陕西省西安市未央区2019-2020学年高一上学期期末考试物理试题

陕西省西安市未央区2019-2020学年高一上学期期末考试物理试题

‎2019-2020学年度第一学期期末质量检测高一年级物理试卷 一、选择题 ‎1.以下比赛项目中可将运动员视为质点的是（　　）‎ A. 跳床技巧 B. 跳水 C. 自行车4公里追逐赛 D. 花样游泳 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、跳床比赛中运动员的动作是不能忽略的，不能看作质点，故A错误； B、跳水比赛中运动员的动作是不能忽略的，不能看作质点，故AB错误； C、自行车比赛中运动员相对于跑道来说可以忽略，故可以看作质点，故C正确； D、花样游泳比赛中运动员的动作是不能忽略的，不能看作质点，故D错误．‎ 点睛：当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．‎ ‎2.质量为‎2 kg的物体以‎10 m/s的速度从距离地面‎15 m处竖直下抛，g取‎10 m/s2，物体到达地面的速度为（ ）‎ A. ‎10 m/s B. ‎20 m/s C. ‎30 m/s D. ‎40 m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据匀变速直线运动的，得物体到达地面的速度为：；故选B.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道物体做竖直下抛运动，加速度等于重力加速度，结合速度位移公式进行求解．‎ ‎3.下列说法正确的是 A. 时间和时刻的区别在于长短不同，长的是时间，短的是时刻 B. 惯性是由物体的速度和质量共同决定的 C. 一个运动中的物体速度减小时，其加速度可能不变 D. 竖直上抛的物体到达最高点时，物体处于平衡状态 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 时间和时刻的区别在于时间点与时间段，故A错误；惯性是由质量决定的，故B错误；速度变化快的物体加速度大，因此物体速度增大时，其加速度不一定也随之增大，比如做匀加速直线运动．故C错误；到达最高点时，小球只受到重力一个力的作用，所以它受到的力不是平衡力，它处于非平衡状态，故D错误；选C.‎ ‎4.如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是（ ）‎ A. F1=F2=F3 B. F1=F2＜F‎3 ‎C. F1=F3＞F2 D. F3＞F1＞F2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】第一幅图：以下面的小球为研究对象，由平衡条件得知，；第二幅图：以小球为研究对象，由平衡条件得知，，对绳与弹簧的连接点分析知，故；第三幅图：以任意一个小球为研究对象，由平衡条件得知，；所以平衡时各弹簧的弹力大小相等，即有F1＝F2＝F3，故A正确，BCD错误．.‎ ‎5.甲、乙两物体从同一点出发且沿同一方向运动，它们的位移随时间变化的图象如图所示，由图象可得( ) ‎ A. 甲、乙两物体始终同向运动 B. 甲、乙之间的最大距离为‎4m C. 第4s末，甲、乙两物体间的距离最大 D. 前4s内，甲的平均速度等于乙的平均速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．x-t图象的斜率等于速度，可知在0-2s内甲、乙都沿正向运动，同向运动。在2-4s内甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，两者反向运动，故A不符合题意；‎ BC．0-2s内两者同向运动，甲的速度大，两者距离增大，2s后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离减小，则2s时甲、乙两物体间的距离最大，最大距离为：‎ S=‎4m-1m=‎3m，‎ 故BC不符合题意；‎ D．由图知在前4s内甲乙位移都是‎2m，平均速度相等，故D符合题意。‎ 故选D。‎ ‎6.如图示水平地面上有一个圆柱体，现在A与竖直墙之间放一完全相同的圆柱体B,不计一切摩擦，将A缓慢向左移动(B未与地面接触)，则在此过程中A对B的弹力F1、墙对B的弹力F2 ( ) ‎ A. F1变小、F2变小 B. F1变小、F2变大 C. F1变大、F2变大 D. F1变大、F2变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】不计一切摩擦，将A缓慢向左移动，则A、B处处受力平衡；那么B受力如图所示：‎ ‎；‎ 由平衡知识可知：‎ F2=Gtanθ A向左移动，那么θ变小，所以F１变小，F2变小．‎ A．F1变小、F2变小，与结论相符，选项A正确；‎ B．F1变小、F2变大，与结论不相符，选项B错误；‎ C．F1变大、F2变大，与结论不相符，选项C错误；‎ D．F1变大、F2变小，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力 D. 灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】对结点O： G= F1sinθ；F2=F1cosθ，解得；，选项A正确，B错误； F1和F2的合力与灯笼的重力是平衡力，而灯笼的重力与灯笼对地球的引力是一对相互作用力，选项C错误；灯笼各个部分都受重力作用，这些重力的作用点等效为灯笼的重心，选项D错误；故选A.‎ ‎8.质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从地面向上拉动，如图所示，若重物以加速度a上升，则人对地面的压力为（　　）‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】以物体为研究对象，根据牛顿第二定律得 ‎ 解得绳子的拉力 再以人为研究对象，根据平衡条件得地面对人的支持力为 根据牛顿第三定律得知，人对地面的压力大小 故A正确，BCD错误。‎ ‎9.如图所示，某同学站在体重计上称重，若把“下蹲”和“起立” 过程均简化成先加速后减速的过程，则下列说法正确的是 A. “下蹲”过程中体重计的示数先减小再增大 B. “下蹲”过程中体重计的示数先增大再减小 C. “起立”过程中体重计的示数先增大再减小 D. “起立”过程中体重计的示数先减小再增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】下蹲过程中，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，所以先处于失重状态后处于超重状态；所以“下蹲”过程中体重计的示数先减小再增大；人从下蹲状态起立的过程中，先向上做加速运动，后向上做减速运动，最后回到静止状态，人先处于超重状态后处于失重状态，所以“起立”过程中体重计的示数先增大再减小，故AC正确。‎ 故选AC。‎ ‎10.如图，在水平轨道上做直线运动的车厢顶上，通过一轻绳悬挂一小球，在小球相对车厢静止时，发现悬线与竖直方向有一个角，则车厢的运动情况是（　　）‎ A. 向右加速，加速度大小 B. 向右减速，加速度大小 C. 向左减速，加速度大小 D. 向左加速，加速度大小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，根据牛顿第二定律 解得 小车可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动，AC正确，BD错误。‎ 故选AC ‎11.如图甲，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图象如图乙所示．若重力加速度g=‎10m/s2，则 A. 斜面的长度 B. 斜面的倾角 C. 物块的质量 D. 物块与斜面间的动摩擦因数 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图乙所示图象可求出物体的加速度，应用牛顿第二定律求出斜面的倾角与动摩擦因数，然后根据物体运动过程分析答题．‎ ‎【详解】由图乙所示图象可知，物体先向上减速到达最高时再向下加速度；图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移，故可出物体在斜面上的位移，但是不能求出斜面的长度，故A错误；由图乙所示图象可知，加速度大小：，，由牛顿第二定律得：上升过程：mgsinθ+μmgcosθ=ma1，下降过程：mgsinθ-μmgcosθ=ma2，解得：θ=30°，μ=，故BD正确．根据图示图象可以求出加速度，由牛顿第二定律可以求出动摩擦因数与斜面倾角，但是无法求出物块的质量，故C错误．故选BD．‎ ‎【点睛】本题考查牛顿第二定律及图象的应用，要注意图象中的斜率表示加速度，面积表示位移；同时注意正确的受力分析，根据牛顿第二定律明确力和运动的关系．‎ ‎12.如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F 的作用下，小球A、B处于静止状态，若外力F在竖直面内旋转仍然使两小球处于静止状态，且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小可能为（　　）‎ A. mg B. mg C. mg D. mg ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对AB两球整体受力分析，受重力G，OA绳子的拉力T以及拉力F，其中重力大小和方向都不变，绳子的拉力方向不变大小变，拉力的大小和方向都变，根据共点力平衡条件，利用平行四边形定则作图可以得出拉力的最小值和最大值．‎ ‎【详解】对AB两球整体受力分析，受重力G=2mg，OA绳子的拉力T以及拉力F，三力平衡，将绳子的拉力T和拉力F合成，其合力与重力平衡，如图 ‎ 当拉力F与绳子的拉力T垂直时，拉力F最小，最小值为Fmin=（‎2m）gsin30°，即mg；‎ 由于拉力F的方向具有不确定性，因而从理论上讲，拉力F最大值可以取到任意值，故CD正确．故选CD．‎ ‎【点睛】本题是三力平衡问题中的动态分析问题，其中一个力大小和方向都不变，一个力方向不变、大小变，第三个力的大小和方向都变，根据共点力平衡条件，集合平行四边形定则作出力的图示，得到未知力的变化情况．‎ 二、实验探究题 ‎13.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L 的关系如图所示，则由图线可知：‎ ‎（1）弹簧的劲度系数为______________．‎ ‎（2）为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案．‎ ‎①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案______（填“甲”或“乙”）更合理．‎ ‎②甲方案中，若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N．当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，则A、B间的动摩擦因数为_____________．‎ ‎【答案】 (1). ； (2). 甲； (3). 0.3；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）由弹簧的长度L和弹力F大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；由图读出弹力为F=60N，弹簧的形变量，由胡克定律求出弹簧的劲度系数； （2）根据作用力与反作用力的关系，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数，然后根据求得动摩擦因数；‎ ‎【详解】（1）由图读出，弹簧的弹力时，弹簧的长度为，即弹簧的原长为，由图读出弹力为，弹簧的长度为，弹簧的伸长量为：； 由胡克定律得弹簧的劲度系数为； （2）①甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计必须要求其做匀速直线运动，比较困难，读数不是很准，由于弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理； ‎ ‎②由于弹簧测力计a示数为，所以A、B间的动摩擦因数．‎ ‎【点睛】胡克定律公式中，x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度，同时要明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解动摩擦因数．‎ ‎14.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g：‎ ‎(1)实验中平衡摩擦力后，必须采用______法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足______。‎ ‎(2)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为，由该纸带可求得小车的加速度_____（结果保留3位有效数字）。‎ ‎(3)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，由图像直线部分，可得出的结论是______。‎ ‎【答案】 (1). 控制变量 (2). 小车质量远大于钩码质量 (3). 1.15 (4). 小车质量不变时，加速度与合外力成正比 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验中平衡摩擦力后，需要保持小车质量不变，探究小车加速度与合外力的关系，所以采用的是控制变量法。‎ ‎[2]对钩码，根据牛顿第二定律 对小车 两式相比解得绳子拉力 当满足小车质量远大于钩码质量，即，绳子拉力 即钩码的重力可以近似作为小车所受合外力。‎ ‎(2)[3]根据逐差法求解加速度 ‎(3)[4]根据图像的直线段可知小车质量不变时，加速度与合外力成正比。‎ 三、计算题 ‎15.人民网北京‎2019年12月17日电（记者黄子娟）我国第一艘国产航空母舰山东舰今天下午在海南三亚某军港交付海军。经中央军委批准，该航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“‎17”‎。军事专家李杰在接受人民网记者采访时表示，首艘国产航母的入列，标志着中国正式进入“双航母时代”。假设航母静止在海面上，航载机在航母跑道上从静止开始做匀加速直线运动，航载机发动机产生的最大加速度，航载机所需的起飞速度为，求：‎ ‎(1)航载机从启动到起飞，至少滑行多长时间？‎ ‎(2)航母跑道至少需要多长？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由匀变速直线运动规律得 ‎(2)根据匀变速直线运动中速度与位移的关系得 ‎16.如图所示，在水平地面上用绳子拉一个质量为m=‎46kg的箱子，绳子与地面的夹角为37°，拉力F=100N时箱子恰好匀速移动。（g=10，sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求 ‎ ‎ ‎(1)箱子所受的摩擦力大小；‎ ‎(2)地面和箱子之间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】（1）80N（2）0.2‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 分析受力情况，作出力图，由平衡条件求解水平地面对雪橇支持力，由摩擦力公式f=μN求解箱子与水平地面的动摩擦因数μ。‎ ‎【详解】解：（1）以箱子研究对象，分析受力情况如图：‎ 水平方向受力平衡：‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）竖直方向受力平衡：‎ 代入数据解得：‎ 由 可得：‎ ‎17.据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍，开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度行驶时，司机低头看手机，相当于盲开，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离）至少是，根据以上提供的信息：‎ ‎(1)求汽车行驶的速度和刹车的最大加速度大小；‎ ‎(2)若该车以的速度在高速公路上行驶时，前方处道路塌方，该司机因用手机微信抢红包后才发现危险，司机的反应时间为，刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。‎ ‎【答案】(1)；(2)会发生交通事故 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)汽车运动的速度为 汽车刹车的最大加速度为，则 ‎(2)，司机看手机时，汽车发生的位移为 反应时间内发生的位移的大小为 刹车后汽车发生的位移 所以汽车前进的距离为 所以会发生交通事故。‎ ‎18.如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为，传送带足够长，传送带以大小为的恒定速率顺时针转动．一包货物以的初速度从端滑上倾斜传送带，货物与传送带之间的动摩擦因数，且可将货物视为质点．（取，已知，）‎ ‎（1）货物刚滑上传送带时加速度为多大?‎ ‎（2）当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间?这时货物相对于地面沿传送带方向运动了多远?‎ ‎（3）从货物滑上传送带开始计时，到货物再次滑回端共用了多少时间?‎ ‎【答案】（1） （2）1s ‎7m （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题意可知考查牛顿第二定律的应用，根据牛顿第二定律、运动学公式分析计算可得．‎ ‎【详解】（1）设货物刚滑上传送带时加速度大小为，货物相对传送带向上运动，所以货物受到的摩擦力沿传送带向下，货物受力如图所示．‎ 根据牛顿第二定律得 又，解得 ‎．‎ ‎（2）货物速度从减至与传送带速度相同所用时间 位移大小 ‎．‎ ‎（3）过了后货物所受摩擦力沿传送带向上，设此时货物的加速度大小为，同理可得 方向沿传送带向下．设货物再经时间，速度减为零，则 ‎．‎ 沿传送带向上滑动的位移大小 ‎，‎ 上滑的总距离为 ‎．‎ 货物到达最高点再次下滑时的加速度大小为，设下滑时间为，由 ‎，‎ 解得s 则货物从端滑上传送带到再次滑回端的总时间为 ‎．‎ 另解：过了时刻，货物的加速度大小变为，设从到货物滑回端的过程所用时间为，则 ‎，‎ 代入数值，解得 货物从端滑上传送带到再次滑回端的总时间为 ‎．‎ ‎【点睛】‎ 分阶段来分析，物体先向上做匀减速运动，和皮带达到共速后，因最大静摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，物体继续向上做匀减速运动，速度减为零后，沿斜面向下做匀加速运动，计算时间可以分阶段计算，也可以用整体法计算．‎