【物理】河北省石家庄市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版） 15页

河北省石家庄市2019-2020学年高一上学期期末考试试题 一、选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1-8小题只有一项符合题目要求：9-12小题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．‎ ‎1.老鹰在天空中飞翔，图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹，关于老鹰在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.做曲线运动的物体，速度方向一定沿轨迹在该点的切线方向，故AD均错误；‎ BC.做曲线运动的物体，合力方向必定在曲线的凹侧，故B正确，C错误。‎ 故选B。‎ ‎2.如图所示为一物体沿直线运动的v－t图象。在t=0时物体离开出发点，下列说法正确的是（　　）‎ A. 1s－3s内物体的加速度在减小 B. t=4s时物体离出发点最远 C. 第2s末物体的速度大小为‎1.5m/s D. 第4s内物体的加速度大小为‎1m/s2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．v－t图像的斜率表示加速度，所以1s－3s内物体的加速度不变，故A错误；‎ B．0－3s内物体速度方向不变，3s末速度反向，所以t=3s时物体离出发点最远，故B错误；‎ C．第2s末物体的速度等于1s－3s内平均速度，根据运动学公式得第2s末物体的速度大小为，故C错误；‎ D．第4s内物体的加速度大小为，故D正确。‎ ‎3.一汽车以‎54km/h的速度行驶，突然发现前面有障碍物，司机立即刹车。已知刹车时汽车的加速度大小为‎3m/s2，则从开始刹车计时，汽车经6s的位移大小为（　　）‎ A. ‎35m B. ‎36m C. ‎37.5m D. ‎‎45m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】，汽车的刹车时间为，汽车的刹车距离为 ‎，汽车经过6s时早已停止了运动，所以汽车经过6s的位移即为汽车的刹车距离‎37.5m，故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎4.打开并调节自来水管，使水管均匀滴水，其中两滴水分别记为a和b，某时刻它们的位置如图所示，在a水滴落到水中前，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. a和b之间的距离保持不变 B. a和b之间的距离逐渐增大 C. a和b的速度之差逐渐增大 D. a和b的速度之差逐渐减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】先后落下两滴水因为只受重力作用，所以均做自由落体运动，它们的加速度相同，所以它们的速度差是一个定值，其中一个水滴相对于另一个水滴做的是匀速直线运动，所以它们之间的距离随时间均匀增大，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示为某同学在操场上进行爬杆比赛的情景。若杆是竖直放置的，下列说法正确的是（　　）‎ A. 如果该同学匀速向上爬，他受到的摩擦力方向向下 B. 如果该同学匀速向下爬，他受到的摩擦力方向向下 C. 该同学匀速向上爬和匀速向下滑的两个过程所受摩擦力的方向相反 D. 该同学匀速向上爬和匀速向下滑的两个过程所受摩擦力的方向相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】该同学双手紧握竹竿匀速攀升和匀速下滑时，该同学竖直方向受到重力和摩擦力，根据平衡条件得知，摩擦力与重力大小相等，方向相反，所以两个过程所受摩擦力的大小相等，方向相同。故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示是某幼儿园一部直道滑梯，其滑道倾角为θ．一名质量为m的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿（　　）‎ A. 所受摩擦力为mgsinθ B. 所受摩擦力为mgcosθ C. 对滑道压力为 mgsinθ D. 对滑道压力为mgtanθ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．幼儿在此滑道上匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件可得所受摩擦力：f=mgsinθ，故A正确，B错误；‎ CD．幼儿对轨道的压力等于重力在垂直于斜面方向的分力，即为mgcosθ，故CD错误。‎ ‎7.如图所示，某顾客站在商场里自动扶梯上从1楼到2楼。假设扶梯做加速运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 该顾客受到的支持力比重力小 B. 该顾客受到的支持力比重力大 C. 该顾客不受到电梯提供的摩擦力 D. 该顾客受到电梯提供的摩擦力方向沿电梯运行方向向上 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．人随扶梯一起斜向上做加速运动，加速度沿扶梯向上，有竖直向上的分加速度，处于超重状态，则该顾客受到的支持力比重力大，故A错误，B正确；‎ C．人随扶梯一起斜向上加速运动的过程中，人相对于扶梯有向后运动趋势，人要受到扶梯的静摩擦力，故C错误；‎ D．如图所示，人相对于扶梯有向后运动趋势，所以顾客受到电梯提供的摩擦力方向水平向前，故D错误。‎ ‎8.如图所示，一质点做平抛运动先后经过A、B两点，到达A点时速度方向与水平方向夹角为，到达B点时速度方向与水平方向的夹角为，已知sin=0.6，cos=0.8，设质点的位移AB与水平方向的夹角为θ，则tanθ的值为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设质点平抛的初速度为v0，在A、B点的竖直分速度分别为vAy、vBy，则有 ‎，，设从A到B时间为t，竖直位移和水平位移分别为y、x，则有，，，联立解得，故D正确，ABC错误。‎ ‎9.如图所示，一定质量的物块用轻绳悬挂在空中，其中轻绳与水平线夹角保持不变，轻绳在竖直平面内由水平方向缓慢向上转动（点位置始终保持不变），则在绳由水平转至竖直的过程中，以下说法正确的是 A. 轻绳的张力大小将一直变小 B. 轻绳的张力大小先变小后变大 C. 轻绳的张力大小将一直变小 D. 轻绳的张力大小先变小后变大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】对O点受力分析，受重力和两个拉力，如图所示．‎ 三个力平衡，根据矢量三角形可知：OB绳子拉力先减小后增加，OA绳子的拉力一直减小，‎ AB.根据图像可知：OA绳子的拉力一直减小，故A正确；B错误；‎ CD.根据图像可知：OB绳子的拉力先减小后增加，故C错误，D正确；‎ 故选AD ‎10.t=0时刻，在竖直面内从直角坐标系的原点以v0=‎10m/s的初速度把小球沿x轴平抛出去，其轨迹如图所示，重力加速度g=‎10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. t=1s时，小球的位置坐标为（‎5m，‎10m）‎ B. t=1s时，小球的位置坐标为（‎10m，‎5m）‎ C. 小球在0～1s内位移大小和0～2s内位移大小之比为 D. 小球在0～1s内位移大小和0～2s内位移大小之比为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动 竖直方向上做自由落体运动 故1s后，位置坐标为（‎10m，‎5m），故A错误，B正确；‎ CD．小球做0～1s内位移大小 小球在0～2s时间内水平位移 竖直位移 位移 则小球在0～1s内位移大小和0～2s内位移大小之比为，故C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎11.如图所示，在水平面上有一个小车，小车上有一个由两个杆组成的固定支架ABC，且∠ABC=，支架上固定一个小球。假设小车在某次向左运动的过程中，小球受到支架的弹力恰好沿BC杆的方向，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小车向左做匀加速直线运动 B. 小车向左做匀减速直线运动 C. 小车的加速度大小是 D. 小车的加速度大小是 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，竖直方向有 水平方向有 解得 方向水平向左，所以，小车向左做匀加速直线运动，故AC正确，BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.如图所示，质量为m1和m2的两物块放在不光滑的水平地面上，用轻质弹簧将两物块连接在一起．当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝‎2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′．则下列关系正确的是 A. F′＝‎2F B. x′＝2x C. F′>‎2F D. x′<2x ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】拉力为F时，对两个物体整体，由牛顿第二定律得：‎ F-μ（m1+m2）g=（m1+m2）a ①；‎ 假设弹簧弹力为F1，对质量为m2的物体，有：‎ F1-μm‎2g=m‎2a ②；‎ 拉力为F’时，a’=‎2a，对两个物体整体而言，由牛顿第二定律得：‎ F’-μ（m1+m2）g=（m1+m2）‎2a ③；‎ 假设弹簧弹力为F1′，对质量为m2的物体，有：‎ F1′-μm‎2g=‎2m‎2‎a′④；‎ 由①③两式可解得：F’＜‎2F ⑤；故AC错误；‎ 由②④⑤三式可解得，F1′＜‎2F1；‎ 由胡克定律公式得，F1=kx，F1′=kx′，因而有x′＜2x，故B错误，D正确．‎ 故选D．‎ 二、实验题：本大题共2小题，共14分．请将答案填写在答题纸相应的位置．‎ ‎13.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。‎ ‎(1)图中与B相连的弹簧测力计的示数为________N ‎(2)该同学用同一套器材做了三次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及为了画力的作用线而描绘的点，如图所示。其中最为合理的是_______‎ ‎(3)关于本实验，下列说法正确的是______‎ A．两细绳必须等长 B．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 C．两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可 D．橡皮条应与两细绳夹角的平分线在同一直线上 ‎【答案】 (1). 3.00 (2). B (3). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)弹簧测力计的每一格代表0.1N，图中与B相连的弹簧测力计的示数为3.00N ‎(2)为减小实验误差，两拉力大小应适当大些，两拉力的夹角应适当大小，作力的图示时，标度应小一点，由图示可知，A中两拉力大小且标度相对较大，C中两拉力夹角太小，AC两情况实验误差较大，B两拉力大小、两力间的夹角与标度都比较适当，实验误差较小 故选B。‎ ‎(3)A．为方便作出拉力的方向，橡皮条上的细绳套应适当长些，但长度不必等长，故A错误；‎ B．为减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；‎ C．两次实验时结点位置必须相同，即结点O的位置必与前一次相同，故C错误；‎ D．为减小实验误差，两拉力的夹角应适当大小，因为两分力不一定大小相等，所以橡皮条与两细绳夹角的平分线不一定在同一直线上，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎14.研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B为电磁打点计时器，C为力传感器（测绳子的拉力），P为小桶（内有砂子），M是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板，不计绳子与滑轮间的摩擦 ‎(1)要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要的实验仪器是____（选填“刻度尺”“天平”或“秒表”）‎ ‎(2)平衡摩擦力后再按上述方案做实验，_______（选填“需要”或“不需要”）满足小桶和砂子总质量远小于小车的质量。‎ ‎(3)该同学按要求组装并调整好实验装置后，打出的一条纸带如图乙所示，打点计时器使用的是50Hz交流电，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，但第3个计数点未画出，则小车的加速度a=_______m/s2。（计算结果保留两位有效数）‎ ‎【答案】 (1). 刻度尺 (2). 不需要 (3). 0.70‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据实验所要进行的测量可知，本实验中除实验仪器和低压交流电源（含导线）外，还需要毫米刻度尺，打点计时器能计时，不需要秒表，探究小车质量不变其加速度与力的关系，不用测小车的质量，力可以通过力传感器来测量，故不需要天平。‎ ‎(2)根据上述方案做实验，通过弹簧测力计可测量出拉小车的力，因此不需要沙桶和沙的总质量远小于车的质量 ‎(3)由于每相邻的两个记数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔为 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得 解得 三、计算题：本大题共3小题，共38分．解答需写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写最后答案的不得分，有数值的计算题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎15.如图所示，在一段平直的公路上，一辆校车由静止开始做匀加速直线运动，从开始经‎36m的距离速度达到‎43.2km/h；随后保持这一速度做匀速直线运动，行驶到一个路口时，司机发现前方信号灯为红灯便立即刹车，校车匀减速直线行驶时间t=4s恰好停止。‎ ‎(1)求校车匀加速运动的加速度大小?‎ ‎(2)若校车总质量为‎4500kg，求校车刹车时所受的阻力大小？‎ ‎【答案】(1)‎2m/s2；(2)13500N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设校车匀速运动的速度为v，由题知 匀加速运动的位移为x1=‎36m，校车先由静止做匀加速直线运动，可知，解得 ‎(2)设匀减速运动加速度大小为a2，由v=v0－a2t解得 对校车受力分析，根据牛顿第二定律得校车刹车时所受的阻力为 ‎16.如图所示，一个直角三角形斜劈Q放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面夹角θ=，一质量为m的小物块P放在斜面上，在水平恒力作用下，小物块P和Q均处于静止状态。已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8，求：‎ ‎(1)水平恒力的大小及斜劈对小物块的支持力大小 ‎(2)地面对斜劈Q的摩擦力大小 ‎【答案】(1)(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)以m为研究对象，受到重力、支持力和水平推力而平衡，如图所示 根据平衡条件可得 支持力 ‎(2)以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得，地面对斜劈Q的摩擦力大小为 ‎17.如图所示，一个长L=‎2m的薄木板A静置在水平地面上，一可视为质点的小物块B放在木板A的最左端，并处于静止状态。已知A、B的质量分别为‎3kg和‎2kg，木板和小物块之间的动摩擦因数μ1=0.4，木板和地面的动摩擦因数μ2=0.1，小物块与地面的动摩擦因数μ3=0.5，重力加速度g=‎10m/s2，现用水平恒力F=12N作用在B上。求：‎ ‎（1）力F开始作用瞬间，小物块B和薄木板A的加速度大小 ‎（2）从力F开始作用到小物块B从薄木板A上掉下来所需时间 ‎（3）从力F开始作用经过5s时，薄木板A最右端与小物块B之间的距离 ‎【答案】(1)‎2m/s2，‎1m/s2(2)2s(3)‎‎14.5m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)选取向右为正方向，对B受力如图甲，沿水平方向 得 对A受力分析如图乙所示 沿水平方向 代入数据得 ‎(2)设分离时时间是t1，则有 又 代入数据解得 ‎(3)分离时B的速度为 分离时A的速度为 分离后A的加速度为 分离后A运动的时间为 可知在4s末A已经停止运动，所以A后来的位移为 分离后B的加速度为 B的位移为 代入数据可得 在t=5s时B与平板A右端的距离为