【物理】吉林省长春市田家炳实验中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】吉林省长春市田家炳实验中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

吉林省长春市田家炳实验中学2019-2020学年 高一上学期期末考试试题 一、单项选择题（每题4分，共32分）‎ ‎1.滑雪运动员以20 m/s的速度从一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度差3.2 m.不计空气阻力，运动员飞过的水平距离为s，所用时间为t，则下列结果正确的是（ ）(g="10" m/s2)‎ A. s="16" m，t="0.50" s B. s="16" m，t="0.80" s C. s="20" m，t="0.50" s D. s="20" m，t="0.80" s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由，s=v0t=20×0.8=16m，B对．‎ ‎2.如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球P．P是质量为m的金属球，固定在一细长钢性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内转动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F与θ的关系式正确的是 A. F=mgsinθ B. F=mgtanθ C. F=mgcosθ D. F=mg/cosθ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】以金属球为研究对象,受到重力mg、水平向左的风力F和金属丝的拉力T,作出受力图如图所示：‎ 根据平衡条件得到：F=mgtanθ，故B正确，ACD错误．‎ ‎3.如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平．则在斜面上运动时，B受力的示意图为 （ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将A、B做为一个整体，则一起冲上斜面时，受重力及斜面的支持力，合力沿斜面向下，然后再用隔离体法，单独对B进行受力分析可知，B受摩擦力一定沿水平方向上，且一定水平向左，竖直方向上重力大于支持力这样才能使合力沿斜面向下了，故A正确，BCD错误．‎ ‎4.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 ‎5.电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是 (g取10 m/s2)：（ ）‎ A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2‎ B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2‎ C. 电梯可能向上减速运动，加速度大小为8m/s2‎ D. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为8m/s2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A B．重物随电梯做匀速直线运动时，受力平衡，弹簧秤的示数为10N，说明物体重10N，质量为1kg，弹簧秤的示数变为8N时，物体所受合力为2N，方向向下，由牛顿第二定律可得，代入数值可求得 ，物体可能向下做匀加速运动，也可能向上做匀减速运动，加速度大小都是2 m/s2。故B正确，A错误；‎ C．由前面分析可知电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2，故C错误；‎ D．由前面分析可知电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2，故D错误。‎ 故选择D选项。‎ ‎6.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m=15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m＇=10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬， 如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度 (g=10m/s2)（ ）‎ A. 25m/s2 B. 5m/s2‎ C. 10m/s2 D. 15m/s2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在重物不离地面的条件下，绳子张力F≤mg=150N；猴子向上爬的过程受绳子拉力和重力作用，故猴子所受合外力F′=F-m'g≤50N，所以猴子向上爬的加速度 A．25m/s2，与结论不相符，选项A错误；‎ B．5m/s2，与结论相符，选项B正确；‎ C．10m/s2，与结论不相符，选项C错误；‎ D．15m/s2，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.如图所示,传送带保持1 m/s的速度顺时针转动．现将一质量m=0.5 kg的物体轻轻地放在传送带的a点上,设物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,a、b间的距离L=2.5 m,则物体从a点运动到b点所经历的时间为 (g取10 m/s2)(　　)‎ A. s B. (-1)s C. 3 s D. 2.5 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物块开始做匀加速直线运动，a＝μg＝1 m/s2，速度达到皮带的速度时发生的位移x＝＝m＝0.5 m＜L，故物体接着做匀速直线运动，第1段时间t1＝＝1 s，第2段时间t2＝＝s＝2 s，t总＝t1＋t2＝3 s ‎8.在水平面上放着两个质量分别为2kg和3kg的小铁块m和M，它们之间用一原长为10cm，劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2．铁块M受到一大小为20N的恒定水平外力F，两个铁块一起向右做匀加速直线运动，如图所示．这时两铁块之间弹簧的长度应为（重力加速度g取10m/s2）（　　）‎ A. 12cm B. 13cm C. 15cm D. 18cm ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：先把m、M看成一个整体，由牛顿第二定律可得，代入数据解得，以m为研究对象，由牛顿第二定律可得，解得，由可得，x=0.08m=8cm，，D选项正确 二、多项选择题（每题6分，共24分，选不全的得3分）‎ ‎9.如图所示，A和B的质量分别是1kg和2kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间（　　）‎ A. A的加速度等于3g B. A的加速度等于g C. B的加速度为零 D. B的加速度为g ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】悬线烧断弹簧前，由B平衡得到，弹簧的弹力大小．悬线烧断的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，大小仍为，此瞬间B物体受到的弹力与重力仍平衡，合力为零，则B的加速度为零，A受到重力和向下的弹力，由牛顿第二定律得，，方向向下，AC正确．‎ ‎【点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时，一定要注意，哪些力不变，（弹簧的的形变量来不及变化，弹簧的弹力不变），哪些力变化（如绳子断了，则绳子的拉力变为零，或者撤去外力了，则外力变为零，）然后结合整体隔离法，应用牛顿第二定律分析解题 ‎10.如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球先失重后超重 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球刚接触弹簧瞬间受到的弹力小于重力，合力向下，继续向下加速，说明刚接触弹簧瞬间速度不是最大值，故A错误；‎ BCD．从小球接触弹簧到到达最低点，小球先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动，速度先增大后减小，开始阶段加速度向下为失重状态，后来加速度向上为超重状态，故BCD都正确。‎ 故选择BCD选项。‎ ‎11.从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度—时间图象如图所示 .在0～t2时间内，下列说法中正确的是(　　)‎ A. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小 B. 在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远 C. t2时刻Ⅰ物体在Ⅱ物体前方 D. Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都大于 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由v-t图象可得Ⅰ物体加速度逐渐减小，所受的合外力不断减小，Ⅱ物体加速度逐渐减小，所受的合外力也不断减小，故A错误；‎ B．在第一次相遇之前，t1时刻两物体速度相等，二者相距最远，故B正确；‎ C．在速度-时间图象中，图线和时间轴所围面积在数值上等于位移大小，Ⅰ物体对应图象的面积大，说明t2时刻Ⅰ物体在Ⅱ物体前方，故C正确；‎ D．物体做匀变速运动时平均速度为，在同样时间Ⅰ物体的位移比匀加速时的位移大，平均速度大于，同理Ⅱ物体的在同样时间内位移比匀减速对应位移小，平均速度小于，故D错误。‎ 故选择BC选项。‎ ‎12.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中 A. 水平拉力的大小可能保持不变 B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；‎ ‎ ‎ 对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD．‎ 三、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13.在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中：‎ ‎(1)某组同学用如图所示装置，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系。下列措施中不需要和不正确的是________。‎ ‎①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力 ‎②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动 ‎③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力 ‎④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力 ‎⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源 A.①③⑤　　　　　　　　　 B.②③⑤‎ C.③④⑤ D.②④⑤‎ ‎(2)本实验所采用的科学方法是：__________________。‎ A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法 ‎ (3)某组同学实验得出数据，画出a－F图象如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是________。‎ A.实验中摩擦力没有平衡 B.实验中摩擦力平衡过度 C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 D.实验中小车质量发生变化 ‎(4)实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度vF＝________m/s，小车加速度a＝________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎(5)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________ m/s2.‎ ‎【答案】 (1). B (2). C (3). B (4). 0.71 0.80 (5). 9.8‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)①只有平衡摩擦力后小车受到合力才是细绳对小车的拉力,故①不符合题意；‎ ‎②平衡摩擦力时不应挂塑料小桶，使小车拖动纸带匀速滑动即可，故②符合题意；‎ ‎③改变拉小车拉力后不需要重新平衡摩擦力，故③符合题意；‎ ‎④实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，故④不符合题意；‎ ‎⑤实验中应接通电源，打点稳定后再释放小车，故⑤符合题意。‎ ‎②③⑤符合题意，故选择B选项。‎ ‎(2)本实验所采用的科学方法是控制变量法，探究与 关系时，要保持小车的总质理一定，探究与关系时，要保持小车受到的合力一定。‎ ‎(3)当小车受到的拉力为零时，加速度不为零，说明实验中摩擦力平衡过度。‎ ‎(4)‎ ‎(5)对小车由牛顿第二定律可得 对小桶由牛顿第二定律可得 联立可得 当m趋于无穷大时，加速度 四、计算题（共32分）‎ ‎14.在水平地面上有一个质量为4kg的物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动。10s末撤去拉力。该物体的v-t图象如图所示。求：物体受到的水平拉力F的大小和物体与地面间的动摩擦因数。（g＝10m/s2）‎ ‎【答案】F=6N，μ=0.05‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】前10s物体做匀加速运动，设加速度大小为 由 图象可知 由牛顿第二定律可得 ‎10-30s物体在摩擦力下做匀减速运动，设加速度大小为 ，由 图象可知 由牛顿第二定律可得 联立可得F=6N，μ=0.05‎ ‎15.如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A→B的长度L=29m，则物体从A到B需要的时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2）‎ ‎【答案】t=3s ‎【解析】‎ ‎【详解】物体沿斜面向下做匀加速运动，设加速度大小为，由牛顿第二定律可得 代入数值可得 ‎ 设经过时间 达到传送带速度，‎ 运动位移 ‎<29m 因为，物体继续向下加速运动，设加速度大小为 ，由牛顿第二定律可得 代入数值可得 ‎ 设再经过时间 达到B点，‎ 代入数值可得（舍去） ‎ 设总的时间为t，则 ‎16.如图，质量M=8.0kg的小车停放在光滑水平面上．在小车右端施加一个F=8.0N的水平恒力．当小车向右运动的速度达到3.0m/s时，在其右端轻轻放上一个质量m=2.0kg的小物块（初速为零），物块与小车间的动摩擦因数μ=0.20，假定小车足够长．求：‎ ‎（1）经多长时间物块停止在小车上相对滑动？‎ ‎（2）小物块从放在车上开始，经过t=3.0s，通过的位移是多少？（取g=10m/s2）‎ ‎【答案】(1)2s（2）8.4m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当释放小物块后小车加速度为：；‎ 小物块加速度为：‎ 小物块运动了t时间后与小车速度相等，则有：‎ 物块加速运动速度达到与小车速度相等之前的位移为：‎ ‎(2)经过2s时小车速度为：‎ ‎2s后两个物体相对静止，此时两者加速度为：‎ 在第3s内物体的位移为：‎ 则在这3s内小物体位移为：‎