湖北省荆门市学年高一上学期期末物理试题附解析.docx
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湖北省荆门市学年高一上学期期末物理试题附解析
湖北省荆门市2018-2019学年高一（上）期末
物理试卷
一、单选题
1.下列关于牛顿运动定律的有关说法中正确的是（ ）
A.惯性定律告诉我们，物体只有在不受力时才有惯性
B.质量是物体惯性大小的唯一量度
C.牛顿第三定律说明作用力和反作用力是一对平衡力
D.作用力和反作用力可以是不同性质的力
【答案】B
【解析】
【详解】惯性是物体的固有属性，惯性大小只与质量有关，与物体是否受力等无关，故A错误，B正确；两个物体之间的作用力和反作用力，作用在两个物体上，作用的效果不可能相互抵消，不是平衡力。
故C错误；相互作用力一定是相同性质的力，故D错误；故选B。
【点睛】牛顿第三定律的内容主要有：
两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。
即F1=-F2。
①力的作用是相互的。
同时出现，同时消失。
②相互作用力一定是相同性质的力。
③作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同
⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力。
牛顿第一定律是重要的力学定律，也叫惯性定律，要注意明确牛顿第一定律既揭示了力与运动的关系，又提出了一切物体均具有惯性；注意体会力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
尤其要记住作用力与反作用力的五个性质。
2.关于运动的描述，以下说法正确的是（ ）
A.质点是一个理想化模型，就是很小的物体
B.要描述一个物体的运动可以不需要选定参考系
C.我们上午8点开始上课，这里“8点”指的是时刻
D.初末位置相同时，物体的位移可以大于路程
【答案】C
【解析】
【分析】
当物体的大小和形状在所研究的问题中能忽略，物体可以看成质点。
参考系的选取是任意的、必须的；时间是指时间的长度，在时间轴上对应时间段，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。
【详解】体积较小、质量很小的物体不一定能看成质点，比如研究原子核的内部结构，原子核不能看成质点。
故A错误。
不选定参考系，无法研究某一物体是怎样运动的，故B错误；上午8点开始上课，指的是时刻，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。
故C正确。
物体的位移总是小于等于路程，不可能大于路程。
故D错误。
故选C。
【点睛】解决本题的关键掌握物体能否看成质点的条件，关键看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略。
3.汽车和高铁是现在我们出行的重要交通工具，假设甲乙两地直线距离是50km，从甲地到乙地乘汽车需要1h，乘高铁需要0.5h，则（ ）
A.汽车行驶的瞬时速度一定是50km/h
B.汽车行驶的平均速率一定是50km/h
C.高速列车运行的平均速度大小大于100km/h
D.高速列车运行的平均速度大小等于100km/h
【答案】D
【解析】
【分析】
利用平均速度的定义式
求平均速度，其中x为位移；利用平均速率公式
求平均速率，其中s为路程。
【详解】由题意知位移x=50km，考虑到公路与铁路都会有一定的弯曲，所以路程s＞50km；利用平均速度的定义式
知汽车的平均速度为：
，汽车的平均速度是50km/h，考虑到汽车的加速与减速，所以汽车行驶的瞬时速度不一定是50km/h。
故A错误；路程s＞50km，所以汽车行驶的平均速率一定大于50km/h。
故B错误；利用平均速度的定义式
知高速列车的平均速度为：
，故C错误，D正确。
故选D。
4.甲乙两个质点从同一位置沿着同一直线运动，他们的v-t图象如图所示，则（ ）
A.甲乙两个质点在3秒末相遇
B.甲质点的加速度大小为2m/s2
C.3秒末两质点相距9m
D.前3秒甲质点的平均速度大小为4.5m/s
【答案】D
【解析】
【分析】
根据图象与时间轴围成的面积表示物体在该段时间内物体通过的位移，分析0-3s内两个质点位移关系，从而确定在第3s末是否相遇。
根据图象的斜率求质点的加速度。
由位移关系求3秒末两质点相距距离。
由公式
求前3秒甲质点的平均速度。
【详解】根据图象与时间轴围成的面积表示位移，知0-3s内甲质点的位移比乙质点的大，而两个质点是从同一位置沿着同一直线运动的，所以甲乙两个质点在3秒末没有相遇，故A错误。
甲质点的加速度大小为
．故B错误。
3秒末两质点相距等于0-3s内两个质点位移之差，为S=
m=4.5m，故C错误。
前3秒甲质点做匀减速直线运动，平均速度大小为
，故D正确。
故选D。
【点睛】解决本题的关键是明确v-t图象的斜率和面积的物理意义，知道图象的斜率表示加速度，面积表示位移。
5.辉辉小朋友和爸爸一起去游乐园玩滑梯。
假设辉辉的质量m=30kg，滑梯斜面与水平面夹角为θ且大小可以调整，第一次当θ1=30°时恰好匀速下滑，第二次当θ2=37°时以加速度a加速下滑。
设他与滑梯面的动摩擦因数为μ，滑梯对他支持力和摩擦力分别为FN1、FN2、f1和f2，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则以下正确的是（ ）
A.μ=
B.a=5m/s2C.FN1=FN2D.f1=f2
【答案】A
【解析】
【分析】
根据平衡条件求解动摩擦因数；根据牛顿第二定律求解加速度；根据平衡条件结合摩擦力的计算公式得到支持力和摩擦力的表达式进行分析。
【详解】当θ1=30°时恰好匀速下滑，根据平衡条件可得mgsin30°=μmgcos30°，解得μ=tan30°=
，故A正确；当θ2=37°时以加速度a加速下滑，根据牛顿第二定律可得mgsin37°-μmgcos37°=ma，解得：
a=1.4m/s2，故B错误；支持力FN=mgcosθ，由于θ1＜θ2，故FN1＜FN2，故C错误；摩擦力f=μmgcosθ，由于θ1＜θ2，故f1＜f2，故D错误；故选A。
【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
6.如图所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上．A、B间接触面光滑．在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体关于A、B两物体的受力个数，下列说法正确的是（ ）
A.A受3个力，B受4个力B.A受4个力，B受3个力
C.A受3个力，B受3个力D.A受4 个力，B受4个力
【答案】A
【解析】
试题分析：
因物体A恰好不离开地面，则地面对A恰无支持力，则物体A受重力、力F以及B对A的弹力作用；物体B受：
A对B的弹力、重力、地面的支持力以及地面的摩擦力作用；故选A．
考点：
受力分析
【名师点睛】此题是对物体的受力分析问题；关键是分析题意，物体A恰不离开地面时，对地面的压力为零；注意物体与地面之间有弹力时才有摩擦力存在；解题时要注意受力分析的步骤，先重力，后弹力，最后是摩擦力.
7.如图所示，细线的一端固定在斜面体顶端，另一端拴一质量为0.1kg的小球，斜面体倾角53°．当二者一起以加速度5m/s2向右匀加速运动时，细线拉力为T1；当二者一起以加速度10m/s2向右匀加速运动时，细线拉力为T2，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（ ）
A.T1=1.1NB.T1=0.625NC.T2=1.25ND.T2=14.1N
【答案】AD
【解析】
【分析】
对小球受力分析，沿x、y方向分别正交分解，列方程可求解；求出斜面对小球支持力刚好等于0时的水平向右的加速度临界状态，结合小球受力分析列方程可求解。
【详解】设斜面对小球的支持力刚好等于0时水平向右的加速度为a0，小球只受重力和绳的拉力F2作用；在水平方向：
F2cos53°=ma0
在竖直方向：
F2sin53°=mg
解得，a0=0.75g=7.5 m/s2
由于a1=5m/s2＜a0
所以 在x方向，T1cos53°-FNsin53°=ma1
在y方向，T1sin53°+FNcos53°=mg
解得T1=1.1N，故A正确，B错误；
因a2=10m/s2＞a0，所以小球已离开斜面，设此时细绳与水平面夹角为α，细绳对小球的拉力为T2，对小球，在水平方向：
F2cosα=ma2
在竖直方向：
T2sinα=mg
解得：
T2=10
N≈14.1N，故D正确。
故选AD。
【点睛】本题考查了牛顿第二定律的综合应用，关键找到斜面对小球的支持力刚好等于0时水平向右的加速度，综合性强。
8.A、B两球用长为L的细线相连，现用手提着B从一定高处由静止释放，A、B两球落地时间差为△t1，速度差为△v1。
若再从稍高处自由释放，两球落地时间差为△t2，速度差为△v1，不计空气阻力，则
A.△t1＜△t2
B.△t1＞△t2
C.△v1＞△v2
D.△v1＜△v2
【答案】BC
【解析】
设细线的长度为L，第一个小球着地后，另一个小球运动的位移为L，在L内运动的时间，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，知高度越高，另一个小球在位移L内的初速度越大，根据L=v0t+
gt2，初速度越大，时间越短。
所以△t1＞△t2．故B正确，A错误。
根据△v=g△t，可知△v1＞△v2故C正确，D错误，故选BC。
点睛：
解决本题的关键通过一球落地后，另一球运动的位移不变，等于绳子的长度，根据初速度的大小，判断出两球落地的时间差的变化。
9.把一个质量为2kg的物体挂在弹簧秤下，在电梯中看到弹簧秤的示数是16N，g取10m/s2，则可知电梯的运动情况可能是（ ）
A.以4m/s2的加速度加速上升B.以2m/s2的加速度减速上升
C.以2m/s2的加速度加速下降D.以4m/s2的加速度减速下降
【答案】BC
【解析】
【分析】
电梯和物体具有相同的加速度，对物体分析，根据牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向，从而得出电梯的运动情况；
【详解】对物体分析，弹簧秤的示数即弹簧秤对物体的拉力，根据牛顿第二定律得：
，方向竖直向下，知电梯以2m/s2的加速度减速上升，或以2m/s2的加速度加速下降，故B、C正确，A、D错误；
故选BC。
【点睛】关键知道物体与电梯的加速度相同，根据牛顿第二定律求出加速度的大小和方向是解决本题的关键。
10.快递分拣常常利用传送带运送货物。
现在分拣员把一质量为2kg的货物轻放在水平传送带左端，传送带以恒定的速度v0=2m/s向右运行，传送带左右两端距离为4m，货物与传送带之间动摩擦因数为0.5，g取10m/s2，货物可作质点处理，则货物到达右端的时间t和速度v分别是（ ）
A.t=2.2sB.t=1.6sC.v=2m/sD.v=8m/s
【答案】AC
【解析】
【分析】
该体是牛顿第二定律应用的传送带模型，根据该题型的分析解答方法，运用牛顿第二定律和运动规律求解即可。
【详解】对放上传送带的货物受力分析，应用牛顿第二定律可得：
，解得：
货物开始运动时的加速度
；由速度位移公式可得：
，解得：
货物加速到与皮带速度相等时滑过的距离
，所以货物在传送带上先加速后匀速。
货物到达右端的速度
；货物到达右端的时间
。
故AC两项正确，BD两项错误。
11.打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器，高中物理实验中常常用到它。
关于打点计时器说法正确的是（ ）
A.电火花打点计时器一般使用220V交流电源
B.实验时先释放拖着纸带的小车，再接通打点计时器电源
C.利用打点计时器可以测速度和加速度
D.在“探究小车速度随时间变化的规律”和“探究加速度与力、质量的关系”两个实验中都可以用到打点计时器
【答案】AD
【解析】
【分析】
用打点计时器的工作原理和使用打点计时器的注意事项即可分析选项。
【详解】电火花打点计时器使用的是220V交流电源，故A正确；实验中应先接通电源，再释放小车，故B错误；利用打点计时器打出的的知道可以算出速度和加速度，故C错误；在“探究匀变速直线运动的规律”和“探究加速度与力、质量的关系”两个实验中都可以用到打点计时器，故D正确。
故选AD。
二、实验题探究题
12.某实验小组想测量一个小车的质量，他们认为，根据牛顿第二定律，只要知道了做匀变速直线运动的小车受到合外力和加速度就可以算出小车的质量．于是他们设计了一个如图1所示的实验装置，图中的传感器可以精确显示细绳的拉力．请回答以下问题．
（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦，其目的是使细绳的拉力为小车做匀加速运动的______．
（2）实验中传感器与所挂钩码的总质量m和小车质量M之间应满足的关系为______．
A．m＜M B．m＜＜M C．m＞M D．无要求
（3）实验中传感器与所挂钩码的总质量为0.11kg，传感器示数为1.0N，实验中打点计时器所使用的电源频率为50Hz，图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：
1、2、3、4、5是计数点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，由该纸带的测量数据可求得小车的加速度a=______m/s2，小车质量为______kg．（保留两位有效数字）
【答案】
（1）.合力
（2）.D（3）.1.1（4）.0.91
【解析】
【分析】
（1）实验中要保证绳子的拉力等于小车所受的合力，由于小车受到阻力作用，所以实验前需平衡摩擦力；
（2）本题中绳子的拉力可以由传感器直接读出，不需要用钩码的重力代替；
（3）根据△x=aT2求解加速度，根据牛顿第二定律求解小车质量．
【详解】
（1）实验装置需要对小车进行平衡摩擦，为了使小车所受的合力等于绳子的拉力；
（2）本题中绳子的拉力可以由传感器直接读出，不需要用钩码的重力代替，所以实验中传感器与所挂钩码的总质量m和小车质量M之间没有要求．故选D
（3）根据△x=aT2得：
根据牛顿第二定律得：
【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及实验中的注意事项，掌握平衡摩擦力的方法，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解加速度．
三、计算题
13.一质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，现在给它施加一个水平向右的3N恒力作用，求物体在第3秒内的位移是多大？
【答案】7.5m
【解析】
【分析】
根据牛顿第二定律求解加速度，根据位移时间关系求解第3秒内的位移。
【详解】由牛顿第二定律可知：
F=ma
解得：
a=3m/s2
由位移公式可知：
前2s内位移为：
x2=
at22=6m
前3s内位移为：
x3=
at32=13.5m
物体第3秒内的位移为：
x=x3-x2=7.5m
【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
14.质量为0.2kg的小球被两段细线OA、OB悬挂在空中，A、B固定在墙上，两段细线与竖直方向夹角分别是30°和60°，开始小球静止，如图所示，g取10m/s2．问：
（1）两段细线此时张力TOA、TOB分别是多少？
（2）假如细线OA能承受的最大拉力为3N，细线OB能承受的最大拉力为2N，那么它们所挂小球的质量最大是多少？
【答案】
（1）
；1N
（2）
【解析】
【分析】
（1）对小球进行受力分析，由平衡条件列式可求解；
（2）若要保证OA绳安全科求得小球的质量的最大值，若要保证OB绳的安全科求得一个质量的最大值，为了保证两根绳都安全所以取较小质量。
【详解】
（1）对小球进行受力分析，由平衡条件可得：
TOA=mgcos30°=
N
TOB=mgsin30°=1N
（2）由
（1）可知：
TOA=mgcos30°≤3N
解得：
m≤
kg
TOB=mgsin30°≤2N
解得：
m≤0.4kg
因此小球最大质量m=
kg
【点睛】本题考查了物体的平衡条件，在求解小球的最大质量时要让两根绳都安全，所以取了较小的质量。
15.周末小明帮爸爸做点力所能及的事情，他们要把一批质量均为m=50kg的箱子搬上车厢运走，爸爸在车厢与地面之间固定了一条长为L=2.5m的木板，木板与地面夹角为θ=37°，箱子与木板间动摩擦因数为μ=0.25，开始箱子放在木板下端A处，小明在车厢上通过轻绳往上拉箱子。
（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，箱子可看做质点。
）
（1）开始小明尝试用F1=300N力沿着木板方向往上拉一个箱子，结果箱子没动，求此时箱子受到木板摩擦力多大？
（2）后来爸爸过来帮忙沿着木板方向往上施加力F2，如果小明仍用F1往上拉箱子，经过t=5s箱子到达上端B处，求F2是多大？
【答案】
（1）0；
（2）110N
【解析】
【分析】
（1）对箱子进行受力分析，根据平衡条件求解摩擦力；
（2）由位移公式求解加速度，对箱子受力分析，沿着木板方向由牛顿第二定律求解F2。
【详解】
（1）对箱子进行受力分析，利用正交分解由平衡条件可得：
f1=mgsin37°-F1=0
（2）箱子从A到B匀加速运动，由位移公式：
L=
at2
解得：
a=0.2m/s2
对箱子受力分析，沿着木板方向由牛顿第二定律：
F1+F2-mgsin37°-μmgcos37°=ma
解得：
F2=110N
【点睛】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
16.两辆玩具小车在同一水平轨道上运动，在t=0时刻，甲车在乙车前面S0=4m的地方以速度v0=2m/s匀速行驶，此时乙车立即从静止开始做加速度a=1m/s2匀加速直线运动去追甲车，但乙车达到速度vm=3m/s后开始匀速运动。
求：
（1）从开始经过多长时间乙车落后甲车最远，这个距离是多少？
（2）从开始经过多长时间乙车追上甲车，此时乙车通过位移的大小是多少？
【答案】
（1）6m
（2）21m
【解析】
【分析】
（1）匀加速追匀速，二者同速时间距最大；
（2）先判断乙车达到最大速度时两车的间距，再判断匀速追及阶段的时间即可。
匀加速追及匀速运动物体时，二者同速时有最小间距。
【详解】
（1）当两车速度相等时相距最远，即v0=at0，故t0=2s；
此时两车距离x=S0+v0t0-
at02
解得x=6m；
（2）先研究乙车从开始到速度达到vm时与甲车的距离。
对乙车：
vm=at1，2ax乙=vm2 ，
对甲车：
x甲=v0t1
解得x甲=6m，x乙=4.5m t1=3s
x甲+S0＞x乙，故乙车达到最大速度时未追上乙车，此时间距为△s=x甲+s0-x乙=5.5m，
乙车还需要时间
，
故甲追上乙的时间t=t1+t2=3+5.5s=8.5s，
此时乙车的位移为X总=x乙+vmt2=4.5+3×5.5m=21m；
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