天津市耀华中学2019-2020学年高一上学期期末考试物理试题 15页

天津市耀华中学2019—2020学年第一学期期末考试 高一年级物理学科试卷 一、单项选择题（每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中有一个选项正确．）‎ ‎1.如图所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受到的摩擦力与拉力F的合力方向应该是（ ）‎ A. 水平向右 B. 竖直向上 C. 向右偏上 D. 向左偏上 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】分析物体的受力情况：重力、地面的支持力、摩擦力和力F，根据平衡条件则知，摩擦力Ff与拉力F的合力方向与重力、支持力的合力方向相反，而重力、支持力的合力方向竖直向下，则物块受的摩擦力Ff与拉力 F的合力方向竖直向上.‎ A.水平向右与分析结果不相符；故A错误.‎ B.竖直向上与分析结果相符；故B正确.‎ C.向右偏上与分析结果不相符；故C错误.‎ D.向左偏上与分析结果不相符；故D错误.‎ ‎2.甲乙两辆小车由同一地点出发运动，速度时间图象如图所示，则 ‎ A. 运动时甲的加速度与乙的加速度之比为4：3‎ B. 运动时甲的加速度与乙的加速度之比为3：4‎ C. 乙车开始运动时，两车相距‎4.5m D. 甲乙同时开始运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．速度图象斜率等于物体的加速度，则甲的加速度 乙的加速度 所以运动时甲的加速度与乙的加速度之比为1：4，故AB错误；‎ C．乙车开始运动时，甲已运动3s，运动的位移为 则两车相距‎4.5m，故C正确；‎ D．由图可知，甲先运动3s后乙开始运动，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.A、B物体用跨过定滑轮的轻绳相连，A的质量大于B的质量，A放置在水平地板上，在水平向右的外力F作用下向右运动，与地板之间的动摩擦因数为一常数，B物体匀减速上升．设A受绳的拉力为T，受地面的弹力为，受地面摩擦力为f，以下判断正确的是：（ ）‎ A. T不变，f增大 B. T减小，大 C. 减小，T不变 D. f减小，T减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】据题可知物体匀减速上升，则绳子对的拉力大小不变，则受绳的拉力 也不变；对分析在竖直方向上受力平衡，则有，解得，向右运动时，增大，cosθ减小，则增大，摩擦力，不变，则增大，所以不变，和都逐渐增大，故选项A正确，B、C、D错误．‎ ‎4.一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；‎ ‎5.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高h，将甲、乙两球分别以大小为v1和v2的初速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（　　）‎ A. 同时抛出，且v1＜v2‎ B. 甲迟抛出，且v1＜v2‎ C. 甲早抛出，且v1＞v2‎ D. 甲早抛出，且v1＜v2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知甲的抛出点高于乙的抛出点，则相遇时，甲的竖直位移大于乙的竖直位移，故甲应先抛出；而两物体的水平位移相同，甲的运动时间比较长，故甲的速度要小于乙的速度，v1＜v2，故D正确，ABC错误。‎ 二、多项选择题（每小题6分，共30分． 每小题多个正确答案，选不全的得3分）‎ ‎6.静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的水平外力作用时，则木块 A. 速度变小，加速度变小 B. 速度变大，加速度变小 C 加速度变小，位移变小 D. 速度变大，位移变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，外力逐渐减小，根据牛顿第二定律得知，加速度也逐渐减小，而外力与运动方向相同，则木块做加速运动，所以位移增大，故BD正确。‎ 故选BD。‎ ‎7.如图所示，质量均为M的b、d两个光滑斜面静止于水平面上，底边长度相等，b斜面倾角为，d斜面倾角为。质量均为m的小物块a和c分别从两个斜面顶端由静止自由滑下，下滑过程中两斜面始终静止。小物块到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是：‎ A. 两物块运动时间相同 B. 两物块到达底端时的速率相同 C. 两斜面对地面压力均小于（m＋M）g D. 地面对两斜面的摩擦力均向左 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设斜面的底边长度为L，则斜边长度 小滑块下滑的加速度 再根据 ‎，‎ 可得下滑的时间 当斜面倾角分别为和时，可得两滑块运动的时间相同，故A正确；‎ B．由动能定理得 解得 所以两物块到达底端时的速率不相同，故B错误；‎ C．竖直方向，因滑块下滑时加速度有竖直向下的分量，可知滑块失重，则两斜面对地面压力均小于（m+M）g，故C正确；‎ D．当物块加速下滑时，加速度有水平向右的分量，则对滑块和斜面的整体而言，由牛顿第二定律可知，地面对两斜面的摩擦力均向右，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎8.如图所示，用与竖直方向成θ角（θ＜）的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为T1。现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定，绳b的拉力变为T2；再转过θ角固定，绳ｂ的拉力为T3，则 A. T1=T3＞T2 B. T1＜T2＜T3‎ C. 绳a的拉力变大 D. 绳a的拉力减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球为研究对象，分析受力：重力、a、b两绳的拉力T1、T2。根据平衡平衡条件得知，T1和T2的合力方向竖直向上，大小与重力相等，保持不变，作出b绳在三个不同位置时，两个拉力的变化，如图，可图得到，T1=T3＞T2，由图看出，绳a的拉力减小。故AD正确，BC错误。‎ 故选AD。‎ ‎9.如图所示，水平面上放置质量分别为m、‎2m的A、B两个物体， A与B间、B与地面间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉B，使A、B以相同加速度一起向右加速运动，则拉力F的大小可能为 A. 3μmg B. 4μmg C. 5μmg D. 7μmg ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当AB间的静摩擦力达到最大值时加速度最大，对A有 解得最大加速度为 对AB整体分析可知 解得 要使B物体运动拉力应满足 故选BC。‎ ‎10.将小球从如图所示的阶梯状平台上以一定的水平初速度v0水平抛出，所有台阶的高度和宽度均为‎1.0 m，取g＝‎10 m/s2，要使小球抛出后落到第三级台阶上，则v0可能为： ‎ A. m/s B. ‎3.5m/s C. ‎4m/s D. m/s ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动知 其中 解得 故选AB。‎ 三、实验题和填空题（每空3分，共21分）‎ ‎11.物体在水平地面上受到水平推力的作用，在6s内力F的变化和速度v的变化如图所示，则物体的质量为______kg，物体与地面的动摩擦因数为______. (g=‎10m/s2)‎ ‎【答案】 (1). 4 (2). 0.025‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]由v－t图象看出，物体在2－6s做匀速直线运动，则有，物体受到的阻力 由速度时间图象可知，0－2s物体加速度为：‎ 由牛顿第二定律得 即 解得 由公式 得 ‎12.如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为的物体，开始绳处于伸直状态，物体从距地面h处由静止释放，物体落地之前绳的拉力为______N；当物体着地的瞬间小车未离开桌子 小车的速度大小为_______g ‎ ‎【答案】 (1). (2). 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对小车由牛顿第二定律得：，对砝码由牛顿第二定律知：，以上两式联立解得物体落地之前绳的拉力，代入数据得；小车与砝码作为一系统，在小车滑动过程中系统的机械能守恒，由机械能守恒定律可得：，代入数据解得砝码着地的瞬时速度为：．‎ ‎13.某同学“探究加速度与物体合力的关系”的实验装置如图所示,图中A为小车，质量为，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的固定长木板上，P的质量为，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计的示数F，不计轻绳与滑轮，滑轮与轮轴的摩擦，滑轮的质量．‎ ‎①下列说法正确的是__________‎ A．实验中应远小于 B．长木板必须保持水平 C．实验时应先接通电源后释放小车 D．小车运动过程中测力计的读数为 ‎②下图是实验过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D为选取的计数点，相邻的两个计数点之间有四个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为： 8．‎00cm、17．‎99cm、30．‎00cm、‎ ‎44．‎01cm，若打点计时器的打点频率为50 Hz，则由该纸带可知小车的加速度大小为________（结果保留三位有效数字）．‎ ‎③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). C (2). 2.01 (3). B ‎【解析】‎ ‎【详解】①小车所受的拉力可以通过弹簧秤测出，不需要满足m2远小于m1，故A错误．实验应该平衡摩擦力，所以木板不能水平，故B错误．实验时应先接通电源后释放小车，故C正确．根据牛顿第二定律知，m‎2g＞2T，则，故D错误．故选C．‎ ‎②根据△x=aT2，运用逐差法得，．‎ ‎③某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则F不等于零时，a仍然为零，故选B．‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．‎ 三、计算题（第14题7分，15题10分，16题12分，共29分）‎ ‎14.滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37°时(如图)，滑板做匀速直线运动，相应的k＝‎54 kg/m，人和滑板的总质量为‎108 kg，试求：(重力加速度g取‎10 m/s2，sin 37°取 0.6，忽略空气阻力)‎ ‎(1)水平牵引力大小；‎ ‎(2)滑板的速率.‎ ‎【答案】（1）810 N （2）‎5 m/s ‎【解析】‎ ‎（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示 由共点力平衡条件可得 ‎①‎ ‎②‎ 由①、②联立，得 ‎（2）‎ 得 ‎15.如图所示，传送带与地面成夹角θ=，以一定的速度逆时针转动，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=‎16m，则 ‎（1）若要使物体尽可能快的到达B端，传送带的速度至少为多少？‎ ‎（2）若传送带逆时针转动的速度为‎10m/s，物体从A到B需要的时间为多少？‎ ‎【答案】（1） （2）2s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）要使物体尽快到达底端，要求物体以最大加速度一直加速，即摩擦力始终沿传送带向下，则有 解得 ‎（2）物体加速到与传送带速度相同时有 物体速度与传送带相同时，由牛顿第二定律有 物体加速的位移 解得 ‎16.如图所示，一小球从平台上抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面并下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝‎0.8 m，重力加速度g＝‎10 m/s2，(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：‎ ‎ (1) 小球水平抛出初速度v0是多少；‎ ‎ (2) 斜面顶端与平台边缘水平距离s是多少；‎ ‎ (3) 若斜面顶端高H＝‎20.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端．‎ ‎【答案】(1)‎3 m/s　(2)‎1.2 m　(3)2.4 s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题中“一小球从平台上抛出”可知，本题考查平抛运动，根据平抛运动公式规律，结合具体数据可分析本题。‎ ‎【详解】（1）由于刚好沿斜面下滑 ‎ ‎ ‎ 解得v0=‎3m/s ‎（2）有题可得 ‎ ‎ 联立解得：s=‎1.2m t1=0.4s ‎（3）有题可得 ‎ ‎ 联立解得：t2=2s ‎ ‎ ‎