北京师大附中期末考试物理试题（解析版）

这是一份北京师大附中期末考试物理试题（解析版），共20页。
北京师大附中2019-2020学年上学期高一年级期末考试物理试卷第I卷选择题（共48分）一、单项选择题，本大题共12小题，共36分。1. 牛顿第二定律的表达式中，包含几个矢量（　　）A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 没有矢量【答案】B【解析】【详解】既有大小、又有方向的物理量是矢量，中m只有大小、没有方向，F、a既有大小、又有方向，因此中，包含2个矢量。选项B正确，ACD错误。故选B。2. 作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是2N，另一个力的大小是5N，它们合力的大小可能是（　　）A. 0 B. 2N C. 5N D. 10N【答案】C【解析】【详解】两力合成时，合力范围为故大小是2N和5N的合力范围为3N≤F≤7N选项C正确，ABD错误。故选C。3. 下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是（）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】当物体放在水平面上静止时，物体不受摩擦力的作用，选项A错误；当汽车停止在斜坡上时，汽车有向下滑的趋势，故它受到的摩擦力沿斜面向上，故选项B正确；物体贴着竖直墙面时，物体与墙面间没有压力的作用，故它们之间没有摩擦力的作用，选项C错误；瓶子被握手中时，瓶子受到的摩擦力方向竖直向上，故选项D错误．4. 下列关于运动和力的说法中正确的是（　　）A. 物体所受合力越大，它的速度就越大B. 物体所受合力越大，它的惯性就越小C. 物体所受合力越大，它的速度改变量就越大D. 物体所受合力越大，它的速度变化就越快【答案】D【解析】【详解】A．合力越大则加速度越大，但是加速度与速度大小无关，加速度大时，物体速度不一定大，选项A错误；B．质量是惯性大小的唯一量度，选项B错误；CD．由牛顿第二定律可知，合力越大，加速度越大。加速度是表征速度变化快慢的物理量，加速度大，速度变化就越快，但速度变化量不一定越大。选项C错误，D正确。故选D。5. 电梯上升时，其竖直方向速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　）A. 电梯经5s到达最高点 B. 电梯经15s到达最高点C. 电梯上升的高度为30m D. 电梯加速上升的时间为15s【答案】C【解析】【详解】AB．在v-t图象中，图线与坐标轴所包围的面积大小代表位移的大小，所以电梯经20s达到最高点，选项AB错误；C．电梯上升的最大高度为选项C正确；D．由图象可知0~5s电梯加速上升，所以加速上升的时间为5s，选项D错误。故选C。6. 如图所示，在竖直光滑墙壁上用细绳将一个质量为m的球挂在A点，平衡时细绳与竖直墙的夹角为θ，θ < 45°．墙壁对球的支持力大小为N，细绳对球的拉力大小为T，重力加速度为g．则下列说法正确的是A. N>mg，T>mg B. N<mg，T>mgC. N<mg，T<mg D. N>mg，T<mg【答案】B【解析】【分析】分析球的受力情况，作出力图，根据平衡条件求解悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持．【详解】以球为研究对象，分析其受力情况：重力mg、悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力，根据平衡条件，有：，N=mgtanθ，由于θ＜45°，所以N＜mg.故选B.【点睛】本题是三力平衡问题，分析受力情况，作出力图，运用平衡条件和几何知识列式求解即可7. 如图所示，幼儿园的滑梯长度不变，高度可调，一个小朋友坐在上面可以从静止下滑，则（　　）A. 滑梯高度越高，小朋友沿斜面下滑时的摩擦力越大B. 滑梯高度越高，小朋友重力沿斜面的下滑分力越大C. 滑梯高度越低，小朋友对斜面的压力越小D. 换一个体重大的小朋友，一定不能滑下斜面【答案】B【解析】【详解】A．小朋友受力如图：滑梯长度不变，滑梯高度越高，则角越大。小朋友沿斜面下滑时有下滑时的摩擦力所以滑梯高度越高，小朋友沿斜面下滑时的摩擦力越小，选项A错误；B．小朋友重力沿斜面的下滑分力为，滑梯高度越高，角越大，重力沿斜面的下滑分力越大，选项B正确；C．滑梯高度越低，角越小，小朋友对斜面的压力越大，选项C错误；D．小朋友沿斜面的方向的加速度合力为与质量无关，选项D错误。故选B。8. 下列关于惯性的说法中不正确的是（　　）A. 同一物体静放在光滑面上比在粗糙面上的惯性大B. 一千克铜块与一千克铁块惯性大小相同C. 物体静止时和运动时都有惯性D. 一个物体被从地球带上月球后，惯性大小不变【答案】A【解析】【详解】AC．惯性大小的唯一量度是质量，与物体放在什么位置、是否运动、运动速度的大小无关，选项A错误，C正确；B．惯性大小的唯一量度是质量，一千克铜块与一千克铁块质量相同，则惯性相同，选项B正确；D．惯性大小的唯一量度是质量，将物体从地球带到月球上，物体的惯性大小不会改变，选项D正确。本题选不正确的，故选A。9. 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosαB. 木块对斜面体的压力大小是mg sinαC. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcosαD. 桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g【答案】D【解析】试题分析：先对木块m受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件求解支持力和静摩擦力；然后对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡．解：AB、先对木块m受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f，根据平衡条件，有：f=mgsinθ…①N=mgcosθ…②故AB错误；CD、对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为N=（M+m）g，静摩擦力为零，故C错误，D正确．故选D．【点评】本题关键灵活地选择研究对象，运用隔离法和整体法结合求解比较简单方便． 10. 如图所示，水平桌面上放置的木块，在水平方向共受到F1、F2和摩擦力三个力的作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N。若撤去力F1，则（　　）A. 木块在水平方向受到的合力为6N，向右B. 木块在水平方向受到的合力为10N，向左C. 木块在水平方向受到的合力为零D. 木块将会在水平方向向左移动【答案】C【解析】【详解】木块开始在水平方向受三个力而平衡，则有物体处于静止状态，说明物体受到的最大静摩擦力大于等于8N；撤去F1后，外力为2N，小于8N，故物体仍能处于平衡，合力一定是零。选项C正确，ABD错误。故选C11. 如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧下端固定，将一个小球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接），用力向下压球使弹簧被压缩，松手后小球被弹起，脱离弹簧后小球还能继续向上运动直到速度为零。从小球开始运动到第一次上升至最高点的过程中，下列描述正确的是（　　）A. 在脱离弹簧前小球的合力始终竖直向上B. 在脱离弹簧前小球的合力先减小后增大C. 小球的加速度先减小后恒定D. 脱离弹簧时小球速度最大【答案】B【解析】【详解】在脱离弹簧前，开始时弹力大于重力，小球先做加速度减小的加速运动；当弹力等于重力时速度最大；后来弹力小于重力，加速度向下逐渐增大，小球做加速度增大的减速运动。所以小球的加速度先减小后增大。脱离弹簧后，小球做竖直上抛运动。选项B正确，ACD错误。故选B12. 如图所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率v运行。现使一个质量为m的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0（v0<v）从传送带左端滑上传送带。若从物体滑上传送带开始计时，t0时刻物体的速度达到v，2t0时刻物体到达传送带最右端。下列说法正确的是（　　）A. 水平传送带的运行速率变为2v，物体加速运动时间就会变为原来的二倍B. 时间内，物体受到滑动摩擦力的作用，时间内物体受静摩擦力作用C. 如果使皮带逆时针转动，其它条件不变，物体到达最右端的时间可能与原来相同D. 物体的初速度越大，其它条件不变，物体到达右端的时间一定越短【答案】D【解析】【详解】A．物体加速运动的时间即为与传送带达到共同速度的时间，根据匀变速运动速度公式有当速度变2v时，时间并不等于2t，选项A错误；B．时间内，物体物体速度小于传送带速度，受到滑动摩擦力的作用；时间内物体与传送带具有相同的速度，不受摩擦力作用，选项B错误；C．如果使皮带逆时针转动，其它条件不变，物体要经历先减速再加速的运动，到达最右端的时间不可能与原来相同，选项C错误；D．物体的初速度越大，其它条件不变，与传送带达到共同速度的时间越少，物体到达右端的时间一定越短，选项D正确。故选D。二、多选题，本大题共4小题，共12分。13. 如图所示，在一节火车车厢内有一个光滑的水平桌面，桌面上有一个小球，开始时小球和车厢均处于静止状态，如果火车突然加速向前开动（　　）A. 以地面为参考系，小球仍然静止B. 以地面为参考系，小球会加速运动C. 以火车为参考系，小球会加速运动D. 以火车为参考系，小球仍然静止【答案】AC【解析】【详解】AB．火车突然加速向前开动时，小球由于惯性还要保持原来的静止状态，所以以地面为参考系，小球仍然静止，选项A正确，B错误；CD．以火车为参考系，小球相对于火车向后加速运动，选项C正确，D错误。故选AC。14. 下面属于国际单位制（SI）中的基本量和对应基本单位的是（　　）A. 质量，千克（kg） B. 时间，秒（s）C. 功，焦耳（J） D. 力，牛顿（N）【答案】AB【解析】【详解】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。牛顿、焦耳都是国际单位制中的导出单位，千克和秒是基本单位。选项AB正确，CD错误。故选AB。15. 下图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法正确的是（　　）A. 从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作B. 图中t1时刻人处于失重状态C. 图中t2时刻人具有向上的加速度D. “起立”的过程先超重后失重【答案】BCD【解析】【详解】A．根据图象可以知，加速度先向下后向上，之后又先向上后向下。而下蹲的过程中，先向下加速度运动，再向下减速到停止，加速度先向下再向上；起立的过程中，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下。所以此人完成了一组“下蹲—起立”动作，选项A错误；B．由图可知t1时刻压力小于重力，人处于失重状态，选项B正确；C．由图可知图中t2时刻，压力大于重力，人具有向上的加速度，选项C正确；D．“起立”的过程，先向上加速度运动，再向上减速到停止，加速度先向上再向下，先超重后失重，选项D正确。故选BCD。16. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连着一质量为m的物块A，A放在托盘B上，B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止，弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小，使A匀加速下降。已知重力加速度为g，A的加速度为a=0.25g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内，则在A匀加速下降的过程中，以下说法正确的是（　　）A. B对A的支持力可能为0.85mgB. 弹簧的最大形变量为C. 力F对B的作用力可能为0.9mgD. 力F对B的作用力最小值为0.65mg【答案】BC【解析】【详解】AB．设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为xm，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得解得在此之前，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得可得所以B对A的支持力不可能为0.85mg，选项A错误，B正确；CD．以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得可得力F对B的作用力范围为选项C正确，D错误。故选BC。第II卷非选择题（共52分）三、填空题，本大题共2小题，共20分。17. 某同学在做“验证力的合成规律”实验时，实验步骤如下：①用胶条把白纸固定在水平放置的方木板上，用图钉将橡皮条的一端固定在板上的A点，用两个细绳套系在橡皮条的另一端；②用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉伸到某一位置O（如图所示），用铅笔描下结点O的位置并读出两个弹力的大小，F1=2.5N，F2=2.0N，标记了方向，如图中B、C点迹；③然后只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，并记下了弹力的大小F=3.6N，标记了方向，如图点迹D。(1)请在白纸上画出力F1、F2、F的图示，并利用平行四边形定则画出F1、F2的合力F合____________，求出F合的大小为F合=________N。(2)关于该实验的操作，下列说法正确的是_________。（请填写选项前对应的字母）A．同一次实验过程中，O点位置允许变动B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C．把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力大小D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点在同一位置【答案】    (1). 见解析    (2). F合=3.3N    (3). B【解析】【详解】(1)[1]作图如图所示：[2]按照比例量得F合的大小为F合=3.3N。(2)[3]A．同一次实验过程中，以达到同效果，O点位置不允许变动，选项A错误；B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，选项B正确；C．两个弹簧秤拉不一定要垂直，选项C错误；D．多次实验，每次不需要使O点在同一位置，选项D错误。故选B18. 利用如图甲所示的装置可以验证牛顿第二定律。(1)除了图中器材外，在下列器材中还必须使用的有___________（选填选项前的字母）。A．低压直流电源                        B．220V、50Hz的交流电源C．天平（或电子秤）                    D．刻度尺(2)如图乙所示为某同学某次实验中打出纸带的一部分，已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，在每两相邻的计数点间还有4个点没有画出，A、B间的距离x1=6.15cm，B、C间的距离x2=6.63cm，则小车的加速度a=_________m/s2．(3)该实验中“细线对小车的拉力F等于砂和桶所受的总重力”是有条件的。若实验前已经平衡好了摩擦，将小车的质量记为M，砂和桶的总质量记为m，重力加速度为g，根据牛顿第二定律可计算出细线作用于小车的拉力F=__________（用题中所给字母表示）。如果实验中要进行质量M和m的选取，以下最合理的一组是_______。A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40gB．M =200g，m =20g、40g、60g、80g、100g、120gC．M =400g，m =10g、15g、20g、25g、30g、40gD．M =400g，m =20g、40g、60g、80g、100g、120g(4)在本实验中认为细线对小车的拉力F等于砂和桶的总重力mg，已知两位同学利用实验数据做出的图像如图丙中的1、2所示。下列分析正确的是________（选填选项前的字母）。A．出现图线1的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大B．出现图线1的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过小C．出现图线2的原因可能是砂和桶的总质量不合适D．出现图线2的原因可能是小车的质量过大【答案】    (1). BCD    (2). 0.48    (3).     (4). C    (5). A C【解析】【详解】(1)[1]AB．实验中用到电火花计时器，所以需要220V、50Hz的交流电源，选项B正确，A错误；C．验证牛顿第二定律实验中需要用天平测质量，选项C正确；D．实验中需要通过纸带测出加速度，则需要刻度尺，，选项D正确。故选BCD。(2)[2]小车的加速度(3)[3] 根据牛顿第二定律有，对整体有对小车有所以细线作用于小车的拉力[4]当时，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的重力，因此最合理的一组是C。(4)[5]AB．由图线1可知F=0时，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力过度，即木板一端垫得过高，选项A正确，B错误；CD．出现图线2的原因可能是砂和桶的总质量不合适，没有满足远小于小车的质量，选项C正确，D错误。故选AC。四、计算题，本大题共4小题，共32分。19. 在平直路面上，质量为2t的汽车在进行研发的测试。当测试汽车以72km/h的速度行驶时取消动力，经50s停下来。假定试车过程中汽车所受阻力不变，取g=10m/s2，求：(1)汽车受到的阻力的大小；(2)重新起步时汽车的牵引力为4000N，汽车加速到72km/h所需的时间。【答案】(1)800N；(2)12.5s【解析】【详解】（1）72km/h=20m/s，设减速运动时的加速度为a，则由牛顿第二定律可得汽车受到的阻力的大小（2）重新起步时由牛顿第二定律可得汽车加速到72km/h所需的时间20. 如图所示，一盏电灯重为10N，用轻绳AO、BO悬挂处于静止状态，绳AO与竖直方向夹角始终为30°，绳BO与竖直方向的夹角可以变化，则：(1)当绳BO与竖直方向夹角为30°时，绳受到的拉力F1为多大？(2)保持电灯静止，缓慢调整绳BO方向至拉力最小为止，此时绳BO与竖直方向的夹角为多少？最小拉力F2是多大？【答案】(1)N；(2)60°，5N【解析】【详解】(1)当绳BO与竖直方向夹角为30°时，受力分析如图：根据平衡条件有解得(2)保持电灯静止，缓慢调整绳BO方向时，AO的方向不变，当BO方向与AO方向垂直时，BO的拉力最小，由几何关系可知绳BO与竖直方向的夹角此时的最小拉力F221. 如图所示，质量为0.5kg的物块以某一初速度v0从斜面底端出发冲上一足够长的斜面，斜面的倾角为37°，物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。(1)若物块的初速度为v0=8m/s时，不考虑空气阻力，求：a.物块沿斜面向上运动的加速度a大小；b.物块从出发至回到斜面底端所用的时间t。(2)若物块的初速度v0较大时，除滑动摩擦力外，还需要考虑空气阻力，已知空气阻力与物块速度成正比，以沿斜面向上为正方向，定性作出物块从出发至斜面最高点的速度-时间图像。【答案】(1)a.8m/s2，b.s；(2)见解析【解析】【详解】(1) a. 物块沿斜面向上运动时，受到沿斜面向下的摩擦力，其加速度大小代入数据解得b. 物块沿斜面向上运动到最高点的过程有解得物块从最高点回到斜面底端，受到的摩擦力沿斜面向上，其加速度大小代入数据解得回到最低点的过程有解得所以物块从出发至回到斜面底端所用的时间(2)因为空气阻力与物块速度成正比，物块从出发至斜面最高点过程中，受到的空气阻力逐渐减小，加速度逐渐减小，因此速度-时间图象中图线的斜率逐渐减小，如图所示：22. 如图所示为某同学在实验室做摩擦力相关实验的装置。将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力拉动纸板，该同学发现当拉力大小不同时，砝码的运动情况也不同。已知砝码和纸板的质量分别为m1=0.4kg和m2=0.1kg，，各接触面间的动摩擦因数均为=0．2，砝码与纸板左端的距离d=0.4m，重力加速度取g=10m/s2。(1)当水平拉力F=1.9N时，求砝码所受摩擦力的大小；(2)当水平拉力F=2.32N时，经过多长时间砝码从薄纸板上掉下来。【答案】(1)0.72N；(2)0.4s【解析】【详解】(1)纸板相对砝码运动时，砝码受到纸板的摩擦力砝码的加速度纸板受桌面的摩擦力为纸板的加速度要使纸板相对砝码运动，则有即解得当水平拉力1N<F=1.9N<2N时，砝码相对纸板静止以共同的加速度运动，根据牛顿运动定律有砝码所受静摩擦力的大小为(2)当水平拉力F=2.32N>2N时，砝码相对纸板滑动，此时纸板的加速度砝码从薄纸板上掉下来，则有代入数值得解得t=0.4s