【物理】广东省东莞市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

【物理】广东省东莞市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版）

广东省东莞市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 一、单项选择题本题一共10小题，每小题3分，共30分，每小题的四个选项中只有一个选项符合题目要求 ‎1.在物理学的发展历程中，下面哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（ ）‎ A. 亚里士多德 B. 爱因斯坦 C. 伽利略 D. 牛顿 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展,ABD错误C正确．‎ ‎2. 下列各组物理量中，全部都是矢量的是 A. 位移、加速度、速度、时间 B. 速度、力、时间、平均速度 C. 位移、速度、加速度、平均速度 D. 速度、质量、加速度、路程 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 时间，路程，质量这些只有大小没有方向的物理量叫做标量，速度，加速度，位移，力等这些既有方向又有大小的物理量叫做矢量，其中平均速度也是矢量．它的方向取决于这一段时间内发生的位移的方向．所以选C ‎3.如图所示，用水平外力F将木块压在竖直墙面上，木块保持静止，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 木块对墙的压力与水平外力F是一对平衡力 B. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力 C. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力 D. 水平外力F与墙对木块的支持力是一对作用力与反作用力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力，两个力是一对平衡力。故AD错误；‎ BC．木块处于静止，在竖直方向上受两个力，即重力和墙对木块的静摩擦力。两个力是一对平衡力。故C正确，B错误。‎ ‎4.如图所示为甲、乙两辆车从同一位置由静止开始沿同一方向运动的速度时间图像．两图像在时刻相交，则下列判断正确的是 A. 时刻甲、乙相遇 B. 两辆车再次相遇前，时刻两车相距最远 C. 0~时间内，任意时刻乙车运动的加速度大于甲车的加速度 D. 0~时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：在速度时间图像中，图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以时刻两者的位移不同，乙的位移大于甲的位移，故甲车的平均速度小于乙车的平均速度，AD错误；在时刻之前，乙的速度大于甲的速度，两者的距离逐渐增大，时刻之后，乙的速度小于甲的速度，两者距离逐渐减小，可知t0时刻两车相距最远，故B正确；图像的斜率表示加速度，0~时间内，所以乙的加速度先大于甲的加速度，然后小于甲的加速度，C错误；‎ ‎5.力F1作用在物体上产生的加速度a1=3m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a2=4m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为()‎ A. 8m/s2 B. 5m/s2 C. 1m/s2 D. 7m/s2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】力F1作用在物体上产生的加速度α=3m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度α=4m/s2，因为加速度是矢量，则合加速度1m/s2≤a≤7m/s2．两个力作用在该物体上产生的加速度，可以看成每个力产生的加速度的合加速度．因此选A ‎ ‎6.如图，两物体A和B通过定滑轮的细绳连接，它们都处于静止状态，对于物体A的受力，下列说法正确的是 A. 受重力、绳子拉力、摩擦力作用 B. 受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力作用 C. 受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力作用 D. 以上都不对 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对A分析可知，A受重力、绳子的拉力和地面的弹力；由于绳子的拉力有向左的分效果，因此A有向左的运动趋势，故A受地面向右的摩擦力。‎ ACD．由上分析可知，A受重力、绳子拉力、水平面给它弹力和摩擦力作用，故ACD错误。‎ B．由上分析可知，A受重力、绳子拉力、水平面给它的弹力和摩擦力作用，故B正确。故选B。‎ ‎7.做自由落体运动的甲、乙两物体质量之比为1:3，下落高度之比1:2，甲乙同时下落，g取10m/s2，则（ ）‎ A. 下落加速度之比1:3 B. 下落过程中甲乙速度大小始终相等 C. 下落时间之比为1:2 D. 甲落地前，甲乙间距离逐渐增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由自由落体运动的规律知，自由落体运动快慢与物体的质量无关，故加速度相同，根据高度h=gt2关系即可求出时间之比1：，选项AC错误；根据速度v=gt可知下落过程中甲乙速度大小始终相等，选项B正确；甲落地前，甲乙始终在同一高度，间距不变，故D错误．故选B．‎ ‎8.如图，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和Ff。若电梯启动加速度减小为，则下面结论正确的是（ ）‎ A. 水平梯板对人的支持力变为 B. 水平梯板对人的摩擦力变为为 C. 电梯加速启动过程中，人处于失重状态 D. 水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A当电梯加速度为a时，竖直方向上有：‎ 水平梯板对人的支持力：‎ 当电梯加速度由a减小为时，在竖直方向上有：‎ 水平梯板对人的支持力：‎ 故A错误；‎ B当电梯加速度为a时，水平梯板对人的摩擦力为：‎ 当电梯加速度由a减小为时，水平梯板对人的摩擦力变为：‎ 故B正确；‎ C电梯加速启动过程中，人有向上的加速度，处于超重状态而不是失重状态。故C错误；‎ D水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为：‎ 故D错误。‎ ‎9.如图甲所示，斜面体静止在粗糙的水平地面上，斜面体上有一小滑块A沿斜面匀速下滑，现对滑块施加一竖直向下的作用力F，如图乙所示．两种情况下斜面体均处于静止状态，则下列说法中不正确的是( ) ‎ A. 施加力F后，小滑块A受到摩擦力变大 B. 施加力F后，小滑块A仍将匀速下滑 C. 施加力F后，地面对斜面体的摩擦力变大 D. 施加力F后，地面对斜面体的支持力变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设小滑块A的质量为m，斜面的倾角为，根据题意可得，施加F前，小滑块A受到的摩擦力为，施加F后，小滑块A受到的摩擦力为，所以摩擦力增大，因为代入可得，即沿斜面方向小滑块仍处于平衡状态，所以仍然以原速度做匀速运动，AB正确；以整体为研究对象可知地面对斜面体的支持力增大，地面对斜面体的摩擦力仍然为零，C正确D错误；‎ ‎10.如图所示，在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车，小车和车上木块一起做无相对滑动的加速运动，若小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车间的动摩擦因数μ．则木块受到的摩擦力大小的表达式一定正确的是（　　）‎ A. M B. C. D. Ma ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】木块和小车保持相对静止，一起做匀加速，隔离对木块分析，根据牛顿第二定律得，摩擦力f=ma，隔离对小车分析，根据牛顿第二定律得F-f=Ma，解得摩擦力f=F-Ma，故B符合题意．‎ 二、多项选择题本题共5小题，每小题4分，全对得4分，错选或未选得0分，漏选得2分，共20分，每小题有两个或两个以上的选项符合题目要求 ‎11.在力学理论的建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(　　)‎ A. 伽利略认为力不是维持物体运动的原因 B. 亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持 C. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D. 笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ A、伽利略认为力不是维持物体运动的原因,所以A选项是正确的; B、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,故B错误; C、伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因,故C错误; D、笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献,所以D选项是正确的;‎ 综上所述本题答案是：AD ‎12.如图所示，质量为2 kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为x＝t 2＋t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，g取10 m/s2，以下结论正确的是(　　) ‎ A. 匀变速直线运动的初速度为1 m/s B. 物体的位移为12 m时速度为7 m/s C. 水平恒力F的大小为4 N D. 水平恒力F大小为12 N ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A、根据,对应可知.所以A选项是正确的. B、根据得,.所以B选项是正确的. C、根据牛顿第二定律得,,计算得出.故C错误,D正确.所以ABD选项是正确的.‎ ‎13.如图所示，用细线系住一光滑小球，细线在拉力作用下保持竖直，小球与放在水平地面上斜面体接触．现将拉力缓慢沿顺时针旋转，直到拉力方向与斜面平行，该过程中小球和斜面均保持静止．下列说法正确的是（　　）‎ A. 细线对小球的拉力一直减小 B. 斜面对小球的支持力先减小后增大 C. 地面对斜面的摩擦力先增大后减小 D. 斜面对地面的摩擦力一直增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球为研究对象，其受力分析如图所示：因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，由图知在题设的过程中，一直减小，故A正确；‎ B.始斜面对小球的支持力为零，后来逐渐增大，故B错误；‎ CD.据图象可知，细线对小球的拉力在水平方向的分力逐渐增大，以整体为研究对象，水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力等于细线拉力在水平方向的分力，即逐渐增大，根据牛顿第三定律可知斜面对地面的摩擦力一直增大，故C错误、D正确．‎ ‎14.一个质量为1kg的物体放在光滑水平地面上，受到同一水平面内三个力作用，这三个力的大小分别为1N、2N、3N，方向不定，则该物体的加速度可能为（　　）‎ A. 0 B. 2m/s2 C. 4m/s2 D. 8m/s2‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】三个力合力范围为：,物体的质量为，根据牛顿第二定律，可知加速度的范围为 A. 0与分析相符，符合题意 B. 2m/s2与分析相符，符合题意 C. 4m/s2与分析相符，符合题意 D. 8m/s2与分析不相符，不符合题意 ‎15.“蹦极"是一项很有挑战性的运动．如图所示，蹦极者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上．蹦极者从跳台跳下，落至图中a点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中b点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中c点是蹦极者所能达到的最低点，不计空气阻力．关于蹦极者的运动下列说法正确的是( )‎ A. 从a点到c点蹦极者一直做减速运动 B. 从a点到c点蹦极者先做加速运动再做减速运动 C. 蹦极者最终会静止在c点 D. 如果蹦极者受到的空气阻力不能忽略，其下落的最低点在c点上方 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.从a点到b点的过程中，重力大于弹力，人受到向下的合力做加速运动，所以速度越来越快；在b点时，合力为零，加速度为零，速度最大；在b点以下，弹力大于重力，人受到向上的合力做减速运动，速度越来越小，最低点c时速度为零，故A错误，B正确．‎ C. 在c点时受到的合力方向向上，则蹦极者最终不会静止在c点，选项C错误；‎ D. 如果蹦极者受到的空气阻力不能忽略，若将人的重力和空气阻力进行等效，则等效于人的重力减小了，则其下落的最低点在c点上方，选项D正确．‎ 三、实验探究题两小题共18分 ‎16.在“探究求合力的方法”实验中：‎ ‎（1）实验中需要的器材有：方木板、白纸、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、图钉若干、铅笔、弹簧测力计，还需要的器材有____________．‎ ‎（2）某同学的实验结果如图所示，其中O为橡皮条与绳套结点的位置．图中_______是合力的理论值．‎ ‎（3）下列措施可以减少实验误差的是_______．‎ A．拉橡皮条的细绳套越短越好．‎ B．实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零 C．在两个拉力同时拉橡皮条时要求两拉力间夹角越大越好 D．实验中尽量使橡皮条与木板板面平行且不接触 ‎【答案】 (1). （1）弹簧测力计 (2). （2）F (3). （3）BD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较．所以我们需要的实验器材有：方木板（固定白纸），白纸（记录方向画图）、刻度尺（选标度）、绳套（弹簧秤拉橡皮条）、弹簧测力计（测力的大小）、图钉（固定白纸）、三角板（画平行四边形），橡皮条（让力产生相同的作用效果的）．则此实验中还需要的器材有弹簧测力计； （2）用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值，所以F是理论值；F′是真实值． （3）为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，故A错误；弹簧秤使用前应先校零，即实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零，故B正确；F1、F2方向间夹角大小适当即可，不是越大越好，故C错误；实验中尽量使橡皮条与木板板面平行且不接触，故D正确；故选BD.‎ ‎17.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图所示．‎ ‎(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是_____________；要使细线的拉力约等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是______________________. ‎ ‎(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.06 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，那么打B点的瞬时速度大小是________m/s；纸带加速度的大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字)．‎ ‎【答案】 (1). 平衡摩擦力 小车质量远大于砝码及砝码盘的质量 (2). 0.74 0.62‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力，就需要平衡掉摩擦力的影响，故采取的措施是平衡摩擦力.‎ 要使细线的拉力约等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是小车质量远大于砝码及砝码盘的质量.‎ ‎(2)打点计时器使用的都是交流电源，每隔0.02 s打一个点．根据题意相邻计数点间的时间间隔t＝0.1 s，则B点的速度为A、C两点间的平均速度：‎ vB＝＝m/s＝0.74 m/s 由：‎ 可得：a＝‎ 代入数据解得：‎ 四、计算题本小题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后结果不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值与单位 ‎18.商场工作人员从静止开始推着质量m=20kg的货箱沿水平地面加速滑行．已知推力F=120N，摩擦力f=100N，g取10m/s2，求:‎ ‎(1)货箱与地面之间的动摩擦因数；‎ ‎(2)货箱运动的加速度大小；‎ ‎(3)货箱运动4.0s时的速度和位移的大小．‎ ‎【答案】(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据摩擦力方程 ‎ 可知 ‎(2)根据牛顿第二定律 ‎ 可得 ‎(3)根据匀变速速度关系可知4.0s时的速度 ‎4.0s时的位移 答：(1)0.5(2)1m/s2(3)4m/s；8m ‎19.所受重力G1＝8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝100 N的木块上，木块静止于倾角为θ＝37°的斜面上，如图所示，试求：木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的弹力大小．‎ ‎（g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8）‎ ‎【答案】64.8 N 76.4 N ‎【解析】‎ 试题分析：如图甲所示分析P点受力 由平衡条件可得：,‎ 可解得：‎ 再分析G2的受力情况如图乙所示 由物体的平衡条件可得:，‎ 且 可求得：,‎ ‎20.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ．重力加速度为g．‎ ‎（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力大小；‎ ‎（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；‎ ‎（3）本实验中，m1=0.5kg，m2=0.1kg，μ=0.2，砝码与纸板左端的距离d="0.1" m，取g=10m/s2．若砝码移动的距离超过l ="0.002" m，人眼就能感知，为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大?‎ ‎【答案】（1）（2）（3）22.4N.‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）砝码和桌面对纸板摩擦力分别为：f1=μm1g，f2=μ（m1+m2）g 纸板所受摩擦力的大小：f=f1+f2=μ（2m1+m2）g ‎（2）设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则有：f1=m1a1，F-f1-f2=m2a2‎ 发生相对运动需要a2＞a1‎ 代入数据解得：F＞2μ（m1+m2）g ‎（3）为确保实验成功，即砝码移动的距离不超过l=0．002m，纸板抽出时砝码运动的最大距离为 x1=a1t12，‎ 纸板运动距离d+x1=a2t22‎ 纸板抽出后砝码运动的距离x2=a3t22，‎ L=x1+x2‎ 由题意知a1=a3，a1t1=a3t2代入数据联立得F=22．4N ‎ ‎