【物理】安徽省宿州市灵璧中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】安徽省宿州市灵璧中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

安徽省宿州市灵璧中学2019-2020学年 高一上学期期末考试试题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一个选项符合题目要求，第9〜12题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是 A. 如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B. 如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】从实验中小球的三种运动情况可以得到，斜面的阻力越小，小球上升的位置越高，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是：如果不受阻力，就会升到与O点相等的高度，A项符合题意；而其他选项都不是由该实验直接得到的，需要进一步推理或其它实验验证，BCD三项不符合题意．‎ ‎2.物体做匀加速直线运动，下列说法正确的有 A. 物体所受合外力均匀变化 B. 物体加速度均匀变化 C. 物体速度均匀变化 D. 物体位移均匀增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．物体做匀加速直线运动，则加速度不变，根据F=ma可知物体所受合外力不变，选项AB错误；‎ C．因加速度不变，则物体速度均匀变化，选项C正确；‎ D．根据可知物体位移不是均匀增大，选项D错误；‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示，直线和曲线分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(xt)图线，由图可知 ‎ A. 在t1时刻，a、b两车运动方向相同 B. 在t2时刻，a、b两车运动方向相反 C. 在t1～t2时间内，b车的速度先减小后增大 D. 在t1～t2时间内，b车的速度一直比a车的大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．因为x-t图像的斜率等于速度，可知在t1时刻，a车静止，b车向正方向运动，在t2时刻，a车仍静止，b车向负方向运动，选项AB错误； ‎ C．因为x-t图像的斜率等于速度，则在t1～t2时间内，b车的速度先减小后增大，选项C正确；‎ D．在t1～t2时间之间的某时刻，在b车的x-t图像的斜率为零，此时刻b的速度等于a车的速度，选项D错误；‎ 故选C。‎ ‎4.如图所示，一轻质细绳一端固定于竖直墙壁上的O点，另一端跨过大小可忽略、不计摩擦的定滑轮P悬挂物块B，OP段的绳子水平，长度为L.现将一带光滑挂钩的物块A挂到OP段的绳子上，A、B物块最终静止．已知A(包括挂钩)、B的质量比为＝，则此过程中物块B上升的高度为 A. L B. C. L D. L ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对挂钩处进行力的分析如图所示， 对B进行力的分析可得绳子拉力T=mBg，对A有：2Tcosθ=mAg，解得：，‎ 解得：θ=37°，所以B上升的高度为，，所以D正确，ABC错误； 5.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（ ）‎ A. B. mg C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将a、b两小球视为整体受力分析，根据力的合成：‎ 可知当外力垂直绳子时有最小值，则Oa绳子的拉力：，A正确，BCD错误。‎ ‎6. 如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则 A. 物块可能匀速下滑 B. 物块仍以加速度a匀加速下滑 C. 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 D. 物块将以小于a的加速度匀加速下滑 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析: F作用前：；F作用时：；由以上两表达式知：，C对．‎ ‎7. 一根粗细均匀的金属棒AB，棒的A端用轻绳同定在天花板上，棒的B端用水平拉力F拉着而使金属棒处于静止状态．轻绳与竖直方向的夹角为α，金属棒与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是 A. sinβ＝2sinα B. cosβ＝2cosα C. tanβ＝2tanα D. cotβ＝2cotα ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：对金属棒受力分析：受重力mg、绳子的拉力T和水平拉力F，因为金属棒处于静止状态，由平衡条件得：解得：；以A点为转轴，由力矩平衡可知：，解得，由以上可知，故选项C正确．‎ ‎8.如图所示，质量分布均匀的细棒中心为O点，O1为光滑铰链，O2为光滑定滑轮，O与O2由一根轻质细绳连接，水平外力F作用于细绳的一端，用N表示铰链对杆的作用力，现在水平外力F作用下， 从缓慢减小到0的过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. F逐渐变小，N大小不变 B. F逐渐变小，N逐渐变大 C. F先变小再变大，N逐渐变小 D. F先变小再变大，N逐渐变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】对细棒受力分析可知，细棒受重力G、拉力F以及结点处的支持力N，根据平衡条件可知，支持力N与拉力F的合力与重力等大反向，如图所示；‎ ‎ 则由图可知，OFG'∽O1O2O，则可知：==，在杆上移过程中，左侧绳长OO2变短，而O2O1及OO1不变，则可知：F变小，N不变，故A正确，BCD错误．‎ ‎9.观察水龙头,在水龙头出水口出水的流量(在单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时,发现自来水水流不太大时,从龙头中连续流出的水会形成一水柱,现测得高为H的水柱上端面积为,下端面积为,重力加速度为g,以下说法正确的是(     )‎ A. 水柱是上细下粗 B. 水柱是上粗下细 C. 该水龙头的流量是 D. 该水龙头的流量是 ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.设水在水柱上端处速度大小为v1，水流到水柱下端处的速度v2，‎ 则有：−−−①，设极短时间为△t，在水柱上端处流出的水的体积：V1=v1△t⋅S1，水流水柱下端处的体积：V2=v2△t⋅S2，由题意知，V1=V2，即v1△t⋅S1=v2△t⋅S2，解得：v1S1=v2S2，−−−②，因为v1S2，水柱是上粗下细，故A错误，B正确；‎ CD.将②代入①可解得：，则该水龙头的流量：Q=v1S1=S1=S1S2，故C正确，D错误．‎ 故选BC.‎ ‎10.如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示．若重力加速度及图中的、、均为已知量，则可求出 A. 斜面的倾角 B. 物块的质量 C. 物块与斜面间动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 小球滑上斜面的初速度已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度0，那么平均速度即，所以沿斜面向上滑行的最远距离，根据牛顿第二定律，向上滑行过程，向下滑行，整理可得，从而可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数，选项AC对．根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度，选项D对．仅根据速度时间图像，无法找到物块质量，选项B错．‎ ‎11.质量分别为M和m的两物块A、B大小相同，将它们用轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块的位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，重力加速度大小为g，则(　　)‎ A. 此时轻绳的拉力大小为mg B. 此时轻绳的拉力大小为Mg C. 此时A运动的加速度大小为(1－sin2α)g D. 此时A运动的加速度大小为g ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】第一次按题图甲放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsin α＝mg，第二次按题图乙放置时，对A、B整体由牛顿第二定律得Mg－mgsin α＝(m＋M)a，联立得a＝(1－sin α)g＝‎ g，对B由牛顿第二定律得T－mgsin α＝ma，解得T＝mg，故AD正确，BC错误．‎ ‎12..如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球加速度的大小为12m/s2，若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是（取g=10m/s2）（  ）‎ A. 22m/s2，竖直向下 B. 22m/s2，竖直向上 C. 2m/s2，竖直向上 D. 2m/s2，竖直向下 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球的质量为m,向上为正方向,刚开始受力平衡,则有:‎ ‎ 根据题意拔去销钉M瞬间有: ‎ 所以 或者 则 或 去销钉N瞬间,小球受M弹簧和重力G的作用, 加速度为 或者，故AC对；BD错；‎ 故本题选AC ‎【点睛】小球加速度的大小为12m/s2可能向上也可能向下,拔去销钉M瞬间,上面一个弹簧对小球的作用力为0,小球只受到下面弹簧的作用力,根据牛顿第二定律算出上面弹簧对小球的作用力,如拔去销钉N则下面一根弹簧作用力为0,再根据牛顿第二定律即可求解,要注意方向.‎ 二、实验题（本题共2小题，每题7分，共14分。）‎ ‎13.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F＝kx，k 的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量． ‎ ‎(1)在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_______________．  A.N    B.m    C.N/m   D.N/m2‎ ‎(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值．首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm，利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm，那么测量工具a应该是_______________．‎ ‎(3)用如图甲所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值，上面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图乙中作出F—x图像_______________．由图像可求得该橡皮的劲度系数k=____________ N/m．(保留两位有效数字)‎ ‎(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y= _______________．(保留一位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). D (2). 螺旋测微器（或千分尺）‎ ‎ (3).见解析 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据F=kx及可知,所以Y的单位为；‎ ‎(2)因为橡皮条的直径为D=4.000mm，所以用螺旋测微器测量其直径；‎ ‎(3)图像如下，解得：．‎ ‎(4)根据解得：‎ ‎14.在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：‎ ‎(1)根据表中的数据在下图的坐标系上作出aF图象_________；‎ ‎(2)图象斜率的物理意义是_______________________________________________．‎ ‎(3)小车和砝码的总质量为________　kg.‎ ‎(4)图线(或延长线)与F轴截距物理意义是___________________________________．‎ ‎【答案】 (1)见解析 (2). 小车和砝码总质量的倒数 (3). 1 ‎ ‎(4). 小车受到的阻力为0.1 N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的aF图象如图所示：‎ ‎（2）根据(1)中图象可知，保持小车和砝码的总质量不变，描述的是小车的加速度a和拉力F的关系图像，根据牛顿第二定律，‎ 得 因此可以判断(1)中图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数；‎ ‎（3）由（1）中图象可得：‎ ‎，‎ 解得：‎ M＝1 kg；‎ ‎（4）由aF图象可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运动，说明此时小车受到的阻力为0.1 N。‎ 三、计算题（本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。）‎ ‎15.一弹性小球自4.9 m高处自由下落，当它与水平地面每碰一次，速度减小到碰前的，重力加速度g取9.8 m/s2，试求小球开始下落到第三次碰地所用的时间。‎ ‎【答案】3.77s ‎【解析】‎ ‎【详解】小球第一次下落经历时间为：t＝＝1 s 落地前的速度的大小v＝gt＝9.8 m/s 第一次碰地弹起的速度的大小v1＝v 上升到落回的时间t1＝＝2×s 第二次碰到弹起的速度的大小v2＝（）2v 上升到落回的时间t2＝＝2×（）2 s 从开始到第三次碰地经历的时间为：t总＝t+t1+t2=3.77s ‎16.如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑．已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求A与B的质量之比为？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：对A、B整体和B物体分别受力分析，然后根据平衡条件列式后联立求解即可．‎ 解：对A、B整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：‎ F=μ2（m1+m2）g ①‎ 再对物体B分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：‎ 水平方向：F=N ‎ 竖直方向：m2g=f 其中：f=μ1N 联立有：m2g=μ1F ②‎ 联立①②解得：‎ ‎=‎ ‎17.如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数μ=0.02；在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4m时，其速度v=1.4m/s，在这过程中木楔没有动，重力加速度取g=10m/s2求:‎ ‎（1）物块沿斜面下滑的加速度大小；‎ ‎（2）木楔对地面的压力大小；‎ ‎（3）木楔对地面的摩擦力的大小和方向．‎ ‎【答案】（1）0.7m/s2 （2）109.65N （3）0.606N，水平向右 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由匀加速运动的公式v2=v02+2ax，得物块沿斜面下滑的加速度为 ‎ ‎ ‎（2，3）由于a＜gsinθ=5m/s2，可知物块受到摩擦力作用。分析物块受力，它受三个力，如图所示。   沿斜面方向 对物块应用牛顿运动定律，有 mgsinθ-f1=ma 解得 f1=m（gsinθ-a）=4.3N 物块垂直于斜面方向 mgcosθ-N1=0‎ ‎ 分析木楔受力，它受五个力作用，如图。 对木楔应用牛顿运动定律，有 水平方向 f2+f1cosθ-N1sinθ=0‎ 解得地面作用于木楔的摩擦力 f2=N1sinθ-f1cosθ=mgcosθsinθ-（mgsinθ-ma）cosθ=macosθ=0.35N≈0.606N 方向水平向左。‎ 则木楔对地面的摩擦力0.606N，方向向右；‎ 竖直方向： ‎ 解得N2＝109.65N ‎18.一个弹簧测力计放在水平地面上，Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知P的质量M，Q的质量m，弹簧的质量不计，劲度系数k，系统处于静止如图所示，现给P施加一个方向竖直向上的力F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前内，F为变力，以后，F为恒力求力F的最大值与最小值取g ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：由于重物向上做匀加速直线运动，故合外力不变，弹力减小，拉力增大，所以一开始有最小拉力，最后物体离开秤盘时有最大拉力 静止时由 物体离开秤盘时 以上各式代如数据联立解得 该开始向上拉时有最小拉力则 解得