【物理】安徽省太和第一中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题 （解析版） 15页

安徽省太和第一中学2019-2020学年高一上学期 期末考试试题 一、选择题（每题4分，其中1-8为单项选择题，9-12为多项选择题，漏选得2分，错选、不选不得分）‎ ‎1.下列选项中正确的是（ ）‎ ‎①一个物体受到的合力越大，它的速度越大；②摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反；③运动的物体可以受静摩擦力的作用；④一个物体的速度方向与其受到的合力方向一致；⑤惯性是使物体保持原来运动状态的力；⑥只有在物体运动状态发生改变时，物体才具有惯性。‎ A. ①③④ B. ②⑤⑥ C. 只有③ D. ②③⑥‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】①力是改变速度原因，一个物体受到的合力越大，它的加速度越大，但速度不一定大，说法错误；②摩擦力的方向与运动方向无关，与相对运动或相对运动趋势的方向相反，说法错误；③运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体也可以受动摩擦力作用，比如：正在沿着传送带斜向上运动的物体，说法正确；④一个物体的加速度方向与其受到的合力方向一致，但是速度方向不一定与合力方向一致，说法错误；⑤惯性是物体的固有属性，不是一种力，说法错误；⑥物体在任何状态下均具有惯性，说法错误。综上分析，可知C符合题意，ABD不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎2.如图表示某可视为质点的小球所受的合力随时间周期性变化的规律，各段中合力的大小相等，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定 A. 小球向前运动，再返回停止 B. 小球向前运动再返回不会停止 C. 小球向前运动一段时间后停止 D. 小球始终向前运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在第一段时间内，小球做匀加速直线运动，第二段时间内做匀减速直线运动，由于两段时间内的加速度大小相等，方向相反，可知两段时间末速度为零，然后重复之前的运动，可知小球始终向前运动．故选D．‎ ‎3.停在水平地面上的小车内，用绳子AB、BC拴住一个重球，绳BC呈水平状态，绳AB的拉力为T1，绳BC的拉力为T2．若小车由静止开始加速向左运动，但重球相对小车的位置不发生变化，则两绳的拉力的变化情况是（ ）‎ A. T1变小，T2变小 B. T1変小，T2变大 C. T1不変，T2变小 D. T1变大，T2不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 如图所示对小球进行受力分析，以向左为正方向，则，其中不变， ，所以不变，减小．C对．‎ ‎4.如图所示，物体B放在物体A上，正一起沿光滑的斜面向下滑动，已知A的上表面水平，下列对A、B两物体受力情况分析正确的是（ ）‎ A. B只受重力和支持力两个力作用 B. A对B可能有沿斜面向下的静摩擦力 C. B对A的压力大小可能等于B的重力 D. A对B一定有水平向向左的静摩擦力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．对于AB组成的整体，整体具有沿斜面向下的加速度，设为a，将a正交分解为竖直方向分量a1，水平分量a2，如图所示 对整体，由牛顿第二定律得:‎ 得 对B，由牛顿第二定律得:‎ 竖直方向上：‎ 得支持力 水平方向上：‎ 得摩擦力 方向水平向左，故B受三个力作用，AB错误，D正确；‎ C．由上分析可知，B对A的压力大小为，小于B的重力，C错误。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，甲同学用手拿着一把长50 cm的直尺，并使其处于竖直状态；乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备．某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20 cm；重复以上实验，乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10 cm．直尺下落过程中始终保持竖直状态．若从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度g=10 m/s2．则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 乙同学第一次的“反应时间”比第二次长 B. 乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为4 m/s C. 若某同学的“反应时间”大于0.4 s，则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”‎ D. 若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：根据，可知下落的高度越大时间越长，选项A正确；根据可得，选项B错误；==0．8m=80cm，选项C正确； “反应时间”与长度是对应的关系，选项D正确．综上本题选ACD．‎ ‎6.在强冷空气影响下，2020年第一场雪不期而遇。为防止道路结冰，我县环卫局计划对各主要路面进行撒盐除冰。假设撒盐车的牵引力不变，车所受阻力与车重成正比，若未撒盐时，撒盐车匀速直线行驶，则撒盐过程中它的运动将是（ ）‎ A. 做匀加速运动 B. 汽车速度变化得越来越快 C. 做匀减速运动 D. 继续保持匀速直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，牵引力F不变，阻力：f=kmg，由牛顿第二定律得：‎ 解得：，撒盐过程，车的质量m逐渐减小，加速度a逐渐增大，所以撒盐车做加速度增大的加速运动，即汽车速度变化得越来越快，B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎7.汽车在平直公路上做刹车试验，若从t＝0时起汽车在运动过程中的位移与速度的平方之间的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. t＝0时汽车的速度为20m/s B. 刹车过程持续的时间为5s C. 刹车过程经过3s时汽车的位移为7.5m D. 刹车过程汽车的加速度大小为5m/s2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．由图象可得 根据位移速度公式得 变形得：‎ 对比解得：a=-5m/s2，v0=10m/s 即t=0时汽车的速度为10m/s，刹车过程汽车的加速度大小为5m/s2，A错误，D正确；‎ BC．汽车刹车过程的总时间为 s 即汽车经过2 s停止，因而经过3 s时汽车的位移等于刹车2s时的位移，为 m BC错误。‎ 故选D。‎ ‎8.如图所示，足够长的木板左端有固定转动轴，靠近木板右端静止放有一个木块．使木板从水平位置开始逆时针缓慢转动．发观当倾角先后等于θ1和θ2时(01<θ2<90゜)，木块受到的摩擦力大小相等．（木块始终未离开斜面，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．）则下列判断正确的是 A. 倾角为θ1时木块所受合力小于倾角为θ2时木块所受合力 B. 倾角为θ1时木块受到的是滑动摩擦力，倾角θ2时受到的是静摩擦力 C. 倾角为θ1、θ2时木块受到的都是静摩擦力 D. 倾角为θ1时木块所受支持力小于倾角为θ2时木块所受支持力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当倾角先后等于θ1和θ2时，木块受到的摩擦力大小相等，可知当倾角为θ1时为静摩擦力，物块静止在木板上，合力为零；当倾角为θ2时为滑动摩擦力，物块向下滑动，合力不为零，则倾角为θ1时木块所受合力小于倾角为θ2时木块所受合力，选项A正确，BC错误；根据N=mgcosθ可知倾角为θ1时木块所受支持力大于倾角为θ2时木块所受支持力，选项D错误；故选A.‎ ‎9.一兴趣小组做了一次实验,实验时让某同学从桌子上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h后停住,利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息,以下判断正确的是( )‎ A. 在0至t2时间内该同学速度逐渐减小 B. t2时刻该同学的加速度为零 C. t3时刻该同学的速度达到最大 D. 在t3至t4时间内该同学处于超重状态 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在0到t2时间内，支持力的大小小于重力，加速度大小向下，由于支持力不断增大，所以加速度不断减小，在t2时刻，支持力的大小等于重力的大小，故此时加速度为0，速度最大，A错误，B正确；‎ C．t3时刻，支持力大于重力，合力不为零，加速度不为零，速度为零，C错误；‎ D．根据牛顿第二定律得在t3到t4时间内，支持力的大小大于重力，加速度方向向上，所以该同学处于超重状态，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带始终保持v0=2m/s的恒定速率顺时针运行，一质量为m的工件无初速度地放在A处，传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动．已知工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.2，将工件从A处运送到B处，AB之间的距离为L＝9m，g取10m/s2，则下列叙述正确的是 A. 工件做匀加速直线运动的加速度大小为2m/s2‎ B. 工件从A到B所用的时间为3s C. 工件从A到B平均速度大小为1.8m/s D. 增大传送带运行速率v0，工件从A到B所用的时间减小 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】工件做匀加速直线运动的加速度大小为a=μg=2m/s2，选项A正确；工件做匀加速直线运动的时间，匀加速直线运动的位移x1=at12=×2×12‎ ‎=1m，则匀速直线运动的时间，则工件从A处运动到B处所用的时间t=t1+t2=5s．选项B错误；工件从A到B的平均速度大小为，选项C正确；增大传送带运行速率v0，则工件加速的时间和加速的距离将变长，匀速运动的时间将变短，平均速度变大，则工件从A到B所用的时间减小，选项D正确；故选ACD.‎ ‎11.如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则( )‎ A. b受到的摩擦力方向可能会发生改变 B. b对c的摩擦力大小可能会增大 C. 地面对c的摩擦力大小方向可能不变 D. 地面对c的摩擦力方向一定向左 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对a受力分析，受重力、绳的拉力两个力的作用，两个的合力一直为0，沙子缓慢流出的过程中，a与沙子的总重力减小，故可知绳的拉力减小，对b进行受力分析，受重力、绳的拉力、斜面的摩擦力与支持力四个力的作用，四个的合力为0，由平衡条件有：‎ ‎①当绳的拉力小于b的重力沿斜面方向的分力，摩擦力沿斜面向上，沿斜面方向：‎ 可知随着绳的拉力减小，摩擦力增大；‎ ‎②当绳的拉力大于b的重力沿斜面方向的分力时，摩擦力沿斜面向下，沿斜面方向：‎ ‎,随着绳的拉力减小，摩擦力增减小后反向增大；AB正确；‎ CD．以bc整体为研究对象，分析受力如图 根据平衡条件得，水平面对c的摩擦力 方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a的重力在减小，则摩擦力在减小，C错误，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎12.如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等．绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦．由于轻微扰动，右侧绳从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T．已知重力加速度大小为g，下列a﹣x、T﹣x关系图线正确的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】设单位长度上质量为m0，则根据受力分析知：‎ ‎，加速度与x成正比，当x=L时，加速度a=g，以后不变，故A正确，B错误；选取左边部分受力分析，知：F=ma+mg=（L﹣x）m0•g+（L﹣x）m0g=﹣x2+2m0gL，故C错误，D正确；故选AD．‎ 二、实验题 ‎13.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲，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，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图．‎ ‎ ‎ ‎(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___.‎ ‎(2)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)F'； (2)B ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）是通过作图的方法得到合力的理论值,而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在和方向并不重合 ‎(2)合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法,故B正确,ACD错误．‎ ‎14.某实验小组想测量一个小车的质量，他们认为，根据牛顿第二定律，只要知道了做匀变速直线运动的小车受到合外力和加速度就可以算出小车的质量．于是他们设计了一个如图1所示的实验装置，图中的传感器可以精确显示细绳的拉力．请回答以下问题．‎ ‎（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦，其目的是使细绳的拉力为小车做匀加速运动的______．‎ ‎（2）实验中传感器与所挂钩码的总质量m和小车质量M之间应满足的关系为______．‎ A．m＜M      B．m＜＜M      C．m＞M      D．无要求 ‎（3）实验中传感器与所挂钩码的总质量为0.11kg，传感器示数为1.0N，实验中打点计时器所使用的电源频率为50Hz，图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，由该纸带的测量数据可求得小车的加速度a=______m/s2，小车质量为______kg．（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 合力 (2). D (3). 1.1 0.91‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦，为了使小车所受的合力等于绳子的拉力； （2）本题中绳子的拉力可以由传感器直接读出，不需要用钩码的重力代替，所以实验中传感器与所挂钩码的总质量m和小车质量M之间没有要求．故选D （3）根据△x=aT2得： 根据牛顿第二定律得：‎ 二、计算题（共42分）‎ ‎15.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的功力下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是，如图所示。已知小球的质量为，该同学(含磁铁)的质量为，求此时：‎ ‎(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？‎ ‎(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？‎ ‎【答案】（1）．（2）；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对小球受力分析：重力、细线的拉力和磁铁的引力，设细线的拉力和磁铁的引力分别为和．根据平衡条件得：‎ 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 解得：‎ ‎（2）以人为研究对象，分析受力情况：重力、地面的支持力、静摩擦力和小球的引力为，‎ 根据平衡条件得：‎ 解得：‎ ‎16.小王开车上一个斜坡时,突然一个小男孩追逐着一个球跑过来,小王紧急刹车,车轮与地面摩擦在坡路上划出5m长的痕迹后停住,幸好没有撞着孩子!孩子若无其事地跑开了,路边目睹了全过程的一位警察递过一张超速罚款单,并指出这条路的最高速度限制为30km/h。小王记得当时的时速是36km/h。已知路面和水平面的夹角为,.,g=10m/s2.求：‎ ‎（1）刹车后汽车做匀减速运动的加速度的大小；‎ ‎（2）该坡道和轮胎间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】（1）110m/s2；（2）0.5。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据速度位移公式有：‎ 解得a=10m/s2。‎ ‎（2）根据牛顿第二定律有：‎ 解得μ=0.5‎ ‎17.用一沿斜面向上的恒力F将静止在斜面底端的物体向上推，推到斜面中点时，撤去F，物体正好运动到斜面顶端并开始返回．在此情况下，物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端所需时间也为t．求：‎ ‎（1）撤去F前的加速度a1与撤去F后物体仍在向上运动时的加速度a2之比为多少？‎ ‎（2）推力F与物体所受斜面摩擦力f之比为多少？‎ ‎【答案】（1）1:1 （2）8:1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由运动的对称性知为1:1 ‎ ‎（2）由牛顿第二定律有：‎ 第一段：F －mgsinα－f=ma1‎ 第二段：mgsinα＋f= ma2（a1=a2`大小） ‎ 第三段：mgsinα－f= ma3‎ 设斜面长为L．高度为h，由运动学公式有：‎ 解上面各式得：f =(mgsinα)/3 ；‎ ‎18.一长木板在水平地面上运动，在t ‎＝0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示．已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g＝10m/s2，求：‎ ‎（1）0-0.5s时物块与木板的加速度大小 ‎（2）物块与木板间、木板与地面间动摩擦因数；‎ ‎（3）从t＝0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．‎ ‎【答案】（1），；（2）μ1＝0.20，μ2＝0.30；（3）1.125m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设t=0到t=t1时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为a1和a2，由速度时间图象可知：‎ 物块的加速度大小 m/s2①‎ 木板加速度大小 m/s2②‎ ‎（2）设物块和木板的质量为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，由牛顿第二定律得 ‎③‎ ‎④‎ 联立①②③④式得μ1＝0.20⑤，μ2＝0.30⑥‎ ‎（3）在t1时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向．设物块与木板之间的摩擦力大小为f，物块和木板的加速度大小分别a′1和a′2，则由牛顿第二定律得 f＝ma′1⑦‎ ‎2μ2mg－f＝ma′2⑧‎ 假设f＜μ1mg，则a′1＝a′2；由⑤⑥⑦⑧式得 f＝μ2mg＞μ1mg 与假设矛盾．故 f＝μ1mg⑨‎ 由⑦⑨式知，物块加速度的大小a′1等于a1；物块的v－t图像如图中点划线所示 由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为 ‎⑩‎ ‎(11)‎ 物块相对于木板的位移的大小为 s＝s2－s1(12)‎ 联立①⑤⑥⑧⑨⑩(11)(12)式得 s＝1.125m