2020-2021学年黑龙江省大庆市铁人中学高一（上）期末物理试卷

2020-2021学年黑龙江省大庆市铁人中学高一（上）期末物理试卷

1. 关于曲线运动，下面叙述正确的是

A. 曲线运动是一种变速运动
B. 变速运动一定是曲线运动
C. 物体做曲线运动时，所受的合外力可能与速度方向在同一条直线上
D. 物体做曲线运动时，所受的合外力一定是变力

2. 物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的“唐诗辞典”的最下层两个页面之间，并将它们静置于桌面上要求学生抽出面纸，结果面纸总被拉断。然后物理老师为学生表演一项“绝活”--手托“唐诗辞典”让其运动并完好无损地抽出了面纸，则“唐诗辞典”可能

A. 水平向右匀速运动 B. 水平向左匀速运动
C. 向下加速运动 D. 向上加速运动

3. 甲、乙两物体同时从同一地点、沿同一方向做直线运动，其图象如图所示，则

A.  末，甲和乙相遇
B.  内，甲、乙间的距离越来越大
C.  内，甲相对乙的速度大小恒为 
D.  内， 末甲、乙间的距离最大
 

4. 以的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第内，汽车走过的路程为

A.   B.   C.   D.  

5. 两个质量均为的、两小球用轻杆连接，球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触，球放于倾角为的粗糙斜面上。、两球均处于静止，球没有滑动趋势，则球对斜面的作用力大小为

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，将一劲度系数为的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部处为球心，弹簧另一端与质量为的小球相连，小球静止于点．已知容器半径为，与水平面间的动摩擦因数为，与水平方向的夹角为下列说法正确的是

A. 容器相对于水平面有向左运动的趋势
B. 容器对小球的作用力竖直向上
C. 轻弹簧对小球的作用力大小为
D. 弹簧原长为

7. 在汽车内的悬线上挂着一个小球，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图所示。若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体，则关于汽车的运动情况和物体的受力情况分析正确的是

A. 汽车可能向右做加速运动
B. 汽车一定向左做加速运动
C. 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向左的摩擦力的作用
D. 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用

8. 如图所示，物体、用一根不可伸长的轻细绳相连，再用一根轻弹簧将和天花板相连，已知物体、的质量相等，重力加速度为。当在点剪断绳子的瞬间，下列说法正确的是

A. 物体的加速度大小为零
B. 物体的加速度大小为零
C. 物体的加速度大小为
D. 物体的加速度与物体的加速度大小相等
 

9. 如图所示，质量为的物体和质量为的物体相互接触放在水平面上，若对施加水平推力，使两物体沿水平方向做匀加速直线运动，下列说法正确的是

A. 若水平面光滑，则物体的加速度为
B. 若水平面光滑，则物体对的作用力为
C. 若物体与地面无摩擦，与地面的动摩擦因数为，则物体的加速度为
D. 若物体与地面无摩擦，与地面的动摩擦因数为，则物体对的作用力大小为

10. 如图所示，质量都为的、两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用力向上拉，使、一起向上做加速度为的匀加速直线运动，运动距离时与分离。则下列说法中正确的是

A. 和刚分离时，弹簧为原长
B. 和刚分离时，弹簧压缩状态
C. 力的值先变大后变小
D. 开始到、分离时经历的时间为
 

11. 如图所示，倾角的斜面体静止在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的轻质小滑轮，绳两端系有质量均为的小物块、，整个装置处于静止状态。现给物块施加一个水平向右的力，使缓慢移动直到轻绳与竖直方向成角，这一过程中斜面体和小物块均静止不计绳与滑轮间的摩擦，对此过程说法正确的

A. 受到绳的拉力逐渐增大
B. 水平拉力逐渐增大
C. 小物块受到的摩擦力一定先增大再减小
D. 斜面体对地面的摩擦力增大

12. 如图所示，可视为质点的两个小球、穿在固定且足够长的粗糙水平细杆上，、与细杆的动摩擦因数不可伸长的轻绳跨过光滑轻质滑轮与、连接，用外力拉动滑轮，使、沿杆一起匀速移动，轻绳两端分别与杆的夹角，，则：等于

A. ： B. ： C. ： D. ：

13. 为了用弹簧测力计测定两木块 和 间的动摩擦因数，甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。
    
    为了用某一弹簧测力计的示数表示和之间的滑动摩擦力大小，你认为方案更易于______操作；
    若 和 的重力分别为 和，当甲中 被拉动时，弹簧测力计 示数为， 示数为，则、 间的动摩擦因数为______。
14. 某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律
    下列说法正确的是______ 选填字母代号。
    A.每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
    B.实验时应先释放小车后接通电源
    C.平衡摩擦力时盘跟重物通过细线与小车相连
    D.开始实验时小车应靠近打点计时器
    消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，可用盘和重物总重力代替小车所受的拉力，此时盘和重物质量与小车和车上砝码总质量之间应满足的关系为 ______ 选填：远大于、远小于、等于。
    在实验中，得到一条如图所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为，且间距、、、、、，已量出分别为、、、、、，则小车的加速度 ______ 结果保留两位有效数字。

15. 如图所示，物体、都处于静止状态，其质量分别为，，呈水平，与竖直方向成角，取，求：
    三根细绳、、的拉力分别为多大？
    物体与桌面间的摩擦力为多大？
    
    
    
    
    
    
     
16. 研究表明，一般人的刹车反应时间即图甲中“反应过程”所用时间，但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离，减速过程中汽车位移与速度的关系曲线如同乙所示，此过程可视为匀变速直线运动，取重力加速度的大小，求：
    
    减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
    饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了多少；
    减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
    
    
    
    
    
    
     
17. 水平传送带、两端点相距，以的速度始终保持不变顺时针运转。今将一质量的小物块可视为质点，且可在传送带上留下划痕，无初速度地轻放至点处，小物块与传送带间的动摩擦因数为。小物块离开传送带后，无速度损失地滑上质量的木板。木板与传送带等高，小物块与木板间的动摩擦因数也为，木板与地面间的动摩擦因数为。求：
    小物块从运动到的时间及在传送带上留下划痕长度；
    若，小物块滑上木板时，对小物块施加一个大小为的水平向右的恒力，要使小物块不从木板上滑落，木板至少多长？
    若，小物块滑上木板时，改为对木板施加一个大小为的水平向右的恒力，则要使小物块不从木板上滑落，木板至少多长？全过程木板的位移是多少？
    
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
物体做曲线运动的条件是：物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动．用好此条件及其变形．
理解物体做曲线运动的条件要全面，并要结合实际的运动模型去判断．
【解答】
物体做曲线运动的条件：物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。
根据牛顿第二定律，物体的加速度方向与其合外力方向一致。因此物体做曲线运动的条件还可以表述为：物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上。那么
      ：曲线运动的速度方向每时每刻都发生变化，即速度发生了变化，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确。
      ：变速运动有三种情况：大小变化，方向不变变速直线运动；大小不变，方向变化匀速圆周运动，属于曲线运动；大小和方向均发生变化属于曲线运动，故B错误。
      ：当物体所受外力的合力与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，故C错误。
      ：物体做曲线运动时，所受外力的合力也可以是恒力，比如：平抛运动，故D错误。
故选：。  

2.【答案】
 

【解析】解：静置于桌面上时薄面纸容易被拉断，主要是因为薄面纸能够承受的最大拉力小于其最大的静摩擦力，最大静摩擦力和正压力成正比，老师是通过减小辞典对薄面纸压力来实现的。
解：、水平向右匀速运动或者水平向左匀速运动，都不能够减小辞典对薄面纸压力，故AB错误。
C、向下加速运动，加速度方向向下，辞典处于失重状态，对薄面纸的压力减小，故C正确。
D、向上加速运动，加速度方向向上，辞典处于超重状态，对薄面纸的压力增大，故D错误。
故选：。
根据最大静摩擦力公式知，最大静摩擦力和正压力成正比，利用失重现象可以减小唐诗辞典对薄面纸正压力，而匀速运动及向上加速运动达不到这个目的。
本题考查了学生对超重失重现象的理解，掌握住超重失重的特点，本题就可以解决了。
 

3.【答案】
 

【解析】解：、甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时，两者才能相遇。根据速度时间图象与坐标轴围成面积表示位移，可知，在时，乙的位移大于甲的位移，说明两者不在同一位置，没有相遇。故A错误；
B、内，甲的速度先小于乙的速度，乙在甲的前方，后甲的速度大于乙的速度，则知甲乙间的距离先增大后减小，故B错误；
C、内，图象的斜率相同，则加速度相同，所以在至内，甲相对乙做匀速直线运动，甲相对乙的速度大小恒定，恒为。故C正确；
D、根据速度图象与坐标轴围成面积代表位移，以及两者速度关系可知：在至内，在末时刻，在这段时间内两者相距最远，为，在相遇；在至内，两者距离逐渐增大，在内相距最远，为，所以内，末甲乙间的距离最大，故D错误；
故选：。
在速度时间图象中，纵坐标代表此时刻的瞬时速度，速度的符号表示速度的方向；图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负。由此分析两个物体的运动情况。
本题是速度时间图象问题，关键要明确斜率的含义，知道在速度时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，来分析两物体的运动情况。
 

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出速度减为零的时间，采用逆向思维，结合运动学公式求出刹车后第内的汽车的路程。
本题考查了运动学中的刹车问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动，在第内运动的时间只有，不是。

【解答】
汽车速度减为零的时间为：，
则刹车后第内的位移等于最后内的位移，采用逆向思维，
有：，故D正确，ABC错误。
故选D。  

5.【答案】
 

【解析】解：由于球没有滑动趋势，因此球不受斜面的摩擦力；
对、整体研究，受到挡板的弹力、总重和斜面的支持力，如图所示：

根据平衡条件可得球受到的支持力为：，
根据牛顿第三定律可知，球对斜面的作用力大小为，故A正确，BCD错误。
故选：。
以整体为研究对象，根据受力情况结合共点力的平衡条件求解受到的支持力，再根据牛顿第三定律求解球对斜面的作用力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
 

6.【答案】
 

【解析】解：、由于容器和小球组成的系统处于平衡状态，容器相对于水平面没有向左运动的趋势，故A错误；
B、容器对小球的作用力是弹力，指向球心，故B错误；
C、对小球受力分析，如图所示，由得小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为，故C错误；
D、图中弹簧长度为，压缩量为，故原长为，故D正确。
故选：。
对容器和小球整体研究，分析受力可求得半球形容器受到的摩擦力．
对小球进行受力分析可知，小球受重力、支持力及弹簧的弹力而处于静止，由共点力的平衡条件可求得小球受到的轻弹簧的弹力及小球受到的支持力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，即可求得原长．
共点力平衡问题重点在于正确选择研究对象，本题运用隔离法和整体法两种方法进行受力分析得出结论．
 

7.【答案】
 

【解析】解：、以小球为研究对象，分析受力情况：重力和细线的拉力，由于小球的加速度水平向右，根据牛顿第二定律得知，小球的合力也水平向右，如图，则有，得，一定，则加速度一定，汽车的加速度也一定，则汽车可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动，故A正确，B错误；
 、对受力分析：受到重力、底板的支持力。相对于汽车静止，的加速度必定水平向右，根据牛顿第二定律得知，一定受到水平向右的摩擦力，故C错误，D正确。
故选：。
先以小球为研究对象，分析受力情况，根据牛顿第二定律可求得加速度，判断汽车的运动情况；再以为研究对象，根据牛顿第二定律，分析受力情况．
本题运用合成法研究小球的加速度，关键抓住小球的加速度与汽车相同，沿水平向右方向，由牛顿第二定律分析受力情况．
 

8.【答案】
 

【解析】解：、设物体的质量均为，剪断细线前，对整体受力分析，受到总重力和弹簧的弹力而平衡，故F；再对物体受力分析，受到重力、细线拉力和弹簧的拉力，剪断细线后，重力和弹簧的弹力不变，细线的拉力减为零，故物体受到的力的合力等于，根据牛顿第二定律得的加速度为，故A错误，C正确；
、对物体受力分析，受到重力、细线拉力，剪断细线后，重力不变，细线的拉力减为零，故物体受到的力的合力等于，根据牛顿第二定律得的加速度为，所以物体的加速度与物体的加速度大小相等，故B错误，D正确；
故选：。
弹簧弹力不能发生突变，在剪断瞬间仍然保持原来的大小和方向；而细绳的弹力会发生突变，在剪断瞬间会突然改变；剪断细线前对、和整体物体分别受力分析，根据平衡条件求出细线的弹力，断开细线后，再分别对、受力分析，求解出合力并运用牛顿第二定律求解加速度。
本题是力学中的瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出各个力，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是有微小形变产生的，故可以突变。
 

9.【答案】
 

【解析】解：、若水平面光滑，以组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：，则物体的加速度为，故A错误；
B、如水平面光滑，以为研究对象，由牛顿第二定律得，对的作用力：，故B正确；
C、若物体与地面无摩擦，与地面的动摩擦因数为，以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：，则物体的加速度为，故C正确；
D、若物体与地面无摩擦，与地面的动摩擦因数为，以为研究对象，由牛顿第二定律得：，则物体对的作用力大小为：，故D错误；
故选：。
以整体为研究对象，应用牛顿第二定律求出加速度，然后由牛顿第二定律求出两物体间的作用力．
本题考查了求加速度与作用力问题，应用牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意研究对象的选择．
 

10.【答案】
 

【解析】解：、与刚分离的瞬间，、仍具有相同的速度和加速度，且间无相互作用力。分析可知，，故弹簧处于压缩状态，故A错误，B正确；
C、分析整体的受力情况，，随着减小，逐渐变大，当两者分离后，对于，，则力恒定不变，故力的值先变大后不变，故C错误；
D、开始时，弹簧压缩量为，则，两者分离时，弹簧的压缩量为，由选项分析可知，，
该过程中，整体做加速度为的匀加速直线运动，则，解得，故D正确。
故选：。
和刚分离时，相互之间恰好没有作用力，则受到重力和恒力作用。
对于在与分离之前，对整体为研究对象，力变化，两者分离之后，力恒定不变。
整个过程中，整体做加速度为的匀加速直线运动。
该题考查了牛顿第二定律的临界问题，本题关键在于分析和刚分离时、的受力情况，来确定弹簧的状态，运用牛顿第二定律进行分析。
 

11.【答案】
 

【解析】解：、以物块为研究对象，物块受到拉力、轻绳的拉力和重力作用，物块受力平衡，利用平行四边形法则作图如图所示：

设绳与竖直方向的夹角为，缓慢离开直到与竖直方向成的过程中，变大，根据图象可知，逐渐增大，逐渐增大，故AB正确；
C、由于两物块的质量均为，则开始轻绳的拉力大小为，所以开始受到的摩擦力方向沿斜面向下。对受力分析，如图所示：

沿斜面方向根据平衡条件可得初状态的摩擦力大小为：，方向向下；当增大时，增大，故C错误；
D、以整体为研究对象，水平地面对斜面体的静摩擦力与等大反向，故水平地面对斜面体始终有水平向左的静摩擦力且逐渐变大，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的摩擦力逐渐增大，故D正确。
故选：。
物块受力平衡，对物块受力分析，画出受力分析图，根据平行四边形定则分析和绳子拉力的变化；再对物块受力分析，求出受到摩擦力的表达式，再分析其变化情况即可；最后以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件分析斜面体与地面间的摩擦力的变化。
本题主要平衡条件在动态平衡问题中的应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，并能画出受力分析图，能应用平行四边形定则画图求解。
 

12.【答案】
 

【解析】解：同一条轻绳拉力相等设为。
以为研究对象，水平方向根据平衡条件可得：
，解得；
以为研究对象，水平方向根据平衡条件可得：
，解得；
解得：，
故质量之比可能是：或或或，故AB错误、CD正确。
故选：。
分别以、为研究对象，水平方向根据平衡条件得到轻绳拉力的表达式，求出质量之比的表达式进行分析。
本题主要是考查共点力的平衡，关键是知道同一条轻绳拉力相等，和两个物体与杆之间的弹力可能向上也可能向下，根据不同情况进行分析。
 

13.【答案】甲 
 

【解析】解：由图示实验可知，甲方案中拉动物体，不需要控制物体做匀速直线运动，且弹簧测力计静止，便于弹簧测力计读数；
乙方案中用弹簧测力计拉动，需要控制做匀速直线运动，难于控制做匀速直线运动，另一当面弹簧测力计是运动的，难于准确读数，因此甲方案更易于操作。
由题意可知，在甲方案中，两物体接触面受到的压力等于的重力，即，弹簧测力计的示数等于两物体接触面间摩擦力的大小，即。
由公式得，动摩擦因数。
故答案为：甲；。
实验中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案甲很好地解决了这一问题；
根据公式可对摩擦力的大小进行计算，即可求出动摩擦因数。
本题考查了作用力与反作用力、平衡力的关系，并且要判断在不同的情况下接触面受到的正压力的大小，特别是注意根据给出的各个弹簧测力计的示数，分析判断出要用哪一个数据，是解答本题的难点，这对于学生有一定的迷惑性。
 

14.【答案】  远小于 
 

【解析】解：、平衡摩擦力时，利用重力沿长木板的分力等于滑动摩擦力，即，解得，则改变小车质量，不需要重新平衡摩擦力，故A错误；
B、实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；
C、平衡摩擦力时，不能把盘和重物与小车相连，故C错误；
D、为了充分利用纸带，开始实验时，小车应靠近打点计时器，故D正确。
故选：。
当盘和重物质量远小于小车和砝码的总质量时，可以认为盘和重物的重力等于小车所受的拉力。
根据，运用逐差法得，。
故答案为：；远小于；。
根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤。
当盘和重物质量远小于小车和砝码的总质量时，可以认为盘和重物的重力等于小车所受的拉力。
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度。
该题考查了匀变速直线运动的规律的相关实验，解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用。
 

15.【答案】解：对点受力分析如图所示．由平衡条件得：
    


以为研究对象，可得受到桌面的摩擦力大小为：

答：三根细绳、、的拉力分别为、、．
物体与桌面间的摩擦力为．
 

【解析】对点受力分析，由共点力平衡条件，运用正交分解法列式求解三个拉力．
再对研究，由平衡条件求桌面对的摩擦力．
本题关键对点受力分析，然后运用共点力平衡条件列式求解，也可用合成法或分解法求解拉力．
 

16.【答案】解：设减速过程中，汽车加速度的大小为，运动时间为，
由题可知初速度，末速度，位移
由运动学公式得：           
      
由式代入数据得 
             
设志愿者饮酒后反应时间的增加量为，由运动学公式得
            
             
联立式代入数据得               
设志愿者力所受合外力的大小为，汽车对志愿者作用力的大小为，志愿者的质量为，受力如图所示，由牛顿第二定律得

            
由平行四边形定则得 
联立式，代入数据得                           
答：
减速过程汽车加速度的大小是，所用时间是；
饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了；
减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值是。
 

【解析】由图中所给数据结合位移速度公式可求得加速度，进而由速度变化与加速度求得减速时间；
 由行驶距离与刹车距离可求得反应时间内的运动距离，再求出反应时间进行比较；
对志愿者受力分析由牛顿第二定律求减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
本题考查了匀变速直线运动的运动学公式、牛顿第二定律的基本运用，知道器材对志愿者作用力和重力的合力方向水平，结合平行四边形定则进行求解。
 

17.【答案】解：对物块受力分析，由牛顿第二定律可得：
物块加速到的速度需要位移大小为，则：
物块加速到的速度需要时间为，则：
传送带的位移
小物块在传送带上留下划痕长度：
小物块从运动到的时间：
联立公式可得：，
木板与地面之间的最大静摩擦力为，
物块与木板之间的最大静摩擦力
因物块与木板之间的最大静摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，故物块滑上木板后木板保持静止状态。
对木块受力分析，由牛顿第二定律可得
当物块滑上木板，由运动学公式可得：

联立所有公式可得：
对木板受力分析，由牛顿第二定律可得：
当物块滑上木板，物块受摩擦力减速，由运动学公式可得：
木板受力加速运动，由运动学公式可得：
要使小物块不从木板上滑落，当物块和木板共速后，相对位移小于等于板长：
全过程木板的位移是：
联立所有公式可得：，
答：小物块从运动到的时间为，在传送带上留下划痕长度为 
要使小物块不从木板上滑落，木板至少为
木板至少长，全过程木板的位移是 
 

【解析】根据牛顿第二定律计算物块的加速度，通过运动学公式计算物块的位移和时间，根据传送带位移计算相对位移。
要使小物块不从木板上滑落，当物块和木板共速后，相对位移小于等于板长。
分别计算物块和木板的加速度，计算各自的位移，计算相对位移。
物块和木板的加速度不同，需要隔离分析，分别计算加速度和位移，才能计算出相对位移。