2019-2020学年高一物理上学期期末考试试卷（含解析）.doc

2019-2020学年高一物理上学期期末考试试卷（含解析）一、选择题1.下列说法符合历史事实的是（ ）A. 亚里士多德认为重的物体与轻的物体下落得一样快B. 伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动C. 牛顿认为惯性的大小由物体的质量和速度共同决定的D. 伽利略指出：力不是维持物体运动的原因【答案】D【解析】【详解】伽利略认为重的物体与轻的物体下落得一样快，选项A错误；伽利略没有直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是将斜面实验进行外推得出间接得出的实验结果，故B错误。牛顿认为惯性的大小由物体的质量决定的，和速度无关，选项C错误；伽利略指出：力不是维持物体运动的原因，选项D正确；故选D.2.下列说法正确的是（ ）A. 点火后即将上升的火箭，因火箭还没有运动，所以加速度一定为零B. 某物体在运动过程中，可能会出现，加速度在变大，但其合外力在变小的情况C. 单位时间内物体速度变化量越大，加速度就越大D. 某时刻物体加速度为正值，其一定在做加速运动【答案】C【解析】【详解】点火后即将上升的火箭，因火箭还没有运动，所以速度一定为零，但是加速度很大，选项A错误；加速度和合外力成正比，则加速度变大，合外力一定变大，选项B错误；加速度是速度的变化率，则单位时间内物体速度变化量越大，加速度就越大，选项C正确；某时刻物体加速度为正值，若速度为负，则物体做减速运动，选项D错误；故选C.3.以下说法中正确的是（ ）A. 在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果B. 钢丝绳吊起货物加速上升时，钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力C. 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了D. 火箭加速上升时，火箭发动机的推力大于火箭的重力【答案】D【解析】【详解】在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于有摩擦力作用，外力的作用使得木块运动状态变化，选项A错误；钢丝绳吊起货物加速上升时，钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力是一对作用与反作用力，大小是相等的关系，选项B错误；射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，是因为它的速度变小了，但是由于质量没变，则惯性不变，选项C错误；火箭加速上升时，火箭发动机的推力大于火箭的重力，选项D正确；故选D.4.下列说法不正确的是（ ）A. 静止在水平地面的足球受到重力和地面对它的支持力，这两个力是平衡力B. 抛向空中的篮球，在空中向上运动的过程中，受到手向上的抛力和重力C. 木块在桌面上滑行，滑行过程中受到桌面给它施加的阻力作用而慢慢停下来D. 火车头牵引着车厢前进，火车头给车厢的力等于车厢给火车头的力【答案】B【解析】【详解】静止在水平地面的足球受到重力和地面对它的支持力，这两个力是平衡力，选项A正确；抛向空中的篮球，在空中向上运动的过程中，只受到重力作用，不受手向上的抛力，选项B错误；木块在桌面上滑行，滑行过程中受到桌面对它施加的摩擦阻力作用，速度逐渐减小而慢慢停下来，故C正确；火车头给车厢的力与车厢给火车头的力是一对作用力与反作用力，大小相等；故D正确；本题选择错误的，故选B。5. 一个人站在磅秤上，在他蹲下的过程中，磅秤的示数将（ ）A. 先小于体重后大于体重，最后等于体重B. 先大于体重后小于体重，最后等于体重C. 先小于体重，后等于体重D. 先大于体重，后等于体重【答案】A【解析】试题分析：人站在测力计上静止不动时，测力计的示数等于人的重力，当此人突然站起时，具有向上的加速度，根据牛顿第二定律人所受的支持力，再由牛顿第三定律分析测力计示数的变化解：由题，当人站在测力计上静止不动时，测力计的示数等于人的重力，当此人突然下蹲时，人向下加速，具有向下的加速度，人处于失重状态，根据牛顿第二定律分析可知测力计对人的支持力小于人的重力，则人对测力计的压力也小于人的重力，然后人向下减速，具有向上的加速度，人处于超重状态，根据牛顿第二定律分析可知测力计对人的支持力大于人的重力，则人对测力计的压力也大于人的重力，故A正确，BCD错误故选：A6.如图所示，一架救援直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为m，由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力，使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成角，已知物体所受的浮力不能忽略且方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）A. 绳子的拉力为mgcosB. 绳子的拉力为mgsinC. 物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力D. 物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力【答案】D【解析】【分析】对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的冲击力，根据平衡条件并运用正交分解法列式分析【详解】对物体受力分析，受重力、浮力、拉力和水的水平方向的冲击力，如图根据平衡条件，有：竖直方向：F浮+Tcos=mg；水平方向：f=Tsin；故A B错误；河水作用力包括浮力和冲击力，其中物体受到河水的水平方向的作用力是冲击力，大小等于拉力的水平分力，故小于绳子的拉力D正确；C错误，故选D。7.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k，在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，弹簧的形变量为x，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内（ ）A. 小车一定向左做加速运动B. 弹簧可能处于压缩状态C. 小车的加速度方向向左，大小为a=gtanD. 弹簧的形变量为x=m1gktan【答案】D【解析】【分析】小球、木块和小车具有相同的加速度，隔离对小球分析，根据牛顿第二定律求出小球的加速度，对m1受力分析，由牛顿第二定律求弹簧的形变量。【详解】由题意知，木块、小车、小球相对静止，具有相同的加速度，对小球进行受力分析有：小球受重力和细线的拉力，在两个力作用下小球在竖直方向处于平衡状态，水平方向产生加速度，所以有：Tsin=ma，Tcos=mg；所以可得小球的加速度a=gtan，方向水平向左，则小车的加速度为a=gtan，方向水平向左，而小车的速度方向不确定，所以小车可能向左做加速运动，也可能向右减速运动，故AC错误。对m1分析知，m1的加速度水平向左，合力水平向左，弹簧对m1必定有水平向左的拉力，所以弹簧一定处于伸长状态，故B错误。对m1，由牛顿第二定律，得：kx=m1a，解得x=m1gktan，故D正确，故选D。【点睛】本题要通过对小球的受力分析得出加速度的大小和方向，再根据加速度判断物体的运动情况。注意当加速度向某个方向时物体可以沿这个方向做加速运动，也可以沿相反方向做减速运动。8.如图所示，物体从O点由静止开始做匀加速直线运动,途径A、B、C三点,其中AB=2m，BC=4m，若物体通过AB和BC这两段位移的时间相等,则O、A两点之间的距离等于A. 98m B. 258m C. 94m D. 14m【答案】D【解析】【详解】设AB与BC的运动时间为T，由匀变速连续相邻相等时间内物体位移差公式x=aT2得; 42=aT2，a=2T2；由中点时刻速度公式得：vB=vt2=xt=2+42T，vB=3T；由v2v02=2ax得：vB2=2aLOB，LOB=vB22a，联立以上式子得LOB=94m，则LOA=LOBLAB=14m，故选D。【点睛】本题要结合位移差公式先表示出加速度，再结合速度位移公式求解即可。9.三个完全相同物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦数都相同。现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上，用12F的外力沿水平方向作用在3上，使三者做加速运动。令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度,则A. a1a2 B. a1=a2 C. a1 a3 D. a2 a3【答案】AC【解析】对1受力如图，根据牛顿第二定律有：a1=Fcos60(mgFsin60)m=12F(mg32F)m对2有：受力分析，根据牛顿第二定律有：a2=Fcos60mg+Fsin60m=12F(mg+32F)m对3根据牛顿第二定律有：a3=12Fmgm可见a1a2，a2a3，a1a3，故AC正确，BD错误。点睛：分别对三物体进行受力分析，运用牛顿第二定律求出三者的加速度，然后进行比较。10.物体A、B的x-t图像如图所示，由图可知（ ）A. 两物体由同一位置开始运动，但物体A比B晚3s才开始运动B. 从第3s起，两物体运动方向相同，且vAvBC. 在5s内物体的位移相同，5s末A、B相遇D. 5s内A、B的平均速度不相等【答案】BD【解析】【详解】A项：由图可知，B从5m处开始运动，而A从0m处开始运动，故二者开始位置不同，故A错误；B项：图象的斜率表示速度，由图可知，A的斜率大于B的，故A的速度要快；且A从3s开始运动，运动方向都沿x轴的正方向，故B正确；C项：A的位移为10m，而B的位移为5m，故5s内物体的位移不同，故C错误；D项：因5s的位移不同，故5s内的平均速度不同，故D正确。11.如图，质量为m的球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于P、Q，球静止时，中拉力大小为F1，中拉力大小为F2，当剪断其中一根的瞬间时，球的加速度a应是( )A. 若剪断，则ag，方向竖直向下B. 若剪断，则a=F1m，方向沿的延长线C. 若剪断，则a=F2m，方向水平向左D. 若剪断，则ag，方向竖直向上【答案】AC【解析】【分析】先研究原来静止的状态，由平衡条件求出弹簧和细线的拉力刚剪短细绳时，弹簧来不及形变，故弹簧弹力不能突变；细绳的形变是微小形变，在刚剪短弹簧的瞬间，细绳弹力可突变；根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度【详解】绳子未断时，受力如图，由共点力平衡条件得：F2=mgtan，F1mgcos；刚剪断弹簧瞬间，细绳弹力突变为0，故小球只受重力，加速度为g，竖直向下，故A正确，B错误；刚剪短细线瞬间，弹簧弹力和重力不变，受力如图； 由几何关系，F合=F1sin=F2=ma，因而a=F1sinm=F2m，方向水平向左，故C正确，D错误。故选AC。【点睛】本题为瞬时问题，关键要抓住弹簧弹力不可突变，细绳弹力可突变.12.如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平。现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是A. 弹簧变短B. 弹簧变长C. 小球对半球的压力不变D. 小球对半球的压力变大【答案】AC【解析】试题分析：分析小球受力情况：重力G，细线的拉力T和半球面的支持力FN，作出FN、T，G的矢量三角形，根据三角形相似法分析FN、T的变化对小球P受力分析，受到绳子的拉力T，半球的支持力FN，竖直向下的重力G，如图所示，根据相似三角形法可知FNOP=GOD=TDP，因为OP和OD都是恒定不变的，G也不变，DP减小，所以可知FN不变，T减小，根据牛顿第三定律可知小球对半球的压力不变，绳子的拉力减小，即弹簧的弹力减小，所以弹簧变短，故AC正确二、实验题13.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，如图所示为实验装置简图，电源频率为50Hz。（1）下列做法正确的是_A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力C桶和砝码的总质量应远当大于木块的质量D实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源（2）根据图中纸带上的计时点和相关数据可求出小车的加速度大小a_m/s2.到C点时的速度为_m/s(结果取两位有效数字)（3）有两位同学通过测量，分别作出a一F图象，如图（a）（b）中的A、B线所示，试分析：A图线不通过坐标原点的原因是_。B图线不通过坐标原点的原因是_。【答案】 (1). （1）A (2). （2）3.8m/s2； (3). 1.8m/s (4). （3）没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够; (5). 长木板倾角过大（平衡摩擦力过度）【解析】【分析】（1）根据实验原理以及实验步骤分析各个选项的正误；（2）打点计时器所使用的是交流电源电源的频率为50Hz时，每隔0.02s打一个点根据逐差法可求出加速度的数值，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C点时小车的瞬时速度大小（3）根据图可知，只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，得出没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够的结论；根据图可知，F为零时，物体确产生了加速度，故得出平衡摩擦力过度的结论【详解】（1）调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，选项A正确；每次改变拉小车的拉力后不需要重新平衡摩擦力，选项B错误；桶和砝码的总质量应远当小于木块的质量，这样才能认为桶和砝码的总重力近似等于木块的牵引力，选项C错误；实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，选项D错误；故选A.（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C点时小车的瞬时速度大小vC=xBD4T0.0680+0.07410.081.8m/s 设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，根据纸带上的数据可知：x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=0.61cm根据x=aT2得：a=0.00610.0423.8m/s2 （3）图中，图线中当F0时物体的加速度a=0，即只有当F增大到一定值时物体才开始具有加速度，故在物体保持静止的时候其所受的静摩擦力等于绳子的拉力，所以出现此现象的原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够图中，图线纵轴的截距大于0，说明在无拉力的情况下物体的加速度大于0，即在平衡摩擦力时，长木板倾角过大（平衡摩擦力过度）【点睛】对于实验问题首先要 明确实验原理，理解重要步骤的操作，熟练应用基本物理解决实验问题尤其是正确理解该实验要满足的条件：小车质量远大于砝码质量要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用三、计算题14.从离地面一定高度的空中自由落下一个小球，现测得小球下落时间为4s. 求：(1)小球下落的高度H；(2)最后1s内的位移X；(3)下落高度为总高度的1/4时的速度【答案】（1）80m；（2）35m；（3）20m/s【解析】【详解】（1）由自由落体运动的位移公式：H=12gt2121042m80m（2）小球在前3s内的位移：h12gt32121032m45m最后1s内的位移X：x=H-h=80-45=35m（3）下落高度为总高度的1/4时：hH/420m由位移-速度公式：2gh=v2-0所以：v2gh21020m/s20m/s【点睛】本题考查自由落体运动规律，明确自由落体为初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，记住基本公式即可解答15.如图所示，质量为m1的物体A用细绳绕过光滑的滑轮与质量为m2的物体B相连，连接A的细绳与水平方向的夹角为37，此时系统处于静止状态，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2。求：（1）细绳对物体A的拉力大小；（2）A物体所受 摩擦力的大小和方向；（3）若m1=9.8kg，A与水平面的动摩擦因数=0.3，欲使系统始终保持静止，则m2最大不能超过多少？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】（1）mg （2）0.8m2g 方向水平向左 （3）3kg【解析】(1)对B的二力平衡可知T=mg同一根绳子的拉力处处相等，则细绳对物体A的拉力大小T=mg(2)以A为研究对象，受力分析如图所示:Fcos37Ff=0解得Ff=0.8m2g，方向水平向左(3)当m1=9.8kg时，最大静摩擦力为FM，对A，在水平方向：Fcos37FM=0竖直方向：Fsin37+FNm1g=0其中FM=FN联立解得m2=3kg【点睛】该题涉及两个物体构成的连接体，对两个物体分别进行正确的受力分析，找出相应的联系和临界条件是解答的关键16.如图所示，一个物体始终在一水平恒力F的作用下，从水平面静止开始运动到斜面。已知恒力F=10N，物体质量m=1kg，水平面的动摩擦因数=0.5，斜面倾角=370，物体在水平面上运动的距离s=10m，取（g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8）。求：（1）物体到达斜面底端的速度v；（2）如果物体只能沿斜面向上运动10m，试求物体和斜面间的滑动摩擦因数。【答案】（1）10m/s（2）0.5【解析】【分析】（1）对物体进行受力分析，由牛顿第二定律即可求出加速度；由速度-位移公式即可求出物体到达斜面底端的速度v；（2）根据运动公式求解物体上滑的加速度，根据牛顿第二定律列式求解物体和斜面间的滑动摩擦因数。【详解】（1）物体在水平面上做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F-mg=ma代入数据解得：a=5m/s2由 v2-v022as得v=2as=2510=10m/s（2）物体在斜面上做减速运动的加速度a，则v2=2ax，其中x=10m解得a=5m/s2物体在斜面上滑动，由牛顿第二定律：mgsin370Fcos370+(mgcos370+Fsin370)=ma 解得=0.517.如图所示，倾角=37的斜面体固定在水平地面上，斜面长L=2.5m质量M=2.0kg的B物体放在斜面底端，与斜面间的动摩擦因数=0.25，通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与A物体相连接，连接B的细绳与斜面平行A的质量m=2.5kg，绳拉直时用手托住A物体使其在距地面h高处由静止释放，着地后立即停止运动 A、B物体均可视为质点，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）求A物体下落的加速度大小及绳子拉力T的大小；（2）求当A物体从多高处静止释放，B物体恰好运动至斜面最高点；（3）若A物体从h=53m处静止释放，要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出，求A物体质量m的取值范围（设B物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】（1）a=2 m/s2 T=20 N；（2）h=2 m；（3）1.6kgm4kg【解析】（1）根据牛顿第二运动定律根据牛顿第二定律对A有：mgT=ma 根据牛顿第二定律对B有：TMgsinMgcos=Ma 代入数据解得：a=2m/s2 绳子拉力大小：T=20N （2）设物体A着地时B的速度为v，A着地后B做匀减速运动的加速度大小为a1根据牛顿第二定律对B有： Mgsin+Mgcos=Ma1 代入数据解得：a1=8m/s2 对B由运动学公式得：着地前： v2=2ah 着地后： v2=2a1Lh 代入数据解得：h=2m （3）设A着地后B向上滑行距离x由运动学公式得： v2=2a1x 位移关系满足： xLh 着地前： v2=2ah 代入数据解得： 另一方面要能拉动必须有： 解得： 所以物体A的质量范围是： 点睛：本题是多过程问题，按时间顺序进行受力分析和运动分析，由牛顿第二定律、运动学公式和功能关系进行解答即可。