【文档说明】黑龙江省大庆市铁人中学2019-2020学年高一上学期期末考试物理试题【精准解析】.doc,共(22)页,919.500 KB,由小赞的店铺上传
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铁人中学2019级高一学年上学期期末考试物理试题试题说明:本试题满分110分,答题时间90分钟。请将答案填写在答题卡上。一.单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个项目中,只有一项是符合题目要求的。1.以
下说法正确的是()A.诗句“人在桥上走,桥流水不流”是以流水为参考系B.2019年10月1日举行了国庆70周年大阅兵,阅兵队伍中的战士在训练正步时,可以把自己当成质点C.平均速度xvt=,无论当Δt多么小,该式都不可以表示t时刻的瞬时速度D.2019年
12月20日太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭实现了“一箭九星”,火箭竖直发射加速升空时,喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对平衡力【答案】A【解析】【详解】A.人在桥上走,是以地面为参考系,桥流水不
流,是以水为参考系,故A正确;B.阅兵队伍中的战士在训练正步时,不可以看成质点,否则就没有动作了,故B错误;C.平均速度xvt=,当△t充分小时,该式可以近似表示t时刻的瞬时速度,故C错误;D.火箭竖直发射加速升空时,喷出的气体对火箭的推力大于火箭的重力,故
D错误。故选A。2.某同学通过实验探究力的矢量合成法则时,发现当两个共点力的合力为10N时,若其中一个分力F1的方向与合力F的方向成30°角,另一个分力F2的大小为5.24N,则他预测以下选项中正确的是()A.F1的大小是唯一的B.F1的大小可以取任意值C.F2有两个可能
的方向D.F2的大小可取大于零的所有值【答案】C【解析】【详解】已知一个分力有确定的方向,与F成30夹角,知另一个分力的最小值为2minsin305NFF==而另一个分力大小大于5N小于10N,所以分解的组数有两组解,即F2有两个可能的方向。故选C。3.
国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。原来由铂铱合金的圆柱体制成的“国际千克原器”,它的质量随时间推移,会有微小变化,已经影响到质量单位的使用。因此,第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h(h的数值为6.63×10-34J
·s,J是焦耳)定义。旧“千克原器”于2019年5月20日正式“退役”,至此,7个基本单位全部用基本物理常量来定义,由以上信息判断下列说法正确的是()A.“千克”单位没有了实物千克原器做标准,会导致基本单
位的不稳定B.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性C.因为重新定义了“千克”的单位,所以在不同的力学单位制中,牛顿第二定律的表达式都是F=maD.由题意可知,h单位也可以用基本单位表示为22kgm/s【答案】B【解析】【详解】AB.为了保证了基本单位的稳定性,基本
单位全部采用物理常量定义,故A错误,B正确;C.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式F=kma中的k才是1,此时的表达式才写成了F=ma,故C错误;D.由题意可知323446.63106.6310Js=kg
m/sh−−=故D错误。故选B。4.一物体以初速度v0做匀减速直线运动,第1s内通过的位移为x1=3m,第2s内通过的位移为x2=2m,又经过位移x3物体的速度减小为0,则下列说法错误的是A.初速度v0
的大小为2.5m/sB.加速度a的大小为1m/s2C.位移x3的大小为1.125mD.位移x3内的平均速度大小为0.75m/s【答案】A【解析】【详解】AB.根据△x=aT2得:22212223m/sm/s1=1xxaT−−−==
即加速度a的大小为1m/s2,第1s末速度为:12132m/s2.5m/s221xxvT++===物体的初速度为:v0=v1-aT=2.5-(-1)×1m/s=3.5m/s故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;C
D.根据匀变速直线运动规律,匀减速的总位移为:22035m6.125m221vxa===−.匀减速的总时间为:03.5svta−==故有:x3=x-x1-x2=1.125m位移x3内的平均速度为:3331.125m/s0.75m/s
3.52xvt===−故CD正确,不符合题意;故选A。5.如图所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住,现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),
挡板对小球的弹力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()A.F增大,FN减小B.F增大,FN增大C.F减小,FN减小D.F减小,FN增大【答案】B【解析】【分析】对小球正确受力分析,利用三角形观察各个力的变化情况.【详解】先对圆球受力分析,受重力、半圆球对其的支持力和挡板
对其的支持力,如图:根据共点力平衡条件,有:cosmgN=;tanFmg=挡板保持竖直且缓慢地向右移动过程中,角不断变大,故F变大,N变大;故B正确.ACD错误6.如图所示,若有4个完全相同的篮球,并排放在倾角为30°的固定斜面上,各篮球依次标为“铁、人、中、学”,其中“学”号篮球被竖直
板挡住,不计所有接触处的摩擦,则“人”号篮球跟“中”号篮球间与“学”号篮球跟挡板间的弹力之比为()A.14B.18C.38D.34【答案】D【解析】【详解】设每个球的质量为m,将“铁”号篮球与“人”号篮球看成整体,由平衡条件得N12sin30Fmgmg==将四个球看成整体,由平衡条件得N
2434tan303Fmgmg==所以有N1N233443433FmgFmg===故选D。7.在轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿着上端的小球站在三楼的阳台上,放手让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为t0.如果站在四楼的阳台上,放手让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将()A.不变B
.变大C.变小D.无法判断【答案】C【解析】【详解】设细线的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球再运动的位移为L才落地,在L内运行的时间,即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度,高度越高,落地的速度越大,可知高度越高,另一个小球在
位移L内的初速度越大,根据2012Lvtgt=+,初速度越大,时间越短,即落地的时间差变小,故选项C正确,ABD错误.8.如图所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧.紧贴弹簧放一质量为m的滑块,此时弹簧处于自然长度.已知滑块与挡板的动摩擦
因数及最大静摩擦因数均为.现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的()A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】将板的右端缓慢抬起过程
中,在滑块相对于板滑动前,弹簧处于自然状态,没有弹力.当滑块相对于板滑动后,滑块受到滑动摩擦力,由平衡条件研究弹簧弹力的大小F与夹角θ的变化关系.【详解】设板与水平面的夹角为α时,滑块相对于板刚要滑动,则由mgsinmgcos=得3tan,33==,则θ在06−范围内,
弹簧处于原长,弹力F=0当板与水平面的夹角大于α时,滑块相对板缓慢滑动,由平衡条件得2mgFmgsinmgcossin()=−=−+其中tan=−,说明F与θ正弦形式的关系.当2=时,F=mg.故选C
二.不定项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9.下列给出的四组图象中,能够反映同一直线运动的是()A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】试题分析:AB第一个图是速度时间
图象,由速度时间图象可知:0-3s内物体以速度6m/s匀速运动,4-5s内做匀加速直线运动,加速度为2m/s2,A图中位移时间图象表示0-3s内物体静止,4-5s内物体也静止,故A错误;B图中速度图像表示0-3s内物体以速度6m/s匀速运动,4-5s内物体匀加速运
动,加速度为2m/s2,故B正确;C图中位移图像表示物体先静止后匀速运动,速度大小为2m/s,而速度图像在前3s为速度为零,3-5s做匀速运动大小为2m/s,故C正确,D图中位移时间图象表示0-3s内物体处于静止状态,加速度为零的运动,4-5s内物体匀速运动,而加速度时间图像
中0~3s内物体做加速度为零的运动,4~5s内物体做匀加速直线运动,状态不一致,故D错误.考点:本题主要考查了运动图象问题,点评:v-t图象中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,斜率表示加速度,位移-时间图
象的斜率等于物体运动的速度,加速度时间图象表示加速度随时间变化情况,根据图象即可求解.10.如图所示,两个完全相同的小球a、b用轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止,水平力F作用在a上并缓慢拉a,当B与
竖直方向夹角为60°时,A、B伸长量刚好相同.若A、B的劲度系数分别为k1、k2,则以下判断正确的是()A.1212kk=B.1214kk=C.撤去F的瞬间,a球处于失重状态D.撤去F的瞬间,b球的加速度为零【答案】BD【解析】【详解】AB.先对b球受力分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有1
Fmg=再对a、b球整体受力分析,受重力、拉力和弹簧的拉力,如图所示:根据平衡条件,有224cos60mgFmg==,(2)tan603Fmgmg==,根据胡克定律,有11Fkx=,22Fkx=,故112214kFkF==,故A错误,B正确;C.球
a受重力、拉力和两个弹簧的拉力,撤去拉力F瞬间,其余3个力不变,合力为2tan6023FFmgmg===,加速度223m/sFam==,故C错误;D.球b受重力和拉力,撤去F的瞬间,重力和弹力都不变,故加速度仍然为零,处于平衡状态,故D正确。故选B
D。11.如图所示,水平传送带以不变的速度v=10m/s向右运动。将可视为质点的物体Q轻轻放在水平传送带的左端A处,经时间t,Q的速度也变为10m/s,再经相同的时间到达B端,则以下说法正确的是()A.前t秒物体
作加速运动,后t秒物体作减速运动B.后t秒内Q与传送带之间无摩擦力C.前t秒Q的位移与后t秒Q的位移之比为1:2D.Q由传送带左端到右端的平均速度为7.5m/s【答案】BCD【解析】【详解】A.对物体Q受力分析可知,前t秒物体作加速运动,后t秒物体做匀速直线运动,故A错误
;B.后t秒物体与传送带间无相对滑动,所以后t秒内Q与传送带之间无摩擦力,物体做匀速直线运动,故B正确;C.前t秒物体作匀加速运动,位移为12vxt=后t秒物体做匀速直线运动,位移为2xvt=所以前t秒Q的位移与后t秒Q的位移之比为1:2,
故C正确;D.物体Q的总位移为322vtxvtvt=+=所以平均速度为333210m/s7.5m/s244vtvvt====故D正确。故选BCD。12.如图甲所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体。现对A
施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2,由图线可知()A.A的质量mA=2kgB.B的质量mB=2kgC.A、B间的动摩擦因数μ=0.2D.B的加速度一直随F增大而增大【答案】BC【解析】【详解】AB.由
图像可以看出,当力F<48N时加速度较小,A、B相对静止,加速度相同,对整体法,由牛顿第二定律ABFmma=+()则得1ABmFma+=()由数学知识得161488ABammF===+所以8kgABmm+=当F>48N时,A的加速度
较大,采用隔离法,由牛顿第二定律,对A有:AAFmgma−=则得1AaFgm=−由数学知识得186160486Am−==−联立解得6kg,2kgABmm==故A错误,B正确;C.当F=60N时,a=8m/s2,对A有:1AaFgm=−解得0.2=故C正确;D.当AB间出现相对
滑动时,B所受滑动摩擦力不变,即合外力不变,加速度不变,故D错误。故选BC。13.如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示中A位置(虚线位置,细绳与细杆的夹角为60°),开始缓慢
向右移动到B位置(图中实线,细绳与细杆的夹角为30°),细绳中张力大小视为不变。已知小球a的质量为m,b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为33。则下列说法正确的是(
)A.当a球在B位置时,拉力F的大小为3mgB.当a球在A位置时,细杆对a球的支持力竖直向上,大小为(31−)mgC.支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大D.拉力F的大小一直增大【答案】AD【解析】【详解】A.设a的质量
为m,则b的质量为2m;以b为研究对象,竖直方向受力平衡,可得绳子拉力始终等于b的重力,即T=2mg,保持不变;当细绳与细杆的夹角为30时,细绳的拉力沿竖直方向的分力大小为sin30Tmg=以a为研究
对象,由平衡条件得:sin30TNmg+=解得,杆对a球的支持力0N=水平方向有cos303FTmg==故A正确;B.当细绳与细杆的夹角为60时,拉力F的大小为3332cossin2cos60sin60)(2)333Fmgmgmgmgmg
=+−=+−=−()(故B错误;C.向右缓慢拉动的过程中,两个绳子之间的夹角逐渐增大,绳子的拉力不变,所以绳子的合力减小,则绳子对滑轮的作用力逐渐减小,根据共点力平衡的条件可知,支架对轻滑轮的作用力大小逐渐减小,故
C错误;D.以a为研究对象,受力如图所示,设绳子与水平方向夹角为θ,支持力2sinNFmgmg=−右缓慢拉动的过程中,θ角逐渐减小;水平方向2cos2cos2sin2cossinFfmgmgmgmgmgmg=+=+−=+−()()
由于322cossincossin(sin60coscos60sinsin(60)333+=+=++)=由于θ从90开始逐渐减小,可知θ增大,则(60+θ)从150逐渐减小时sin(60+θ)逐渐增大,F增大;故D正确。故选AD。14.如图
甲所示,木板OA可绕轴O点在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探究物块在方向始终平行于斜面且指向A端、大小为F=8N的力作用下的加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,木板长L=2m,通过实验,得到如图
乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线,A点坐标(θ1,0),B点坐标(θ2,0)。若物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,(g=10m/s2),则以下说法正确的是()A.图乙中图线与纵轴交点的纵坐标a0=6m/s2B.图乙中图线与θ轴交点的
横坐标为θ1时,物体受到的摩擦力沿斜面向下,且物体静止C.图乙中图线与θ轴交点的横坐标为θ2时,物体受到的摩擦力沿斜面向下,且物体静止D.若θ=37°,物体在力F作用下,从木板底端O点开始运动,当作用时间是3s时,物体不能冲出木板【答案】ABD【解析】
【详解】A.当木板水平放置时,物块的加速度为a0,此时滑动摩擦力0.2110N2NfNmg====解得22082m/s6m/s1Ffam−−===故A正确;BC.当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2
,这时物块处于静止状态,故B正确,C错误;D.力F作用时的加速度21sin370.4cos37m/sFmgmgam=−−=撤去力F后的加速度大小22sin37cos377.6m/smgmgam+==设物块不冲出木板顶端,力F最长作用时间为t,则撤
去力F时的速度1vat=,位移21112sat=,撤去力F后运动的距离2222vsa=,由题意有12Lss=+即2210.1620.4227.6tt=+解得3.1st故D正确,故选ABD。三.实验题:共2题,共16分。请把答案写在答题卡上相应位置。15.在“探究弹力与
弹簧伸长量的关系”的实验中,为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。(1)要完成上述实验,在实验中,以下说法正确的是()A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩
码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等(2)实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标
出。请作出m-l的关系图线______;(3)请根据图像得出弹簧的劲度系数为________N/m。(g=9.8m/s2)(保留3位有效数字)【答案】(1).AB(2).(3).0.248~0.262之间的任一值均正确
【解析】【详解】(1)[1]A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度,否则弹簧会损坏,故A正确;B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要保证弹簧位于竖直位置,使钩码的重力等于弹簧的弹力,要待钩码平衡时再读读数,故B正确;C.弹簧的长
度不等于弹簧的伸长量,伸长量等于弹簧的长度减去原长,故C错误;D.拉力与伸长量之比是劲度系数,由弹簧决定,同一弹簧的劲度系数是不变的,不同的弹簧的劲度系数不同,故D错误。故选AB;(2)[2]根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在
同一条直线上。可以判定m和l间是一次函数关系。画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧。如图所示(3)[3]由胡克定律F=kx得:=0.250N/mFmgkgkxl===
斜由于作图和读数误差,所以0.248~0.262之间的任一值均正确。16.某同学利用图甲所示的实验装置,探究小车在均匀长木板上的运动规律。(1)在小车做匀加速直线运动时打出一条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,图乙中所示的是
每打5个点所取的计数点,由图中数据可求得:小车的加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字)(2)若用该实验装置“探究a与F、M之间的关系”,小车质量为M,要用钩码(质量用m表示)的重力表示小车所受的细线拉力,需满足__________________________________
_____。(3)满足此条件做实验时,得到一系列加速度a与合外力F的对应数据,画出a-F关系图象,如图丙所示,若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响,由图象可知,实验操作中不当之处为______________。(4)如果实验时,在小车和钩码之间接一个不计质量的
微型力传感器用来测量拉力F,如图丁所示,从理论上分析,是否还需要满足(2)问中的条件___________(填“是”或者“否”)。与(3)问中所做的图像对比,该实验图线的斜率将_________(填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】(1).0.48m/
s(2).M≫m(3).没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(4).否(5).变大【解析】【详解】(1)[1]由于每5个计时点取一个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔t=0.02×5=0.1s由逐差法得22654321223.83.32.82.31.91.4m/s0.48m/s990.1xx
xxxxaT++−−−++−−−==(2)[2]根据牛顿第二定律得:对m:mgFma−=拉对M:FMa=拉解得1MmgmgFmMmM==++拉由此可知当Mm时,即当钩码的总质量要远小于小车的质量,绳子的拉力近似等于钩码的总重力;(
3)[3]当有拉力时,物体加速度仍为零,可知:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;(4)[4]由于有拉力传感器,所以不需要满足钩码的总质量要远小于小车的质量;[5]根据牛顿第二定律得Fam=,知图线的斜率表示质量的倒数.挂重物时,mgamM=+图线的斜率表示系统质量的倒数
,用力传感器时,加速度Fam=,图线的斜率表示小车质量M的倒数,可知图线的斜率变大四.计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分。17.如图所示,在倾角θ=37固定的足够长的斜面上,有一
质量m=2kg的滑块,静止释放的同时,对滑块施加一个垂直斜面的力F,图中未画出,力F的大小与滑块速度大小的关系满足:F=kv。(sin37=0.6,cos37=0.8,g=10m/s2)(1)若斜面光滑,力F的方
向垂直斜面向上,已知滑块在斜面上滑行的最大距离x=43m,求滑块在斜面上滑行时的加速度是多少?比例系数k的值是多少?(2)若斜面粗糙,滑动摩擦因数μ=0.4,力F的方向垂直斜面向下,求物块在斜面上滑行的最大速度是多少?【答案】(1)6m/s2,4N
·s/m(2)3.5m/s【解析】【详解】(1)斜面光滑,滑块做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律有mgsinθ=ma解得:a=6m/s2当斜面支持力为零时,滑块刚要离开斜面,此时在斜面上滑行的位移最大,滑块在斜面上速度达到最大v,由运动学公式:2ax
=v2,解得v=4m/s对滑块受力分析得,kv=mgcosθ解得:k=4N·s/m(2)斜面粗糙,力的方向向下,当加速度为零时,物体做在斜面上做匀速直线运动,此时速度最大,设为vmmgsinθ-μFN=0FN=F+mgcosθF=kvm解得:vm=3.5m/
s18.在平直的高速公路行车道上,有五辆间距为150m的货车以72km/h的速度匀速行驶,在最后一辆车后100m处的相邻车道上,有一小型客车的行驶速度为36km/h。该小型客车司机为了超过最前面的货车,先使客车做匀加速运动,当客车速度达到108km/h时,保持速度不变。从客车开
始加速到刚好超过这五辆货车,所用时间为90s,忽略货车的长度,求:(1)客车加速的时间;(2)客车加速时加速度的大小。(3)客车超过最后一辆货车前距离最后一辆货车的最远距离为多少?【答案】(1)20s(2)1m/s2(3
)sm=150m【解析】【详解】(1)设货车的速度v1,客车的初速度设为v0,客车加速后速度为v=30m/s,设客车追的过程总时间为t,加速阶段时间为t1,位移为x1,匀速阶段位移为x2x1=02vv+t1x2=v(t-t1)货车在此过程位移x=v1t由几何关系x1+x2=x+(5-1)×150
m+100m解得t1=20s(2)客车加速时的加速度a=01vvt−解得a=1m/s2(3)二者速度相等时,距离最大,设经过t2时间,二者速度相等v0+at2=v1解得:t2=10s0122(100)m150m2mvvsvtt+=−+=19.总质量为
M的两物块A、B静止叠放在水平面上,用轻绳通过滑轮将A、B连接,A与B及水平面间的动摩擦因数均为μ,对滑轮轴施加一个水平力F,如图所示.(忽略滑轮质量,不计其它阻力,g=10m/s2.)(1)若A、B能以
相同的加速度向右运动,求加速度表达式?(2)若A、B能以相同的加速度向右运动,求B物块的质量m与总质量之间应该满足的条件?(2)若mA=4kg、mB=2kg,μ=0.5,要使A能在水平面上运动,求水平力F应满足的条件?【答案】(1)FagM=−(2)m≥12M(3)F>40
N【解析】【详解】(1)设物块B的质量为m,A、B的加速度为a,A、B间的摩擦力为f,对整体由牛顿第二定律得F-μMg=Ma解得:FagM=−(2)对物块B,有2F-f=maf≤μmg联立解得12mM则有12mM(3)依题意可知mA>mB,A
、B有不同的加速度,设加速度分别为a1、a2,并假定此时B受到的滑动摩擦力向左,A、B受力如图,由牛顿第二定律可得2F-μ(mA+mB)g+μmBg=mAa1解得F=2mA(μg+a1)其中a1>0,因此F>
40N对B物体:2F-μmBg=mBa2F=40N时B的加速度a2=-2BBFmgm=5m/s2>a1假定成立,即水平力F必须大于40N,物块A才能在水平面上运动