【物理】广东惠州市2019-2020学年高一上学期期末模拟试题 （解析版） 18页

广东惠州市2019-2020学年高一上学期期末模拟试题 一、选择题 ‎1.2019年12月18日，负责我校水火箭发射比赛的练老师驾驶汽车正以10m/s的速度在演达大道上行驶，发现近日在惠州“礼让行人”和限速的标识随处可见（如下图）。路上还有惠州交警的温馨提示：驾驶机动车行经斑马线，不按规定减速、停车、避让行人的，可依法给予200元罚款，记3分的处罚。在人行道前，练老师突然发现前方有行人，如图，说那时迟那时快，采取紧急利车，后车轮抱死，车轮向前直线滑动。已知车胎与路面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是( )‎ A. 练老师在公路上已超速行驶 B. 汽车刹车后的加速度大小为10m/s2‎ C. 汽车滑行10m后停下来 D. 汽车刹车后3s的位移大小为30m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.限速标志表示该路段限速，所以练老师没有超速，选项A错误；‎ B.练老师汽车刹车的加速度，选项B错误；‎ C.汽车从10m/s刹车到停止的过程有：，所以，选项C正确；‎ D.汽车刹车后的最大位移为10m，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.如图所示为练老师行车过程速度与时间的简化图，即一质点做直线运动的v－t图像，下列说法正确的是（ ）‎ A. 整个过程中，D点对应时刻离出发点最远 ‎ B. 整个过程中，BC段对应过程的加速度最大 C. 在5～14 s时间内，质点静止 ‎ D. 在t＝20.5 s时，质点的速度为3 m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在v—t图象中，图线与坐标轴所围成的面积表示质点的位移，t轴上方位移取正值，t轴下方位移取负值，因此整个过程中，D点对应时刻离出发点最远，选项A正确；‎ B.在v—t图象中，图线的斜率表示质点加速度的大小，CE段斜率最大，加速度最大，选项B错误；‎ C.在5～14 s时间内，质点速度不变，做匀速直线运动，选项C错误；‎ D.从图线可知t＝20 s后，质点的速度为负值，选项D错误。‎ 故选A。‎ ‎3.终于到了学校，练老师迅速来到学校操场，主持水火箭发射比赛，如图所示是水火箭升空瞬间的照片。这一有趣的比赛活动引起了同学们关于速度和加速度讨论，下列说法正确的是( ）‎ A. 加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度一定大 B. 速度变化得越快，加速度就变化得越快 C. 物体加速度变大，则速度也一定是在变大 D. 加速度的方向与速度变化量的方向相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大，选项A错误；‎ B. 速度变化得越快，说明加速度越大，选项B错误；‎ C. 物体加速度变大，说明速度变化越快，但速度不一定是在变大，选项C错误；‎ D. 加速度的方向与速度变化量的方向相同，选项D正确。‎ ‎4.为了进一步提高学生的物理实践意识，练老师利用手机采用频闪拍摄法来代替打点计时器测小球的速度和加速度。让小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3、4所示．已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．由此可知小球（ ）‎ A. 在位置“1”是小球的初始位置 B. 下落过程中的加速度大小约为 C. 从位置1到位置4的过程中平均速度大小约为 D. 经过位置4时瞬时速度大小约为: ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从图可知用频闪方法拍摄小球位置1、2、3、4之间的位移分别为2d、3d、4d，若位置1是小球的初始位置需满足位移之比为1：3：5的关系，选项A错误；‎ B.小球位置1、2、3、4之间的位移差为一块砖的厚度，即，根据匀变速直线运动连续相等时间内的位移差公式有：，所以下落过程中的加速度大小，选项B错误；‎ C. 从位置1到位置4的过程中平均速度大小约为，选项C错误；‎ D. 经过位置3时的瞬时速度等于位置2到位置4的平均速度，即，则小球经过位置4时瞬时速度大小约为: ，选项D正确。‎ ‎5.打铁需趁热，第二天练老师给学生播放了“2019年10月25日，在武汉举行的第七届世界军人运动会跳水项目男子双人跳决赛中，中国组合练俊杰/杨昊以454.26分的成绩夺得冠军”的视频为进一步了升华学习物理的激情。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是( )‎ A. 跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变 B. 运动员受到支持力，是运动员的脚发生形变而产生的 C. 此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力 D. 此时跳板对运动员的支持力等于运动员的重力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，运动员受到向下的重力和跳板对运动员的向上的支持力的作用。‎ 根据力的相互性，运动员受到向上的支持力的同时跳板受到运动员给它的向下的压力作用，此压力是由于运动员的脚发生形变而产生的，选项A错误。‎ 运动员受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的，选项B错误；‎ 运动员具有向上的加速度，向上的支持力大于重力，选项C正确，D错误；‎ 故选C。‎ ‎6.我省某中学校园环境优美，景色宜人，淡如桥是同学们必走之路，淡如桥（如图甲）是座石拱桥，图乙是简化图，用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30º．假定石块间的摩擦力忽略不计，则第1、2石块间的作用力和第1、3石块间的作用力大小之比为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】如图对第一个石块进行受力分析，由几何关系知：θ=60°，‎ ‎ 所以有N21 ：N31=sin60°=；故ABD错误，C正确；故选C．‎ ‎7.来到许愿树下，练老师把许的心愿用绸带系在两个小球上并抛到树上，这一情景可以简化为如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ）‎ A. 细线上的拉力一定等于 mg B. 细线上的拉力一定小于Mg C. 细线上的拉力等于 D. 天花板对定滑轮的拉力等于(M+ m)g ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 因为M>m，m具有向上的加速度，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定大于 mg，选项A错误；‎ B. M具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有：，所以细线上的拉力一定小于Mg，选项B正确； ‎ C. 对整体分析，根据牛顿定律有：。再对m有，所以细线上的拉力，选项C错误；‎ D. 对定滑轮有：天花板对定滑轮的拉力，选项D错误。‎ ‎8.如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°．现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是：（ ）‎ A. 增大 B. 先增大后减小 C. 减小 D. 先减小后增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：以结点B为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知，绳BA的拉力TAB与绳BC的拉力FBC的合力与重力大小相等、方向相反，作出将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向过程中三个位置力的合成图如图，则由几何知识得知，绳子BC拉力先减小后增大．故选D.‎ ‎9.难忘的西湖一日游终于结束，练老师准备回家，准备启动车子时发现有一辆甲车从身边经过，沿同一方向匀速直线运动，v－t图像简化为如图所示（温馨提示请勿飙车），由图可知（ ）‎ A. t＝20 s时，乙追上了甲 B. t＝20 s时，甲、乙之间的距离为乙追上甲前的最大距离 C. 甲比乙运动快，且早出发，所以乙追不上甲 D. 在t＝20 s之前，甲比乙运动快；在t＝20 s之后，乙比甲运动快 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】v－t图像中图线的交点表示具有相同的速度，追及问题两者具有相同速度时，二者之间的距离最大，选项A错误，B正确；‎ 在t＝20 s之前，甲比乙运动快；在t＝20 s之后，乙比甲运动快，选项D正确，C错误；‎ 故选BD。‎ ‎10.快到家了，练老师刹车沿水平地面向左匀减速运动时，发现在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂一质量为m的小球，在车厢底板上放着一个质量为M的木块．木块和车厢保持相对静止，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角是30°，如图所示．已知当地的重力加速度为g，木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是( )‎ A. 此时小球的加速度大小为 B. 此时小车的加速度方向水平向左 C. 此时木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右 D. 若增大小车的加速度，当木块相对车厢底板即将滑动时,小球对细线的拉力大小为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对小球受力分析如图，小球受重力和绳子的拉力，两个力的合力水平向右，加速度水平向右，根据牛顿第二定律稳定时小球的合力，，选项A错误；‎ B.小球与车都是相对静止的，加速度相同，所以稳定时小球随车一起向右匀加速运动，加速度方向水平向右，选项B错误；‎ C.物体与车都是相对静止的，加速度相同，物体在地板上如果受三个力，一定是重力、支持力和静摩擦力，合力等于静摩擦力。根据牛顿第二定律有，方向水平向右，选项C正确；‎ D. 木块与车厢底板间的最大静摩擦力，此时加速度，对小球有，解得小球对细线的拉力大小为，选项D正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。已知斜面倾角为30°，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )‎ A. 木块受到三个作用力 B. 本块所受斜面的摩擦力等于零 C. 斜面受到地面的摩擦力方向水平向左 D. 斜面对木块的作用力大小为2mg，方向竖直向上 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】弹簧竖直悬挂物体时，对物体受力分析，根据共点力平衡条件有：F=m g=kL。‎ 物体放在斜面上时，假设物体受斜面的摩擦力方向向上，再次对物体受力分析如图：‎ 根据共点力平衡条件有：F+f-2mgsin30°=0，其中F=kL，‎ 由以上解得：f=0，故A、B正确，C错误；‎ 斜面对木块的作用力即为支持力，方向垂直于斜面向上，选项D错误。‎ 故选AB。‎ ‎12.如图所示，水平传送带两端、相距，以速度（始终保持不变）顺时针运转．今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕已知煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，则煤块从运动到的过程中 A. 煤块从运动到的时间是2.3 s B. 煤块从运动到的时间是1.6 s C. 划痕长度是2.8 m D. 划痕长度是3.2 m ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．煤块做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律有，得，假设煤块的速度达到4 m/s时未离开传送带，此时煤块通过的位移大小为，‎ 因此煤块先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，做匀加速直线运动的时间为，此后煤块以与传送带相同的速度匀速运动至端，有 ‎，匀速运动的时间为，运动的总时间为 ‎，A正确，B错误；‎ CD．划痕长度即煤块相对于传送带的位移大小，可得，C错误，D正确.‎ 二、实验题 ‎13.某学习小组在“探究求合力的方法”的实验中：‎ ‎（1）其中的两个实验步骤分别是：‎ A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2；‎ B．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向。请指出以上步骤中的错误或疏漏：‎ A中是________________________，B中是________________________。‎ ‎（2）该学习小组纠正了（1）中的问题后，某次实验中两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在甲图中画出，图中的方格每边长度表示2 N，O点是橡皮条的结点，请用直角三角板严格作出合力F的图示。‎ ‎（ ）‎ ‎（3）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______________。‎ ‎（4）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】 (1). 未记下两条细绳的方向 未说明把橡皮条的结点拉到位置O ‎ ‎ (2). (3). F′ (4). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)步骤A中只有记下两条细绳的方向，才能确定两个分力的方向，进一步才能根据平行四边形定则求合力，所以步骤A中未记下两条细绳的方向。‎ 步骤B中只有使结点到达同样的位置O，才能表示两种情况下力的作用效果相同，根据F1、F2作出平行四边形，对角线表示合力，根据几何关系可以求出合力大小。所以步骤B中未说明把橡皮条的结点拉到位置O。‎ ‎(2)以F1、F2为临边作出平行四边形，对角线表示合力.如图所示： ‎ ‎(3)由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F′与橡皮条拉力一定在同一直线上，所以图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′。‎ ‎(4)本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。‎ ‎【点睛】此题考查了验证力的平行四边形定则实验；解题时关键是先搞清实验的原理及注意事项，明确实验的基本步骤，会分析实验的结果。‎ ‎14.某实验小组欲以如图所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.‎ ‎（1）下列说法正确的是________．‎ A．实验时先放开小车，再启动计时器 B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 C．本实验中应满足m2远小于m1的条件 D．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a－m1图象 ‎（2）实验中得到一条打点的纸带，如下图所示，已知实验所用电源的频率为50 Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度大小为_______m/s，小车的加速度大小为_______m/s2.(结果均保留两位有效数字)‎ ‎（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的关系图象如图所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g＝10 m/s2，则小车的质量约为________ kg，小盘的质量为________ kg.‎ ‎【答案】 (1). C (2). 3.2 12 (3). 2.0 0.060‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A、实验时应先接通电源后释放小车，选项A错误；‎ B. 平衡摩擦力时，假设木板倾角为θ，则有：‎ ‎，‎ m约掉了，故每次改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，选项B错误；‎ C.实际上绳子的拉力，所以实验中应满足小盘和重物的质量m2远小于小车的质量m1，选项C正确；‎ D. 因为，所以在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作 图象，选项D错误。故选C。‎ ‎(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小 ‎。‎ ‎[3]根据逐差法得加速度的大小为 ‎(3)对a−F图来说，图线的斜率表示小车质量的倒数。图线的斜率，所以小车质量为：m1=2.0kg。‎ F=0时，产生的加速度是由于托盘作用产生的，有：m2g=m1a0，所以小盘的质量 三、计算题 ‎15.跳伞运动员从悬停在距地面404m高处的直升飞机上由静止跳下，先做自由落体运动，当下落180m时打开降落伞，降落伞打开后做匀减速直线运动，跳伞运动员到达地面时的速度为4m/s．g取10m/s2．问：（1）跳伞运动员打开降落伞时速度是多少？（2）跳伞运动员运动的总时间是多少？‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎( 1)飞行员下落404m后打开降落伞，此过程做自由落体运动,根据自由落体运动速度位移关系即可求解运动员打开降落伞时的速度大小。(2)伞张开后运动员做匀减速运动，初速度等于自由落体运动的末速度，由速度位移关系式求解运动员的加速度大小。(3)由速度公式分别两个过程的时间,再求总时间。‎ ‎【详解】运动员打开降落伞前做自由落体运动，竖直位移 根据 可知打开降落伞时的速度为 ‎(2)打开降落伞后做匀减速直线运动，已知 位移 由速度位移关系 解得：‎ 打开降落伞前的自由落体时间为 匀减速直线运动的时间 故运动员运动的总时间为 ‎16.如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态。(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，tan 37°＝0.75，g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求：‎ ‎（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大？‎ ‎（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎（3）若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以结点为研究对象，受到三个力作用，如图所示：‎ 其中物体甲对O点拉力等于物体甲的重力，即。‎ 根据平衡条件得：‎ 轻绳OA的拉力 ‎，‎ 轻绳OB的拉力 ‎。‎ ‎（2）以人为研究对象，由二力平衡得：人受到的摩擦力 ‎，方向水平向左。‎ ‎（3）若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，则人受到的最大摩擦力 ‎，‎ 所以欲使人在水平面上不滑动有：‎ 解得物体甲的质量m1最大不能超过 ‎17.如图甲所示，质量M=0.2 kg的平板放在水平地面上，质量m=0.1 kg的物块（可视为质点）叠放在平板上方某处，整个系统处于静止状态．现对平板施加一水平向右的拉力，在0~1.5 s内该拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，1.5 s末撤去拉力．已知物块未从平板上掉下，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，平板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=10 m/s2.求：‎ ‎（1）0~1 s 内物块和平板的加速度大小a1、a2；‎ ‎（2）1.5 s末物块和平板的速度大小v块、v板；‎ ‎（3）平板的最短长度L．‎ ‎【答案】（1） ， （2） (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(１)分别对物块和木板进行受力分析，求出其加速度;(２)根据匀变速直线运动的基本公式即可求解速度;(３)根据滑块和木板的位移关系求出平板的最短长度。‎ ‎【详解】（1）０~1s内，物块与平板间、平板与地面间的滑动摩擦力大小分别为：‎ N N 对物块和平板由牛顿第二定律有：‎ ‎，‎ ‎，‎ 其中 N，‎ 解得：‎ ‎， ‎ ‎（2）0~1s内，（s），物块与平板均做匀加速直线运动，有：‎ ‎，‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎=2m/s，‎ ‎=3m/s，‎ ‎1~1.5s内，（=0.5s），由于水平向右的拉力N恰好与平衡，故平板做匀速直线运动，物块继续做匀加速直线运动直至与木板速度相同，有：‎ m/s，‎ m/s。‎ ‎（3）撤去拉力后，物块和平板的加速度大小分别为：‎ ‎，‎ 物块和平板停下所用的时间分别为：‎ ‎，‎ 可画出物块、平板的速度-时间图像，如图所示，根据“速度-时间图像的面积表示位移”可知，内，物块相对平板向左滑行的距离为：‎ ‎1.5~3s内，物块相对平板向右滑行的距离为：‎ 由于 ‎，‎ 故：‎