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- 2021-05-26 发布
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北京市房山区2019-2020学年第一学期期末检测试卷
高一物理
第一部分(选择题共60分)
—、本部分共20小题,每小题3分,共60分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.下列物理量是矢量的是( )
A. 路程 B. 质量 C. 温度 D. 摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】ABC. 质量、路程和温度都只有大小没有方向,是标量,不是矢量,故ABC错误;
D. 摩擦力是既有大小又有方向的物理量,是矢量,故D正确。
故选D
2.为了准确反映物体位置变化的快慢和方向,物理学中引入一个物理量进行定量描述,这个物理量是
A. 参照物 B. 速度 C. 位移 D. 加速度
【答案】B
【解析】
为了比较物体位置变化的快慢,物理学中引入了速度这个物理量,它等于运动物体在单位时间内通过的位移,故B正确.
3.如图所示,油桶放置在静止的汽车上,力F为汽车对油桶的支持力,则F反作用力是( )
A. 油桶所受的重力 B. 汽车所受的重力
C. 油桶对汽车的压力 D. 汽车对地面的压力
【答案】C
【解析】
【详解】
根据作用力与反作用力的特点可知,作用力与反作用力分别作用在两个物体上,力的性质相同,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,由此可知汽车对油桶的支持力的反作用力是油桶对汽车的压力,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.下列对于运动基本概念的描述正确的是
A. 顺丰速运“无人机快递”完成一次快件投递回到出发点,此运动过程的路程为零
B. 微信支付交易记录中有一单的转账时间为“20181001 19:49:34”,这里的时间指时刻
C. “复兴号”列车在京沪高铁线运行最高时速可达350公里,这里的时速指平均速率
D. 常熟市三环高架启用的“区间测速”系统,测的是汽车沿高架绕行的平均速度
【答案】B
【解析】
【分析】
掌握位移和路程的区别,明确时间和时刻的主要区别;知道平均速率等于路程与时间的比值;会区分平均速度和平均速率.
【详解】路程是轨迹的长度,顺丰速运“无人机快递”完成一次快件投递回到出发点,此运动过程的路程不为零,故A错误;查看微信支付交易记录时发现有一单的转账时间为:49:34,这对应一个瞬间,故这里的时间是时刻,故B正确;“复兴号”列车组列车在京沪高铁线按时速350公里运行,这里的时速指瞬时速率,故C错误;“区间测速”测量的是某一过程的速度,是路程与时间的比值,为平均速率,故D错误.所以B正确,ACD错误.
【点睛】本题考查位移、路程、时间和时刻、平均速率、平均速度等概念,要注意明确相近知识点的区别和联系.
5.如图所示,小孩从滑梯上滑下。忽略空气阻力,小孩在匀速下滑时( )
A. 只受重力和支持力
B. 只受重力和摩擦力
C. 只受重力、支持力、摩擦力和下滑力
D. 只受重力、支持力和摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】小孩从滑梯上滑下,必定受到重力和支持力。小孩做匀速直线运动,受力平衡,小孩还受到滑动摩擦力,否则合力不为零,故ABC错误,D正确。
故选D。
6.如图所示的四个图像中,描述物体做匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.速度随时间不变,表示物体做匀速直线运动,故A错误;
B.速度随时间均匀增加,表示物体做匀加速直线运动,故B正确;
C.位移随时间不变,表示物体静止,故C错误;
D.位移随时间均匀增加,表示物体做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
7.有两个力作用在物体上同一点,它们的合力为 0.现在把其中一个向东 6N 的力改为向南(大 小不变),则它们的合力大小为
A. 6 N B. 6N C. 12 N D. 0
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,把其中一个向东 6N 的力改为向南,则剩余的力的合力向西大小为6N,则两力的大小均为6N,方向相互垂直,根据力的平行四边形定则,由勾股定理可得,合力大小为:,选项B正确;
8.如图所示为用力的传感器探究摩擦力随时间变化的F-t图像。根据图像在对摩擦力的分析中,不正确的是( )
A. 物体运动以后滑动摩擦力增大
B. 物体所受滑动摩擦力略小于最大静摩擦力
C. 物体运动以后滑动摩擦力不变
D. 在物体滑动以前,物体所受的静摩擦力随拉力的增大而增大
【答案】A
【解析】
【详解】AC.物体运动以后滑动摩擦力,而滑动摩擦力大小公式f=μN,由此可知,其值不变,故A不正确,C正确;
B.由F-t图象,可知,物体所受滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,故B正确;
D.在物体滑动以前,物体所受的静摩擦力,由F-t图象,可知,随拉力的增大而增大,故D正确;
本题选择不正确的,故选A。
9.如图所示,用轻绳OA把质量为m的球挂在光滑的竖直墙壁上,O点为绳的固定点,B点为球与墙壁的接触点,绳与墙壁的夹角为θ.绳子对球的拉力大小为F,墙壁对球的支持力大小为N,则
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以球为研究对象,分析其受力情况:重力mg、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力,根据平衡条件,有
T=
N=mgtanθ
故C正确,ABD错误。
10.某同学在列车车厢顶部,用细绳悬挂一个小球。在列车运动的过程中,细绳偏过一定角度,并相对车厢保持静止。在某次测定中,通过已测定偏角的大小为θ,已知重力加速度为g。则能推断出的是( )
A. 列车的运动方向 B. 列车的加速度
C. 小球所受合力大小 D. 细绳拉力大小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.以小球为研究对象,分析其受力情况:重力和细绳的拉力,根据平行四边形定则可确定出小球的合外力方向向右,从而能推断出小球的加速度方向,即可推断出列车的加速度方向,但是根据加速度方向不能推断速度方向,当加速度方向与速度方向相同时列车做加速运动,当加速度方向与速度方向相反时列车做减速运动,故A错误,B正确;
CD
.由于小球的质量是未知的,所以不能计算小球受到的合力的大小,也不能求出细绳的拉力的大小,故CD错误。
故选B。
11.如图所示,在探究加速度与力的关系的实验中,将两辆相同的小车放在水平木板上,前端各系一条细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可以放不同的重物。把 木板一端垫高,以平衡摩擦力。两小车后端各系一条细线,用黑板擦把两条细线同时按 压在木板上。抬起黑板擦,两小车开始运动,按下黑板擦,两小车停下来。小车受到的拉力分别为Fl和F2,加速度分别为a1和a2,位移分另为x1和x2,某小组的同学通过改 变拉力大小获得实验数据如表格所示。在该实验的分析中正确的是( )
A. 若两个小车必须从静止开始运动,但运动时间可以不同
B. 若两个小车不必从静止开始运动,但运动时间必须相同
C. 通过第一组数据可知,在误差允许范围内,当F2=2F1时,x2=2x1,a2=2a1仍说明加速度与力成正比
D. 通过第一组数据的乙和第二组数据的甲相比,当F1=F2时,位移明显不同,显然是实验误差造成的
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.根据同时开始运动,同时停止,说明初速度为零,时间相等,根据在初速度为零的匀变速直线运动知,运动时间相等,则位移与加速度成正比,通过第一组数据可知,在误差允许范围内,当F2=2F1时,x2=2x1,a2=2a1说明加速度与力成正比,故AB错误,C正确。
D.两组不同数据,因为运动时间不同,力相等,位移也会不等,故D错误。
12.日常生活中乘坐电梯时,或者站在体重计上做下蹲动作时,往往会发现体重计示数会发生变化,这就是我们常说的超重和失重现象。现在有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作,力学传感器示数变化如图所示。传感器上的示数称为视重,直接反应了哪个力的作用( )
A. 学生受到的重力 B. 学生受到的支持力
C. 学生对力学传感器的压力 D. 地面对力学传感器的支持力
【答案】C
【解析】
【详解】体重计示数直接反应的是人对力学传感器的压力;而人站在体重计上时,人受体重计的支持力和重力作用,而人受到的支持力与体重计受到的压力为作用力和反作用力;故由传感器示数可以确定人受到的支持力,故C正确,ABD错误。
13.日常生活中乘坐电梯时,或者站在体重计上做下蹲动作时,往往会发现体重计示数会发生变化,这就是我们常说的超重和失重现象。现在有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作,力学传感器示数变化如图所示。从图上看这位同学的重力约为( )
A. 700N B. 290N C. 500N D. 100N
【答案】C
【解析】
【详解】人站立在体重计上不动或下蹲完成时,体重计的示数等于人的重力;由图可知,人的重力应为500N,故C正确,ABD错误。
14.日常生活中乘坐电梯时,或者站在体重计上做下蹲动作时,往往会发现体重计示数会发生变化,这就是我们常说的超重和失重现象。现在有一个同学站在力学传感器上完成下蹲动作,力学传感器示数变化如图所示。下蹲过程中合力方向是如何变化的( )
A. 先向下后向上 B. 先向上后向下
C. 一直向上 D. 一直向下
【答案】A
【解析】
【详解】下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态,故加速度向先下后向上,由牛顿第二定律可知,合力的方向先向下后向上,故A正确,BCD错误。
15.力的合成和分解是我们受力分析过程中重要的方法,下图是探究合力和分力关系的示意图,根据图中内容回答问题。本实验采用的科学方法是( )
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
【答案】B
【解析】
【详解】本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同,采用的科学方法是等效替代法,故ACD错误,B正确。
故选B。
16.力的合成和分解是我们受力分析过程中重要的方法,下图是探究合力和分力关系的示意图,根据图中内容回答下列问题。采取下列哪项措施对减小实验误差不起作用的是( )
A. 图乙中两个分力F1、F2间的夹角越大越好
B. 图乙中两个分力F1、F2的大小应尽量大些
C. 图乙、图丙中连接测力计的细线尽量长些,标记同一细线方向的两点要远些
D. 图丁中做力的图示时,选择合适的标度,图尽量做的大些
【答案】A
【解析】
【详解】AB.数据处理时,我们需要画出力的大小和方向,所以力要适当大些,夹角也要适当,不能太大或太小,这样可减小测量误差对实验的影响,故A错误,B正确。
C.为了方便而且更加准确确定力的方向,操作时可以使绳套细且长一些,标记同一细线方向的两点要远些,故C正确。
D.做力的图示时,选择合适的标度,图尽量做的大些,故D正确。
本题选择对减小实验误差不起作用的,故选A。
17.力的合成和分解是我们受力分析过程中重要的方法,下图是探究合力和分力关系的示意图,根据图中内容回答问题。本实验需要两次拉伸橡皮条:一次是通过细线用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,另一次是通过细线用一个弹簧测力计拉橡皮条,关于这两次拉伸,下列说法中正确的是( )
A. 要求将橡皮条拉到相同长度
B. 要求图乙中两个弹簧测力计所成角度为90°
C. 要求将橡皮条和细绳的结点O拉到相同的位置
D. 要求图乙中两个弹簧测力计读数相同
【答案】C
【解析】
【详解】AC.本实验采用“等效法”,要求两次拉伸橡皮条时效果相同(橡皮条的拉伸方向和伸长量相同),即要求细绳的结点拉到相同的位置,故A错误,C正确。
BD.两弹簧拉力大小和夹角大小适度即可,大小不一定相等,夹角也不一定为90°,故BD错误。
18.国际单位制(缩写SI)定义了 7个基本单位,其他单位均可 由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m·s-1。2018 年第26届国际计量大会决定7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应△v,m对应c )。新SI自2019 年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列哪组物理量是国际单位制中的力学基本量 ( )
A. 长度、质量、力 B. 长度、质量、时间
C. 长度、质量、电流 D. 质量、时间、速度
【答案】B
【解析】
【详解】长度、质量、时间是国际单位制中三个力学基本物理量,力与速度是导出物理量,故ACD错误,B正确。
19.国际单位制(缩写SI)定义了 7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m·s-1。2018 年第26届国际计量大会决定7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应△v,m对应c )。新SI自2019 年5月20
日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。在力学范围内,由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量单位,例如速度、加速度、力的单位,叫做导出单位。以下关系式能正确反映牛顿(N)与基本单位之间关系的是( )
A. 1N=1kg·m/s B. 1N=1kg·m2/s
C. 1N=1kg·m/s2 D. 1N=1kg·m2/s2
【答案】C
【解析】
【详解】力的单位是牛,根据牛顿第二定律F=ma可知:1N=1kg•m/s2,故C正确ABD错误。
故选C。
20.国际单位制(缩写SI)定义了 7个基本单位,其他单位均可 由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m·s-1。2018 年第26届国际计量大会决定7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应△v,m对应c )。新SI自2019 年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。牛顿于1687年将万有引力定律发表于传世之作《自然哲学的数学原理》中,其内容可简述为:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比,即,式中质量的单位用千克(kg ),距离的单位用米(m),力的单位用牛(N)。 G是比例系数,叫做引力常量,适用于任何两个物体。引力常量G与基本单位之间的关系是( )
A. N·m2/kg2 B. m2/s2kg
C. m3/s2·kg D. N·m/kg2
【答案】C
【解析】
【详解】国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是:kg、m、N,根据牛顿的万有引力定律,得到G的单位是N•m2/(kg)2=(kg•m/s2)×m2/(kg)2=m3/(kg•s2)
故C正确,ABD错误。
故选C。
第二部分(非选择题共40分)
二、填空題(本题共12分)
21.某同学用如图所示的装置来探究弹力和伸长量的关系,她分别把弹簧和橡皮筋作为研究对象,记录每一次悬挂钩码的质量和指针所对应的刻度,然后通过分析这些数据获得了自己的实验结论.
(1)实验时,该同学认为可以用钩码的重力来代替弹簧或橡皮筋产生的弹力大小,这样做的依据是___________.
A.钩码静止时受到的弹力和重力是一对作用力与反作用力
B.钩码静止时受到的弹力和重力是一对平衡力
C.钩码静止时受到的弹力和重力本来就是同一个力
(2)该同学用图象法来分析数据,如图所示,其中横轴代表伸长量、纵轴代表弹力.图中“虚线”是根据橡皮筋的测量数据绘制出的图线、“+”是根据弹簧的测量数据描绘的点迹,但她对弹簧的研究工作还未结束,请你根据下面表格中的数据在图中完成剩余工作:
a.请用“+”将第4个点迹描绘在图象中___________。
b.请根据所有点迹“+”画出能反映弹簧弹力变化规律的图线_______.
(3)请根据图中你所绘制的图线计算该弹簧的劲度系数为___________N/m.(保留3位有效数字)
(4)若将橡皮筋和弹簧分别从原长拉伸5cm的伸长量,人克服弹力做的功分别为W1、W2,请根据图判断W1____W2(选填“>”“=”或“<”),判断依据是:__________.
【答案】(1). B (2).
(3). 14.7 (4). W1>W2 图线与横轴所包围的面积代表功的大小
【解析】
【详解】(1)作用在砝码上的重力和弹簧的弹力是一对平衡力,合力为零,故选B。
(2)a.第4个点对应的弹簧的伸长量为23.37cm-13.30cm=10.07cm;弹力为1.47N;则在图像中的位置如图
b.能反映弹簧弹力变化规律的图线如图
(3)弹簧的劲度系数
(4)根据W=Fx,可知,则图线与横轴所包围的面积代表功的大小;则若将橡皮筋和弹簧分别从原长拉伸5cm的伸长量,人克服弹力做的功分别为W1>W2.
三、计算论证题(本题共5小题。共28分)
22.如图所示,光滑水平桌面上有一个静止的物体,质量是700g,在1.4N的水平恒力作用下开始运动,求:
(1)物体的加速度a的大小;
(2)5s末物体的速度v的大小。
【答案】(1) 2m/s2;(2) 10m/s
【解析】
【详解】(1)由牛顿第二定律得a=2m/s2
(2)由vt=at代入数据vt=10m/s
23.某幼儿园要在空地上做一个滑梯,根据空地的大小,滑梯的水平跨度确定为6m
。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数μ取0.4。(g取10m/s2)
(1)假设滑梯的高度为4.5m,计算儿童沿滑梯下滑的加速度的大小;
(2)设计人员从儿童安全考虑,觉得4.5m高度存在安全隐患,决定在水平跨度6m的前提下将滑梯高度降低为2m。设计人员这样设计是否合理,请说明理由。
【答案】(1) 2.8m/s2;(2) 不合理,理由:如高度降为2m,儿童将不能沿滑梯自由下滑
【解析】
【详解】(1)受力如图,摩擦力
f=μmgcosθ
由牛顿第二定律得:ma=mgsinθ-f
根据题意可知
代入数据a=2.8m/s2
(2)不合理,儿童在滑梯上能滑下,应满足:mgsinθ>μmgcosθ
即得 tanθ>μ=04
根据几何关系可知
其中L=6m,解得滑梯的最小高度
h=2.4m
所以,将滑梯高度降低为2m时,儿童将不能沿滑梯自由下滑。
24.城市轨道交通已成为房山人重要的交通工具之一。图甲为进站安检场景,图乙是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一书包放在水平传送带的入口A处,书包随传
送带匀速运动到出口B处。由于书包与传送带间的动摩擦因数很大,传送带的运行速度很小,可忽略书包的加速时间。已知传送带始终以v=0.20m/s的速度匀速运行,A、B两处之间的距离L=1.6m。
(1)求书包从A处运动到B处的时间t;
(2)有同学认为,书包随传送带匀速运动过程中,始终受到传送带施加的摩擦力作用。你认为这种说法是否正确,请说明理由。
【答案】(1)8s;(2)不正确,一起运动时没有相对运动也没有相对运动趋势所以没有摩擦力
【解析】
【详解】(1)由匀速运动规律
(2)不正确,理由:传送带与书包一起匀速运动,两物体间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以不存在摩擦力。
25.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,还跟物体的横截面积有关。神舟返回舱在返回地面时,会打开减速伞减速。设减速伞下落过程受到的空气阻力与减速伞的横截面积S成正比,与减速伞 下落的速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数)。减速伞在接近地面时近似看作匀速直线运动,重力加速度为g。
(1)打开减速伞后,分析返回舱的加速度和速度分别是如何变化的;
(2)如果返回舱和减速伞的总质量为M,求返回舱接近地面匀速时的速度vm。
【答案】(1)加速度减小,速度增加,当加速度减小到零时,匀速运动;(2)
【解析】
【详解】(1)由于减速伞所受阻力与速度平方成正比,随速度增大阻力增大,伞受重力不变,所以加速度减小速度增加,加速度减为0时匀速运动。
(2)当阻力等于伞的重力时,伞做匀速运动。即:Mg=kSv2
得:
26.推理论证是物理的一种常用的方法,通过推理和论证,有助于理解知识间的联系,促进对相关知识的准确理解。
如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的物体, 在水平恒力F的作用下,以初速度v0做匀加速直线运动,经过时间t,位移为x,速度达到vt。
(1)利用以上信息,分别从牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、加速度定义三个角度求出物体的加速度。
(2)力对物体的作用在空间上累积的效果可以用力F与位移x的乘积表示,即Fx,就是初中我们所学的力做的功。初中我们还知道“物体由于运动所具有的能叫动能” 物体的动能与物体质量和速度有关。实际上物理学中把物体的质量与速度平方乘积的一半定义为动能,用Ek表示,即:。根据初中所学知识,猜想本题物理情景中功和动能的关系,并通过推理证明你的猜想。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)牛顿第二定律
匀变速运动规律
加速度定义
(2)由功能关系猜测:力做的功等于动能的变化量证明:,
可得
即