2018-2019学年吉林省长春市外国语学校高一上学期期末考试物理（理）试题（解析版） 13页

吉林省长春外国语学校 2018-2019 学年高一上学期期末考试 物理（理）试题 一. 选择题 1.用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验时，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反 的方向拉动，显示器屏幕上显示的是两个力传感器的相互作用力随时间变化的图象如图 所示，由图象可以 得出的正确结论是( )　 　　 A. 作用力与反作用力大小相等 B. 作用力与反作用力方向不一定相反 C. 作用力与反作用力的合力为零 D. 作用力与反作用力作用在同一物体上 【答案】A 【解析】 【分析】 作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失． 【详解】由图象不难看出两个力的大小总是相等的，并且两个力的方向也是始终相反的，它们的变化的情 况也是一样的，故 A 正确，B 错误；图象表示的是力传感器的受力情况，作用力和反作用力是两个物体之间 的相互作用力，作用在两个物体上，效果不能抵消，不能进行力的合成，故 CD 错误；故选 A。 2.甲、乙两个物体做匀变速直线运动，a甲＝4 m/s2，a乙＝－4 m/s2，那么对甲、乙两物体判断正确的是(　　) A. 甲的加速度大于乙的加速度 B. 甲做加速直线运动，乙做减速直线运动 C. 甲的速度比乙的速度变化快 D. 甲、乙在相等时间内速度变化的大小相等 【答案】D 【解析】 【分析】 加速度为矢量，负号表示方向，不表示其大小；当加速度方向和速度方向相同时，速度越来越大，相反时 速度越来越小． 【详解】加速度为矢量，负号表示方向，因此甲的加速度大小等于乙的加速度大小，故 A 错误；甲、乙两 个物体的加速度方向与速度方向关系不能确定，则不能确定甲乙做何种运动，选项 B 错误； 加速度表示速 度变化的快慢，甲的加速度大小等于乙的加速度大小，所以甲的速度比乙的速度变化快慢是一样，故 C 错 误；因加速度大小相等，则在相等时间内速度变化的大小相等，故 D 正确；故选 D。 【点睛】加速度、速度是高中物理中重要的概念，要正确区分它们之间的关系，明确加速度与速度无关， 加速度表示的速度的变化快慢． 3.用力将如图所示的塑料挂钩的圆盘压紧在竖直的墙壁上，排出圆盘与墙壁之间的空气，松开手后往钩上 挂适当的物体，圆盘不会掉上来，这是因为物体对圆盘向下的拉力 （不计圆盘的重力）（ ） A. 与大气压力平衡 B. 与墙壁对圆盘的摩擦力平衡 C. 与大气压强平衡 D. 与物体所受的重力平衡 【答案】B 【解析】 【分析】 对圆盘受力分析，可知其在竖直方向的受力情况，则可得出哪一个力平衡向下的拉力． 【详解】圆盘受外部大气的压力而竖压在墙上，则墙对圆盘产生弹力； 两力大小相等，为平衡力； 挂上重 物后，由于物体有向下运动的趋势，则圆盘与墙面间产生静摩擦力，只要所挂重物的重力不超过最大静摩 擦力，圆盘即会平衡，即物体对圆盘向下的拉力与摩擦力平衡； 故选 B。 【点睛】本题考查物体知识在生活中的应用，要掌握受力分析的方法，明确只有在平衡状态下物体才可能 静止或匀速直线运动． 4.甲、乙两物体在同一直线上，同时由一位置向同一方向运动，其速度-时间图象如图所示，下列说法正确 的是 ( ) A. 甲做匀速直线运动，乙做变加速直线运动 B. 开始阶段乙跑在甲的前面，20s 后乙落在甲的后面 C. 20s 末乙追上甲，且甲、乙速率相等 D. 40s 末乙追上甲 【答案】D 【解析】 【分析】 根据速度大小关系，分析甲乙两物体间距离的变化．两图线的交点表示速度相等．两物体由同一地点向同 一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇．图线的斜率等于加速度． 【详解】由图可知，甲做匀速运动，乙做匀加速运动。故 A 错误。开始阶段甲跑在的乙前面，20s 后的一段 时间内，甲仍在乙的前面，直到两者相遇。故 B 错误。在第 20s 末两物体速度相等，由图线的“面积”看 出，这段时间内甲的位移大于乙的位移，乙还没有追上甲．故 C 错误。两图线的交点表示速度相等。两物 体由同一地点向同一方向作直线运动，当位移相等时两物体相遇，所以 40s 末乙追上甲，故 D 正确；故选 D。 【点睛】根据速度分析物体的运动情况是基本能力．本题是匀加速运动追及匀速运动的问题，当两者速度 相等时，相距最远；位移相等时两者相遇。 5.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间 ( ) A. 物体立即获得速度 B. 物体立即获得加速度 C. 物体同时获得速度和加速度 D. 由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零 【答案】B 【解析】 试题分析：根据牛顿第二定律 F=ma 得知，加速度与合力是瞬时对应的关系，合力变化，加速度同时随着变 化．当力刚开始作用的瞬间，物体所受的合力立即增大，则立即获得了加速度，而物体由于惯性，速度还 没有改变．故 B。 考点：牛顿第二定律 6.一小球从空中由静止下落，已知下落过程中小球所受阻力与速度的平方成正比，设小球离地足够高，则 ( ) A. 小球在做减速运动 B. 小球一直在做加速运动 C. 小球先加速后匀速 D. 小球先加速后减速 【答案】C 【解析】 试题分析：当小球由静止开始下落时，重力大于阻力，所受合力方向向下，速度越来越快，但受到的阻力 越来越大，阻力方向向上，当阻力等于重力时，合力为 0，小球将做匀速运动，C 正确。 考点：本题考查受力分析与运动分析。 7.如图所示，水平放置的传送带以速度 v=2m/s 向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带 A 端，物体与传 送带间的动摩擦因数 μ=0.2，若 A 端与 B 端相距 6m，求物体由 A 到 B 的时间 (g=10m/s2) （ ） A. 2s B. 3.5s C. 4s D. 2.5s 【答案】B 【解析】 物体在传送带上做匀加速直线运动的加速度 物体做匀加速直线运动的时间 匀加速直线运动的位移 则物体做匀速直线运动到达 B 端速度为 2m/s， 匀速直线运动的位移 匀速运动的时间 故滑块从 A 到 B 的总时间 ,故 B 正确 综上所述本题答案是：B 8.汽车以 20 m/s 的速度做匀速直线运动，刹车后加速度大小是 5 m/s2，则刹车后 6 s 的位移是(　　) A. 30 m B. 40 m C. 10 m D. 0 【答案】B 【解析】 考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系． 专题：直线运动规律专题． 分析：先求出汽车刹车到停止所需的时间，因为汽车刹车停止后不在运动，然后根据匀变速直线运动的位 移时间公式 x=v0t+ at2 求出汽车的位移． 解答：解：汽车刹车到停止所需的时间 t0= =4s＜5s 所以汽车刹车在 5s 内的位移与 4s 内的位移相等． x=v0t0+ at02=20×4- ×5×16m=40m．故 B 正确，A、C、D 错误． 故选 B． 点评：解决本题的关键知道汽车刹车停止后不再运动，5s 内的位移等于 4s 内的位移．以及掌握匀变速直线 运动的位移时间公式 x=v0t+ at2． 9.光滑斜面的长度为 L，一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端，经历的时间为 t，则下列说法正确 的是（ ） A. 物体运动全过程中的平均速度是 B. 物体在 时的瞬时速度是 C. 物体运动到斜面中点时瞬时速度是 D. 物体从顶端运动到斜面中点所需的时间是 【答案】ACD 【解析】 试题分析：平均速度等于总位移比总时间，所以物体运动全过程中的平均速度是 L/t,A 正确，某段平均速 度等于中间时刻的瞬时速度，所以物体在 t/2 时的瞬时速度是 L/t，B 错，滑到底端时的速度是 2 倍的平均 速度即 2L/t， ，则中点的瞬时速度是 L/t，C 对，v=at，瞬时速度与时间成正比， 中点速度与底端速度之比： 所以物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是 t/2，D 对 考点：考查运用运动学规律处理匀加速直线运动问题的能力 点评：物体的平均速度等于位移与时间之比．物体做匀加速直线运动，t 时间内平均速度等于中点时刻的瞬 时速度．由斜面的长度 L 和时间 t，求出加速度，由位移速度公式求出斜面中点的瞬时速度，再由速度公式 求解物体从顶端运动到斜面中点所需的时间 10.下列哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态（ ） A. 3N，4N，8N B. 3N，5N，1N C. 4N，7N，8N D. 7N，9N，6N 【答案】CD 【解析】 【分析】 物体处于平衡状态，合力为零，两个大小不变的共点力的合力范围是：|F1-F2|≤F 合≤F1+F2．三个大小不变 的共点力的合力最小值能否为零要看任意一个力的大小是否在其他两个力的合力范围之内． 【详解】物体处于平衡状态，合力为零；3N，4N 的合力范围是 1N≤F 合≤7N，8N 不在其范围之内，所以 3N， 4N，8N 不可能使物体处于平衡状态．故 A 错误。3N，5N 的合力范围是 2N≤F 合≤8N，1N 不在其范围之内， 不可能使物体处于平衡状态．故 B 错误。4N，7N 的合力范围是 3N≤F 合≤11N，8N 在其范围之内，4N，7N， 8N 合力的最小值为 0N．故 C 正确。7N，9N 的合力范围是 2N≤F 合≤16N，6N 在其范围之内，7N，9N，6N 合 力为 0N．故 D 正确误。故选 CD。 【点睛】本题关键要明确两个共点力的合力的范围，同时要明确三力平衡时，任意两个力的合力与第三个 力等值、反向、共线． 11.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀减速运动，如图 所示。以下说法正确的是（ ） A. 人受到重力和支持力的作用 B. 人受到的合外力为零 C. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用 D. 人受到的合外力方向与速度方向相反 【答案】CD 【解析】 试题分析：由于人在水平方向上有加速度，所以必受到摩擦力作用，故人受重力，支持力，摩擦力三力作 用，A 错误 C 正确；做匀减速运动，有加速度，合力不为零，人受到的合外力方向与速度方向相反，B 错误 D 正确； 考点：考查了受力分析，牛顿第二定律 12.平抛物体的初速度为 v0，当水平方向分位移与竖直方向分位移相等时( ) A. 运动的时间 B. 瞬时速率 C. 水平分速度与竖直分速度大小相等 D. 位移大小等于 【答案】ABD 【解析】 【分析】 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住水平位移和竖直位移相等求 出运动的时间，结合速度时间公式判断水平分速度和竖直分速度的关系，根据平行四边形定则求出瞬时速 度的大小．通过水平位移和竖直位移，根据平行四边形定则求出位移的大小． 【详解】根据 gt2＝v0t 得， ，故 A 正确。此时竖直分速度 vy=gt=2v0，与水平分速度不等，瞬时速率 ． 故 B 正 确 ， C 错 误 。 水 平 位 移 x ＝ v0t ＝ ， 则 位 移 的 大 小 ．故 D 正确。故选 ABD。 【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解． 二、实验题 13.如图所示，细杆上固定两个小球 a 和 b，杆绕 O 点匀速转动。已知两小球做圆周运动半径之比 Ra：Rb=1： 2，则两个小球的角速度之比 ωa:ωb=___________; 线速度之比 va:vb=__________。 【答案】 (1). 1:1; (2). 1:2; 【解析】 【分析】 共轴转动，角速度相等。根据 v=rω 可求较线速度之比。 【详解】细杆上固定两个小球 a 和 b，杆绕 O 点做匀速转动，所以 a、b 属于同轴转动，故两球角速度相等， 根据 v=rω 可知：va：vb=Ra：Rb=1：2。 【点睛】解决本题的关键是抓住共轴转动，角速度相等，皮带传动线速度相同。 14.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，计时器打点频率为 50Hz。 （1）该同学要探究小车的加速度 a 和质量 M 的关系，应该保持______不变；若该同学要探究加速度 a 和拉 力 F 的关系，应该保持______不变。 （2）该同学通过数据的处理作出了 a-F 图象，如图所示，则 ①图中的直线不过原点的原因是______________。 ②图中的力 F 理论上指______，而实验中却用______表示。（选填字母符号） A.砂和砂桶的重力 B.绳对小车的拉力 ③此图中直线发生弯曲的原因是____________________________________。 【答案】 (1). 拉力 F； (2). 小车的质量 M； (3). 平衡摩擦力过度； (4). B； (5). A； (6). 砂和砂桶的质量 M 不是远小于车的质量 M； 【解析】 【分析】 该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法。根据图线的形状结合实 验原理分析图像不过原点和弯曲的原因。 【详解】（1）该同学要探究小车的加速度 a 和质量 M 的关系，应该保持细线对车的拉力 F 不变；若该同学 要探究加速度 a 和拉力 F 的关系，应该保持小车的质量 M 不变。 （2）①图中当 F=0 时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为 0，说明小车的摩擦力小 于重力的分力，所以原因是实验前木板右端垫得过高，平衡摩擦力过度。 ②图中的力 F 理论上指绳对小车的拉力，故选 B。而实验中却用砂和砂桶的重力表示，故选 A。 ③从图象上可以看出：F 从 0 开始增加，砂和砂桶的质量远小于车的质量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加， 那么在后面砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量了，那么绳子的拉力与砂和砂桶的总重力就相差大。所 以原因是砂和砂桶的质量没有远小于车的质量。 三. 计算题 15. 一物体做匀加速直线运动，初速度为 0.5 m/s，第 7 s 内的位移比第 5 s 内的位移多 4 m，求：（1）物体 的加速度； （2）物体在前 5 s 内的位移。 【答案】（1）a=2 m/s2 （2） x=27.5m 【解析】 【分析】 （1）根据相邻的相等时间内的位移差是一恒量，即：△s=aT2，求出物体的加速度； （2）利用匀变速直线运动的位移时间关系求解物体在 5 s 内的位移； 【详解】（1）由题意知根据匀变速直线运动规律的推论△x=aT2 可知 s7-s5=（s7-s6）+（s6-s5）=2△x=2aT2 所以物体的加速度 （2）根据 x=v0t+ at2 解得 5s 内的位移 x5＝0.5×5+ ×2×52m=27.5m 【点睛】解决本题的根据掌握匀变速直线运动的速度公式和位移公式，以及掌握推论：根据相邻的相等时 间内的位移差是一恒量，即：△s=aT2. 16.小球以 15m/s 的水平初速度向一倾角为 37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上。 （g=10m/s2，sin37o=0.6，cos370=0.8。）求： （1）小球在空中的飞行时间； （2）抛出点距落球点的高度。 【答案】（1）2s（2）20m 【解析】 【分析】 （1）小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将此瞬时速度进行分解，根据水平分速度和角度关系求出竖 直分速度，再根据 vy=gt 求出小球在空中的飞行时间． （2）根据 h= gt2 求出抛出点距落地点的高度． 【详解】（1）将球垂直撞在斜面上的速度分解，如图所示，由图可知 θ=37°，β=53° 因 tanβ= ，则 t= •tanβ= （2）抛出点距落地点的竖直高度为：H= gt2= ×10×22m=20m 【点睛】解决本题的关键知道垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将速度分解为水平方向和竖直方向，根 据水平分速度可以求出竖直分速度，从而可以求出运动的时间． 17.如图所示，质量为 2kg 的物体放在水平地板上，用一原长为 8cm 的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始 运动时，弹簧的长度为 11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为 10.5cm，已知弹簧的劲度系数 k＝ 200N/m。(g 均取 10m/s2). 求： (1)物体所受的最大静摩擦力为多大？ (2)物体所受的滑动摩擦力为多大？ (3)物体与地板间的动摩擦因数是多少？ 【答案】（1）6N（2）5N（3）0.25 【解析】 【分析】 通过弹簧的伸长，由胡克定律来计算出物体刚开始运动的摩擦力大小，与物体正在运动的摩擦力大小．滑 动摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积． 【详解】（1）物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，由胡克定律可求得： F1=200×0.03N=6N，因此最大静摩擦力大小为 6N． （2）匀速前进时，弹簧伸长 2.5cm．则弹簧的拉力等于滑动摩擦力． 所以滑动摩擦力 f=k△x=200×0.025=5N （3）当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长 2.5cm．则弹簧的拉力等于滑动摩擦力． 所以动摩擦因数为 【点睛】学会区别静摩擦力与滑动摩擦力，同时静摩擦力的大小由引起它有运动趋势的外力决定，而滑动 摩擦力等于 μFN． 18.如图所示，小车内的地面是光滑的，左下角放一个小球 B，右壁上挂一个相同的球 A，两个球的质量均 为 4 kg，悬挂线与右壁成 37°角，小车向右加速前进,此时右壁对 A 球的压力刚好为零（（g 取 10 m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8，tan37°=0.75）求： ⑴ 绳对 A 球的拉力大小； ⑵ 左壁对 B 球的压力大小； ⑶ 当小车的加速度 a=10 m/s2，时,绳对 A 球拉力大小 【答案】（1）50N（2）30N（3）56.5N 【解析】 【分析】 （1）对小球 A 进行受力分析，根据牛顿第二定律求出绳对 A 球的拉力大小，并求得加速度。 （2）再对 B 球研究，结合牛顿第二定律列式求解左壁对 B 球的压力。 （3）小车向右加速运动的加速度 a=10m/s2 时小球 A 离开右壁，绳子拉力和重力的合力水平向右，由合成法 求绳的拉力。 【详解】（1）设小车的加速度为 a1，对小球 A 受力分析如下图所示。 根据牛顿第二定律得：竖直方向有 Fcos37°=mg 可得绳子对 A 球的拉力大小 F=50N （2）对 A 球，由牛顿第二定律得 mgtan37°=ma1 解得：a1=gtan37°=7.5m/s2。 再以 B 球为研究对象，根据牛顿第二定律得 左壁对 B 球的压力大小 N=ma1=4×7.5N=30N （3）若小车向右加速运动的加速度 a=10m/s2>a1=7.5m/s2，所以 A 球离开右壁，设绳与右壁的夹角是 α．小 球 A 的受力如下图所示。 小球 A 的加速度水平向右，则合力水平向右，合力大小为 ma，则 【点睛】本题考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确对小球进行受力分析，根据牛顿第二定 律，运用正交分解法或合成法研究。