2020-2021学年宁夏银川市第二中学高一上学期期末考试物理试题含解析

  银川二中2020-2021高一物理上学期期末试卷

一、选择题（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中。第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分）

1. 在下列各物体中，可以视为质点的物体有（　　）

A. 参加百米赛跑的运动员 B. 表演精彩动作的芭蕾舞演员

C. 研究运动的汽车轮胎上各质点的运动情况 D. 研究公路上行驶的汽车

【答案】D

【解析】

【详解】A．参加百米赛跑的运动员，研究其起跑动作、冲线动作、冲线时间时，运动员的大小、形体不能忽略，不能视为质点，A错误；

B．表演精彩动作的芭蕾舞演员，其大小和形体不能忽略，不能视为质点，B错误；

C．研究运动的汽车轮胎上各质点的运动情况，轮胎的形状、大小不能忽略，否则就没有转动可言，不能视为质点，C错误；

D．研究公路上行驶的汽车，汽车的形状、大小可以忽略，可以视为质点，D正确。

故选D。

2. 下面哪一组单位属于国际单位制中的基本单位

A. 米、牛顿、千克 B. 千克、焦耳、秒

C. 米、千克、秒 D. 米/秒2、千克、牛顿

【答案】C

【解析】

【详解】牛顿、米/秒2是导出单位，ABD错误．力学中基本物理量分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，C正确．故选C．

3. 在物理学的发展史中，有一位科学家开创两以实验和逻辑推理相结合的科学研究方法，研究了落体运动的规律，这位科学家是（　　）

A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 牛顿 D. 胡克

【答案】B

【解析】

【详解】A．亚里士多德提出了力是维持物体运动的原因，A错误；

B．伽利略通过逻辑推理证明亚里士多德理论内部存在矛盾，通过铜球从斜面滚下的实验，运用数学演算，得到自由落体运动是匀加速直线运动，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式，B正确；

C．牛顿发现了牛顿运动定律和万有引力定律，C错误；

D．胡克发现了胡克定律，D错误。

故选B。

4. 在如图所示的图像中，表示物体做匀变速直线运动的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体的位移随时间均匀增大，做匀速直线运动，故A错误；

B．物体的速度保持不变，做匀速直线运动，故B错误；

C．根据速度－时间图像的斜率表示加速度，可知物体的加速度保持不变，做匀变速直线运动，故C正确；

D．根据速度－时间图像的斜率表示加速度，可知物体的加速度逐渐减小，做变加速运动，故D错误。

故选C。

5. 物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=8kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数μ=0.2，如图所示．若现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，g=10m/s2，则下列说法正确的是（   ）

A. 当拉力F＜16N时，A静止不动

B. 当拉力F＞16N时，A相对B滑动

C. 无论拉力F多大，A相对B始终静止

D. 当力拉F=16N时，A受B的摩擦力等于3.2N

【答案】D

【解析】

【详解】当A、B刚要发生相对滑动时，对B，根据牛顿第二定律得整体的加速度为：．此时拉力F为：F=（mA+mB）a=10×8N=80N．当F≤80N时，A，B都相对静止，当F＞80N时，A相对B滑动．故ABC错误．当F=16N时，A、B相对静止，整体的加速度为：，对B有：f=mBa=2×1.6N=3.2N，故D正确；故选D．

【点睛】本题属于动力学的临界问题，关键求出相对运动的临界加速度，判断在绳子拉力范围内是否发生相对运动，注意整体法和隔离法的运用．

6. 纳米技术（1纳米=10ˉ9米）是在纳米尺度（10ˉ9m～10ˉ7m）范围内通过直接操纵分子、原子或分子团，使其重新排列从而形成新的物质的技术。用纳米材料研制出一种新型涂料喷涂在船体上，能使船体在水中航行形成空气膜，从而使水的阻力减小为原来的三分之二、设一货轮的牵引力不变，喷涂该纳米材料后航行加速度变为原来的1.5倍，则牵引力与喷涂纳米材料后的阻力之间大小关系是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】喷涂纳米材料后的阻力为，则与喷涂纳米材料前的阻力的关系是

喷涂纳米材料前，由牛顿第二定律，则有

喷涂纳米材料后，则有

联立解得

故选D。

7. 用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2，初速度之比为2∶3，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们（ ）

A. 滑行中的加速度之比为2∶3

B. 滑行的时间之比为1∶1

C. 滑行的距离之比为4∶9

D. 滑行的距离之比为3∶2

【答案】C

【解析】

【详解】：加速度与质量与初速度无关，A错误；根据公式，得时间之比为2：3，B错误；由公式得，，C正确、D错误．

8. 如图，水平传送带A、B两端相距s=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端的瞬时速度vA=4 m/s，达到B端的瞬时速度设为vB，g=10m/s2，则（　　）

A. 若传送带不动，则vB=4m/s

B. 若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动，vB=3 m/s

C. 若传送带以速度v=4 m/s逆时针匀速转动，vB=4 m/s

D. 若传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动，vB=2 m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．若传送带不动，工件的加速度

由

得

故A错误；

BC．若传送带以速度逆时针匀速转动，工件的受力情况不变，由牛顿第二定律得知，工件的加速度仍为

工件的运动情况跟传送带不动时的一样，则，故B正确，C错误；

D．若传送带以速度顺时针匀速转动，工件滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左，做匀减速运动，工件的加速度仍为

工件的运动情况跟传送带不动时的一样，则，故D错误。

故选B。

9. 在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛。一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力（　　）

A. 小于它受到的弹力

B. 等于它受到的弹力的大小

C. 和它受到的弹力是一对作用力与反作用力

D. 和它受到的弹力是一对平衡力

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】冰箱贴在竖直方向上受到重力和摩擦力，在水平方向受到磁力和冰箱的弹力，四力合力为零，故磁力和冰箱的弹力为一对平衡力，所以磁力大小等于它受到的弹力的大小。

故选BD。

10. 小型轿车的“百公里加速时间”是汽车从静止开始加速到100 km/h所用的最少时间，是反映汽车性能的重要参数。甲、乙两种型号的轿车实测的百公里加速时间分别为11.3 s和15.5 s。在这段加速时间里，两种型号的汽车相比（　　）

A. 甲车的速度变化量较大 B. 两车的速度变化量大小相等

C. 甲车的加速度大 D. 两车的加速度大小相等

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意，两车速度变化量大小相等，都是100km/h，故A错误，B正确；

CD．根据

因两车的速度变化量相等，则所用时间越短的汽车，其加速度越大，故甲车的加速度大，故C正确，D错误。

故选BC

11. 某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）。根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（　　）

A. 在0～5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态

B. 在5s～10s内，该同学对电梯底板的压力大小等于他所受的重力

C. 在10s～20s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

D. 在20s～25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．从图中看出，在0~5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于超重状态，A错误；

B．在5s~10s内，匀速运动，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，B正确；

C．在10s~20s内，观光电梯在减速上升，该同学处于失重状态，C错误；

D．在20s~25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态，D正确。

故选BD。

12. 如图所示，用轻绳吊一个重为G的小球，欲施一力F使小球在图示位置平衡（），下列说法正确的是（　　）

A. 力F最小值为

B. 若力F与绳拉力大小相等，力F方向与竖直方向必成角。

C. 若力F与G大小相等，力F方向与竖直方向必成角。

D. 若力F与G大小相等，力F方向与竖直方向可成角

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．此题实际实际上可视一动态平衡问题，如图

可知当拉力F与绳子方向相互垂直时力最小，此时为Gsin θ。A正确；

B．若力F与绳拉力大小相等，则力F与绳的拉力方向与竖直方向的夹角相等，即力F方向与竖直方向必成θ角，B正确；

C D．若力F与G大小相等，则两个力的合力必须与绳子在一条直线上，并且在两个力的角平分线上，故力F方向与竖直方向一定成2θ，C错误，D正确。

故选ABD。

二、填空题（本题共2小题，共12分。请正确作图并将答案填在答卷卷题目中的横线上。）

13. 在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，所挂钩码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。

（1）当M与m的大小关系满足__________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力。

（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持所挂钩码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检测出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象。

（3）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象没过坐标原点的原因是_______。

（4）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象变弯曲的原因_________。

（5）在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是_____

A．平衡摩擦力时，应将纸带取下来再去平衡

B．连接砝码盘和小车的细绳应保持水平

C．实验时应先释放小车再接通电源

D．小车释放前应靠近打点计时器

【答案】    ①. M>>m    ②.     ③. 没平衡摩擦或平衡不够    ④. 随着钩码质量的增大，不再满足    ⑤. D

【解析】

【详解】（1）[1]若以砝码桶及砝码作为小木块的外力，则有

而实际过程中砝码桶及砝码也与小木块一起做匀加速运动，即对砝码桶及砝码有

对小木块有

T=Ma

综上有：小物块的实际的加速度为

只有当时，才能有效的保证实验的准确性；即砝码桶及桶内砝码的总质量远远小于木块和木块上砝码的总质量；

（2）[2]根据牛顿第二定律，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；又，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a与的图象；

（3）[3]乙图中，由于小车受到摩擦阻力，其合力小于绳子的拉力，所以不经过坐标原点，故造成的原因是：没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足；

（4）[4]图中图像向下弯曲，说明在同等钩码质量的时候，加速度偏小，即钩码重力不再近似等于绳子对小车的拉力，故造成的原因是：随着钩码质量的增大，不再满足；

（5）[5]

A．平衡摩擦力时不挂钩码，小车后拖纸带，纸带上打出点迹均匀分布说明摩擦力平衡了，所以平衡摩擦力不应取下纸带，故A错误；

B．连接钩码和小车的细绳应跟长木板保持平行，故B错误；

C．实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；

D．小车释放前应靠近打点计时器，实验时，应先接通打点计时器电源，再放开小车，否则小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时要求开始小车要靠近打点计时器，故D正确。

故选D。

14. 如图所示，航空母舰上的水平起飞跑道长度L=160m。一架质量为m=2.0×104kg的飞机从跑道的始端开始，在大小恒为F=1.2×105N的动力作用下，飞机做初速度为零的匀加速直线运动，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为Ff=2×104N。

飞机可视为质点，取g=10m/s2

（1）飞机在水平跑道运动的加速度大小是 ___________ m/s2

（2）若航空母舰静止不动，飞机加速到跑道末端时速度大小是___________m/s。

【答案】    ①. 5    ②. 40

【解析】

【详解】（1）[1]根据牛顿第二定律得

解得

（2）[2] 飞机加速到跑道末端时速度v大小是

解得

三、论述计算题。本题共3小题，共40分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有效值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。

15. 如图所示，一个质量是m的球体，放在一光滑的斜面上，被一竖直的挡板挡住，处于静止状态。已知斜面体的倾角为α，且固定在水平地面上，当地的重力加速度为g。

求：（1）斜面对球体的支持力的大小；

（2）挡扳对球体的支持力的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）以小球为研究对象，对小球受力分析如图所示，由平衡条件，可得斜面对球体支持力的大小为

（2）挡扳对球体的支持力的大小为

16. 完整的撑杆跳高过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落，在第二十九届北京奥运会比赛中，俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录，设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a＝1.25m/s2匀加速助跑，速度达到v＝9.0m/s时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2＝4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t＝0.90s，已知伊辛巴耶娃的质量m＝65kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气的阻力，求：

（1）伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；

（2）假设伊辛巴耶娃从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小。

【答案】（1）32.4m；（2）1300 N

【解析】

【分析】自由落体运动，牛顿运动定律

【详解】（1）设助跑前的距离是s，由运动学知识可得

将数据代入解得

（2）设伊辛巴耶娃在撑杆跳下降阶段身体接触软垫前的速度是v1，由自由落体运动规律可得

设软垫对她身体的作用力是F，由牛顿运动定律可得

联立方程可得

17. 如图所示，方形木箱质量为M，其内用两轻绳将一质量m = 2.0kg的小球悬挂于P、Q两点，两细绳与水平的车顶面的夹角分别为60°和30°，水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，木箱与传送带间动摩擦因数，（g = 10m/s2）求：

（1）设木箱为质点，且木箱由静止放到传送带上，那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处；

（2）木箱放到传送带上A点后，在木箱加速的过程中，绳P和绳Q的张力大小分别为多少？

【答案】（1）t = 7s；（2）F1 = 4N，

【解析】

【详解】（1）木箱由静止放到传送带上，开始过程中，根据牛顿第二定律可知，对木箱及小球整体有

μ(M＋m)g = (M＋m)a

解得

当木箱达到与传送带相同速度时，木箱匀加速位移为

木箱匀加速时间为

由于

则木箱与传送带共速后还要匀速运动一段时间，木箱匀速运动的时间为，有

l－x1 = vt2

解得

t2 = 5s

故木箱从A运动到传送带的另一端B处所用时间为

t = t1＋t2 = 7s

（2）设绳P伸直恰好无拉力时木箱的加速度为a0，则由牛顿第二定律得

mgtan30° = ma0

解得

由于a0 > a，则绳P和绳Q的张力大小分别为F1和F2，根据牛顿第二定律可知，竖直方向上有

F1sin30°＋F2sin60° = mg

水平方向上有

F

F2cos60°－F2cos30° = ma

解得

F1 = 4N