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天津市南开区南开中学2020-2021学年高一(上)期末测验物理试题(解析版...
2025-09-29 16:42:15 责编:小OO
文档
南开中学高一物理期末测验

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分。考试用时60分钟。

第Ⅰ卷

一、单项选择题(共11小题,每小题4分,共44分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)

1. 如图所示为两个物体 A和 B在同一直线上沿同一方向做匀加速直线运动的 v-t图像。已知在第 3s 末两个物体在途中相遇,则关于两物体的运动 情况,下列说法正确的是(  )

A. 物体 B 的加速度为 1m/s2

B. 物体 A 的加速度方向与速度方向相反

C. t=0 时物体 B在物体 A前 3m 处

D. t=0 时两物体从同一位置出发

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.物体 B 的加速度为

A错误;

B.物体 A做加速运动,物体 A 的加速度方向与速度方向相同,B错误;

CD.t=3s 时物体 B的位移

A的位移

已知在第3s末两个物体在途中相遇,则出发时B在A前3m处,D错误C正确。

故选C。

2. 如图所示,甲、乙、丙三个物体叠放在水平面上,用水平力F拉位于中间的物体乙,它们仍保存静止状态,三个物体的水平接触面均粗糙,则乙物体受力的个数为(  )

A. 3个    B. 4个    C. 5个    D. 6个

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】与物体发生相互作用的有地球、丙物体及甲物体;则乙物体受重力、物体丙的支持力、甲对乙的压力及水平力F;因在拉力作用下,物体乙相对于丙有相对运动的趋势,故乙受丙对物体乙的摩擦力;而甲与乙相对静止,无相对滑动趋势,故甲对乙没有摩擦力;故乙受五个力;

故选C。

3. 2018年10月20日,中国自主研制的水陆两栖飞机―“鲲龙”AG600成功实现水上首飞。如图所示,“鲲龙”AG600在一次灭火演练中成功完成汲水起飞、洒水灭火、返回基地等训练任务。下列说法正确的是(  )

A. 飞机汲水完毕在水面加速起飞过程中,其惯性越来越大

B. 飞机在高空匀速奔赴火场过程中没有惯性

C. 飞机洒水灭火过程中,其惯性越来越小

D. 飞机在基地跑道减速滑行过程中,其惯性越来越小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】质量是惯性大小的量度,飞机的质量不变,惯性就不变,与运动状态无关;飞机洒水灭火过程中,质量减小,则其惯性越来越小。

故选C

4. 某同学将课本放在桌面上,如图所示,则下列说法中正确的是(  )

A. 课本对桌子的压力是因为桌子的形变产生的

B. 课本对桌子的压力与课本的重力是一对作用力与反作用力

C. 桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力

D. 课本对桌面的压力就是课本的重力

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.课本对桌子的压力属于弹力,是因为课本的形变产生的,故选项A错误;

B.作用力与反作用力是相互的,桌子受到的压力是课本给的,而课本受到的重力却是地球给的,故选项B错误;

C.桌面对课本的支持力与课本的重力都作用在课本上,是一对平衡力,故选项C正确;

D.当课本水平放置时,课本对桌面的压力大小等于课本的重力,但是这是两个不同的力,故选项D错误。

故选A。

5. 下列四个图象分别描写甲、乙、丙、丁四个物体做直线运动时的位移、速度、加速度和所受的合外力随时间变化的关系。下列关于物体运动描述正确的是(  )

A. 甲物体做匀加速直线运动

B. 乙物体做反向匀减速直线运动

C. 丙物体做匀速直线运动

D. 丁物体做加速度增大的直线运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.由于甲图是位移—时间图象,其斜率代表速度,斜率不变,则物体做匀速直线运动,故A错误;

B.由于乙图是速度—时间图象,由图象可知物体往正方向运动,故B错误;

C.由于丙图是加速度—时间图象,由图象可知,加速度不为零且保持不变,则物体做匀加速直线运动,故C错误;

D.由于丁图是合外力—时间图象,由图可知,合外力增大,再由牛顿第二定律可知,物体的加速度增大,且方向不变,故丁物体做加速度增大的直线运动,故D正确。

故选D。

6. 如图,水平桌面上放置着质量为m、2m的A,B两物体,A与B,B与水平面间的动摩擦因数均为现用水平拉力F拉B,使A,B以相同的加速度运动.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则拉力F的最大值为(  )

A.     B.     C.     D. 

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大,此时A物体所受的合力为,由牛顿第二定律知

对于AB整体,加速度

由牛顿第二定律得

可得

故选D。

7. “蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落,如图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人从P点落下到最低点c的过程中(  )

A. 人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态

B. 在ab段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态

C. 在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态

D. 在c点,人的速度为零,其加速度为零

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A.在Pa段绳还没有被拉长,人做自由落体运动,所以处于完全失重状态,所以A正确;

B.在ab段绳拉力小于人的重力,人受到的合力向下,有向下的加速度,处于失重状态,所以B错误;

C.在bc段绳的拉力大于人的重力,人受到的合力向上,有向上的加速度,处于超重状态,所以C错误;

D.在c点,人的速度为零,绳的形变量最大,绳的拉力最大,人受到的合力向上,有向上的加速度,所以D错误。

故选A。

8. 如图所示,一小球在光滑的水平面上以v0向右运动,运动中要穿过一段有水平向北的风带ab,经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力,其余区域无风力,则小球过风带及过后的轨迹正确的是(  )

A.     B. 

C.     D. 

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】小球在光滑的水平面上以v0向右运动,给小球一个向北的水平恒力,根据曲线运动条件,合外力指向物体做曲线运动轨迹凹的一侧,且速度的方向沿着物体做曲线的切线方向,故D正确,ABC错误。

【点睛】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同;曲线运动中物体速度的方向应该是逐渐发生变化的,不可能出现折点。

9. 甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水流速为v0,划船速度均为v,出发时两船相距H,甲、乙两船船头均与河岸成60°角,如图所示。已知乙船恰好能垂直到达对岸A点,则下列判断正确的是(  )

A. 甲、乙两船到达对岸的时间不同

B. 甲船在A点右侧靠岸

C. 两船可能在未到达对岸前相遇

D. 甲船也在A点靠岸

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.将两船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向,在垂直于河岸方向上,两船的分速度相等,河宽一定,所以两船渡河的时间相等。故A错误;

BCD.乙船的合速度垂直于河岸,有

vcos60°=v0

所以有

v=2v0

两船渡河的时间为

则甲船在沿河岸方向上的位移为

可知甲船恰好能到达河对岸的A点。故BC错误,D正确。

故选:D。

10. 削面是西北人喜欢的面食之一,全凭刀削得名。如图所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片便水平飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m,面团离锅上沿最近的水平距离为0.4m,锅的直径为0.4m。若削出的面片落入锅中,则面片的水平初速度可能是(g取10  m/s2)(  )

A. 0.8  m/s    B. 1.2  m/s    C. 3.0  m/s    D. 4.0  m/s

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据

因为平抛运动的水平位移

根据

知,初速度的范围为

故选B。

11. 如图,一辆货车载着一些相同的圆柱形光滑空油桶,底部一层油桶平整排列且相互紧贴,上一层只有一只桶C自由摆放在A、B桶之间。当向左行驶的货车紧急刹车时,桶C有可能脱离B而撞向驾驶室造成危险。已知重力加速度为g,要使油桶C不离开B,则货车刹车时加速度的最大值为(  )

A.     B.     C.     D. 

【答案】C

【解析】

【分析】

详解】对C进行受力分析如下

只受到重力和A对C支持力,由于C加速度向后,故C的合外力水平向后,根据几关系可知

根据牛顿第二定律有

联立解得

故选C。

二、多项选择题(共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求,选错得0分,少选得2分。)

12. 如图所示,质量为M的斜面体放置在粗糙的水平地面上,其斜面倾角为α,质量为m的小物块受到沿斜面向上拉力F,m与M始终保持静止。下列说法正确的是(  )

A. m受到的摩擦力一定沿斜面向下

B. m可能只受3个力

C. 地面对M的支持力为(m+M)g

D. 地面对M的摩擦力大小为Fcosα

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB.以小物块为研究对象,其受重力,拉力,和斜面的支持力,由于无法比较拉力F与重力在斜面上分力的大小,故无法判断其受到摩擦力的大小和方向,因此m可能受到三个力。故A错,B对;

CD.以小物块和斜面整体为研究对象,由平衡条件得

解得

故C错,D对。

故选BD。

13. 质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连,如图所示,今用大小为F=20N作用在A上,使AB相对静止一起向前匀加速运动,则下列说法正确的是(  )

A. 弹簧的弹力大小等于8N

B. 弹簧的弹力大小等于12N

C. 突然撤去F瞬间,A的加速度大小为6m/s2

D. 突然撤去F瞬间,B的加速度大小为6m/s2

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB.设弹簧弹力为F1,对AB整体和B物体分别运用牛顿第二定律可知

代入数据,解得

故A错误,B正确;

C.突然撤去F瞬间,弹簧的弹力仍保持不变,则A的加速度大小为

方向水平向右,故C正确;

D.突然撤去F瞬间,弹簧的弹力仍保持不变,则B的加速度大小为

方向水平向左,故D错误。

故选BC。

14. 如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动,当其速度达到v后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g)(  )

A. μ与a之间一定满足关系μ>

B. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为

C. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为

D. 黑色痕迹的长度为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹,煤块与传送带发生相对运动,因此需满足

解之可得

故A错误;

BC.传送带加速时间

煤块靠滑动摩擦力加速,加速度

当速度与传送带速度v相同时,开始做匀速运动

设煤块加速时间为t,根据运动学规律有

煤块位移

故B正确,C正确。

D.传送带位移

划痕长度

故D错误;

故选BC。

15. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(  )

A. 如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B. 如图b所示是一圆锥摆,增大θ,若保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变

C. 如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D. 火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对火车轮缘会有挤压作用

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.汽车在最高点有

可知

故处于失重状态,故A错误;

B.如图b所示是一圆锥摆,重力和拉力的合力

可得

故增大θ,但保持圆锥的高不变,圆锥摆的角速度不变,故B正确;

C.小球靠重力和支持力的合力提供向心力,重力不变,根据平行四边形定则知,支持力大小相等,向心力相等,由于转动的半径不等,则角速度不等,故C错误;

D.火车转弯超过规定速度行驶时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,则外轨对内轮缘会有挤压作用,故D错误。

故选B。

第Ⅱ卷

三、实验题(共2题,每空2分,共14分)

16. 在“探究加速度与合外力、质量的关系”实验中,某同学的实验装置如图所示.

①他想用砝码桶及桶内砝码的总重力表示滑块受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,他采取了两方面的措施:

(i)用小木块将长木板无滑轮的一端适当垫高,这样做的目的是____________;

(ii)使砝码桶及桶内砝码的总质量_______滑块和滑块上砝码的总质量(填“远大于”或“远小于”).

②在一定的情况下,测得加速度与滑块和滑块上砝码的总质量的数据如下表:

(i)根据表中的数据在坐标纸上做出—的图线;

(ii)由—图线可知,当一定时,与成_________关系(填“正比”或“反比”).

【答案】①(i)平衡摩擦力(ii)远小于②(i)(ii)反比

【解析】

试题分析:①(i)用小木块将长木板无滑轮一端适当垫高是为了平衡摩擦力

(ii)设滑块的质量为M,砝码桶总质量为m,将两者看做一个整体,对整体有,对滑块有,联立可得,只有当时,,故需砝码桶的总质量远远小于滑块的总质量

②如图所示,从图中可知当一定时,与成正比,则与成反比

考点:“探究加速度与合外力、质量的关系”实验

【名师点睛】本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验,要明确实验原理,特别是要明确系统误差的来源,知道减小系统误差的方法.

17. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在________ (填“水平”或“竖直”)方向。

(2)弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,依次记录弹簧的长度。

(3)如图是该同学根据记录数据作的图像,纵轴表示砝码的质量,横轴表示弹簧长度与________  (填“L0”或“Lx”)的差值。

(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m。(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)

【答案】    (1). 竖直    (2). Lx    (3). 4.9

【解析】

【分析】

【详解】解:(1)[1]将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。

(2)[2]弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度记为L0;由图可知横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度差,所以横轴是弹簧长度与Lx差值;

(3)[3]据胡克定律公式F=kx有

ΔF=kΔx

四、计算题(共3题,共26分)

18. 如图所示,物块A,带光滑定滑轮的矩形物体B和悬挂的小球C处于静止状态。A与B、B与地面接触面均粗糙。绕过光滑的定滑轮的轻绳和轻弹簧分别与小球C相连,轻弹簧中轴线与竖直方向的夹角为60°,轻绳与竖直方向的夹角为30°,物块的质量分别为kg,kg,kg。弹簧的伸长量x=2cm(,,,,重力加速度g=10m/s2)。求:

(1)弹簧的劲度系数k;

(2)物体B对物块A的静摩擦力;

(3)地面对物体B的摩擦力。

【答案】(1)250N/m;(2);(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)对小球的受力分析如图所示

根据正交分解法,则有

,①

代入mC=1kg,g=10m/s2得

N,N②

由胡克定律

可得

(2)由二力平衡可知

N④

(3)将物体A、B看成整体,受力分析分析如图

根据正交分解法,则有

N

19. 质量m=1kg的小球在长为L=1m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力Tmax=46N,转轴离地高度h=6m,g取10m/s2则:

                                     

(1)若恰好通过最高点,则最高点处的速度为多大?             

(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断,则此时的速度为多大?

(3)绳断后小球做平抛运动,如图所示,求落地水平距离x.

【答案】(1)m/s(2)6m/s(3)6m

【解析】

【分析】

【详解】(1)当小球恰好通过最高点时,小球只受重力,并由重力提供向心力,设此时速度为v0 

根据牛顿第二定律得:

所以  

(2)若细绳此时恰好被拉断,则T=Tmax=46N 

小球在最低点时,由牛顿第二定律得:  

代入数据得:v=6m/s 

(3)绳断后,小球做平抛运动,设水平距离为x,则有:得:t=1s 

水平距离:x=vt=6m

20. 如图所示,质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。求:

(1)小物块放后,小物块及小车的加速度各为多大?

(2)经多长时间两者达到相同的速度?

(3)从小物块放上小车开始,经过t =1.5 s小物块通过的位移大小为多少?(取g=l0 m/s2)。 

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)对物块

得 

对车

(2)设经时间  两者共速,则有 

解得

 

 (3)在1s内,物块的位移 

1s时两者共速,速度

 

对整体

求得加速度 

则有 

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