻度尺5cm处，则该同学的反应时间约为（ ）‎ A. 0.1s B. 0.14s C. 0.2s D. 1.2s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 直尺下降的时间就是人的反应时间，根据自由落体运动的位移求出反应时间。‎ ‎【详解】由题可知，刻度尺下落的距离为(25-5)cm=20cm=0.2m 由公式得：‎ 故应选：C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解自由落体运动，以及会利用自由落体运动求运动时间。‎ ‎4.用手竖直地握着你的水杯，始终保持静止，则 A. 手握水杯的力越大，手与杯子间的摩擦力就越大 B. 往杯中加水后，手与杯子间的摩擦力将增大 C. 手握杯子的力大小等于手与杯子间的摩擦力 D. 若手握杯子的力大小为FN，手与杯子间的动摩擦因素为，则手与杯子间的摩擦力大小为FN ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：手与水杯间的摩擦力是静摩擦力，其大小与手的握力无关，A错误；往水杯里加水后，瓶子和水的总重变大，而摩擦力要与此重力平衡，手与水杯间的摩擦力将增大，B正确；手握水杯的力跟手与瓶子间的摩擦力没有直的关系，更不会相等，C错误；手与水杯间的摩擦力是静摩擦力，其大小与手的握力无关，D错误 考点：考查了静摩擦力 ‎5.如图，湖北省沙市中学新校区装修时，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力是( ) ‎ A. (F－mg)cos θ B. (F－mg)sin θ C. μ(F－mg)cos θ D. μ(F－mg)‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对物体进行受力分析，根据共点力的平衡可知可求得磨石受到的摩擦力；同时根据动摩擦力的公式也可求得摩擦力。‎ ‎【详解】磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，由图可知，‎ F一定大于重力；‎ 先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：‎ 在沿斜面方向有：摩擦力f=（F-mg）cosθ；‎ 在垂直斜面方向上有：FN=（F-mg）sinθ；‎ 则f=（F-mg）cosθ=μ（F-mg）sinθ，‎ 故选：A。‎ ‎【点睛】滑动摩擦力的大小一定要注意不但可以由μFN 求得，也可以由共点力的平衡或牛顿第二定律求得，故在学习时应灵活掌握。‎ ‎6.现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板，如图所示在黑板以某一速度向左匀速运动的同时，一位教师用粉笔在黑板上划线，粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画，接着匀减速向下画直到停止，则粉笔在黑板画出的轨迹可能为( )‎ ‎ ‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据运动的合成与分解，结合曲线运动条件，及矢量合成法则，即可求解．‎ ‎【详解】粉笔以某一速度水平向左匀速运动，同时从静止开始先匀加速向下滑动，再匀减速向下滑动至停止，根据做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧，则粉笔在水平方向始终匀速，在竖直方向先向下加速时，曲线向下弯曲；后向下减速，则曲线向上弯曲，故D正确；A，B，C错误.故选D.‎ ‎【点睛】考查运动的合成与分解，掌握矢量合成法则的内容，注意曲线运动条件的应用，是解题的关键．‎ ‎7.地球上，在赤道的物体A和杭州的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示．他们的线速度分别为vA、vB，周期分别为TA，TB，则（　　）‎ A. vA=vB，TA=TB B. vA＜vB，TA＜TB C. vA＞vB，TA=TB D. vA＜vB，TA=TB ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，A的转动半径较大，可根据线速度与角速度关系公式v=ωr判断线速度的大小。‎ ‎【详解】A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，故周期相同，即TA=TB，由公式，知，A、B的角速度相等。即ωA=ωB。由角速度与线速度关系公式v=ωr，A的转动半径较大，故A的线速度较大，即vA＞vB，故C正确，ABD错误。‎ ‎【点睛】解答本题关键要知道共轴转动角速度相等，同时要能结合公式v=ωr判断，本题也可直接根据线速度定义式判断。‎ ‎8.光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆,小球通过轻绳与细杆相连,此时轻绳处于水平方向,球心恰位于圆弧形细杆的圆心处,如图所示.将悬点缓慢沿杆向上移动,直到轻绳处于竖直方向,在这个过程中小球直保持静止状态,轻绳的拉力（ ）‎ A. 逐渐增大 B. 大小不变 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、斜面的支持力N和绳子A的拉力T，如图：‎ 由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将A点向上缓慢移动，使AO绳绕O点顺时针转动的过程中，作出三个位置力的合成图，由图看出，T先变小后变大，C正确．‎ ‎【点睛】求解三个力的动态平衡问题，一般是采用图解法，即先做出两个变力的合力（应该与不变的那个力等大反向）然后过合力的末端画方向不变的那个力的平行线，另外一个变力的末端必落在该平行线上，这样就能很直观的判断两个变力是如何变化的了，如果涉及到最小直的问题，还可以采用解析法，即采用数学求极值的方法求解．‎ 二、多选题（4分×4=16分）‎ ‎9.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 物体保持静止状态，它所受合外力一定为零 B. 物体所受合外力为零时，它一定处于静止状态 C. 作用力和反作用力可以相互平衡 D. 作用力和反作用力的产生无先后之分 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 据物体的平衡态与合外力的关系分析判断，注意静止或匀速直线运动的合外力都为零．作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失．‎ ‎【详解】A、B、物体保持静止，处于平衡态，它所受合外力一定为零；当它所受合外力一定为零时，物体处于静止或匀速直线运动，故A正确，B错误；‎ C、作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故C错误；‎ D、作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失，故D正确；‎ 故选AD.‎ ‎【点睛】明确物体的运动状态与合外力的关系；理解牛顿第三定律与平衡力的区别．作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果．‎ ‎10.中俄两国海军于2016年9月12日至19日在广东湛江以东海空域举行代号为“海上联合-2016”的联合军事演习.演习期间，一名中国空降兵从悬停在高空的直升飞机上竖直下落，他从离开飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是 A. 第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末 B. 0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力 C. 0~10s内空降兵的速度和加速度都在增大 D. 在10s~15s时间里空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 打开降落伞后空降兵将做减速运动，故第10s末空降兵打开降落伞，根据v-t图象的斜率表示加速度，可知10s～15s空降兵做加速度不断减小的减速运动至15s末，10s～15s过程中速度向下，做减速运动，故加速度向上，A错误D正确；0～10s内空降兵空降兵向下做加速度不断减小的加速运动，受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律，知合力向下，重力大于空气阻力，B正确C错误．‎ ‎11.质量分别为1kg和2kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今用大小为F=9N的力作用在A上使AB相对静止一起向左匀加速运动，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 弹簧的弹力大小等于8N B. 弹簧的弹力大小等于6N C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为0‎ D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为3m/s2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 对整体由牛顿第二定律得：，对B：F=mBa=2×3=6N，故A错误，B正确。撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律，对A：，对B：，故C错误，D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎12.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空p点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊时的位置，人在从p点下落到最低点c点的过程中，下列说法错误的是（ ）‎ A. 在pa段做自由落体运动，处于完全失重状态 B. 在ab段绳的拉力小于人的重力，处于失重状态 C. 在bc段绳的拉力大于人的重力，处于超重状态 D. 在c点，速度为零，处于平衡状态 ‎【答案】D ‎【解析】‎ a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确。b是人静止悬吊着时的平衡位置，在ab段人向下做加速度减小的加速运动，则绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态，故B正确。在bc段绳的拉力大于人的重力，人向下做加速度增加的减速运动，加速度向上，则人处于超重状态，故C正确。c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故D不正确。故选ABC。‎ 三、实验题（8分+8分=16分）‎ ‎13.在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图装置，实验中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出． ‎ ‎(1)往沙桶中加入定量的沙子，当M与m的大小关系满足______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在释放小车之前接通打点计时器的电源，在纸带上打出系列的点． ‎ ‎(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是______，当打点计时器打B点时小车的速度是______；（结果保留三位有效数字） ‎ ‎(3)小张同学用同装置做实验，他们俩在同坐标系中画出了关系图，如图，小张和小王同学做实验，哪个物理量是不同的______．（请用文字及符号说明）‎ ‎【答案】 (1). m远小于M (2). 之前 (3). 1.93 (4). 1.39 (5). M ‎【解析】‎ ‎（1）以整体为研究对象有，解得，以M为研究对象有绳子的拉力，显然要有必有，故有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．‎ ‎（2）相邻计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动的中间时刻推论可得打点计时器打下E点时小车的速度大小：，由匀变速直线运动的推论可知小车运动过程中的加速度大小，解得．‎ ‎（3）根据牛顿第二定律可得，即，图像的的斜率表示小车及钩码的质量的倒数，从图中两者的斜率不同，所以两者做实验时小车及钩码的质量M不同．‎ ‎14.在做“研究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹．‎ ‎(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上____．‎ A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C．每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同 D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎(2)某同学在做实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=10cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示的a、b、c、d，则小球平抛的初速度为v0=____m/s，小球过c点时速度的大小为____m/s（g取10m/s2）．‎ ‎【答案】 (1). （1）AC； (2). （2）2.0； (3). 2.5．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确．斜槽轨道是否光滑，不会影响做平抛运动，故B错误；因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故C正确．将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故D错误；故选AC．‎ ‎（2）根据△y=L=gT2得相等的时间间隔为：， 则初速度为：．‎ 小球过b点时竖直速度的大小为： ；‎ 小球过b点时速度的大小为： ‎ 点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，基础题．‎ 四、解答题（9分×4=36分）‎ ‎15.随着“共享单车”的普及，越来越多的人骑着电动单车去上班，．十字路口信号灯由红灯变为绿灯，一小汽车从静止开始以3m/s2 的加速度行驶，恰有一哈罗电动单车以6m/s的速度从小汽车旁边匀速行驶过，试求出汽车追上哈罗电动单车花费的时间以及此时小汽车的速度。‎ ‎【答案】4s，12m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 抓住汽车追上电动单车时两车的位移相等，求出时间和速度.‎ ‎【详解】电动单车以6m/s的速度做匀速直线运动，小汽车从静止开始以3m/s2的加速度做匀加速直线运动 设t时间汽车追上自行车，则有 解得：‎ 由速度公式得 ‎【点睛】解决本题的关键知道两车相遇时，位移相等.‎ ‎16.跳台滑雪是勇敢者的运动。它是利用山势特别建造的跳台所进行的。运动员着专用滑雪板，不带雪仗在助滑路上获得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观，如图所示，设一位运动员由点沿水平方向跃起，到点着陆时，测得间距离，山坡倾角，试求：‎ ‎(1)运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间；‎ ‎(2)运动员着陆时速度。（结果可用根号表示，不计空气阻力，取）‎ ‎【答案】（1），‎ ‎（2），‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）运动员起跳后做平抛运动，设初速度为，运动时间为 则有：水平方向：，竖直方向：‎ 根据几何关系有：，，所以 ‎。‎ ‎（2）运动员着陆时的竖直分速度 运动员着陆时速度 与水平方向的夹角，得。‎ 考点：平抛运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，运用运动学公式进行求解。‎ ‎17.如图所示，是双人花样滑冰运动中男运员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面，若女运动员做圆锥摆时和竖直方向的夹角约为θ，女运动员的质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，求：‎ ‎(1)男运动员对女运动员的拉力大小 ‎(2)女运动员转动的角速度。‎ ‎(3)如果男、女运动员手拉手均作匀速圆周运动，已知两人质量比为2 : 1，求他们作匀速圆周运动的半径比.‎ ‎【答案】(1)mg/cosθ (2) (3)1:2‎ ‎【解析】‎ ‎(1)女运动员在竖直方向上平衡，有：Fcosθ=mg，‎ 解得：.‎ 在水平方向上，根据mgtanθ=mrω2，‎ 解得 ‎ (2)男女两运动员向心力相等，角速度相等，根据m1r1ω2＝m2r2ω2‎ 则r1：r2=m2：m1=1：2‎ ‎【点睛】女运动员做圆周运动，靠重力和拉力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出拉力的大小以及两人转动的角速度．抓住两人向心力相等，角速度相等，根据向心力公式求出匀速圆周运动半径之比。‎ ‎18.如图所示，始终绷紧的水平传送带以v=4.0m/s的恒定速率沿顺时针方向转动，质量M=10kg的平板车停在传送带的右端.现把质量m=5.0kg可视为质点的行李箱轻轻放到距传送带右端x0=5.0m位置．行李箱与传送带、平板车间的动摩擦因数分别为，平板车与水平地面间的动摩擦因数为.（不计空气阻力，g=10m/s2）试求：‎ ‎(1)行李箱在传送带上运动的时间t;‎ ‎(2)行李箱滑到平板车上后，在相对滑动过程中，行李箱及平板车的加速度大小分别是多少？‎ ‎(3)若行李箱由传送带滑到平板车上时速度不变，要想行李箱恰不从平板车上滑出，平板车的最小长度.（结果可用分数表示）‎ ‎【答案】(1)2.25s (2), (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)行李箱在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动后做匀速直线运动，应用牛顿第二定律求出加速度，应用运动学公式求出行李箱的运动时间.‎ ‎(2)‎ 行李箱滑上平板车后做匀减速直线运动，平板车做匀加速直线运动，当行李箱滑到平板车右端且两者速度相等时，行李箱恰好没有离开平板车，此时平板车最短，应用牛顿第二定律与运动学公式可以求出平板车的最小长度.‎ ‎【详解】(1)对行李箱，由牛顿第二定律得：‎ 行李箱匀加速运动的时间为：‎ 匀加速的位移为： ‎ 行李箱在传送带匀速的时间为：‎ 行李箱在传送带上运动的时间为：t=t1+t2=2.25s；‎ ‎(2)行李箱滑到平板车后，当行李箱速度大于平板车速度时，行李箱做减速运动，‎ 由牛顿第二定律，对行李箱有：‎ 对平板车有：‎ ‎(3)设行李箱经时间t3恰好到达平板车右端且两者速度刚好相等，由匀变速直线运动的速度公式得：v-a2t3=a3t3‎ 解得： ‎ 平板车的速度：‎ 平板车的最小长度：‎ 解得：‎ ‎【点睛】本题是多体多过程问题，物体运动过程复杂，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题.‎ ‎ ‎