2020-2021学年江苏省无锡市江阴市第二中学高一上学期期末考试物理试题含解析

这是一份2020-2021学年江苏省无锡市江阴市第二中学高一上学期期末考试物理试题含解析，共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，论述计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列各组物理量中，全部是矢量的一组是（ ）
A. 位移、速度、力
B. 平均速度、力、时间
C. 质量、时间、路程
D. 质量、速度的改变量、加速度
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析：矢量是指既有大小又有方向，而且运算时要遵循平行四边形定则的物理量，如位移，速度，加速度，力，平均速度，瞬时速度等,故A对．标量是只有大小没有方向，运算时遵循代数加减法的物理量，如路程，质量，时间，速率、路程等．B中时间时标量，故B错．C中质量、时间、路程都是标量，故C错．D中质量是标量，故D错．故选A．
考点：矢量、标量的概念．
2. 下列说法正确是（）
A. 在10公里竞走比赛中裁判眼中的运动员可视为质点
B. 铅球比赛中运动员的成绩就是铅球位移的大小
C. 在标准跑道上6名运动员角逐400米冠亚军，则这6名运动员全程的的位移和路程均相同
D. 在冰壶比赛中，运动员用毛刷“刷擦”冰壶运行前方的冰面，是为了使冰面熔化，减小冰壶和冰面之间的摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．在10公里竞走比赛中裁判要看运动员是否在竞走，要看动作，不能看作质点，故A错误；
B．计量铅球运动员的比赛成绩是初位置与末位置的水平距离，不是指位移，铅球的位移是一条斜线，B错误；
C．标准跑道一圈400m，则400m比赛的路程为400m，但六个运动员的起点位置不同，末位置在同一直线上，只有内圈的位移为零，其他5个人的位移不为零，位移不同，但路程相同，C错误；
D．运动员用毛刷“刷擦”冰壶运行前方的冰面，使冰面熔化，减小冰壶和冰面之间的摩擦力，D正确。
故选D。
3. 在力学范围内，国际单位制（SI）规定长度、质量、时间为三个基本量，它们的单位米（m）、千克（kg）、秒（s）为基本单位．由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度、加速度、力的单位，叫做导出单位。以下关系式能正确反映牛顿（N）与基本单位之间关系的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律
可知
C正确，ABD错误；
故选C。
4. 短跑运动员在100 m比赛中，以8 m/s的速度迅速从起点冲出，到50 m处的速度是9 m/s，10s末到达终点的速度是10.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度是( )
A. 9 m/sB. 10.2 m/sC. 10 m/sD. 9.1 m/s
【答案】C
【解析】
【详解】运动员的全程位移为x=100m，全程所用时间为10s，所以根据公式，C正确，
思路分析：根据公式可得
试题点评：题中的数据比较多，找出所需要的数据是本题的关键
5. 如图所示，I、II两条直线分别描述P、Q两个物体的位移—时间图象，下列说法中正确的是（ ）
A. 两物体均做匀加速直线运动
B. M点表示两物体在时间t内有相同的位移
C. t时间内P的位移较小
D. ，P比Q的速度大，t以后P比Q的速度小
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，两物体的位置随时间都均匀增加，故两物体均做匀速直线运动，故A错误；
B．M点时两物体位置相同，但P物体的起点不为零，所以M不能表示P物体在时间t内的位移，故B错误；
C．由图可知，t时间内P物体经过的位移较小，故C正确；
D．图象斜率表示物体的速度，由图可知Q物体的图象斜率一直大于P物体的，故Q的速度一直大于P物体的速度，故D错误。
故选C。
6. 平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点，有F1=5N，方向沿x轴的正向；F2=6N，沿y轴正向；F3=4N，沿x轴负向；F4=8N，沿y轴负向，以上四个力的合力方向指向 ( )
A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【详解】方向相反F1和F3合成的合力F′大小为1 N，方向沿x轴正方向；方向相反的F2与F4合成的合力F″大小为2 N，方向沿y轴负方向．则F′与F″合成的合力方向在第四象限
故选D。
7. 如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把挡板由竖直位置绕 O 点缓慢转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力 F1和球对斜面的压力 F2的变化情况是( )
A. F1先增大后减小，F2一直减小
B. F1先减小后增大，F2一直减小
C. F1和 F2都一直在增大
D. F1和 F2都一直在减小
【答案】B
【解析】
【详解】法一(力三角形法)：小球初始时刻的受力情况如图1所示，因挡板是缓慢转动的，所以小球处于动态平衡状态，在转动过程中，重力、斜面的支持力和挡板的弹力组成的矢量三角形的变化情况如图2所示(重力 G 的大小、方向均不变，斜面对小球的支持力 F′2的方向始终不变)，由图2可知此过程中斜面对小球的支持力F′2不断减小，挡板对小球的弹力F′1先减小后增大，由牛顿第三定律可知选项B正确。
法二(解析法)：设斜面倾角为α，挡板与竖直方向夹角为β，如图3所示，则由平衡条件可得：
F′1sin β＋F′2cs α＝G
F′1cs β ＝F′2sin α
联立解得
F′1＝
F′2＝
挡板缓慢转至水平位置，β由0逐渐增大到，当β＝α时，cs (β－α)＝1，F′1最小，所以 F′1先减小后增大；β增大过程中 tan β随之增大，F′2不断减小，故选项B正确。
8. 皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为，如图所示，将质量为m的小物块放在皮带传送机上，随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动，则（ ）
A. 小物块的加速度大小a一定等于
B. 小物块受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向上
C. 小物块受到的静摩擦力的大小可能等于
D. 小物块受到的重力和摩擦力的合力的方向可能沿斜面方向
【答案】C
【解析】
【详解】AB．如果，小物块受到的静摩擦力的方向沿皮带向下，由牛顿第二定律列方程得
则
如果，小物块受到的静摩擦力的方向沿皮带向上，由牛顿第二定律列方程得
则
如果，小物块不受静摩擦力的作用。故AB错误；
C．如果，小物块受到的静摩擦力的方向沿皮带向下，由牛顿第二定律列方程得
解得
故C正确；
D．物体受重力、支持力和静摩擦力作用，三力合力沿传送带平面向下，而弹力必与此平面垂直，小物块受到的重力和摩擦力的合力的方向一定不沿斜面方向，故D错误。
故选C。
9. 将一个力F分解为两个不为零的分力F1、F2，以下说法可能正确的是（ ）
A. Fl、F2与F都在同一直线上
B. F1、F2都小于
C. F1或F2的大小等于F
D. F1、F2的大小都与F相等
【答案】ACD
【解析】
【详解】试题分析：若两个分力在同一直线上时，其合力可能为F，故选项A是可能的，选项A正确；由于F合一定大于两个力的差而小于两个力的和，当F1、F2都小于F/2时，其合力不可是能是F，故选项B不可能，B错误；F1或F2的大小等于F时也是可能的，即只要其中的一个力等于F就行，选项C可能；F1、F2的大小都与F相等也是可能的，即两个力夹角为120度时就可以，故选项D也正确．
考点：力的分解与合成．
10. 一物块从粗糙斜面底端，以某一初速度开始向上滑行，到达某位置后又沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中（ ）
A. 上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力
B. 上滑时，地面对斜面的摩擦力方向向左
C. 下滑时，地面对斜面的摩擦力方向向右
D. 上滑的时间小于下滑的时间
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设斜面倾角为θ，无论物块上滑与下滑，物体受到的摩擦力均为滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式可得
所以物块上滑与下滑时的滑动摩擦力相等，故A错误；
BC．物块在斜面上上滑和下滑过程中，加速度都是沿斜面向下，所以整体有水平向左的加速度，则斜面受到地面的摩擦力向左，故B正确，C错误；
D．根据牛顿第二定律可得上滑时有
解得上滑时的加速度为
同理可得下滑时的加速度为
由此可知，上滑时的加速度大于下滑时的加速度，根据位移时间关系
解得
上滑与下滑时的位移大小相等，所以
t上＜t下
故D正确。
故选BD。
11. 如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳离地面。当框架对地面压力为零的瞬间，则（ ）
A. 轻弹簧处于压缩状态B. 轻弹簧的压缩量为
C. 小球加速度的大小为D. 小球加速度的大小为g
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由题意得，当框架对地面的压力为零的瞬间，对框架受力分析知，框架所受重力等于弹簧对框架的弹力，且弹簧弹力竖直向上，弹簧处于压缩状态，且
F=Mg
则轻弹簧的压缩量
选项A正确，B错误；
CD．小球受弹簧向下的弹力，大小为
F=Mg
则小球加速度的大小为
选项C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图是A、B两物体同时由同一地点向同一方向做直线运动的v-t图像，从图像上可知（ ）
A. A做匀速运动， B做匀加速运动
B. 20s末A、B相遇
C. 20s末A、B相距最远
D. 40s末A、B相遇
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．A的速度不变，做匀速运动，B的速度均匀增大，做匀加速运动，故A正确；
BCD．前20s内A物体速度大、B的速度小，所以两物体间的距离逐渐增大，20s-40s内，后方物体B速度大，两物体间距减小，则20s末A、B相距最远。在40s末两图线的“面积”相等，说明A、B两物体此时相遇，故B错误，CD正确。
故选ACD。
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. 某同学用如右图所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz．在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每隔2个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如下图所示
（1）本实验中，电磁式打点计时器所使用的电源是_____________（填“甲”或“乙”）
甲：电压合适的50Hz的交流电源；
乙：电压可调的直流电源；
（2）设相邻两个计数点的时间间隔为T，则计算重力加速度的表达式为___________________；重力加速度的计算结果是g=___________m/s2（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. 甲 ②. ③. 8.67
【解析】
【详解】（1）打点计时器应采用交流电源，甲正确；
（2）根据公式
，
重力加速度的表达式为
代入数据有
14. 下图表示AB两个球在运动过程中的频闪照片，数字表示频闪的时刻的顺序，每次连续频闪的时间间隔相等，则由图可知
(1) 其中_______球做匀速直线运动．
(2) 两球速度相等的时刻在与数字______和数字______对应的时刻之间．
【答案】 ①. A ②. 3 ③. 4
【解析】
【详解】(1)在相同的时间内B球的位移越来越大，所以B球做的是变速直线运动；在相同的时间内A球的位移不变，所以A球做的是匀速直线运动．
(2)根据图可知在数字3和4之间的B球的平均速度大小等于A球的速度大小，故在3和4之间某一时刻B球速度大小可能和A球速度大小相等．
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，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。求：
（1）画出足球的受力示意图并求出悬绳对足球的拉力F的大小；
（2）墙壁对足球的弹力FN大小。
【答案】（1）见解析，；（2）FN=mgtanα
【解析】
【详解】（1）足球受重力mg、绳的拉力F和墙壁的支持力FN，受力如图
运用合成法知，F和FN的合力与mg等大反向，根据几何知识得
（2）由图得墙壁对足球的弹力为
FN=mgtanα
16. 如图所示，一竖直放置的轻弹簧两端各拴接一个物块A和B，整个系统处于静止状态．已知物块A的质量为 mA=2kg，物块B的质量为 mB=4kg，轻弹簧的劲度系数k=100N/m。现对物块A施加一竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，经t=1.0s物块B刚要离开地面．设整个过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块B刚要离开地面时，物块A上升的距离x；
（2）此过程中所加外力F最小值F1和最大值F2的大小
【答案】（1）0.6m；（2）2.4N ， 62.4N
【解析】
【详解】（1）A原来静止时，对A有
当B刚要离开地面时，对B有
此过程中物块A上升的距离
（2）当物块A开始做匀加速运动时，拉力F最小
对物块A有
即
当物块B刚要离开地面时，拉力F最大
对物块A有
即
物块A做匀加速直线运动，有
联立解得
17. 如图甲所示，某同学在竖直上升的升降机内研究升降机的运动规律他在升降机的水平底板上安放了一台压力传感器（能及时准确显示压力大小），压力传感器上表而水平，上面放置了一个质量为的木块，在时刻升降机从地面由静止开始上升，在时上升了H，并且速度恰好减为零，他根据记录的压力数据绘制了压力随时间变化的关系图像，如图乙所示，请你根据题中所给条件和图像信息回答题中所给的内，升降机上升的高度H为多少？，（取）
【答案】28m
【解析】
【详解】木块受到重力和支持力两个力作用，由图像可以看出，升降机在0～2s内向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
解得
升降机在0～2 s内上升的高度为
2s末的速度为
在2～6s内升降机做匀速运动的位移为
在6～10s内升降机做匀减速运动的位移为
故升降机在10s内上升的总高度为