2018-2019学年黑龙江省双鸭山市第一中学高一下学期开学考试物理试题（解析版）

2018-2019学年黑龙江省双鸭山市第一中学高一下学期开学考试物理试题（解析版）

‎2018-2019学年黑龙江省双鸭山市第一中学高一下学期开学考试 物理试题（解析版）‎ 一、选择题 ‎1.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1.2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（　　）‎ A. 图1通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易 C. 图2中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D. 图2的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考查了伽利略对自由落体运动和力与运动关系的研究，了解其研究过程中的物理思想与物理的方法．‎ ‎【详解】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故A错误，B正确；完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故C错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误。故选B。‎ ‎2.一体操运动员倒立并静止在水平地面上,下列图示姿势中,沿手臂的力 F 最大的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】将人所受的重力按照效果进行分解，由于大小方向确定的一个力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而D图中人最费力，AB图中人最省力；故选D．‎ ‎【点睛】人受到三个力，重力和两个拉力．将重力按照力的效果分解，运用“大小方向确定的一个力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大”的结论判断．‎ ‎3. 一辆汽车在4s内做匀加速直线运动，初速为2m/s，末速为10m/s，在这段时间内（ ）‎ A. 汽车的加速度为2m/s2 B. 汽车的加速度为8m/s2‎ C. 汽车的平均速度为5m/s D. 汽车的平均速度为10m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ 解：A、B、由于是匀加速直线运动，因此初末速度方向相同，所以有 加速度为：m/s2，故A正确，B错误；‎ C、D、平均速度m/s．故CD错误．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】本题考查了匀变速直线运动中的基本公式应用，对于这些公式要明确公式使用条件以及公式中各个物理量的含义，尤其注意其矢量性．‎ ‎4.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BC面间的动摩擦因数为，与AB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，则木块受的摩擦力为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【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。‎ ‎5.汽球吊着两个质量相同的重物以10m/s的速度匀速上升，两个重物之间用轻弹簧连接，重力加速度为g，若在距离地面上方10m处绳子突然断裂，在断开瞬间A、B的加速度分别为a1、a2，下列说法中正确的是（以向上为正方向）（　　）‎ A. a1=g a2=g B. a1=2g a2=0‎ C. a1=﹣2g a2=0‎ D. a1=0 a2=g ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 断开细线后，弹簧的弹力不发生改变，绳子的力立即为零，再分别对AB受力分析，求解出合力并运用牛顿第二定律求解加速度．‎ ‎【详解】剪断细线前，对AB整体受力分析，受到总重力和细线的拉力而平衡，故T=2mg；再对物体A受力分析，受到重力、弹簧的拉力；剪断细线后，重力和弹簧的弹力不变，细线的拉力减为零，故物体A受到的力的合力等于2mg，向下，所以aA=-2g，物体B受到的力不变，合力为零，所以aB=0，故C正确，ABD错误；故选C。‎ ‎【点睛】本题是力学中的瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出各个力，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是有微小形变产生的，故可以突变．‎ ‎6.如图所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且球半径远小于碗的半径。则弹簧的原长为（ ）‎ A. ＋R B. ＋R C. ＋R D. ＋R ‎【答案】D ‎【解析】‎ 以A球为研究对象，小球受三个力：重力、弹力和球壳的支持力如图所示：‎ ‎ 由平衡条件，得到： 解得： 根据几何关系得：，则，所以 故弹簧原长，故D正确，ABC错误。‎ 点睛：对A球受力分析后根据平衡条件得到弹簧的弹力，根据胡克定律求解出压缩量；根据几何关系得到弹簧的长度，相加得到弹簧的原长。‎ ‎7.如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中( )‎ A. 小球对墙的压力减小 B. 小球对薄板的压力增大 C. 小球对墙的压力先减小后增大 D. 小球对薄板的压力可能小于球的重力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对球进行正确受力分析，把握其受力特点：一个力大小和方向不变（重力），一个力方向不变（墙给球的支持力），另一个力的大小、方向均发生变化（挡板给球的作用力），对于这类动态平衡问题，可以采用“图解法”进行。‎ ‎【详解】以小球为研究对象，处于平衡状态，根据受力平衡，由图可知，‎ 墙壁给球的压力F2逐渐减小，挡板给球的支持力F1逐渐减小，根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力减小，木板受到的压力减小。当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°过程中，根据图示可知木板对球的支持力大于球的重力。故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎8.玉林市一中高一年级某班教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图所示．关于小磁铁，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 磁铁受到四个力的作用 B. 磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力 C. 磁铁与黑板间在垂直黑板方向上存在两对作用力与反作用力 D. 磁铁受到的磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：小磁铁受到四个力的作用，竖直方向重力和摩擦力，水平方向黑板对小磁铁的吸引力和黑板对小磁铁的弹力．故A正确；磁铁受到的磁力与受到的弹力上下相等，是一对平衡力．故B错误；小磁铁与黑板间在水平方向存在两对作用力与反作用力，①黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力．②黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力．故C正确．磁铁受到的弹力与黑板受到的吸引力是相互作用力，大小相等，故D错误；故选AC.‎ 考点：受力分析；相互作用力；平衡力 ‎【名师点睛】此题是受力分析问题，并考察平衡力与相互作用力；解决本题的关键掌握作用力与反作用力和平衡力的区别，作用力和反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一个物体上。‎ ‎9.小船横渡一条两岸平行的河流，船在静水中的速度大小不变，船头始终垂直指向河的对岸，水流速度方向保持与河岸平行，若小船的运动轨迹如图所示，则 ‎ A. 越接近河岸水流速度越大 B. 越接近河岸水流速度越小 C. 小船渡河的时间会受水流速度变化的影响 D. 小船渡河的时间不会受水流速度变化的影响 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，小船先具有向下游的加速度，小船后具有向上游的加速度，故加速度是变化的，由于水流是先加速后减速，即越接近河岸水流速度越小，故A错误，B正确．由于船身方向垂直于河岸，无论水流速度是否变化，这种渡河方式耗时最短，即船渡河的时间不会受水流速度变化的影响，选项C错误，D正确；故选BD.‎ 点睛：解决本题的关键知道小船参与了两个运动，有两个分速度，分别是静水速和水流速．以及知道轨迹的弯曲大致指向合力的方向，注意垂直河岸渡河时，时间最短．‎ ‎10.如图所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其竖直方向的v－t图象如图所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的x－t图象如图所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 猴子在2 s内做匀变速曲线运动 C. 猴子在2 s内的加速度大小为4 m/s2‎ D. t＝0时猴子的速度大小为8 m/s ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。求出t=2s时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的加速度。‎ ‎【详解】A、B项：由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下。由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2s内做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；‎ C项：v-t图象的斜率等于加速度，则知猴子的加速度大小为：，因此加速度大小为4 m/s2，故C正确；‎ D项：x-t图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为vx=4m/s，竖直方向分速度vy=8m/s，t=0时猴子的速度大小为：，故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况。‎ ‎11. “蹦极”是一项刺激的体育运动．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是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点下落到最低点c点的过程中，以下说法正确的是（ ）‎ A. 在a点时人的速度最大 B. 在b点时人的速度最大 C. 在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态 D. 在c点，人的速度为零，处于平衡状态 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：根据牛顿第二定律判断出人的加速度方向，根据加速度的方向与速度方向的关系，判断出人的运动情况，从而确定哪个位置速度最大，哪个位置加速度最大．‎ 解：A、从a点向下，人的重力大于弹力，加速度向下，则做加速运动，根据牛顿第二定律知，加速度减小，当到达b位置，重力和弹力相等，速度最大，由b到c，重力小于弹力，加速度方向向上，做减速运动．故A错误，B正确．‎ C、在ab段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，人处于失重状态．故C正确．‎ D、b点加速度为0，a点的加速度为g，若从a点静止释放，到达最低点时，根据对称性，加速度为g，方向向上，但是物体从一定高度下落，最低点更低，根据牛顿第二定律，知加速度比g大．所以c点加速度最大，在c点，速度为零，但不是平衡状态．故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎【点评】解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动，知道合力的方向与加速度方向相同，当加速度方向与速度方向相同时，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反时，做减速运动．‎ ‎12.如图所示，质量为2 kg的物块放在质量为3 kg木板的最右端，它们之间的动摩擦因数µ1=0.5，木板与地面的动摩擦因数µ2=0.1，给木板水平向右的力F，则 A. 当F≥15 N时，物块、木板发生相对滑动 B. 当F=21 N时，物块的加速度为2 m/s2‎ C. 当F≥30 N时，物块、木板才会发生相对滑动 D. 当F=33 N时，物块、木板的加速度分别为5 m/s2、6 m/s2‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 当物块、木板恰好发生相对滑动时，两者间的静摩擦力达到最大值，对物块，由牛顿第二定律得：µ1m物g=m物a0．解得 a0=5m/s2．对整体，由牛顿第二定律得 F0-µ2（m物+m木）g=（m物+m木）a0．解得 F0=30N; 所以当F＞30 N时，物块、木板才会发生相对滑动，则当30N≥F≥15 N时，物块、木板相对静止．故A错误，C正确．当F=21 N时，物块、木板相对静止，则对整体，可得，，故B错误．当F=33 N时，物块、木板发生相对滑动，则物块、木板的加速度分别为 ．．故D正确．故选CD.‎ 点睛：解决本题的关键要抓住隐含的临界情况和临界条件：当物块、木板恰好发生相对滑动时，两者间的静摩擦力达到最大值．要灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合研究．‎ 二．实验题 ‎13. 在“探究求合力的方法”的实验中，小龚同学用了两个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧秤来测量拉力.实验之前他先检查了弹簧秤，然后进行实验：‎ ‎（1）实验情况如图甲所示，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。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 ；本实验采用的科学方法是 (填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”).‎ ‎（2）学生实验时，我们是用两只弹簧称在水平桌面上完成这个实验的，如下图所示。某次测量时，左、右两只弹簧称的读数如图所示，则其中一个弹簧称的读数是________N。‎ ‎【答案】（1），等效替代法 ‎（2）3.00（2.99—3.02都可以）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′；合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。‎ ‎(2)弹簧称的读数是F=3.00N.‎ 故答案为：(1)F′，等效替代法；(2)3.00‎ ‎14.某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验,采用的实验装如图1.‎ ‎(1)本实验首先要平衡摩擦力,其目的是________；‎ A.为了实验时细线的拉力近似等于所挂钩码的重力 B.为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力 C.为了实验时小车所受的合外力等于所挂钩码的重力 ‎(2)本实验______________(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量；‎ ‎(3)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带,在纸带上每连续5个间隔取一个计数点,相邻两个计数点之间的距离如图2,打点计时器的频率f=50H,则小车的平均加速度为________m/s2(结果保留3位有效数字)‎ ‎(4)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是下图中的图线_____.‎ ‎【答案】 (1). B (2). 不需要 (3). 0.999 (4). C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)探究小车的加速度与合外力的关系，小车所受的合外力等于细线的拉力，需要平衡摩擦力；‎ ‎(2)使用力传感器可以直接测量力的大小，不需要使钩码的质量远小于小车的质量；‎ ‎(3)根据逐差法求解小车的加速度；‎ ‎(4)如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况.‎ ‎【详解】(1)为了实验时小车所受的合外力等于细线的拉力，需要用小车的重力分力与摩擦力相平衡，故B正确；故选B.‎ ‎(2)使用传感器可以直接测量拉力的大小，不需要钩码的质量远小于小车的质量，故选不需要；‎ ‎(3)频率为：f=50Hz，则周期为：T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为：t=5T=0.1s；根据逐差法可知小车的加速度为：.‎ ‎(4)若没有平衡摩擦力，则当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，所以可能是图中的图线C.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及实验需注意的事项，掌握平衡摩擦力的方法，注意不能将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上。研究三个物理量之间的关系，需采用控制变量法，先控制一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系。注意研究a与m的关系时，若作a-m图线，图线是曲线，无法得出a与m的关系。‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，质量m1=40kg的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲及人均处于静止状态.（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 求：‎ ‎(1)轻绳OA、OB拉力大小；‎ ‎(2)地面对人的摩擦力大小及方向；‎ ‎【答案】(1), (2),方向水平向左 ‎【解析】‎ ‎（1）以结点O为研究对象，受三段轻绳的拉力作用如图：‎ 且竖直绳上的拉力大小等于，根据共点力平衡条件有：‎ ‎，‎ 联立以上两式解得：，； （2）人在水平方向仅受绳OB的拉力和地面的摩擦力作用 根据平衡条件有：，方向水平向左。 点睛：本题是共点力平衡问题，要求同学们能正确对物体受力分析，以结点O为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力；然后人受到水平方向OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，由二力平衡求解人受到的摩擦力大小和方向。‎ ‎16.如图所示，在高15m的平台上，有一个小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一被压缩的轻弹簧，当细线被烧断时，小球被弹出，不计一切阻力，‎ ‎（1）小球在空中运动的时间是多少？‎ ‎（2）已知小球落地时速度方向与水平成60°角，求小球被弹簧弹出时的速度大小？‎ ‎（3）小球落地时小球在水平方向的位移多大？‎ ‎【答案】（1）（2）10m/s（3）‎ ‎【解析】‎ ‎(1)根据竖直方向的自由落体运动,；‎ ‎(2)把速度进行分解有：,；‎ ‎(3)由水平方向匀速直线运动水平距离。有：x=vt=10×m=10m.‎ ‎17.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾角为 37°的倾斜冰面上，先以加速度 a=0.5m/s2 从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s 时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 µ=0.25， sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度 g 取 10m/s2。求：‎ ‎（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；‎ ‎（2）企鹅在冰面向前滑动的加速度大小；‎ ‎（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。（结果可用根式表示）‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】企鹅向上“奔跑”做匀加速运动，由运动学公式求出企鹅向上“奔跑”的位移大小；根据牛顿第二定律求出企鹅在冰面滑动的加速度大小，结合运动学公式求出企鹅退滑到出发点时的速度大小；‎ 解：（1）“奔跑”过程 ‎（2）上滑过程：‎ 下滑过程 ‎（3）上滑位移，‎ 退滑到出发点的速度，‎ 解得 ‎18.图为某娱乐活动中的挑战项目装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D传送带足够长，B、C相距很近．水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动．挑战者需要将质量为2.5kg的纸箱以一定的水平向右的初速v0放在A端，到达B端后，纸箱速度大小不变地被传到倾斜的CD部分，以纸箱最终在CD部分上升的距离大小定输赢，距离大者获胜．纸箱与AB传送带间的动摩擦因数为0.2，与CD间的摩擦因数为0.5．试求：‎ ‎（1）倾斜部分CD静止不转时，若第一位挑战者以3m/s的水平向右初速将纸箱放上A点，纸箱到达B点时的速度是多大？纸箱在CD传送带上上升的最大距离是多少？‎ ‎（2）倾斜部分CD以1m/s的速率顺时针转动．若第二位挑战者想胜过第一位，应最少以多大的水平初速将纸箱放上A点？‎ ‎【答案】（1） ， （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）纸箱在AB上加速时的加速度：a0==μg=0.2×10=2m/s2 米袋的速度达到v0=5m/s时，滑行的距离：s0==4m；‎ 因此纸箱在到达B点之前没有达5m/s； 由v2-v02=2ax可得：v=m/s； 设纸箱在CD上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma 代入数据得：a=10 m/s2 所以能滑上的最大距离：‎ ‎（2）设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零），则米袋速度减为v1‎ 之前的加速度为：a1=-g（sinθ+μcosθ）=-10 m/s2 米袋速度小于v1至减为零前的加速度为：a2=-g（sinθ-μcosθ）=-2 m/s2 由 解得：v1=4m/s，即要超过第1个人，到达B点的速度应为4m/s； 则对AB过程可知：v12-vA2=2ax 解得：vA=2m/s；‎ ‎【点睛】本题难点在于通过分析题意找出临条界件，注意米袋在CD段所可能做的运动情况，从而分析得出题目中的临界值为到达D点时速度恰好为零；‎ ‎ ‎