学年河北省张家口市高一上期末物理试题解析版.docx

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学年河北省张家口市高一上期末物理试题解析版

2017-2018学年河北省张家口市高一（上）期末物理试卷

一、选择题

1.学习物理除了知识的学习外，更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列关于思想与方法的说法中不正确的是（　　）

A.根据速度定义式

，当△t非常小时，

就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

B.在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

C.在“探究求合力的方法”的实验中，运用了等效替代的思想

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

【答案】B

【解析】A、速度的定义

，表示平均速度，当△t→0时，表示物体在t时刻的瞬时速度，是采用数学上极限思想方法，故A正确．B、用质点来代替物体的方法是等效思想方法．故B错误.D、在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成无数小段，采用的是数学中的微元法．故D正确．C、合力与分力是等效替代的关系，在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想．故C正确．本题选错误的故选B．

【点睛】本题考查物理常用的思维方法．中学物理常用的思想方法有极限法、控制变量法、等效法、假设法等等．

2.如图所示，图a中的“4km”是里程标志，图b中的“80”是要求车速不超过80km/h．关于这两个标志所指的物理量，表述正确的是（　　）

A.4km是指位移

B.4km是指路程

C.80km/h是指车辆行驶的平均速度

D.80km/h是指车辆行驶的平均速度大小

【答案】B

【解析】试题分析：

平均速度表示某一段时间或一段位移内的速度，瞬时速度表示某一时刻或某一位置的速度．路程表示运动轨迹的长度，位移的大小等于初位置到末位置的距离．

图a表示距离下个出口的距离为4km，公路不是直线，故表示路程，A错误B正确；车速不超过80km/h，表示允许行驶的最大速度，也表示在某一位置的速度，故为瞬时速度，CD错误．

3.如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹簧秤A和B的示数分别为（　　）

A.1N，0B.0，1NC.2N，1ND.1N，1N

【答案】D

4.汽车以20m/s的初速度做匀减速直线运动，刹车后的加速度为5m/s2，那么刹车后6s内的位移为（　　）

A.90mB.30mC.40mD.60m

【答案】C

【解析】汽车速度减至零所用时间为

.则刹车后6s内的位移等于4s内的位移，为

故选C.

5.如图所示，物体M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向是（　　）

A.竖直向下B.竖直向上C.斜向下偏左D.斜向下偏右

【答案】A

【解析】试题分析：

物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；由于重力和支持力均沿竖直方向，两力的合力也一定沿竖直方向，因推力有向下的分量，故两力的合力一定竖直向上；根据共点力的平衡条件可知，推力及摩擦力的合力应与重力与支持力的合力大小相等方向相反，故推力和物体受到摩擦力的合力方向竖直向下；故选A。

考点：

物体的平衡

6.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同均为200N，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，θ=30°．则O点悬挂的重物G不能超过（　　）

A.100NB.173NC.346ND.200N

【答案】A

【解析】试题分析：

假设细绳OA、OB、OC均不被拉断．以结点O为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件比较三绳拉力的大小关系，判断随着重物重力增大，哪根绳拉力先被拉断，再求解最大重力．

解：

假设细绳OA、OB、OC均不被拉断．以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图，由平衡条件得知：

FB与FC的合力与FA大小相等、方向相反，由几何知识得知，细绳OA拉力FA最大，则随着重物重力增大，细绳OA拉力先被拉断，则当细绳OA拉力达到最大时，悬挂的重物G达到最大，

此时最大重力Gmax=FC=FAsinθ=200×

故选A

【点评】本题采用假设法，通过分析三根绳子拉力大小关系判断哪根先断是关键，同时在正确分析受力情况，作出力图．

7.假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大（如图所示），他先后做出过几个猜想，其中合理的是（　　）

A.刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了外形美观，跟使用功能无关

B.在刀背上加上同样的力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关

C.在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大

D.在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大

【答案】D

【解析】把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图乙所示

当在劈背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等（F1=F2），因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示．在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑（图中阴影部分），根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，由关系式，得F1=F2，由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sinθ的值越小，F1和F2越大，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚．使用时，用前部切一些软的物品，用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，故CD正确，AB错误。

8.一个在µ=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，运动过程中物体还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则它受到的滑动摩擦力为（g取10m/s2）（　　）

A.10N，水平向右

B.10N，水平向左

C.20N，水平向左

D.20N，水平向右

【答案】C

【解析】由滑动摩擦力公式f=μFN=0.1×200N=20N，方向与相对运动方向相反，所以为水平向左．故选C．

【点睛】解决本题的关键掌握滑动摩擦力的大小公式和方向的判定，注意滑动摩擦力与水平向左的拉力无关．

9.质点做直线运动的v-t图象如图所示，则（　　）

A.在第1s内质点做变速直线运动

B.在1～3s内质点做加速度a=-2m/s2的匀变速直线运动

C.在2～3s内质点的运动方向与规定的正方向相反，加速度方向同1～2s内的加速度方向相同

D.在前3s内速度的变化量为4m/s

【答案】BC

【解析】试题分析：

在前2s内速度为正值，表示物体沿正方向运动，后1s内速度负值，表示物体沿负方向运动．v-t图象的斜率表示加速度，由斜率研究加速度的大小和方向．速度的变化量等于末速度与初速度之差．

10.如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的（　　）

A.方向一定沿斜面向下

B.方向可能沿斜面向下

C.大小可能等于零

D.大小可能等于F

【答案】BCD

【解析】A.当F大于Mgsinθ，由于沿斜面方向平衡，则静摩擦力方向沿斜面向下。

当F小于Mgsinθ，由于沿斜面方向平衡，则静摩擦力方向沿斜面向上，故A错误，B正确；

C.当F与重力向下的分力相等时，摩擦力大小可以为零，故C正确；

D.若F为重力沿斜面向下分力的一半，则摩擦力可以等于F，故D正确。

本题选择错误答案，故选：

A.

点睛：

根据推力F的大小与重力分力的大小确定摩擦力的方向，注意分析推力与重力沿斜面向下分力的大小关系．

11.如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个质量为1kg的重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N．关于电梯的运动（如图所示），以下说法正确的是（g取10/s2）（　　）

A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为2m/s2

B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为2m/s2

C.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2m/s2

D.电梯可能向上减速运动，加速度大小为2m/s2

【答案】BD

【解析】试题分析：

从题中可知物体处于失重状态，即加速度向下，减速上升，或者加速下降，根据牛顿第二定律可得

，

，解得

，B正确；

考点：

考查了超重失重

【名师点睛】失重状态：

当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：

当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度．

12.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，以下说法正确的是（已知cos53°=0.6，sin53°=0.8）（　　）

A.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为

B.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为

C.小球静止时弹簧的弹力大小为

D.小球静止时细绳的拉力大小为

【答案】AC

【解析】小球静止时，分析受力情况，如图：

由平衡条件，弹簧的弹力大小为：

；细绳的拉力大小为：

.细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：

．故A、C正确、B、D错误．故选AC．

【点睛】本题中小球先处于平衡状态，由平衡条件求解各力的大小，后烧断细绳，小球处于非平衡条件，抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键．

二、实验题

13.探究“互成角度的两个力的合成”实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，第一次用两只弹簧秤同时拉OB和OC，第二次只用一只弹簧秤拉OB．

（1）下列说法正确的是_____（填字母代号）

A．必须将弹簧秤都拉伸到相同刻度

B．只要将橡皮条拉伸相同长度即可

C．需要及时记录下拉力的大小和方向

D．必须将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置

（2）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是_____（填字母代号）

A．拉橡皮条的绳细一些并且长一些

B．标记同一细绳方向的两点尽量近一些

C．使拉力F1和F2的夹角尽量等于90°

D．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行

（3）甲、乙两图分别是某两位同学在做以上实验时得到的结果，其中符合实验事实的是_____（填“甲”或“乙”，其中力F′是用一只弹簧测力拉计时的图示）

【答案】

（1）.CD

（2）.AD（3）.甲

【解析】

（1）A、B、本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即研究合力与分力的关系．根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同．故A、B错误．C、要作出力的图示，所以要记录力的大小和方向，故C正确。

D、在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力等效，而弹簧秤不必拉到相同刻度．故D正确．故选CD.

（2）A、两根细线应适当长些，便于减小力的方向测量的误差，故A正确；B、为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故B错误；C、两拉力F1、F2之间的夹角不宜过小以60°～100°为宜，故C错误；D、本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大．两细绳长度不需要相同．故D正确．故选AD。

（3）用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，故甲符合实验事实．

【点睛】实验的核心是实验原理，根据原理选择器材，安排实验步骤，分析实验误差，进行数据处理等等，难度适中．

14.如图1为“探究加速度与力的关系”的实验装置图，小车的质量为M，托盘及砝码的质量为m．

（1）实验时打点计时器应使用_____电源（选填“直流”或“交流”）

（2）实验中_____．

A．应保持M不变，改变mB．应保持m不变，改变M

C．应保证M比m小得多D．应保持M和m的比值不变

（3）如图2所示是实验中获得的一条纸带的一部分，选取A、B、C三个计数点，每相邻两个计数点间的时间间隔均为0.1s，则小车运动的加速度大小是_____m/s2．

（4）若某同学实验时遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他得到的a-F图象，应该是图3中的_____图线（选填“甲”、“乙”、“丙”）

【答案】

（1）.交流

（2）.A（3）.0.67（4）.丙

【解析】

（1）打点计时器必须使用交流电源，故答案为为交流；

（2）本实验使用控制变量法研究，探究加速度与物体受力的关系时，要保证小车的质量M不变，改变托盘及砝码的质量m，故A正确，B错误；要用托盘及砝码的重力代替绳子的拉力，则需要满足M比m大得多，故CD错误．故选A.

（3）根据△x=aT2可得：

；

（4）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为丙．

点睛：

本题考查验证加速度与力和质量间的关系，会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量远远大于小桶（及砝码）的质量，且会根据原理分析实验误差．

三、计算题

15.在距地面h=20m高处，以初速度v0=20m/s水平向右抛出一物体，求：

（1）物体落地时的水平位移x的大小；

（2）落地时速度v的大小．

【答案】

（1）x=40m

（2）

【解析】【试题分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移x．由vy=gt求出落地时竖直分速度，通过平行四边形定则求出物体落地时速度v的大小．

（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据公式

得

则物体落地时水平位移大小为：

x=v0t=20×2m=40m

（2）物体落地时竖直分速度大小为：

vy=gt=10×2m/s=20m/s

落地时速度的大小为

【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和平行四边形定则灵活求解．

16.如图所示，滑雪运动员质量m=75kg，沿倾角θ=30°的山坡匀加速滑下，经过1s的时间速度由3m/s增加到7m/s，求：

（1）运动员在这段时间内沿山坡下滑的距离

（2）运动员受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）

【答案】

（1）x=5m

（2）f=75N

【解析】【试题分析】根据速度时间关系求得下滑时的加速度，再根据位移时间关系求得下滑的位移；

根据速度时间关系得下滑时的加速度，再根据牛顿第二定律求得下滑时受到的阻力．

（1）由运动学公式知运动员下滑时的加速度

所以运动员下滑的位移

（2）以滑雪运动员为研究对象，建立坐标系，受力如图:

由牛顿第二定律mgsinθ-f=ma

所以运动受到的阻力：

f=mgsinθ-ma=75×10×0.5-75×4N=75N

【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．

17.一辆卡车以vB=10m/s的初速度沿直线方向做匀减速直线运动，加速度的大小为a=2m/s2，在其后方一辆小汽车以vA=4m/s的速度向相同方向做匀速直线运动，小汽车在卡车后方相距x0=7m处，从此时开始计时，求：

（1）小汽车追上卡车前，两车间的最大距离d是多大？

（2）经过多长时间小汽车追上卡车？

【答案】

（1）d=16m

（2）t=8s

【解析】

（1）两车速度相等经历的时间为t1有：

vA=vB-at1，

即：

4=10-2t1…

（1）

汽车与卡车的最远距离d，有：

vB2−vA2＝2axB1，

即：

102−42＝2×2×xB1…

（2）

xA1＝vAt，

即：

xA1＝4×t1…（3）

两者间的最大距离为：

d＝x0+xB1−xA1，

即：

d＝7m+xB1−xA1…（4）

以上各式联立解之得：

d=16m．       

（2）卡车速度减为零的时间为t2，有：

0=vB-at2，

即：

0=10-2t2…（5）

得：

t2=5s            

卡车速度减为零的位移为：

2axB＝vB2

即：

2×2×xB＝102…（6）

解之得：

xB=25m    

此时汽车的位移为：

xA=vAt2=4×5m=20m

因为xA＜xB+x0，可知卡车速度减为零时，汽车还未追上卡车．   

还需追及的时间：

则有：

t=t2+t3=5s+3s=8s．

点睛：

本题考查追击问题，小汽车追上卡车前，当两车的速度相等时两车间的距离最大，这是解答第一问的关键；而第二问解题的关键则是判断卡车减速到零时汽车是否追上卡车．

18.如图所示，质量为M，长度为L的长木板放在水平桌面上，木板右端放有一质量为m的小木块（可视为质点），木块与木板之间的动摩擦因数为μ;开始时木块、木板均静止，某时刻起给木板施加一大小为F方向水平向右的恒定拉力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．

（1）若桌面光滑，且M和m相对静止，则木块受到的摩擦力f多大？

（2）若木板与桌面之间的动摩擦因数也为μ，拉力F=6μ（M+m）g，求从开始运动到木板从小木块下抽出经历的时间t．

【答案】

（1）

（2）

【解析】【试题分析】M与m一起做匀加速直线运动，加速度相同，对整体运用牛顿第二定律求出加速度，再对m受力分析，根据牛顿第二定律即可求解f．根据牛顿第二定律求出木块和木板的加速度，根据位移时间公式算出M和m的位移，木板被拉出时两者位移之差为板长L，由此可以得到拉出时间t．

（1）对M与m整体运用牛顿第二定律得：

对m受力分析，根据牛顿第二定律得：

（2）在此过程中，木块与木板各做匀加速运动.

木块的加速度为

木板的加速度为：

木板从小木块下抽出时，木块的位移：

木板的位移

又：

S2-S1=L

解得:

【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解，要知道木板被拉出时两者位移之差等于板长L，运用隔离法研究相对滑动的情形．