天津市西青区2019-2020高一物理上学期期末试题（附解析Word版）

天津市西青区 2019-2020 学年高一上学期期末考试 物理试题 注意事项： 本试卷分为选择题和非选择题两部分。满分 100 分，考试时间为 60 分钟。答卷前， 考生务必先将自己的姓名、准考证号，用蓝、黑色墨水的钢笔或签字笔填写在“答 题卡”上，答在试卷上无效。祝各位考生考试顺利！ 第 I 卷 选择题（共 40 分） 一、单项选择题（本题共 12 小题，共 40 分。在每小题给出的四个选项中只有一 项是符合题目要求的，1-8 题每题 3 分，9—12 题每题 4 分。请将答案填在答题卡 上） 1.高铁给人们在城市之间来往带来极大的便利，下列说法正确的是（　　） A. 在研究高铁运行的速度时，不能把它看做质点 B. 研究高铁车轮转速的时候，可以把它看作质点 C. 在运行中高铁速度为 ，这是以地面为参考系的 D. 高铁从天津南站到合肥站运行“3 小时 59 分”，指的是时刻 【答案】C 【解析】 【详解】A．在研究高铁运行的速度时，可以不考虑高铁的大小和形状，故可以把它看做质点， 故 A 错误； B．研究高铁车轮转速的时候，不可以把它看作质点，否则就没有转动可言了，选项 B 错误； C．在运行中高铁速度为 300km/h，这是以地面为参照物的，故 C 正确； D．高铁从天津南站到合肥站运行“3 小时 59 分”，指的是时间间隔，选项D 错误。 故选 C。 2.出租车载小明到车站接人后返回出发地，司机打出全程的发票如图所示，则在此过程中，出 租车运动的路程和位移分别为（ ） 300km/h A. 4.3km、4.3km B. 4.3km、0 C. 0、4.3km D. 0、0 【答案】B 【解析】 【详解】出租车发票上里程即其行驶的路程，即 4.3km，因又返回出发地，位置变化为零，故 位移为 0，故 B 正确． 3.在物理学中，选定七个物理量的单位作为国际单位制的基本单位，利用物理量之间的关系就 可以推导出其他物理量的单位．已知 F=ma，其中 F 表示作用在物体上的力，m 表示物体的质 量，a 表示物体的加速度．则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是 A. kg·m/s B. kg·m/s2 C. N D. N·s 【答案】B 【解析】 【详解】力的单位是牛，是导出单位，根据牛顿第二定律 F=ma 可知：1N=1kg•m/s2．则力的 单位用国际单位制的基本单位表示应该是 1kg•m/s2，故 B 正确 ACD 错误，故选 B． 4.关于运动和力的关系，下列说法正确的是（　　） A. 力是物体位置改变的原因 B. 物体运动方向的改变不需要力 C. 力是改变物体运动状态 原因 D. 力是物体维持一定速度的原因 【答案】C 【解析】 【详解】ACD．力是改变物体运动状态的原因，而不是物体位置改变的原因，也不是维持一 定速度的原因，选项 AD 错误，C 正确； B．物体运动方向的改变是运动状态的改变，需要力的作用，选项 B 错误。 的故选 C。 5.做曲线运动的物体，在运动过程中，一定会发生变化的物理量是（　　） A. 合外力 B. 加速度 C. 速率 D. 速度 【答案】D 【解析】 【详解】做曲线运动的物体，所受的合外力和加速度可以不变，如平抛运动；速度大小可以 不变，但方向时刻沿切线方向，例如匀速圆周运动，故 D 正确，ABC 错误； 故选 D． 6.下列关于惯性的说法中，正确的是（　　） A. 物体 运动速度越大越难停下来，说明物体的速度越大惯性越大 B. 在草坪上滚动的足球，滚动得越来越慢，是由于它的惯性越来越小 C. 物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了 D. 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的惯性只与物体的质量有关，与速度无关，选项 A 错误； B．在草坪上滚动的足球，滚动得越来越慢，是由于它受到阻力作用，但是它的惯性是不变的， 选项 B 错误； C．物体的惯性与物体是否受力无关，选项 C 错误； D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关，选项 D 正确。 故选 D。 7.如图所示，一个带有磁铁的开瓶器吸附在竖直的冰箱门上静止不动。关于该开瓶器的受力， 下列说法正确的是（　　） 的A. 受到门的弹力是因为开瓶器自身的形变产生的 B. 受到门的吸引力和它受到的弹力是一对平衡力 C. 受到门的吸引力和它受到的弹力是一对相互作用力 D. 受到门的吸引力大于它受到的弹力，不然开瓶器会下落 【答案】B 【解析】 【详解】A．开瓶器受到门的弹力是因为门的形变产生的，故 A 错误； BCD．开瓶器受到门的吸引力和它受到的弹力大小相等，方向相反，两个力作用在开瓶器上， 是一对平衡力，故 B 正确，CD 错误。 故选：B。 8.如图所示，质量为 20kg 的物体在水平面上向右运动，物体和水平面之间的动摩擦因数为 0.1，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为 10N 的拉力作用，重力加速度 ，则物体受到的摩擦力为（　　） A. 20N，水平向左 B. 20N，水平向右 C. 10N，水平向左 D. 10N，水平向右 【答案】A 【解析】 【详解】依据 f=μFN=0.1×200N=20N 方向与相对运动方向相反，所以为水平向左，故 BCD 错误，A 正确。 故选 A。 9.甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动，其速度－时间图像如图所示，下列说法正确 是（　　） 的 210m/sg =A. 甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 B. 2s 后，甲、乙两物体的速度方向相反 C. 乙在 6s 内运动的加速度方向都是正方向 D. 两物体两次相遇的时刻分别是在 2s 末和 6s 末 【答案】D 【解析】 【详解】AC．甲做匀速直线运动；乙物体前 2s 做匀加速直线运动，加速度为正方向，后 4s 做匀减速直线运动，加速度为负方向，所以乙物体全程不是匀变速直线运动，故 AC 错误。 B．由于在速度－时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间 轴下方速度是负数；所以 2s 后甲乙两物体的速度方向相同，故 B 错误。 D．甲、乙两物体由同一位置出发；在速度－时间图象中图象与坐标轴围成面积代表位移，时 间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负；所以前 2s 内乙的三角形面积等于甲的正方形面积， 即位移相同，此时两车相遇；前 6s 内甲车的矩形面积等于乙车三角形的面积，此时又相遇， 即两物体两次相遇的时刻分别是在 2s 末和 6s 末，故 D 正确。 故选 D。 10.如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角 θ 缓慢增大， 货物 m 相对车厢仍然静止，在此过程中下列说法正确的是 A. 货物对车厢的压力变大 B. 货物受到的摩擦力变大 C. 地面对车的摩擦力变小 D. 地面对车的支持力变小 【答案】B 【解析】A 、B 、货物处于平衡状态，受重力、支持力、静摩擦力，根据共点力平衡条件，有： mgsinθ=f ，N=mgcosθ ，θ 增大时，f 增大，N 减小；再根据牛顿第三定律，压力也就减小， A 错误；B 正确； C、D、对货车整体受力分析，只受重力与支持力，不受摩擦力； 根据平衡条件，支持力不变；再根据牛顿第三定律，压力也就不变，C 错误；D 错误； 故选 B． 11.“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上。如图 所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为 ，水平速度为 ；若质量为 的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为 ，则（　　） A. 棋子从最高点落到平台上所需时间 B. 若棋子在最高点的速度 变大，则其落到平台上的时间变长 C. 棋子从最高点落到平台的过程中，棋子的水平位移大小 D. 棋子落到平台上时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．从最高点到平台的过程可以看作是平抛运动，根据 得 故 A 错误。 B．从最高点到平台过程为平抛运动，运动的时间由高度决定，与最高点的速度无关，故 B 错 h v m g 2 ht g = v 2hx v g = 2gh 21 2h gt= 2ht g =误。 C．棋子从最高点落到平台的过程中，棋子的水平位移大小 选项 C 正确； D．根据动能定理得 解得棋子落到平台上的速度大小为 故 D 错误。 故选 C。 12.某质量为 50kg 的同学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况，如 图所示的 图象是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况（选竖直向上为正方 向， ）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（　　） A. 在 0～5s 内，该同学处于失重状态 B. 在 5～10s 内，该同学对电梯地板的压力大小等于 0N C. 在 10～20s 内，电梯在减速下降，该同学处于超重状态 D. 在 20～25s 内，该同学对电梯地板的压力大小等于 490N 【答案】D 【解析】 【详解】A．在 0～5s 内，从速度时间图象可知，电梯加速向上运动，该同学处于超重状态， 选项 A 错误； B．在 5s～10s 内，速度时间图象为水平线，此时电梯在匀速运动，处于受力平衡状态，该同 学对电梯地板的压力大小等于 500N，故 B 错误； C．在 10 s～20s 内，该同学匀减速上升，该同学处于失重状态，故 C 错误； 2hx vt v g = = 2 21 1 2 2mgh mv mv= ′ − 2 2v v gh′ +＝ v t− 210m/sg =D．在 20s～25s 内，电梯加速下降，a=0.2m/s2。该同学对电梯底板的压力等于 N=mg-ma=490N 故 D 正确。 故选 D。 第Ⅱ卷 非选择题（共 60 分） 二、填空题（本题共 5 小题，每空 2 分，共 20 分） 13.一个做直线运动的物体，在 t=5s 内速度从 12 增加到 18 ，通过的位移为 ， 这个物体 5s 内的平均速度是_____________ 。 【答案】14 【解析】 【详解】[1]在 t=5s 内，物体通过的位移为 x=70m，则物体在这 5s 内的平均速度为 14.一个物体从 45m 高的地方静止释放，做自由落体运动（ 取 10 ），则物体到达地面时 的速度为____ ，物体下落的时间为____ ，物体下落最后 1s 内位移的大小为____ 。 【答案】 (1). 30 (2). 3 (3). 25 【解析】 【详解】[1][2]物体做自由落体运动，已知位移，根据位移时间关系公式，有 解得 根据速度时间关系公式，有 v=gt=10×3=30m/s [3]前 2s 的位移 故最后 1s 的位移为 h1=h-h2=45-20=25m 15.酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长。“反应时间”是指驾 m/s m/s 70mx = m/s 70 14m/s5 xv t = = = g 2m/s m/s s m 21 2h gt＝ 2 2 45s 3s10 ht g ×＝ ＝ ＝ 22 21 1 10 4m 20m2 2h gt × ×＝ ＝ ＝驶员从发现情况到开始采取制动的时间。下表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取 制动的时间内汽车行驶的距离；“刹车距离”是指驾驶员从踩下刹车踏板制动到汽车停止的 时间内汽车行驶的距离。 反应距离 刹车距离 速度 正 常 酒后 正常 酒后 分析上表可知，驾驶员酒后反应时间比正常情况下多_____ ，汽车刹车时加速度大小为_____ 。 【答案】 (1). 0.4 (2). 7.5 【解析】 【详解】[1]驾驶员正常情况下反应时间 驾驶员酒后的反应时间为 所以比正常情况下多 0.4s； [2]汽车刹车时，加速度大小为 16.在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度 的关系图象如图所示，则该弹簧的原长 =_____ ，该弹簧的劲度系数为 ____ 。 为 15m/s 6m 12m 15m 15m s 2m/s 0 6 s=0.4s15t ＝ 1 12 s=0.8s15t＝ 2 2 2 215 m/s =7.5m/s2 2 15 va x = = × l 0l cm k = N/m【答案】 (1). 15 (2). 500 【解析】 【详解】[1]弹簧处于原长时，弹簧所受弹力为 0，则从图中可知，F=0 时，L0=15cm； [2]由胡克定律有 ，从图中可知弹簧长度 L=25cm 时，弹簧伸长量 弹力 F 为 50N，则该弹簧的劲度系数 17.如图所示，在车厢顶上吊一小球，小球悬线与竖直方向夹角为 α，行车速度方向如图所示， 质量为 m 的物体相对车厢静止，则物体受到摩擦力大小为________，方向为________． 【答案】 (1). mgtanα　 (2). 向右 【解析】 【详解】由题意知，重物、车厢和小球三者加速度相同，对物体 m，由牛顿第二定律得： ，因为车厢的加速度的方向向右，所以物块 m 受到的摩擦力的方向向 右． 【点睛】分析清楚题意、应用牛顿第二定律可以解题，解决本题的关键知道球、物体与车厢 具有相同的加速度，通过牛顿第二定律进行求解． 三、实验题（本题共 1 小题，共 10 分） 18.在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图所示装置，图中小车及砝码的质量 用 M 表示，沙桶及沙的质量用 m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出． （1）往沙桶中加入—定量的沙子，当 M 与 m 的大小关系满足_______时，可近似认为绳对小 车的拉力大小等于沙桶和沙的重力； F k x= ∆ 0 10cm 0.1mx L L∆ = − = = 50 N/m 500N/m0.1 Fk x∆＝ ＝ ＝ tanf ma mg α= =（2）在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的—段如图所示，该纸带上相邻两个计数 点间还有 4 个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是 50Hz，则小车的加速度大小 ______m/s2；（结果保留三位有效数字） （3）小张同学用同—装置做实验，他们俩在同—坐标系中画出了 a-F 关系图，如图所示，小 张和小王同学做实验，哪—个物理量是不同的_______________． 【答案】（1） M>>m （2） 0.390m/s2；（3） 小车质量． 【解析】 【详解】（1）[1]．往沙桶中加入—定量的沙子，当 M 与 m 的大小关系满足 M>>m 时，可近 似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力； （2）[2]．小车 加速度大小 （3）[3]．根据 ，可知，两图线的斜率不同，则两小车的质量不同. 19.某探究实验小组的同学为了研究平抛物体的运动，该小组同学利用如图所示的实验装置探 究平抛运动． （1）首先采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使 A 球沿水平方向弹出，同时 B 球被松开，自由下落，将观察到两球_____（选填“同时”或“不同时”）落地，改变小锤击打的 力度，即改变 A 球被弹出时的速度，仍能观察到相同的现象，这说明_____．（选填所述选项 前的字母） A．平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 的 2 2 2 2 2 2 2 (15.06 2 6.75) 10 m/s =0.390m/s(2 ) 4 4 0.1 BD OB OD OBx x x xa T T −− − − × ×= = = × 1=a FmB．平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 C．能同时说明上述选项 A、B 所述的规律 （2）然后采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道 M、N，分别用于发射小铁球 P、Q， 其中 N 的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁 C、D；调节电磁铁 C、D 的高度使 AC=BD，从而保证小铁球 P、Q 在轨道出口处的水平初速度 v0 相等．现将小 铁球 P、Q 分别吸在电磁铁 C、D 上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度 v0 分别从 轨道 M、N 的末端射出．实验可观察到的现象应是 P 球将_____击中 Q 球（选填“能”或“不 能”）．仅仅改变弧形轨道 M 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 _____．（选填所述选项前的字母） A．平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 B．平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 C．不能说明上述选项 A、B 所描述规律中的任何一条． 【答案】 (1). 同时 (2). A (3). 能 (4). B 【解析】 【详解】（1）[1][2]．首先采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，使 A 球沿水平方 向弹出，同时 B 球被松开，自由下落，将观察到两球同时落地；改变小锤击打的力度，即改 变 A 球被弹出时的速度，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的物体在竖直方向上做自 由落体运动，故选 A； （2）[3][4]．实验可观察到的现象应是 P 球将能击中 Q 球．仅仅改变弧形轨道 M 的高度，重 复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动， 故选 B． 四、计算题（本题共 2 小题，共 30 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数 值和单位。） 20.如图甲所示，指示牌用两条细绳静止悬挂在天花板下，两细绳平行且对称，指示牌为质量 均匀分布的薄板。设薄板的质量为 ， ，忽略细绳的质量。求： (1)求每条细绳对薄板的拉力大小； (2)若受风的影响，使薄板偏离竖直位置并静止，从侧面看悬线与竖直方向的夹角为 （如图 的乙所示），此时风对薄板的作用力垂直薄板向上，则该情况下薄板对每条细绳拉力的大小及 3kg 210m/sg = 37风对薄板的作用力的大小。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 【答案】(1)15N；(2)12N，18N 【解析】 【详解】(1)薄板受到重力和两根绳子的拉力 F，根据平衡条件可得 可得 (2)设每条绳子的拉力为 ，受力情况如图所示 根据平衡条件可得 ， 由牛顿第三定律可知：设薄板对每条绳子的拉力为 设风对薄板的作用力为 ，则 解得 21.在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处 A 点由静止 开始下滑，滑到斜坡底部 B 点后沿水平滑道再滑行一段距离到 C 点停下来。斜坡滑道与水平 2F mg= 15NF = T 2 cos37T mg=  12NT = T′ 12NT T′ = = 1F 1 sin37F mg=  1 18NF =滑道间是平滑连接的，滑板与斜坡间的动摩擦因数为 μ=0.5，不计空气阻力，重力加速度 。求： (1)若斜坡倾角 ，人和滑板的总质量为 ，则人在斜坡上下滑时的加速度大小？ （ 0.6， 0.8） (2)若斜坡高度 ，斜坡倾角 ，人和滑板的总质量为 ，人和滑板从 A 点开 始运动到 C 点停下，一共经历时间 s，则 BC 的距离是多少？ (3)上问中，人和滑板与水平滑道间的动摩擦因数多大？ 【答案】(1) ；(2)100m；(3)0.1 【解析】 【详解】(1)在斜坡上匀加速直线运动 ， 所以 = (2)AB 斜面 ， 解得 s BC 面匀减速直线运动 s， 210m/sg = 37θ =  60kg sin37 = cos37 = 30mh = 37θ =  60kg 15 2t = 22m/s sin37mg f ma− = cos37NF F mg= =  支 Nf Fµ= sin37 cos37a g gµ= −  22m/s 2 1 1 2x at= 30 =50msin sin37 hx θ= =  1 5 2t = 2 1 10 2t t t= − = 1Bv at= 2 0 2 B BC vx t += ⋅所以 (3)BC 面匀减速直线运动 由逆过程可知 解得 0.1 100mBCx = BC BCmg maµ = 2 2 1 2BC BCx a t= BC µ =