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- 2021-05-27 发布
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江苏省如皋中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 一、单项选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分,每小题只有一个选项符合题意.
1.2019年11月3日8:00整,第二届如皋国际铁人三项赛在龙游湖景区正式开赛.比赛路线如图所示,选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛,最终来自中国的苗浩以01:52:34的成绩揽获男子冠军.下列说法正确的是
A. 40km指位移
B. 8:00整是时间
C. 01:52:34的成绩是时刻
D. 研究苗浩10km跑步的时间时,可以将苗浩看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.40km自行车的运动轨道不是直线,所以40km指路程,故A错误;
B.8:00整是对应某一瞬间,即为时刻,故B错误;
C.01:52:34是对应一段时间,即为时间间隔,故C错误;
D.研究苗浩10km跑步的时间时,由于苗浩的大小和形状可以忽略,所以可以将其看成质点,故D正确。
2.如图所示,轻弹簧的劲度系数为100N/m,当弹簧两端各受25N的拉力时,弹簧仍在弹性限度内,下列说法正确的是
A. 弹簧伸长25cm
B. 弹簧所受的合力为50N
C. 弹簧的劲度系数随弹簧弹力的增大而增大
D. 若将该弹簧的左端固定,只在右端施加25N的拉力,则稳定后弹簧伸长12.5cm
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据胡克定律F=kx得:弹簧的伸长量为,故A正确;
B.轻弹簧的两端各受25N拉力F的作用,所以弹簧所受的合力为零,故B错误;
C.弹簧的劲度系数k与弹簧弹力F的变化无关,与弹簧本身有关,故C错误;
D.若将该弹簧的左端固定,只在右端施加25N的拉力,弹簧中的弹力仍为25N,所以弹簧的伸长量为25cm,故D错误。
3.特种兵从空中静止的直升飞机上,抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑,速度随时间变化的规律如图所示,t2时刻特种兵着地.下列说法正确的是
A. 在0~t2时间内加速度减小
B. 在t1~t2时间内,平均速度为
C. 在t1~t2时间内特种兵所受悬绳的阻力越来越小
D. 若第一名特种兵开始减速时第二名特种兵立即以同样的方式下滑,则他们在悬绳上的距离保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.在0~t1时间内,图线的斜率不变,则加速度不变,在t1~t2时间内,图线切线的斜率绝对值逐渐减小,则加速度逐渐减小,故A错误;
B.在t1~t2时间内,若特种兵做匀减速直线运动,由v1减速到v2,则平均速度为,根据图线与时间轴围成的面积表示位移,可知该特种兵的位移小于匀减速直线运动的位移,则平均速度度,故B错误;
C.在t1~t2时间内,图线切线的斜率绝对值逐渐减小,则加速度逐渐减小。根据牛顿第二定律得f-mg=ma得f=mg+ma,则知特种兵所受悬绳的阻力减小,故C正确;
D.若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑,由于第一个特种兵的速度先大于第二个特种兵的速度,然后又小于第二个特种兵的速度,所以空中的距离先增大后减小。故D错误。
4.如图所示,质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在光滑水平地面上,A和B之间的动摩擦因数为0.3,重力加速度为10m/s2,拉力F作用在木板B上,当拉力F从0开始逐渐增大到20N的过程中,下列说法正确的是
A. A和B始终保持相对静止
B. A和B从一开始就发生相对滑动
C. 当F>9N时,A、B发生相对滑动
D. 当F>15N时,A、B发生相对滑动
【答案】D
【解析】
【详解】隔离对B分析,当A、B间静摩擦力达到最大值时,A、B刚要发生相对滑动,则
再对整体
知当拉力达到15N时,A、B才发生相对滑动。
故选D。
5.如图所示,带有一白点的黑色圆盘,绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动,转速为20r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿
A. 逆时针旋转21圈 B. 顺时针旋转21圈
C. 逆时针旋转1圈 D. 顺时针旋转1圈
【答案】C
【解析】
【详解】带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转30圈,即,在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,即,则,所以观察到白点逆时针旋转,则,所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈,故选C
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共计20分,每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分.
6.如图所示,在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上,有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动,则
A. 衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用
B. 加快脱水筒转动角速度,筒壁对衣服的摩擦力也变大
C. 当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时,衣服上的水滴将做离心运动
D. 加快脱水筒转动角速度,脱水效果会更好
【答案】CD
【解析】
【详解】A.衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力作用,筒壁的弹力提供向心力,向心力是效果力,故A错误;
B.湿衣服随圆筒一起转动而未滑动,衣服所受摩擦力与重力相互平衡,圆桶转速增大以后,衣服所受摩擦力与重力仍相互平衡,衣服所受摩擦力不变,故B错误;
C.脱水桶高速运转时,水滴被甩离,是因为衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力,所以水做离心运动,故C正确;
D.由F=mω2R,知ω增大会使所需要的向心力F
增大,而水滴的附着力是一定的,加快脱水筒转动角速度,附着力不能提供足够大的向心力,水滴就会被甩出去,脱水效果会更好,故D正确。
故选CD。
7.如图所示,轻绳A端固定,将一挂有重物的轻质动滑轮挂于轻绳上,当滑轮静止后,将轻绳B端缓慢沿虚线
A. 向上移动,绳子的弹力大小变大
B. 向上移动,绳子的弹力大小不变
C. 向右移动,绳子的弹力大小变大
D. 向右移动,绳子的弹力大小变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设绳子总长为L,两堵竖直墙之间的距离为S,左侧绳长为L1,右侧绳长为L2,由于绳子上的拉力处处相等,所以两绳与竖直方向夹角相等,设为θ,则由几何知识,得,又得,向上移动时,S、L没有变化,则不变,绳子的拉力大小为T1,重物的重力为G,以滑轮为研究对象,根据平衡条件得,解得,可见,当θ不变时,绳子拉力T1不变,故A错误,B正确;
CD.向右移动时,由于绳子的长度不变,所以两个绳子之间的夹角增大,由于两个绳子的合力大小等于物体的重力,方向与重力的方向相反,所以当两个绳子之间的夹角增大时,绳子的拉力之间的夹角增大,所以绳子的拉力T2增大,故C正确,D错误。
故选BC。
8.如图所示,质量为m的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动,球心到O点的距离为L.当小球运动到最高点时速率为,此时球对杆的作用力
A. 大小mg B. 大小为mg
C. 方向竖直向下 D. 方向竖直向上
【答案】AC
【解析】
【详解】在最高点,设杆对球的弹力向下,大小为F,根据牛顿第二定律得:
又,解得 ,方向向下。故选AC。
9.如图所示,表面粗糙的斜面C置于粗糙的水平地面上,斜面C上有一物块A,通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒B连接,连接A的一段细绳与斜面平行.现向小盒B内缓慢加入少量细砂,A、B、C始终处于静止状态.下列说法正确的有
A. 地面对斜面体C的支持力减小
B. 地面对斜面体C的摩擦力增大
C. 斜面体C对物块A的摩擦力可能增大
D. 斜面体C对物块A的摩擦力一定沿斜面向下
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.以A和斜面体为研究对象,由受力分析如图1可得,竖直方向,有
,水平方向,有,由题意,当B中缓慢加入细沙,即mBg增大;所以FN减小,f地面增大,故AB正确
C.若开始摩擦力的方向沿斜面向上,设斜面体倾角为θ,则有,当B中缓慢加入细沙,即mBg增大时,f逐渐增大,故C正确;
D.以A为研究对象,由受力分析如图2可知,在沿斜面方向,受重力的分力、摩擦力和绳子的拉力,绳子的拉力大小等于B的重力,若,则摩擦力方向沿斜面向上,故D错误。
故选ABC。
10.如图所示,一条河宽为24m,水流速度恒为2m/s,现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游18m处的B处.已知小船的速度最大可达2m/s,取sin=0.8,cos=0.6,g=10m/s2,下列说法正确的有
A. 如果小船以最小速度航行,小船的速度为1.2m/s
B. 如果小船以最小速度航行,小船速度为1.6m/s
C. 如果要使小船在最短时间内抵达B处,最短时间为12s
D. 如果要使小船在最短时间内抵达B处,最短时间为12.5s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.为使小船抵达B处,小船的实际航线须沿题目图中的AB方向,即合速度方向沿AB方向,设AB与河岸的夹角为θ,由三角形法则可得,由几何关系得
,则,解得,故A错误,B正确;
CD.为使小船能在最短时间内抵达B处,小船应该以最大速度航行,即v2
=2m/s,并使合速度的方向仍沿AB方向;由于船速和水速大小相等,所以AB的方向是在两个速度的角平分线上,小船运动的合速度为,由几何关系得,所以小船运动的最短时间为,故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共7小题,共计65分.请将解答填写在答题卡相应的位置.
11.在“探究求合力的方法”实验中,选用量程为5N的弹簧测力计做该实验.下图中F1= F2=3.00 N,甲同学的F1与F2方向的夹角约为,乙同学的F1与F2方向的夹角约为,丙同学的F1与F2方向的夹角约为,其中操作不合适的是_____(选填“甲”“乙”或“丙”)同学,原因是______________.
【答案】 甲同学
两个力的合力超过了弹簧测力计的量程5N,再用一个弹簧测力计拉橡皮筋时拉不到O点
【解析】
【详解】甲同学的F1与F2方向的夹角约为,所以合力为
乙同学的F1与F2方向的夹角约为,所以合力为
丙同学的F1与F2方向的夹角约为,合力为
所以其中操作不合适的是甲同学,因为这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5N,第二次用一个弹簧测力计拉时结点拉不到O点。
12.“研究平抛物体运动”的实验装置图如图甲所示,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.
(1)下列做法合理的有____________.
A.安装斜槽轨道,使其末端水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,下面y-x2图像中能说明小球运动轨迹为抛物线的是___________.
(3)图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取两个点A和B,测得A、B两点竖直坐标分别为y1=5.0 cm,y2=20.0 cm,A、B两点水平间距Δx=20 cm,g取10m/s2,则平抛小球的初速度为_______m/s,小球在B点的速度为_______m/s.(结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1). AC (2). C (3). 2.0 2.8
【解析】
【详解】(1)A.为了保证小球的初速度水平,安装斜槽轨道时,斜槽末端必须保持水平,故A正确;
BC.为了保证小球每次平抛运动的初速度相等,让小球从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.为描出小球运动轨迹,描绘的点要用平滑曲线连接,故D错误。
故选AC。
(2)根据平抛运动的规律有:得
可知y与x2图线是过原点的倾斜直线,故选C。
(3)根据得
根据得
则小球平抛运动的初速度
B点竖直方向的速度为
所以B点速度为
13.在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.
(1)下列说法正确的是____________.
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B.定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行
C.挂上砂桶,调节长木板的倾角,以平衡摩擦力
D.小车先从靠近打点计时器处释放,后接通电源
(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,0~6为计数点,测得x1=2.80 cm,x2=4.40 cm,x3=5.95 cm,x4=7.60 cm,x5=9.15 cm,x6=10.75 cm.根据纸带数据,求出小车的加速度a=_______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)在实验过程中小车的加速度____________(选填“大于”“等于”或“小于”)砂和砂桶的加速度.
(4)以弹簧测力计的读数F为横坐标,通过纸带计算出的加速度a为纵坐标,画出的a-F图像如图丙所示,则小车的质量为____________kg.
【答案】 (1). B (2). 1.6 (3). 小于 (4). 0.2
【解析】
【详解】(1)A.探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,从甲图可以看出,小车所受的合外力由弹簧秤测出,不必测沙和桶的质量,故A错误;
B.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行,才能满足绳拉力的2倍提供小车的动力,故B正确;
C.挂上纸带,但不能挂砂桶,调节长木板的倾角,以平衡摩擦力,故C错误;
D.小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车,故D错误。
故选B。
(2)由逐差法可得
代入数据解得
(3)由实验原理可知,小车和砂桶在相同的时间内,小车的位移为砂桶的一半,所以小车的加速度比砂桶的加速度小;
(4)由实验原理可得
结合图像可知,
解得
14.如图所示,长为L的轻绳下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上.当把轻绳拉直时,小球静止于光滑的水平桌面上,轻绳与竖方向的夹角θ=,重力加速度为g。当小球以角速度做圆周运动时,求轻绳对小球的拉力大小与桌面对小球的支持力大小。
【答案】mg,
【解析】
【详解】对小球受力分析,作出力图如图,根据牛顿第二定律,得
又
联立解得
15.一小球从空中某点O水平抛出,经过A、B两点(B点未画出),已知小球在A点的速度大小为v,方向与水平方向成角,小球在B点的速度大小为2v,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球从O点抛出时的初速度v0;
(2)小球由O到B的运动时间t.
【答案】(1)(2)
【解析】
【详解】(1)根据平行四边形定则知,小球平抛运动的初速度为
(2)根据平行四边形定则知,小球在B点竖直方向的速度为
所用的时间为
16.如图所示,足够长的传送带与水平方向的倾角θ=,质量mA=1kg的物块A通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块B相连,物块A与传送带之间的动摩擦因数。开始时,A、B及传送带均静止,且物块A不受传送带摩擦力作用.现让传送带以v=1m/s的速度逆时针匀速转动,当物块A与传送带速度相等时,轻绳断裂,设B始终未与滑轮相碰,g取10m/s2,求:
(1)物块B的质量mB;
(2)物块B向上匀加速运动的加速度a;
(3)物块B上升的最大高度h。
【答案】(1)0.5kg(2)(3)0.2m
【解析】
【详解】(1)开始时,A、B及传送带均静止且A不受传送带摩擦力作用,有
解得
(2)A向下运动时,设加速度为a,则有
对B,B的加速度的大小与A是相等的,则有
联立解得
(3)B物块向上运动的距离为
轻绳断裂后,物块B向上做匀减速直线运动,则有
所以物块B上升的最大高度
17.如图所示,质量M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。有一质量m=0.5kg的小木块靠在铁箱后壁上,恰好能与铁箱保持相对静止而不下滑。木块距箱底的高度h=0.8m,与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)铁箱对木块的弹力大小;
(2)水平拉力F的大小;
(3)当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物,此时立即撤去力F且铁箱以原速率反弹.若木块恰好落到铁箱的右下角,则铁箱的长度是多少?
【答案】(1)20N(2)129N(3)2.96m
【解析】
【详解】(1)对木块:在竖直方向:由相对静止得
解得
由牛顿第三定律得:木块对铁箱的压力
(2)对木块:在水平方向由牛顿第二定律得
解得
对铁箱和木块整体
解得
(3)当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物后,铁块向右做平抛运动,运动时间为
水平方向的位移为
铁箱向左做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得
则加速度大小为
经过0.4s的速度为
此过程的位移为
所以铁箱的长度为