【物理】安徽省六安市舒城中学2019-2020学年高一上学期期中考试试题 （解析版） 12页

安徽省六安市舒城中学 2019—2020 学年度上学期期中考试 高一物理 一、选择题（本题共 10 个小题，第 1~7 题为单选，第 8~10 题为多项选择题；每小题 4 分， 共 40 分；错选、不选得 0 分，漏选得 2 分。） 1.2019 年 10 月 1 日，是中华人民共和国成立 70 周年的日子，人民政府在天安门广场举行了 盛大的庆祝活动，下列关于庆典过程中的一些说法，其中正确的是 A. 上午 10 点整主持人宣布庆典活动开始，10 点整指的是时间 B. 从机场起飞参加阅兵的战机到达检阅台上空时的位移大小与路程相等 C. 记录从机场起飞的战机到达检阅台上空时的时间，不能把战机看作质点 D. 同一战机编队飞过检阅台上空时，以编队中某一飞机为参考系，其它飞机是静止的 【答案】D 【解析】 A．上午 10 点整主持人宣布庆典活动开始，10 点整指的是时刻，选项 A 错误； B．从机场起飞参加阅兵 战机到达检阅台上空时的位移大小小于路程，选项 B 错误； C．记录从机场起飞 战机到达检阅台上空时的时间，飞机的大小可忽略不计，能把战机看作 质点，选项 C 错误； D．同一战机编队飞过检阅台上空时，以编队中某一飞机为参考系，其它飞机是静止的，选项 D 正确。 2.甲、乙两物体做同向直线运动，它们的 图像如图所示，则关于两物体在 0~ 时间内的 运动情况，下列说法中正确的是 A. 两物体的加速度都是先增大后减小 B. 两物体间的距离一定在不断变大 C. 两物体的速度差一直在增大 D. 两物体的位移差一定是不断增大的 【答案】D 【解析】 A．因为 v-t 图像的斜率等于加速度，可知两物体的加速度都是先减小后增大，选项 A 错误； 的 的 tυ − 1t B．因为不知道两物体开始时的位置关系，则不能确定两物体间的距离变化情况，选项 B 错误； C．由图像可知，两物体的速度差先增大后减小，选项 C 错误； D．图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，可知两物体的位移差一定是不断增大的，选项 D 正确。 3.下列几个图中物体 A 受力个数为三个的有(　　) A. ① B. ①②③ C. ①④ D. ①③④ 【答案】A 【解析】 在①图中，物体受重力、支持力，有向下滑的趋势，受到沿斜面向上的静摩擦力，最终物体 受三个力;在②图中，梯子受重力，墙壁的弹力、地面的弹力，三个力不可能平衡，所以梯子 在水平面上还受到水平向左的静摩擦力。最终物体受四个力;在③图中，物体受重力，绳子的 拉力，如果受斜面的支持力，则物体不可能平衡，所以物体受两个力;在④图中，A 物体受重 力和支持力，因为做匀速直线运动，知 A 物体处于平衡状态，若受摩擦力，则不可能平衡。 所以 A 物体受两个力，故 A 项正确； 4.如图所示为某质点做初速度为零的匀变速直线运动的 图像，图像关于图中虚线对称．关 于质点的运动，下列说法正确的是 A. 时刻质点的速度最大 B. 时刻质点的速度最大 C. 0~ 时间内质点位移为 D. 0~ 时间内质点位移为 2 x t− 2t 1 2 2t 1t 0x 2t 0x 【答案】B 【解析】 AB．因为 x-t 图像切线的斜率等于速度，则由图像可知， 时刻质点的速度为零， 时刻 图线的斜率最大，则质点的速度最大，选项 A 错误，B 正确； C．由图像可知 0~ 时间内质点位移大于 ，选项 C 错误； D． 0~ 时间内质点位移为 0，选项 D 错误。 5.如图所示，用一根细绳连接矩形相框的两个顶角 b、c，将其挂在竖直墙的钉子 a 上，a 到 b、 c 两点的距离相等，b、c 间的距离为 d，相框重为 G，细绳能承受的最大拉力为 G，不计一切 摩擦，则绳的长度不能小于(　　) A. B. C. d D. 2 d 【答案】B 【解析】 矩形相框受力如图： 设细线与水平方向的夹角为 α，根据平衡条件，竖直方向，有：2Tsinα=mg，设细线长度为 L， 结合几何关系，有： ,联立解得： ，选项 B 正确； 6.两个共点力，一个是 40 N，另一个未知，合力大小是 100 N，则另一个力可能是 A. 20 N B. 40 N C. 80 N D. 150 N 2t 1 2 2t 1t 0x 2t 3 3 d 2 3 3 d 3 3 2 2( ) ( )2 2 2 L s L d inα − = 2 3 3L d= 【答案】C 【解析】 因为可认为 F1=40N 和 F2=100N 的两个力的合力为 F，则两力合成时，合力范围为： |F1+F2|≥F≥|F1-F2|；故 140N≥F≥60N，选项 C 正确； 7.如图所示，半径为 3R 的半圆柱体 P 静止在水平地面上，静止于 P 上的光滑小圆柱体 Q，质 量为 m，半径为 R，此时竖直挡板 MN 恰好与 P、Q 相切，下面说法正确的是 A. Q 受到 P 的弹力为 B. Q 受到挡板 MN 的弹力为 C. 若挡板水平向右缓慢移动一小段且 P 仍静止时，P 受到地面摩擦力不变 D. 若挡板水平向右缓慢移动一小段且 P 仍静止时，Q 受到 P 的弹力变小 【答案】B 【解析】 AB．对圆柱体 Q 受力分析，受到重力 mg、挡板 MN 的支持力 N1 和 P 对 Q 的支持力 N2，如 图 由几何关系得：cosθ=0.5，所以 θ=60°,根据平衡条件得： 故 A 错误，B 正确； CD．对 P、Q 整体受力分析，受重力、地面支持力、MN 挡板对其向左的支持力和地面对其向 3 3 mg 3 3 mg 1 3 3 N mgcot mgθ= = 2 2 3 3 mgN mgsinθ= = 右的摩擦力，根据共点力平衡条件，有： f=N1=mgcotθ MN 保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角 θ 不断变小，故 f 变大，由 可知，N2 变 大，故 CD 错误； 8.如图是半程马拉松赛中两位选手参赛的某一情形，假设甲、乙两人从同一位置起跑，都做匀 加速直线运动，到达某一速度后都各自做匀速直线运动，且跑到终点。他们的 v–t 图象如图所 示，则下列说法正确的是 A. 乙选手起跑时，甲选手正好跑了 1 m B. 相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为 4 m C. 乙选手起跑 3 s 后刚好追上甲选手 D. 乙选手能超过甲选手，之后两选手不可能再次相遇 【答案】ACD 【解析】 A．乙选手起跑时，甲选手的位移 ,故 A 正确。 B．t=3s 时两人的速度相等，相距最远，最大距离等于 0-3s 内甲与乙的位移之差，为 ,故 B 错误。 C．乙选手起跑 3s 后通过的位移 ,0-5s 内甲的位移 则 x 乙=x 甲，可知乙选手起跑 3s 后刚好追上甲选手，故 C 正确。 D．乙选手超过甲选手，速度比甲选手 大，两选手不可能再次相遇。故 D 正确。 9.如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球 ，它们都穿在一根光滑 竖直杆上， 不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时 绳与水平方向的夹角为 ， 绳与水平方 向的夹角为 ，则球 的质量之比和杆对 的弹力之比分别为（ ） 的 的 2 mgN sinθ= 1 2 m 1m2x ×= =甲 1 2 1 1 1.5m2 2S x x × ×= − = + =甲 乙 1 3 2m 4m2x += × =乙 3 5 1m 4m2x += × =甲 A B、 OA 60° OB 30° A B、 A B、 A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 分别对 A、B 两球受力分析运用合成法，如图所示，由几何知识得 ， ， ， ，故 ， ，选项 A、C 正确，B、D 错误. 10.如图所示，固定斜面 C 上有质量均为 m 的 A、B 两个物体一起相对静止地沿倾角为 的斜 面匀速下滑，B 和斜面间动摩擦因数为 ，A 和 B 间动摩擦因数为 ，重力加速度大小为 g， 则 A.B 间的摩擦力大小为 A. B. 3 1 A B m m = 3 3 A B m m = 3 3 A B N N = 3 2 A B N N = sin 60 AT m g° = sin30 BT m g° = cos60 AT N° = cos30 BT N° = 3 1 A B m m = 3 3 A B N N = θ 1 µ 2 µ 1 cosmgµ θ 2 cosmgµ θ C. D. 0 【答案】AC 【解析】 因为 A、B 两个物体一起相对静止地沿倾角为 的斜面匀速下滑，AB 之间无相对滑动，所以 AB 之间为静摩擦，A、B 物体均受力平衡，对 A 受力分析可知沿斜面方向有： ， 对 AB 整体分析，沿斜面方向有： ， 而单独对 B 受力分析沿斜面方向有： ， 故： ，故 A、C 正确. 二、实验题(本小题共 6 空，每空 3 分，共 18 分) 11.某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验．（结果保留 3 位有效 数字） (1)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小 F 与弹簧长度 x 的关系图象．由此图象可得该弹簧 的原长 x0＝________cm，劲度系数 k＝________N/m。 (2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时， 该弹簧的长度 x＝________cm。 【答案】 (1). 4.00cm 50.0N/m (2). 10.0cm 【解析】 （1）弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为 4.00cm； 根据胡克定律 F=k△x，有： （2）由图可知，弹簧秤的拉力为 3N；则由胡克定律可知： 该弹簧的长度 x＝4.0cm+6.0cm=10.0cm。 sinmg θ θ sinBAf mg θ= 12 cos 2 sinmg mgµ θ θ= 12 cos sinABmg f mgµ θ θ= + 1 cosABf mgµ θ= 8 50N/m0.16 Fk x = = =  3 0.06m 6.0cm50x = = = 12.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是： a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的 A 点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别 连着一个弹簧测力计。 b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋 活动端拉到某一位置，将此位置标记为 O 点，读 取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力 F1、F2 的大小．用笔在两绳的拉力方向上分别 标记 a、b 两点，并分别将其与 O 点连接，表示两力的方向。 c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，记录其拉力 F 的大小并用上述方法记 录其方向。 （1）用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，这样做的目的是_______。 （2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中_______是 F1 和 F2 合力的实际测量 值（填 F 或 F´）。 （3）实验中的一次测量如图丙所示，两个测力计 M、N 的拉力方向互相垂直，即 α+β=90°， 若保持测力计 M 的读数不变，当角 α 由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在 O 点，可采用的办法是_______。 A．增大 N 的读数，减小 β 角 B．减小 N 的读数，减小 β 角 C．减小 N 的读数，增大 β 角 D．增大 N 的读数，增大 β 角 【答案】 (1). 与 F1、F2 共同作用的效果相同 (2). F (3). B 【解析】 （1）用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至 O 点，这样做的目的是与 F1、F2 共同作用 的效果相同。 （2）图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中 F 是 F1 和 F2 合力的实际测量值；F＇ 是合力的理论值。 （3）由题意可知：保持 O 点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计 M 的读数不变， 因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下： 的 所以由图可知 α 角逐渐变小时，N 的示数减小，同时 β 角减小，故 ACD 错误，B 正确。 四、解答题（本题共 4 小题，第 13、14、15 题每题 10 分，第 16 题 12 分，共 42 分） 13.研究表明，一般人的刹车反应时间 t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中， 志愿者少量饮酒后驾车以 v0=72km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽 车停止，行驶距离 L=39m。减速过程中汽车位移 s 与速度 v 的关系曲线如图所示，此过程可视 为匀变速直线运动。求： （1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间； （2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。 【答案】（1）8m/s2；2.5s（2）0.3s 【解析】 （1）由题可知初速度 v0=20m/s，末速度 vt=0 s=25m 由运动学公式得：v02=2as 解得 a=8m/s2 由 （2）设志愿者饮酒后反应时间的增加量为∆t，由运动学公式得: 解得 t＇=0.7s 2.5vt sa = = ' 0L v t s= + ' 0 0.3st t t =∆ = − 14.如图所示，离地面足够高处有一用绳连接的竖直空管，管长为 24m，M、N 为空管的上、 下两端。空管由静止开始竖直向下做加速运动，加速度为 a=2m/s2，同时在 M 处一个大小不计 的小球沿管的轴线以初速度 竖直上抛，不计一切阻力，取 g=10m/s2。求： (1)若小球上抛的初速度为 10m/s，小球上升至最大高度时，空管下落的距离是多少？ (2)若小球上抛的初速度为 10m/s，经过多长时间从管的 N 端穿出？ 【答案】（1）1m （2）4s 【解析】 (1)规定向下为正方向， ， (2)设经过时间 小球从管的 N 端穿出 小球的位移为 空管的位移为 得 =4s 15.如图所示,位于水平桌面上的物块 A 质量为 2m，由跨过定滑轮的轻绳与质量为 m 的物块 B 相连，从滑轮到 A 和到 B 的两段绳都是水平的，已知 B 与 A 之间的动摩擦因数是 μ，A 与桌 面之间的动摩擦因数是 2μ，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，重力加速度为 g。若用一 水平向右的力 F 拉 A 使它做匀速运动。求： （1）绳对 B 物体的拉力大小； （2）F 的大小。 0v 0 1 1vt sg = = 2 1 1 1m2h at= = 2t 2 1 0 2 2 1 1m2h v t gt= − + = 2 2 2 1 2h at= 1 2h h L= + 2t 【答案】（1）μmg （2）8μmg 【解析】 （1）对 B 物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为 T，木块 B 与 A 间的滑动摩擦力 f=μmg ① 根据共点力平衡条件 T=f ② 即 T=μmg （2）对木块 A 受力分析，A 受拉力 F，B 对 A 向左的摩擦力 f，地面对 P 物体向左的摩擦力 f′，根据共点力平衡条件，有 F=f+f′+T ③ 地面对 P 物体向左的摩擦力 f′=2μ（3m）g ④ 由①～④式可以解得 F=8μmg 16.小球 A、B（可视为质点）用质量不计的轻杆相连，通过两段不可伸长的轻绳固定在天花板 上的 M 点，平衡时轻杆恰好水平，且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为 30°和 60°，如图甲 所示。若用一根轻绳跨接在光滑定滑轮（滑轮大小可不计）两端，重新平衡时如图乙所示， 求： （1）两个小球的质量之比 ； （2）图乙状态，滑轮两侧轻绳 NA、NB 长度之比 【答案】（1）3:1（2）1:3 【解析】 （1）小球处于静止状态，受力平衡，对任意一个小球受力分析，受到重力、绳子的拉力 T 和 杆的支撑力 F，根据平衡条件得： Tcosθ-mg=0 Tsinθ-F=0 解得：mg=Fcotθ 所以： A B m m A B l l 30 3 60 1 A B m cot m cot ° °＝ ＝ （2）对小球 A 受力分析，设绳子拉力为 T，小球到滑轮的长度为 l，O′C 的距离为 h，根据三 角形相似，有 解得： 所以： mg T h l ＝ Thl mg ＝ 1 3 OA B OB A l m l m ＝ ＝