2019-2020学年天津市五校高一上学期期末联考物理试题含解析

这是一份2019-2020学年天津市五校高一上学期期末联考物理试题含解析，共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分，其中1—9题为单项选择题，每个题；只有一项最符合题目要求的；10--12题为不定项选择题，每个题有两项符合题目要求，选不全给2分，多选不给分）
1. 下列物体或人，可以看作质点的是（ ）
A. 研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的空中姿态
B. 将一枚硬币上抛，猜测它落地时是正面还是反面朝上
C. 研究一列火车从北京开往上海的时间
D. 表演精彩芭蕾舞的演员
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究跳水的空中姿态时，大小和形状不能忽略，不可以看成质点，A错误；
B．猜测硬币正面还是反面朝上，硬币大小和形状不能忽略，不可以看成质点，B错误；
C．火车的大小对北京开往上海的时间影响可以忽略，可以看成质点，C正确；
D．表演芭蕾舞的演员的大小和形状不能忽略，不能看成质点，D错误。
故选C。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿是国际单位制中的基本单位
B. 千克，米，秒属于国际单位制中的基本单位
C. 质量，路程，平均速度是标量
D. 位移，速率，加速度是矢量
【答案】B
【解析】
【详解】A．牛顿是国际单位制中的导出单位，非基本单位，A错误；
B．千克、米、秒属于国际单位制中的基本单位，B正确；
C．质量、路程是标量，平均速度是矢量，C错误；
D．位移、加速度是矢量，速率是标量，D错误。
故选B。
3. 如图所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为r的圆周运动。以下说法正确的是（ ）
A. 小球过最高点时，杆受力不可以是零
B. 小球过最高点时的最小速率为
C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力
D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下
【答案】C
【解析】
【详解】小球过最高点时,如果速度等于，则只由重力提供向心力

如果速度大于，则由重力和杠对小球竖直向下的拉力的合力提供向心力
如果速度小于，则由重力和杠对小球竖直向上的支持力的合力提供向心力，且重力大于支持力
所以小球通过最高点的最小临界速度为0。
故选C。
4. 体育课上一学生将足球踢向斜台，下列关于足球给斜台的弹力，说法正确的是（ ）
A. 是由斜台发生形变产生的B. 方向沿的方向
C. 方向沿垂直于斜台斜向右下方D. 方向沿垂直于斜台斜向左上方
【答案】C
【解析】
【详解】A．足球给斜台的弹力是由施力物体足球发生形变所产生的，A错误；
BCD．斜台的弹力方向是垂直于斜台指向斜台右下方，C正确，BD错误。
故选C。
5. 共享单车的出现为我们的生活出行带来了极大的便利，但是也出现了很多不文明的行为，其中有一种就是有家长将自己的孩子放在单车车篮内（如图），极易发生事故。我们以矿泉水为例研究这个问题，若将一箱矿泉水放在车篮内，（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A. 加速前进时，车对矿泉水的作用力水平向前
B. 匀速前进时，矿泉水受到的合力竖直向上
C. 突然刹车时，矿泉水会向前倾是因为受到车篮对矿泉水向前的推力
D. 突然刹车时，矿泉水离开车篮掉下的过程中，矿泉水只受到重力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A．自行车加速前进时，矿泉水受合外力水平向前，车对矿泉水的作用力向前上方，故A错误；
B．自行车匀速前进时，矿泉水受到的合力为零，故B错误；
C．自行车突然刹车时，矿泉水会向前倾是因为矿泉水本身有惯性，不是因为受到车篮对矿泉水向前推力，故C错误；
D．自行车突然刹车时，矿泉水离开车篮掉下的过程中，不计空气阻力，矿泉水只受到重力的作用，故D正确。
故选D。
6. 度在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动。已知运为动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 运动员受到的合力大小为
C. 运动员做圆周运动的角速度为
D. 如果运动员减速，运动员将做离心运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力，三个的合力提供了向心力，故A错误；
B．运动员做匀速圆周运动，所受到的合力提供向心力，再根据牛顿第二定律可得
所以运动员受到的合力大小为，故B正确；
C．由圆周运动的线速度和角速度的关系式可得
故C错误；
D．如果运动员减速，需要的向心力减小，此时向心力“供”大于“需”，运动员将会做近心运动，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，用一根细线系住重力为G的小球，开始细线在作用于O点的拉力下保持竖为直位置，小球与倾角为α的光滑斜面体接触，处于静止状态，小球与斜面的接触面非常小。现保持小球位置不动，沿顺时针方向改变拉力方向，直到拉力方向与斜面平行。在这一过程中，斜面保持静止。下列说法正确的是（ ）
A. 细线对小球的拉力先减小后增大B. 斜面对小球的支持力先增大后减小
C. 斜面对地面的摩擦力方向向左D. 细线对小球的拉力的最小值等于
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．对小球进行受力分析，作出力的矢量三角形，如图所示
当沿顺时针方向改变至与斜面平行过程中，斜面对小球的支持力一直增大，细线对小球的拉力逐渐减小，当拉力与垂直时，细线对小球的拉力最小，最小值为
AB错误，D正确；
C．选整体为研究对象，细线的拉力在水平方向的分量一直在增大，方向向右，所以地面对斜面的摩擦力一直增大，方向向左，根据牛顿第三定律，斜面对地面的摩擦力一直增大，方向向右，C错误。
故选D。
8. 质量为2kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 质点的初速度大小为3m/s
B. 质点所受合外力为3N，做匀变速曲线运动
C. 2s内质点的位移大小约为17m
D. 2s末质点速度大小为6m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由x方向的速度图像可知，初速度为3m/s，由y方向的位移图像可知在y方向做匀速直线运动，速度为vy=4 m/s，由平行四边形定则可知，质点的初速度为
故A错误；
B．由x方向的速度图像可知，在x方向的加速度为1.5 m/s2，受力Fx=3 N，由y方向的位移图像可知在y方向做匀速直线运动，受力Fy=0，所以质点的合力为3N，由于质点的初速度方向与合外力方向不在一条直线上，所以质点做匀加速曲运动，故B正确；
C．2s内x轴方向的位移为
y轴方向的位移为
所以质点在2s末内的位移为
故C错误；
D．2s末x轴方向的速度为，，y轴方向的速度为：，所以质点在2s末的速度为
故D错误。
故选B。
9. 某人向放在水平地面上正前方的小桶水平抛球，结果球划着一条弧线飞落到小桶的前方，如图所示，为了让水平抛出的小球落入桶中，以下调整可行的是不计空气阻力
A. 只降低抛出点高度B. 增大初速度并提高抛出点高度
C. 只增大初速度D. 只提高抛出点高度
【答案】A
【解析】
【分析】小球做平抛运动，飞到小桶的前方，说明水平位移偏大，应减小水平位移才能使小球抛进小桶中．将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择。
【详解】设小球平抛运动的初速度为，抛出点离桶口的高度为h，水平位移为x，则平抛运动的时间为
水平位移为
由题知，小球做平抛运动，飞到小桶的前方，说明水平位移偏大，应减小水平位移才能使小球抛进小桶中，由上式可知，可只减小初速度或只降低抛出点的高度。故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题，比较简单，关键运用运动的分解方法得到水平位移的表达式。
10. “蹦极”空是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置，从人在从P点落下到最低点c的过程中（ ）
A. 人在Pa段作自由落体运动，处于完全失重状态
B. 在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C. 在c点，人的速度为零，其加速度不为零
D. 运动到a点时开始做减速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．绳子未到达原长前，对人无作用力，故人在Pa段，只有重力作用，作自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确；
B．在bc段，速度向下减小，加速度向上，绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态，故B错误；
C．最低点c，人速度为零，但具有向上的加速度，其加速度不为零，故C正确；
D．a点向b点运动，重力大于拉力，合力向下，人继续加速运动，故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，水平传送带以大小为v的速度沿逆时针匀速转动，一个物块也以大小为v的速度从传送带的左端滑上传送带，并刚好能从传送带右端滑离，物块在传送带上运动的时间为t。若将物块滑上传送带的速度减小为，则下列判断正确的是（ ）
A. 物块能滑到传送带中间的位置B. 物块能运动到传送带的最右端
C. 物块在传送带上一直做匀变速运动D. 为物块在传送带上运动的时间也为t
【答案】CD
【解析】
【详解】A B．设左右两端的距离为L，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m，则加速度为
物块以大小为v的速度从传送带的左端滑上传送带，根据动能定理可得：
若将物块滑上传送带的速度减小为，则
解得：
故物块不能滑到传送带中间的位置，也不能运动到传送带的最右端。AB错误；
C．物块在传送带上先向右减速，加速度为μg，再反向加速，加速度也为μg，故物块一直做匀变速运动，C正确；
D．物块以大小为v的速度从传送带的左端滑上传送带，运动时间
若将物块滑上传送带的速度减小为，物块在传送带上运动的时间也为
D正确；
故选CD。
12. 如图，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起从静止开始做无相对滑动加速运动。已知小车质量是M，木块质量是m，力大小是F，加速度大小是a，木块和小车之间动摩擦因数是，则在这个过程中（ ）
A. 力拉力F不能超过B. m的最大加速度为
C. M受到的摩擦力可表示为MaD. m受到的摩擦力可表示为ma
【答案】BD
【解析】
【详解】AD．地面光滑，对小车和木块整体分析，竖直方向上受力平衡，水平方向上由牛顿第二定律得
解得
对木块受力分析，竖直方向上受力平衡，水平方向上受静摩擦力的作用，摩擦力方向向右，由牛顿第二定可得
由于无相对滑动，则
解得
故A错误，D正确；
B．木块水平方向上受静摩擦力的作用，则静摩擦力最大时，加速度最大，故静摩擦力最大值等于滑动摩擦力时，可得
解得
故B正确；
C．对小车受力分析，竖直方向上受力平衡，水平方向上上拉力和木块对小车的水平向左的静摩擦力，故根据牛顿第二定律可得
解得
故C错误。
故选BD。
二、填空题（本题共两小题，共14分，每空2分）
13. 图示为利用拉力传感器和位移传感器探究“加速度与力的关系”的实验装置，可以通过改变钩码的数量来改变小车所受的拉力。拉力传感器可以测量轻绳的拉力，位移传过感器通过DIS（数字化信息系统）可以测小车的加速度。请回答下列问题：
（1）本实验采用的科学方法是______。
A．理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.建立物理模型法
（2）若小车在水平轨道上，通过改变钩码的数量，可以得到多组实验数据，重力加速为度为g度，则下列能正确反映小车运动的加速度a力和所受拉力F的关系图像是________。
A． B.
C. D.
（3）正确选择（2）问中的图像，可求得小车、拉力传感器和位移传感器发射部分的总质量为________，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________。
【答案】 ①. B ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]本实验采用的是控制小车质量不变，通过改变外力来研究加速度与外力的关系，因此是控制变量法；
（2）[2]在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，故选项C正确，选项ABD错误；
（3）[3][4]根据牛顿第二定律得，，，图线的斜率表示质量的倒数，则，解得，因为时，加速度为零，解得摩擦力大小为：。
【点睛】对于图象问题，通常的方法是得出两个物理量的表达式，结合图线的斜率和截距进行求解。
14. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图像可知：
（1）弹簧的原长为___________cm
（2）弹簧的劲度系数为___________N/m
（3）当弹簧被拉伸，弹力大小为5N时，弹簧的长度为____________cm
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，当弹簧弹力为零时，弹簧的长度为10cm，故弹簧的原长为10cm；
（2）[2]由图可知，当时，弹簧的长度，故根据胡克定律可知
（3）[3]根据胡克定律可知，当时，弹簧的伸长量
此时弹簧的长度
三、计算题（共3个题，15题11分， 16题12分，17题15分，共38分）
15. 如图所示，质量为M物体B放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m的物体A，与物体A相连接的绳与竖直方向成θ角，两物体始终与车厢保持相对静止.求：
(1)车厢的加速度大小；
(2)绳对物体A的拉力大小；
(3)物体B对车厢底板的压力的大小．
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】（1）以物体A为研究对象，分析受力情况，重力mg 和拉力T，如图所示:
由牛顿第二定律有：
解得车厢的加速度大小
（2）根据拉力T的竖直分量平衡重力得:
解得绳对物体A的拉力大小
（3）对物体B分析受力如图所示：
在竖直方向处于平衡状态，由平衡条件有
解得车厢对B物体的支持力
由牛顿第三定律可得物体B对车厢底板的压力的大小为:
16. 如图所示，斜面AB与水平面BC平滑连接，小球从A点由静止开始匀加速下滑至B点后，在BC 平面上做匀减速直线运动至C点停止。已知斜面AB长8m， 小球从A 点开始2s末到达B点，在BC面上匀减速运动的加速度大小为，求：
(1)小球在斜面AB上运动的加速度大小；
(2)从A点开始计时，3s末小球的速度大小；
(3)小球在水平面上从B点开始5s内的位移大小。
【答案】(1) 4m/s2；(2) 6m/s；(3) 16m
【解析】
【详解】(1)在斜面AB上，由位移时间公式：
代入数据得：
(2)匀加速过程，由
代入数据得：
当时，即已经在平面上运动的时间为：
由，
可得：
(3)设小球在平面上运动的时间为t停，则有：
小球4s末即已停下，由
代入数据得：
17. 用如图所示的水平—为斜面装置研究平抛运动，将一质量为的小物块（可视为质点）静止放置于粗糙水平面上的O点，它与水平台阶表面间的动摩擦因数，且与台阶边缘P点的距离。现用的水平恒力拉动小物块做匀加速运动，一段时间后撤去拉力，小物体做匀减速运动，然后落在斜面上，已知水平面高度H=0.8m，斜面底边长，取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）若小物块恰能击中斜面底端，求其离开P点时的速度大小；
（2）若小物块运动到P点速度恰好减到零，求拉力F作用的时间；
（3）若使小物块能落在斜面上，求拉力F作用的时间范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小物体离开O点时的速度为，由平拋运动规律得
水平方向
竖直方向
解得小物块离开P点时的速度大小
（2）为使到小物块运动到P点速度恰好减到零，设拉力F作用的时间为
解得
又因为
解得
设撤去外力时物块的速度为，由运动学公式得
解得
由
解得
（3）为使小物体击中斜面过，小物块的平拋初速度不能超过4m/s，设拉力F作用的最长时间为
解得
由运动学公式
可得
则为使小物块击中挡板，拉力作用的时间范围为