必修1期末测评

期末测评

(满分:100分;时间:90分钟)

一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。第1—6小题只有一个选项正确,第7—10小题有多个选项正确。全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)

1.[2019福建八县(市)一中高一上期末]如图所示,为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图,正确的是(　　)

2.如图所示为某一物体运动的v-t图像。关于该图像下列说法中不正确的有(　　)

A.在0~4 s内,物体做匀减速直线运动

B.在4~8 s内,物体做匀加速直线运动

C.在t=4 s时,物体的速度方向发生变化

D.在t=4 s时,物体的加速度为零

3.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,刹车后的加速度大小为5 m/s2,那么开始刹车后2 s内与开始刹车后6 s内汽车通过的位移之比为(　　)

A.1∶1 B.1∶2 C.3∶4 D.4∶3

4.(2019四川攀枝花高一上期末)如图所示,一物体受到在同一平面的三个共点力F1、F2、F3的作用。图中每个小方格边长表示1 N,则这三个力的合力大小为(　　)

A.3 N　　　B.5 N　　　C.8 N　　　D.11 N

5.(2019山东济南一中高一上期末)某校科技兴趣小组观察“嫦娥二号”的发射过程后,用实验来模拟卫星的发射。火箭点燃后从地面竖直升空,t1时刻第一级火箭燃料燃尽后脱落,t2时刻第二级火箭燃料燃尽后脱落,此后不再有燃料燃烧。实验中测得火箭的v-t图像如图所示,设运动中不计空气阻力,全过程中燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断中正确的是(　　)

A.t2时刻火箭到达最高点,t3时刻火箭落回地面

B.火箭在t2~t3时间内的加速度大小大于重力加速度

C.火箭在0~t1时间内的加速度大于t1~t2时间内的加速度

D.t1~t2时间内火箭处于超重状态,t2~t3时间内火箭处于失重状态

6.一间新房即将建成,现要封顶,若要求下雨时落至房顶的雨滴能最快地淌离房顶(假设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动),则必须要设计好房顶的高度,下列四种情况中最符合要求的是(　　)

7.(2019宁夏银川一中高一上期末)架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应,冬天电线变短,电线呈现如图所示的两种形状,下列说法中正确的是(　　)

A.夏季与冬季电线对电线杆的拉力一样大

B.夏季与冬季电线对电线杆的拉力方向不变

C.夏季电线对电线杆的拉力较大

D.冬季电线对电线杆的拉力较大

8.(2019山西晋中高一上期末)物体从距地面100米的高空自由落下(不计空气阻力,且g取10 m/s2)。若将100 m分成5段,第一种分法是将时间等分,第二段时间内经过的位移为h,第二种分法是将位移等分,经过第二段位移所用的时间为t,则h和t的值应是(　　)

A.t=0.83 s B.t=0.41 s C.h=12 m D.h=4 m

9.甲、乙两质点在同一时刻、同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零、加速度大小为a1的匀加速直线运动;质点乙做初速度为v0,加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零保持静止。甲、乙两质点在运动过程中的x-v图像如图所示(虚线与对应的坐标轴垂直)(　　)

A.在x-v图像中,图线a表示质点甲的运动,质点乙的初速度v0=6 m/s

B.质点乙的加速度大小a2=2 m/s2

C.质点甲的加速度大小a1=2 m/s2

D.图线a、b的交点表示两质点同时到达同一位置

10.(2019江西南昌二中高一上期末)如图所示,质量为2 kg的物块放在质量为3 kg木板的最右端,它们之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,给木板水平向右的力F,则(　　)

A.当F≥15 N时,物块、木板发生相对滑动

B.当F=21 N时,物块的加速度为2 m/s2

C.当F>30 N时,物块、木板才会发生相对滑动

D.当F=33 N时,物块、木板的加速度分别为5 m/s2、6 m/s2

二、实验题(共14分)

11.(2019山东临沂高一上期末)(6分)在竖直平面内,橡皮条一端固定在G点,另一端挂一小圆环,现用两个弹簧测力计拉动小圆环到O点,小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0,如图甲所示。

甲

(1)此时要记录下拉力F1、F2的大小,并在白纸上记录　　　　　,以及O点的位置。 

(2)实验中,不必要的是　　　　 

A.用弹簧测力计测出小圆环的重力

B.弹簧测力计在使用前应校零

C.撤去F1、F2,改用一个力拉小圆环,仍使它处于O点

D.用两个弹簧测力计拉动小圆环时,要保持两弹簧测力计相互垂直

(3)图乙中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时,在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F'中,方向一定沿GO方向的是　　　　　。 

乙

12.(8分)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,

(1)一位同学利用如图所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度,滑块上安装了宽度为d的挡光片,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B,配套的数字毫秒计(图中未画出)记录了挡光片通过光电门A、B的时间分別为Δt1、Δt2,若两个光电门A、B间距离为L,则滑块加速度的表达式为a=　　　　　。(用题中字母表示) 

(2)这位同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图所示。图线　(填“①”或“②”)是在轨道水平的情况下得到的;小车及车中砝码的总质量m=　　　kg。 

三、计算题(共46分)

13.(2018河北石家庄高一上期末)(10分)如图所示,倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平地面上,一质量为m的小滑块在水平向右的推力F的作用下,恰能沿斜面匀速向上滑动,已知重力加速度为g。

(1)求滑块与斜面之间的动摩擦因数μ;

(2)现将该滑块在斜面上无初速度释放,滑块沿斜面向下做匀加速运动,求此时加速度a的大小。

14.(2019湖北孝感高中高一上期中)(10分)如图所示,可视为质点的两物块A、B,质量分别为m、2m,A放在一倾角为30°并固定在水平面上的光滑斜面上,一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,两端分别与A、B相连接。托住B使两物块处于静止状态,此时B距地面高度为h,轻绳刚好拉紧,A和滑轮间的轻绳与斜面平行。现将B从静止释放,斜面足够长。重力加速度为g。求:

(1)B落地前绳中张力的大小T;

(2)整个过程中A沿斜面向上运动的时间t。

15.(2018天津耀华中学高一上期末)(12分)如图所示,质量M=2 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=6 N,当小车向右运动的速度达到3 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=1 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.4,小车足够长(取g=10 m/s2)。求:

(1)放上小物块瞬间,小物块与小车的加速度大小。

(2)经多长时间两者达到相同的速度?

(3)从小物块放上小车开始,经过2 s小物块通过的位移大小。

16.(2019北京西城高一上期末)(14分)滑雪是很多人喜欢的运动项目,通过雪地输送带将滑雪者送到山坡雪道顶端,如图1所示。如图2所示,ABC为一简化的雪道模型,AB段为长L=100 m倾角θ=26°的山坡雪道,BC段为水平雪道,AB与BC平滑相连。一位质量m=80 kg(含装备)的滑雪者从山坡雪道顶端A处从静止开始自由滑下,到达底端后进入水平雪道。已知雪橇与水平雪道和山坡雪道之间的动摩擦因数均为0.1,忽略空气阻力,g取10 m/s2,sin 26°=0.44,cos 26°=0.90。

图1

图2

(1)如果滑雪者没有任何助力动作。求:

a.滑雪者在山坡雪道下滑时的加速度大小a1;

b.为了使滑雪者利用雪橇与雪道间的摩擦停下来,水平雪道BC的长度s至少为多长。

(2)为了能较快地停下,滑雪者在滑到山坡雪道上的P点时,开始通过调整身体的动作来增加阻力直到B点,进入水平雪道后不再增加阻力。若滑雪者在山坡雪道上增加的最大阻力为人对雪道压力的0.9倍,进入水平雪道后经x2=26 m停下,求滑雪者开始调整身体动作的位置P与B的距离x1。

答案全解全析

期末测评

1.A　运动员受到重力、地面的向上的支持力以及向前的静摩擦力作用,故A正确。

2.D　在0~4 s内,物体做匀减速直线运动;在4~8 s内,物体做匀加速直线运动;在t=4 s的前后,物体的速度由正值变为负值,因此速度的方向发生变化,所以选项A、B、C都正确。物体在4 s末的速度为零,加速度不为零,选项D错误。

3.C　汽车停止所用时间t2==4 s,所以刹车后2 s内与6 s内汽车通过的位移之比为==,故C正确。

4.B　以三力交点为坐标原点,建立水平和竖直的坐标系,参照坐标纸可知x方向F1x=F2x=3 N,合力为零;y方向有Fy=F1y+F2y-F3=(6+2-3) N=5 N,F合=Fy,故B正确。

5.D　火箭上升的最大高度为运动过程中的最大位移,由图像可知,当速度等于零时,位移最大,火箭处于最高点,即t3时刻到达最高点,故A错误;火箭在t2~t3时间内没有燃料燃烧,且不计空气阻力,故火箭只受重力,其加速度等于重力加速度,故B错误;v-t图线的斜率表示加速度,由图可知火箭在0~t1时间内的加速度小于t1~t2时间内的加速度,故C错误;由图可知,t1~t2时间内加速度为正,即方向竖直向上,火箭处于超重状态,t2~t3时间内加速度为负,即方向竖直向下,火箭处于失重状态,故D正确。

6.C　如图,设房顶宽为2b,斜面倾角为θ,房顶斜边长为。雨滴下滑的加速度a=g sin θ,由关系式=g sin θ t2。t==,可见,当θ=45°时,t最小,故C正确。

7.D　如图所示,对电线受力分析可知冬季电线拉力间的夹角更大,因合力不变则可知冬季对电线杆的拉力较大,故选项A、C错误,D正确;

电线对电线杆的拉力沿拉线方向,所以夏季与冬季拉力方向改变,故选项B错误。

8.AC　物体下落的总时间为:t总== s=2 s,按第一种分法:每一段的时间为:t'== s,第二段下落的高度为:h=g(2t')2-gt'2=12 m;按第二种分法:每一段的位移为:h'==20 m,前2段所需时间为:t2== s=2 s,第一段的时间为:t2== s=2 s,所以经历的时间为:t=t2-t1=0.83 s,故A、C正确。

9.AC　由于甲、乙两质点在同一时刻、同一地点沿同一方向做直线运动,a图像的速度随位移增大而增大,b图像的速度随位移增大而减小,所以图像a表示质点甲的运动,而x=0时乙的速度为6 m/s,即质点乙的初速度v0=6 m/s,选项A正确。设质点乙、甲通过x=6 m处时的速度均为v,对质点甲有v2=2a1x

对质点乙有v2-=-2a2x

联立得a1+a2=3 m/s2

当质点甲的速度v1=8 m/s、质点乙的速度v2=2 m/s时,两质点通过相同的位移均为x'。

对质点甲有=2a1x'

对质点乙有-=-2a2x'

联立解得a1=2a2

即a1=2 m/s2,a2=1 m/s2,选项B错误,C正确;图线a、b的交点表示两质点在同一位置,由x=v0t+at2可知甲、乙物体到达x=6 m时的时间分别为 s,(6-2) s,选项D错误。

10.CD　当物块、木板恰好发生相对滑动时,两者间的静摩擦力达到最大值;对物块,由牛顿第二定律有:μ1m物g=m物a0,解得a0=5 m/s2;对整体,由牛顿第二定律有:F0-μ2(m物+m木)g=(m物+m木)a0,解得 F0=30 N;所以,当F>30 N时,物块、木板才会发生相对滑动,当30 N≥F≥15 N时,物块、木板相对静止,故A错误,C正确。当F=21 N时,物块、木板相对静止,则对整体可得a==3.2 m/s2,故B错误。当F=33 N时,物块、木板发生相对滑动,则物块、木板的加速度分别为a物==5 m/s2,a木== m/s2=6 m/s2,故D正确。

11.答案　(1)拉力F1、F2的方向　(2)AD　(3)F

解析　(1)该实验中,需要根据力F1、F2的大小和方向作出平行四边形,求出合力与一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F进行比较,因此需要记录拉力F1、F2的大小和方向;

(2)本实验只需要保证橡皮条的形变弹力和圆环的重力的总效果相同即可用等效替代法验证,则不需要测量圆环的重力大小,故A不需要;弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零,故B项需要;该实验采用“等效替代”法,因此两次拉橡皮条要到同一位置,故C需要;用两根弹簧测力计拉动小圆环时,两弹簧测力计间的夹角要适当,便于作平行四边形,便于减小误差即可,并非要求两弹簧测力计相互垂直,故D不需要。所以不需要的步骤为A、D。

(3)由平行四边形定则作出的对角线F'为理论值,理论值与实际值有一定的偏差;实际测量的合力F与橡皮条一定在同一条直线上,所以F与F'中,方向一定沿GO方向的是F。

12.答案　(1)　(2)②　0.5

解析　(1)滑块通过第一个光电门的速度为,经过第二个光电门的速度为;根据速度与位移的关系可知,滑块的加速度为a=

(2)①图线拉力为零时就有了加速度,很显然是右侧抬高,平衡摩擦力过度造成的;②图线施加力之后还是没有加速度,说明是在水平面上拉动小车的。a-F图像的斜率k=1/m,由a-F图像得图像斜率k=2 kg-1,知m=0.5 kg。

13.答案　(1)

(2)g sin θ-

解析　(1)以滑块为研究对象,受力分析如图所示:

在平行于斜面的方向上,有F cos θ-mg sin θ-f=0

在垂直于斜面的方向上,有N-F sin θ-mg cos θ=0

又f=μN

联立计算得出:μ=

(2)滑块沿斜面向下做匀加速运动时,根据牛顿第二定律得:

mg sin θ-f'=ma

N'=mg cos θ

f'=μN'

联立计算得出a=g sin θ-

14.答案　(1)mg　(2)4

解析　(1)设B落地前两物块加速度大小为a,对于A,取沿斜面向上为正,对于B,取竖直向下为正。由牛顿第二定律有:

T-mg sin 30°=ma,2mg-T=2ma,得:a=g,T=mg。

(2)设B落地前瞬间A的速度为v,由运动学公式有:v2=2ah,h=t1;

B落地后,设A沿斜面向上运动的过程中加速度为a1,最大距离为s,则:

a1=-g sin 30°,-v2=2a1s,s=vt2,解得:s=h,t2=t1=2,则整个过程中A沿斜面向上运动的时间:t=t1+t2=4。

15.答案　(1)4 m/s2　1 m/s2　(2)1 s　(3)7 m

解析　(1)小物块的加速度大小am=μg=4 m/s2

小车的加速度大小aM==1 m/s2

(2)由amt=v0+aMt得t=1 s

(3)在开始1 s内小物块的位移x1=am=2 m

此时其速度v=amt1=4 m/s

在接下来的1 s小物块与小车相对静止,一起做加速运动且加速度a==2 m/s2

这1 s内的位移x2=vt2+a=5 m

则小物块通过的总位移x=x1+x2=7 m

16.答案　(1)a.3.5 m/s2　b.350 m　(2)40 m

解析　(1)a.滑雪者在山坡雪道上受力如图1所示。

图1

平行斜面方向,根据牛顿第二定律有:mg sin θ-Ff=ma1;

垂直斜面方向,根据平衡条件有:FN-mg cos θ=0;

且摩擦力:Ff=μFN,解得 a1=3.5 m/s2 。

b.在山坡雪道上,根据匀变速直线运动规律有:

=2a1L,

滑雪者在水平雪道受摩擦力作用,根据牛顿第二定律有:

μmg=ma2,解得a2=1 m/s2

根据匀变速直线运动规律有:0-=-2a2s,

解得:s=350 m。

(2)在PB段滑雪者受力如图2所示。

图2

平行斜面方向,根据牛顿第二定律有:

mg sin θ-μmg cos θ-0.9mg cos θ=ma3,解得a3=-4.6 m/s2

根据匀变速直线运动规律,从P到B有:-=2a3x1,

从A到P有:=2a1(L-x1),

从B到停下有:=2a2x2,

联立以上各式解得 x1 =40 m