安徽省蚌埠市第二中学2019-2020高一物理上学期期中考试试卷（附解析Word版）

2019-2020 学年第一学期期中考试高一物理试题 一、选择题 1.下列关于矢量和标量的说法正确的是 A. 做直线运动的甲、乙两物体位移 x 甲＝3 m，x 乙＝－5 m，则 x 甲>x 乙 B. 速度是矢量，而速度变化量是标量 C. 电流既有大小又有方向，所以它 矢量 D. 矢量和标量遵从不同的运算法则，而不只是看物理量的正、负 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲、乙两物体位移分别为 x 甲=3 m，x 乙=-5 m，乙的位移大小为 5m，可知乙的位移 大于甲的位移，故 A 错误； B．速度和速度变化量都是矢量，选项 B 错误； C．电流既有大小又有方向，但是电流的合成不符合平行四边形法则，所以它是标量，选项 C 错误； D．矢量是既有大小又有方向的物理量，它的运算规律是平行四边形定则，标量只有大小没有 方向，它的运算只遵循算术法则，选项 D 正确。 2.关于速度和加速度的概念，说法不正确的是 A. 速度大，加速度不一定大 B. 速度为零时，加速度可以不为零 C. 加速度的方向变化，速度方向一定变 D. 速度方向变化时，加速度方向可以不 变 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度大，加速度不一定大，选项 A 正确，不符合题意； B．速度为零时，加速度可以不为零，例如自由落体运动的物体刚下落时，选项 B 正确，不符 合题意； C．加速度的方向变化，速度方向不一定变化，选项 C 错误，符合题意； D．速度方向变化时，加速度方向可以不变,例如竖直上抛运动，选项 D 正确，不符合题意。 3.质点沿 x 轴做直线运动的位置坐标 x 与时间 t 的关系为 x=2+8t-t2（各物理量均采用国际 单位制单位），则该质点（  ） A. 第 ls 内的位移大小是 9m 是 B. 质点在第 1s 的位移比第 2s 的位移大 2m C. 速度减到零的时间为 8s D. 质点在 2s 末的速度与 6s 末速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．第 ls 内的位移大小是 选项 A 错误； B．第 2s 内的位移大小是 则质点在第 1s 的位移比第 2s 的位移大 2m，选项 B 正确； C．对比 可知：v0=8m/s，a=-2m/s2，则速度减到零的时间为 选项 C 错误； D．质点在 2s 末的速度： 6s 末速度 则质点在 2s 末的速度与 6s 末速度大小相同，方向不相同，选项 D 错误。 4.如图所示，物体 A 在水平推力 F 的作用下靠墙保持静止不动，下列说法正确的是(  ) A. 物体受到摩擦力 大小与推力 F 成正比 B. 物体受到摩擦力的大小与其重力相等 C. 当 F 增大时，物体所受摩擦力增大 D. 当 F 减小时，物体一定会下滑 的 2 1 (2 8 1 1 )m 2m 7mx = + × − − = 2 2 1 (2 8 2 2 )m (2 8 1 1 )m 5mx = + × − − + × − = 2 0 1 2x v t at= − 0 4vt sa = = 2 0 2 8 2 2 4m/sv v at= − = − × = 6 0 6 8 2 6 4m/sv v at= − = − × = − 【答案】B 【解析】 【详解】AB．物体静止，墙对物体的静摩擦力与重力平衡，与水平推力无关，即：f=mg，故 A 错误，B 正确； C．当 F 增大时，物体所受最大静摩擦力增大，但物体受的摩擦力仍等于 mg，选项 C 错误； D．当 F 减小时，最大静摩擦力减小，但物体不一定会下滑，故 D 错误； 5.一物体（可视为质点）从图中 O 点做初速度为零 匀加速直线运动，依次经过图中的 A、B、 C 三点，已知经过 OA、AB、BC 三段所用时间之比为 1:2:3，则 A. 经过 A、B、C 三点的速度之比为 1:2:3 B. 经过 OA、AB、BC 三段的位移之比为 1:4:9 C. 经过 OA、AB、BC 三段的位移之比为 1:9:36 D. 经过 OA、AB、BC 三段的平均速度之比为 1:4:9 【答案】D 【解析】 【详解】A．设物体经过 OA、AB、BC 三段所用时间分别为 t、2t、3t，则根据 v=at 可知，经 过 A、B、C 三点的速度之比为 1:3:6，选项 A 错误； BC．根据 可得，经过 OA、AB、BC 三段的位移之比为 ， 选项 BC 错误； D．根据 可知经过 OA、AB、BC 三段的平均速度之比为 ，选项 D 正确。 6.质量分布均匀的球形物体在地面附近的空中下落时，除受到重力外还受到与运动方向相反 的空气阻力作用（水平方向作用力忽略不计），假设空气阻力的大小与物体速率和横截面积成 正比。物体在两个力的作用下做变加速运动，最终二力平衡做匀速运动。现有相同材料的两 个实心球 M 和 N，M 的半径是 N 的 2 倍。则 M 最终匀速的速率是 N 最终匀速的速率的几倍（已 知球形体积 ） A. 2 倍 B. 4 倍 C. 8 倍 D. 16 倍 的 21 2x at= 2 2 2 2 21 1 1 1 1:[ (3 ) ]:[ (6 ) (3 ) ] 1:8: 272 2 2 2 2at a t at a t a t⋅ − ⋅ − ⋅ = xv t = 1 8 27: =1:4:91 2 3 ： 34 3V rπ= 【答案】A 【解析】 【详解】球下落时受阻力为： ； 球匀速下落时受力平衡： 即 解得 因 rM=2rN，则 vM=2vN； A．2 倍，与结论相符，选项 A 正确； B．4 倍，与结论不相符，选项 B 错误； C．8 倍，与结论不相符，选项 C 错误； D．16 倍，与结论不相符，选项 D 错误； 7.如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上处于静止状态，细绳与竖直 方向夹角为 θ。斜面倾角 α=θ，置于粗糙水平地面上。则下列说法正确的是 A. 斜面对小球的支持力方向竖直向上 B. 细绳对小球拉力大小等于斜面对小球的支持力的大小 C. 地面对斜面体无摩擦力的作用 D. 斜面体对地面的摩擦力水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】A．斜面对小球的支持力方向垂直于斜面向上，选项 A 错误； B．对小球，由几何关系可知细绳与竖直方向的夹角 θ 等于斜面的支持力与竖直方向的夹角 α， 2f kvS k r vπ= = mg f= 3 24 3 r g k r vπ ρ π= 4 3 grv rk ρ= ∝ 可知细绳对小球拉力大小等于斜面对小球的支持力的大小，选项 B 正确； C．对小球和斜面的整体，水平方向：f=Tsinθ，即地面对斜面体的摩擦力等于绳子的拉力在 水平方向的分量，选项 C 错误； D．由 C 的分析可知，地面对斜面体的摩擦力水平向左，则斜面体对地面的摩擦力水平向右， 选项 D 错误。 8.甲、乙两车同时由静止从 A 点出发，沿直线 AC 运动。甲做匀加速运动的加速度为 a1，到达 C 点时的速度为 v。乙先以加速度 a2 做匀加速运动，到达 B 点后再做加速度为 a3 的匀加速运 动，到达 C 点时的速度也为 v。若 a1≠a2≠a3，则 A. 甲、乙可能同时由 A 到达 C B. 若 a1a2，则甲一定先由 A 到达 C D. 甲、乙到达的先后与 a1、a2 无关 【答案】C 【解析】 【详解】B．根据速度时间图线得，若a1 > 2 2 0 1 1-2 2gt v t gt h+ = 0 2 ghgh v> > tan mg θ 【详解】CD．首先对物体 A 受力分析，如图所示： 根据平衡条件，有： 将物体 B 缓慢向右移动一小段距离，θ 变小，故滑块 A 与 B 之间的作用力变大，滑块 A 与竖 直挡板之间的弹力也是变大，故 C 错误，D 正确； AB．对 AB 整体受力分析，受重力、地面支持力、竖直挡板支持力、地面的静摩擦力，如图所 示： 根据平衡条件，地面支持力大小为： FN=（M+m）g 地面的摩擦力大小为： 再根据牛顿第三定律，对地压力大小为（M+m）g，故 A 错误，B 正确； 二、填空题 13.某同学想研究一遥控电动车的运动情况，他找来一个塑料瓶，设计了一个如图甲所示的装 置，瓶内装上墨水，通过调节开关使墨水缓慢滴下，然后将这个装置固定在车的尾部，如图 乙所示。使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选 择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的 10 个点到这个点的距 离，并记录在下面的表格中。 1 mgF sinθ= 2 mgF tanθ= 2 mgf F tanθ= = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 距离 (m) 0.422 1.546 3.076 4.890 6.813 8.713 10.645 12.571 14.483 16.429 （1）该同学制作的装置相当于物理实验室中的__________________(填仪器名称)。 （2）通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是___________。（请描述 出加速度和速度的变化情况） （3）要测量小车做匀速运动时的速度，该同学还需要知道的物理量是____________，他还需 要的测量工具是_____________。 【答案】 (1). 打点计时器 (2). 先做加速度变小的加速运动，后做匀速运动 (3). 相邻两墨水滴下的时间间隔 T 或匀速运动的时间 t (4). 秒表 【解析】 【详解】（1）[1]．该同学制作的装置相当于物理实验室中的打点计时器。 （2）[2]．依据表格中数据看出，在开始阶段小车在相邻相等时间内的位移之差△x 逐渐减小， 即小车先做加速度减小的加速运动；后阶段在相等时间内，位移相等，即小车做匀速运动； （3）[3][4]．要测量小车做匀速运动时的速度，该同学还需要知道的物理量是相邻两墨水滴 下的时间间隔 T 或匀速运动的时间 t ，他还需要的测量工具是秒表。 14.以下是某实验小组探究“二力合成规律”的过程。 (l)首先进行如下操作： ①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为 GE; ②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环在拉力 F1、F2 的共同作用下， 位于 O 点，橡皮条伸长的长度为 EO; ③撤去 F1、F2，改用一个力 F 单独拉住小圆环，仍使其位于 0 点，如图丙。 同学们发现，力 F 单独作用，与 F1、F2 共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由 于两次橡皮条伸长的长度相同，即____，所以 F 等于 F1、F2 的合力。 (2)然后实验小组探究了合力 F 与分力 F1、F2 的关系： ①由纸上 O 点出发，用力的图示法画出拉力 F1、F2 和 F（三个力的方向沿各自拉线的方向，三 个力大小由弹簧测力计读出）； ②用虚线将拉力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头端连接，如图丁，得到的启示是 ____； ③多次改变拉力 F1、F2 的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围 成的图形。实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边 形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫做____， 上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力 F 将圆环拉到 O 点，再用拉力 F1 和 F2 共同拉圆环产生相同效果，则 F1 和 F2 就是 F 的____，此实验可以探究____规律。 【答案】 (1). （1）橡皮条对小圆环的拉力相同； (2). （2）可构成平行四边形； (3). 平行四边形法则； (4). 分力； (5). 力的分解； 【解析】 【详解】（1）③两次橡皮条伸长的长度相等，即两次橡皮条对小圆环的拉力相同，说明单个 力 F 的作用效果跟 F1、F2 共同作用的效果相同； （2）②用虚线将拉力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头端连接，得到的力的图示的图形为平行 四边形， 和 为邻边， 为与 和 共顶点的对角线长度； ③多次改变拉力 F1、F2 的大小和方向，重做上述实验，在两个力合成时，以表示这两个力的 有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规 律叫做平行四边形定则； ④如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力 F 将圆环拉到 O 点，再用拉力 F1 和 F2 共同 拉圆环产生相同效果，则 F1 和 F2 就是 F 的分力，此实验可以探究力的分解规律。 1F 2F F 1F 2F 【点睛】本题属于对实验原理的直接考查，应准确掌握实验的目的及实验原理分析需要记录 的内容，在学习绝不能死记硬背。 三、计算题 15.放在水平桌面上的质量 M=1.0kg 的木块 A 处于静止状态，弹簧秤读数始终为 4.0 N，滑轮 摩擦不计。物块与桌面间的动摩擦因数 ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为使木 块 A 始终处于静止状态，求砝码盘和砝码的总质量 m 的取值范围(g 取 10 m/s2)。 【答案】 【解析】 【详解】当 m 较小时，A 受向右的静摩擦力： 当静摩擦力取最大值时： 解得 m 的最小值为 0.2kg； 当 m 较大时，A 受向左的静摩擦力： 同理可求得：m 的最大值为 0.6kg， 综上： 16.可视为质点的物体以初速度 v0=2m/s 滑上一足够长的倾斜轨道，如图甲所示。从滑上轨道 开始计时，其在轨道上运动的加速度随时间变化情况如图乙所示，取沿轨道向上为正方向。 求： （1）0-4s 内物体运动的位移大小及 4s 末物体的速度大小； 0.2µ = 0.2kg 0.6kgm≤ ≤ F mg F= +弹 静 2Nmf Mgµ= = F F mg+ =弹 静 0.2kg 0.6kgm≤ ≤ （2）物体速度减为零后回到出发点所用的时间。 【答案】（1）24m ；10m/s；（2） 【解析】 【详解】（1）由 得： x1=24m 由 得： v=10m/s （2）由图像信息结合匀变速直线运动的规律可知，物体在 6s 内速度的变化量为： 即物体在 6s 末速度减速至零，减速位移 减速至零后反向做匀加速运动： 得 17.如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块 A 和悬挂的物块 B 均处于静止状态。轻绳 AO 绕 过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻 绳的 OC 段与竖直方向的夹角 ，斜面倾角 ，物块 A 和 B 的质量分别为 mA＝5kg， mB＝1.5kg，弹簧的伸长量 x=4cm(取 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度 g＝10 m/s2)。 求： 34s 2 1 0 1 1 1 1 2x v t a t= + 0 1 1v v a t= + 2 4 2 ( 5) 2m/sv∆ = × + × − = − 2 2 10 2m 10m2 2 vx t= = × = 2 1 2 3 3 1 2x x a t+ = 3 34st = 53θ °= 37α °= （1）弹簧的劲度系数 k （2）物块 A 受到的摩擦力 【答案】（1）k＝500 N/m （2）5 N，方向沿斜面向上 【解析】 【详解】（1）对结点 O 受力分析如图所示： 根据平衡条件，有： Tcosθ-mBg=0 Tsinθ-F=0 且：F=kx 解得 k=500 N/m； （2）设物体 A 所受摩擦力沿斜面向下，对物体 A 做受力分析如图所示： 根据平衡条件，有： T-f-mAgsinα=0 解得： f=-5N 即物体 A 所受摩擦力大小为 5N，方向沿斜面向上． 18.无人驾驶汽车已完成国内首次城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。 （1）无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方 80m 范 围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的加速度为 2.5 m/s2，为不撞上 前方静止的障碍物，汽车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？ （2）若有人驾驶 汽车以 30m/s 的速度一直匀速行驶，无人驾驶的汽车以 20m/s 的速度行驶。 某一时刻有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车的正后方 8m 处，由于距离较近，前方无人驾驶汽车 立即以 5m/s2 的加速度做匀加速运动，试通过计算判断两车能否避免相撞？ （3）若有人驾驶的汽车以 20m/s 的速度行驶，无人驾驶的汽车以 30m/s 的速度行驶。某一时 刻有人驾驶的汽车在无人驾驶汽车的正前方 18 m 处，由于距离也较近，后方无人驾驶汽车立 即以 2.5m/s2 的加速度一直做匀减速运动。减速 2s 后，前方有人驾驶的汽车司机发现了后车， 立即以 2.5m/s2 的加速度做匀加速运动（不计司机的反应时间）。试通过计算判断两车能否避 免相撞？如不相撞，求出两车之间的最小距离。 【答案】（1）20 m/s。（2）两车不能避免相撞。（3）0.5m 【解析】 【详解】（1）对无人驾驶汽车，由运动学公式有 ， 解得 v0＝20 m/s。 （2）假设两车经 t 时间后速度相等，即 ， 得： t=2s 2s 内两车之间的位移差 所以两车不能避免相撞。 （3）假设有人驾驶的汽车加速到与无人驾驶的汽车速度相等的时间为 t，则： 可得： t=1s， 3s 末两车速度 v=22.5m/s。3s 内两车位移差 ， 的 2 2 0 2v v ax− = v v at= +无有 10m 8m2 v vx v t t +∆ = − = >无有 有 (2 )v a t v a t− + = +无 无 有 有 2 -(2 ) 17.5m 18m2 2 v vv vx t v t ++∆ = + + =