黑龙江省大庆铁人中学2019-2020高一上学期期末考试物理（Word版带答案）.doc

铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理试题 考试时间： 2020 年 1 月 第 1 页 共 5 页 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v＝Δx Δt，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 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 10 N 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 5.24 N，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 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 ＝ma D．由题意可知，h 单位也可以用基本单位表示为 4．一物体以初速度 v0 做匀减速运动，第 1s 内通过的位移为 3m，第 2s 内通过的位移为 2m，又经过位移 x3 物体的速度减小为 0，则下列说法中错误 的是(　　) A．初速度 v0 的大小为 2.5m/s B．加速度 a 的大小为 1m/s2 C．位移 x3 的大小为 1.125m D．位移 x3 内的平均速度大小为 0.75m/s 5．如图所示，一光滑小球静置在光滑半圆柱上，被竖直放置的光滑挡板挡住，现用外力沿着如 图所示圆周缓慢地向上移动挡板(挡板保持竖直)，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)， 挡板对小球的推力 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 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. １ 4 B. １ 8 C. 3 8 D. 3 4 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 3 楼的阳台上，放手后让小球自 由下落，两小球相继落地的时间差为 T。如果站在 4 楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，（不 计阻力），则两小球相继落地的时间差将(　　) A．不变 B．减小 C．增大 D．无法判断 8．如图在水平板的左端有一固定挡板，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 滑块与板的动摩擦因数为 3 3 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现将 板的右端缓慢抬起(板与水平面的夹角为 θ)，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(　　) 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(　　) 2 2kg m / s⋅铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理试题 考试时间： 2020 年 1 月 第 2 页 共 5 页 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 600 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．k1：k2=1：2 B．k1：k2=1：4 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 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 1：2 D．Q 由传送带左端到右端的平均速度为 7.5m/s 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＝10 m/s2，由 图线可知(　　) A．A 的质量 mA＝2 kg B．B 的质量 mB＝2 kg C．A、B 间的动摩擦因数 μ＝0.2 D．B 的加速度一直随 F 增大而增大 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 。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 mg B．当 a 球在 A 位置时，细杆对 a 球的支持力竖直向上， 大小为（ ）mg C．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 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＝10 m/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/s2 B．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=370，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 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．（6 分）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 3 3 3 1−铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理试题 考试时间： 2020 年 1 月 第 3 页 共 5 页 （3）请根据图像得出弹簧的劲度系数为________N/m。(g＝9.8 m/s2)（保留 3 位有效数字） 16．（10 分）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 50 Hz，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”)。 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．（10 分）如图所示，在倾角 θ＝37°固定的足够长的斜面上，有一质量 m＝2 kg 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＝10 m/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= m，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？ 18．（13 分）在平直的高速公路行车道上，有五辆间距为 150 m 的货车以 72 km/h 的速度匀速 行驶，在最后一辆车后 100 m 处的相邻车道上，有一小型客车的行驶速度为 36 km/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 108 km/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 90 s，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？ 19．（15 分）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＝10 m/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＝4 kg、mB＝2 kg，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？ 3 4 乙铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理试题 考试时间： 2020 年 1 月 第 4 页 共 5 页 铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理答案 1. A 2.C 3.B 4.A 5.C 6.D 7.B 8.D 9.BC 10. BD 11. BCD 12. BC 13. AD 14 .ABD 15（6 分）（1）AB (2) (3)0.248～0.262 之间的任一值均正确 16.（10 分）（1）0.48m/s （2）M≫m（文字表述也可以） （3）没有平衡摩擦力或平衡摩 擦力不足 （4）否 变大 17. （1）斜面光滑，滑块做初速度为零的匀加速直线运动 mgsinθ＝ma，解得：a＝6 m/s2 2 分 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＝4 m/s 2 分 对滑块受力分析得， kv＝mgcosθ，解得：k＝4 N·s/m 3 分 （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 vm mgsinθ-μFN＝0 1 分 FN=F+mgcosθ 1 分 F=kvm 解得：vm=3.5m/s 1 分 18. 【答案】　(1)20 s　(2)1m/s2（3）sm=150m 解析　(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＝30 m/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 x2 x1＝v0＋v 2 t1 2 分 x2＝v(t－t1) 2 分 货车在此过程位移 x＝v1t 1 分 由几何关系 x1＋x2＝x＋(5－1)×150 m＋100 m 1 分 解得 t1＝20s。 1 分 (2)客车加速时的加速度 a＝v－v0 t1 1 分 解得 a＝1 m/s2。 1 分 （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=10s 2 分 Sm=v1t2-v0＋v1 2 t2+100=150m 2 分 19. 【答案】　(1) m≥1 2M　(2)F>40N， 　(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 2 分 解得： 1 分 （2）对物块 B，有F 2－f＝ma 2 分 f≤μmg 2 分 联立解得m M≥1 2 m≥1 2M 2 分 (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 F 2－μ(mA＋mB)g＋μmBg＝mAa1 2 分 解得 F＝2mA(μg＋a1) 其中 a1>0，因此 F>40 N 2 分 的 Fa gM µ= −铁人中学 2019 级高一学年上学期期末考试 物理试题 考试时间： 2020 年 1 月 第 5 页 共 5 页 对 B 物体：F 2－μmBg ＝mBa2 F＝40 N 时 B 的加速度 a2＝F/2－μmBg mB ＝5 m/s2>a1 假定成立 1 分 即水平力 F 必须大于 40 N，物块 A 才能在水平面上运动 1 分