吉林省松原市长岭县第三中学2020-2021学年高一年级期末考试物理试卷

这是一份吉林省松原市长岭县第三中学2020-2021学年高一年级期末考试物理试卷，共8页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题：本题共10小题，第1~6题只有一项符合题目要求，每小题5分；第7~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．下列各组物理量中，全部是矢量的是( )
A．位移、速度、平均速度、加速度
B．速度、平均速率、加速度、位移
C．位移、速度、加速度、质量
D．速度、加速度、位移、时间
2．下列说法正确的是
A．重力的方向总是指向地心
B．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反
C．挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
D．当两粗糙物体之间没有相对滑动时，两物体之间的摩擦力一定为零
3．已知两个力的合力为20 N，则这两个力的大小不可能是( )
A．18 N、18 N B．10 N、20 N C． 8 N、15N D．9 N、10N
4．下列关于超重和失重的说法正确的是( )
A．物体处于超重状态时，其重力增加了
B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化
5．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用水平轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此A和B的加速度分别为a1和a2，则( )
A．撤去拉力F的瞬间a1＝0，a2＝－eq \f(m1,m2)a
B．撤去拉力F的瞬间a1＝a，a2＝0
C．撤去拉力F的之前弹簧拉力的大小T＝eq \f(m1,m1＋m2)F
D．撤去拉力F的之前弹簧拉力的大小T＝eq \f(m2,m1＋m2)F
6.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大小为FN2.以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中( )
A．FN1始终减小，FN2始终增大
B．FN1始终减小，FN2始终减小
C．FN1先增大后减小，FN2始终减小
D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
7．物体从某高度处开始做自由落体运动，从开始到落到地面的平均速度为10 m/s(g取10m/s2)，则下列说法正确的是( )
A．下落一半高度时的瞬时速度为10 m/s
B．落地前瞬间的速度是20 m/s
C．物体下落的高度是20 m
D．第3 s内物体下落25 m
8．汽车自A点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动，车的加速度是2m/s2，途中分别经过P、Q两根电线杆，已知P、Q电线杆相距50 m，车经过电线杆Q时的速度是15m/s，则下列说法正确的是( )
A．汽车经过P点的速度是5 m/s
B．经过7.5 s汽车运动到P点
C．汽车经过P、Q电线杆的时间是5 s
D．汽车经过P、Q电线杆的平均速度是12 m/s
9．如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A．该水平拉力大于轻绳的弹力
B．物块c受到的摩擦力大小为μmg
C．当该水平拉力增大为原来的1.5倍时，物块c受到的摩擦力大小为0.5μmg
D．若该水平拉力增大为原来的3倍时，物块c受到的摩擦力大小为μmg
10．如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮O连接两个小球A、B，两球穿在同一根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时，OA绳与水平方向的夹角为60°，OB绳与水平方向的夹角为30°，则球A、B的质量之比和杆对A、B弹力之比分别为( )
A．eq \f(mA,mB)＝eq \r(3) B．eq \f(mA,mB)＝eq \f(\r(3),3)
C．eq \f(FNA,FNB)＝eq \f(\r(3),3) D．eq \f(FNA,FNB)＝eq \f(\r(3),2)
二、实验题（每空2分，共12分）
11．图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：不悬挂小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。（填“均匀”或“非均匀”）
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，标注计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，1a为纵坐标，在坐标纸上作出1a－m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1a与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空：
①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是______________________。
②实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，打出一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点未标出)。s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm。则小车的加速度a= _________m/s2 (结果保留两位有效数字)。
③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。
三、计算题（共34分，12题10分，13题10分，14题14分）
12．如图，一平直的传送带以速率v＝2 m/s匀速运行，在A处把物体轻轻地放到传送带上，经过6 s，物体到达B处，AB相距L＝10 m，重力加速度g＝10 m/s2.则：
(1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？
(2)物体与传送带之间的动摩擦因数为多少？
(3)若物体是煤块，求物体在传送带上的划痕长度．
13．如图甲所示，质量m＝1 kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上(斜面足够长)，t＝0时刻对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1 s时撤去力F，物体运动时部分v－t图像如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，
sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数及拉力F的大小；
(2)t＝4 s时物体的速度．
14．如图所示，物体1、3和木板2的质量均为m＝1 kg，木板2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设木板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H＝5.75 m，物体1与木板2之间的动摩擦因数μ＝0.2。木板2放在光滑的水平桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在木板2的左端以v＝4 m/s的初速度开始向右运动，运动过程中恰好没有从木板2的右端掉下。求：
(1)木板2的长度L0；
(2)当物体3落地时，物体1在木板2的位置。
2020—2021学年（高一）年级上学期
期末考试（物理）学科试卷
一、选择题：本题共10小题，第1~6题只有一项符合题目要求，每小题5分；第7~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．下列各组物理量中，全部是矢量的是( )
A．位移、速度、平均速度、加速度
B．速度、平均速率、加速度、位移
C．位移、速度、加速度、质量
D．速度、加速度、位移、时间
a
2．下列说法正确的是
A．重力的方向总是指向地心
B．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反
C．挂在绳上处于静止的物体，受到绳的拉力是由于物体的形变引起的
D．当两粗糙物体之间没有相对滑动时，两物体之间的摩擦力一定为零
b
3．已知两个力的合力为20 N，则这两个力的大小不可能是( )
A．18 N、18 N B．10 N、20 N C． 8 N、15N D．9 N、10N
d
4．下列关于超重和失重的说法正确的是( )
A．物体处于超重状态时，其重力增加了
B．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增大或减小了
D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有发生变化
答案 D
5．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用水平轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此A和B的加速度分别为a1和a2，则( )
A．撤去拉力F的瞬间a1＝0，a2＝－eq \f(m1,m2)a
B．撤去拉力F的瞬间a1＝a，a2＝0
C．撤去拉力F的之前弹簧拉力的大小T＝eq \f(m1,m1＋m2)F
D．撤去拉力F的之前弹簧拉力的大小T＝eq \f(m2,m1＋m2)F
答案 c
解析 两木块在光滑的水平面上一起以加速度a向右做匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在撤去拉力F的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B，取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－eq \f(m1,m2)a，所以D正确．
6.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大小为FN2.以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中( )
A．FN1始终减小，FN2始终增大
B．FN1始终减小，FN2始终减小
C．FN1先增大后减小，FN2始终减小
D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大
答案 B
解析 小球受重力G、墙面对球的压力FN1、木板对小球的支持力
FN2而处于平衡状态．由平衡条件知FN1、FN2的合力与G等大反向，θ增大时，画出多个平行四边形，如图乙，由图可知在θ增大的过程中，FN1始终减小，FN2始终减小．选项B正确．
7．(多选)物体从某高度处开始做自由落体运动，从开始到落到地面的平均速度为10 m/s(g取10m/s2)，则下列说法正确的是( )
A．下落一半高度时的瞬时速度为10 m/s
B．落地前瞬间的速度是20 m/s
C．物体下落的高度是20 m
D．第3 s内物体下落25 m
答案 BC
解析 根据平均速度eq \x\t(v)＝eq \f(v0＋v,2)，解得物体落地前瞬间的速度v＝2×10 m/s＝20 m/s；根据v2＝2gh，v′2＝2g·eq \f(h,2)得，下落一半高度时的速度v′＝eq \f(\r(2),2)v＝10eq \r(2) m/s，故A错误，B正确．物体下落的高度h＝eq \f(v2,2g)＝eq \f(202,2×10) m＝20 m，故C正确．物体落地的时间t＝eq \f(v,g)＝eq \f(20,10) s＝2 s，则第3 s内下落的位移为零，故D错误．
8．汽车自A点从静止开始在平直公路上做匀加速直线运动，车的加速度是2m/s2，途中分别经过P、Q两根电线杆，已知P、Q电线杆相距50 m，车经过电线杆Q时的速度是15m/s，则下列说法正确的是( )
A．汽车经过P点的速度是5 m/s
B．经过7.5 s汽车运动到P点
C．汽车经过P、Q电线杆的时间是5 s
D．汽车经过P、Q电线杆的平均速度是12 m/s
ac
9．如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A．该水平拉力大于轻绳的弹力
B．物块c受到的摩擦力大小为μmg
C．当该水平拉力增大为原来的1.5倍时，物块c受到的摩擦力大小为0.5μmg
D．若该水平拉力增大为原来的3倍时，物块c受到的摩擦力大小为μmg
答案 ACD
解析 三物块一起做匀速直线运动，由平衡条件，对a、b、c系统：F＝3μmg，对b、c系统：FT＝2μmg，则：F＞FT，即水平拉力大于轻绳的弹力，故A正确；c做匀速直线运动，处于平衡状态，则c不受摩擦力，故B错误；当水平拉力增大为原来的1.5倍时，F′＝1.5F＝4.5μmg，由牛顿第二定律，对a、b、c系统：F′－3μmg＝3ma，对c：Ff＝ma，解得：Ff＝0.5μmg，故C正确；剪断轻绳后，b、c一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，对b、c系统：2μmg＝2ma′，对c：Ff′＝ma′，解得：Ff′＝μmg，故D正确．
10．如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮O连接两个小球A、B，两球穿在同一根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时，OA绳与水平方向的夹角为60°，OB绳与水平方向的夹角为30°，则球A、B的质量之比和杆对A、B弹力之比分别为( )
A．eq \f(mA,mB)＝eq \r(3)
B．eq \f(mA,mB)＝eq \f(\r(3),3)
C．eq \f(FNA,FNB)＝eq \f(\r(3),3)
D．eq \f(FNA,FNB)＝eq \f(\r(3),2)
答案 AC
解析 分别对A、B两球进行受力分析，运用合成法，如图所示，由几何知识得FTsin 60°＝mAg，
FT′sin 30°＝mBg，
FNA＝FTcs 60°，
FNB＝FT′cs 30°，FT＝FT′，故eq \f(mA,mB)＝eq \f(FTsin 60°,FT′sin 30°)＝eq \r(3)，
eq \f(FNA,FNB)＝eq \f(FTcs 60°,FT′cs 30°)＝eq \f(\r(3),3)，
故选项A、C正确，B、D错误．
二、实验题（每空2分，共12分）
11．图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空：
①平衡小车所受的阻力：不悬挂小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。（填“均匀”或“非均匀”）
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分，标注计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标，1a为纵坐标，在坐标纸上作出1a－m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则1a与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空：
①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是______________________。
②实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，打出一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点未标出)。s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm。则小车的加速度a= _________m/s2 (结果保留两位有效数字)。
③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。
16(1)等间距/均匀 线性
(2)远小于小车和砝码的总质量/远小于小车的质量
(3)0.79 1k bk
三、计算题（共34分，12题10分，13题10分，14题14分）
12．如图，一平直的传送带以速率v＝2 m/s匀速运行，在A处把物体轻轻地放到传送带上，经过6 s，物体到达B处，AB相距L＝10 m，重力加速度g＝10 m/s2.则：
(1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？
(2)物体与传送带之间的动摩擦因数为多少？
(3)若物体是煤块，求物体在传送带上的划痕长度．
答案 (1)2 s (2)0.1 (3)2 m
解析 (1)由题意可知，物体从A到B先经历匀加速直线运动，后与皮带达到相同速度，匀速运动到B端，
设匀加速阶段的时间为t
所以eq \f(v,2)t＋v(6 s－t)＝L(3分)
代入数据得：t＝2 s(1分)
(2)在匀加速阶段，根据牛顿第二定律可知μmg＝ma(1分)
根据速度与时间的关系得：v＝at(1分)
联立得：μ＝0.1(1分)
(3)在匀加速阶段，皮带上表面相对于地面的位移x＝vt＝4 m(2分)
物体相对于地面的位移x′＝eq \f(1,2)at2＝2 m(2分)
所以物体在皮带上的划痕长度Δx＝x－x′＝2 m．(1分)
13．如图甲所示，质量m＝1 kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上(斜面足够长)，t＝0时刻对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1 s时撤去力F，物体运动时部分v－t图像如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数及拉力F的大小；
(2)t＝4 s时物体的速度．
答案 (1)0.5 30 N (2)2 m/s，方向沿斜面向下
解析 (1)根据v－t图像知，物体做匀加速直线运动的加速度a1＝20 m/s2，
根据牛顿第二定律得F－μmgcs θ－mgsin θ＝ma1，
物体做匀减速直线运动的加速度a2＝－10 m/s2，
根据牛顿第二定律得－mgsin θ－μmgcs θ＝ma2，
解得F＝30 N，μ＝0.5.
(2)在物体运动过程中，设撤去力F后物体运动到最高点所用的时间为t2，
由0－v1＝a2t2，解得t2＝2 s.
则物体从最高点开始沿斜面下滑的时间
t3＝t－t1－t2＝1 s，
设物体下滑的加速度大小为a3，由牛顿第二定律得，
mgsin θ－μmgcs θ＝ma3，
解得a3＝2 m/s2.
所以t＝4 s时物体的速度v＝a3t3＝2×1 m/s＝2 m/s，方向沿斜面向下．
14．如图所示，物体1、3和木板2的质量均为m＝1 kg，木板2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设木板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H＝5.75 m，物体1与木板2之间的动摩擦因数μ＝0.2。木板2放在光滑的水平桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在木板2的左端以v＝4 m/s的初速度开始向右运动，运动过程中恰好没有从木板2的右端掉下。求：
(1)木板2的长度L0；
(2)当物体3落地时，物体1在木板2的位置。
【解析】(1)物体1在向左的滑动摩擦力作用下做匀减速运动
加速度大小为a1＝eq \f(μmg,m)＝2 m/s2，
对木板2和物体3分别由牛顿第二定律可得：
F＋μmg＝ma2，mg－F＝ma2，解得a2＝6 m/s2；
设经过时间t1，三者速度达到相等，设为v1，
则v1＝v－a1t1＝a2t1，解得v1＝3 m/s，t1＝0.5 s，
则物体1和木板2运动的位移分别为：
x1＝eq \f(1,2)(v＋v1)t1＝1.75 m；x2＝eq \f(1,2)v1t1＝0.75 m＜H，而L0＝x1－x2，解得L0＝1 m。
(2)假设速度大小相等时三者相对静止，
对整体由牛顿第二定律得mg＝3ma，解得a＝eq \f(g,3)。
对物块1，当受到滑动摩擦力时，其加速度最大，最大值为2 m/s2，小于eq \f(g,3)，故1与2要发生相对滑动，物体1相对于木板2向左滑动，其加速度大小a3＝2 m/s2，方向向右。
对木板2和物体3分别由牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma4，mg－F＝ma4，
解得a4＝4 m/s2，故2和3做匀加速运动。
设再经过时间t2物体3落地，
则对木板2可得H－x2＝v1t2＋eq \f(1,2)a4t22，解得t2＝1 s，
物体1的位移x3＝v1t2＋eq \f(1,2)a3t22＝4 m。
而H－x2－x3＝1 m＝L0，所以当物体3落地时，物体1在木板2的最左端。
【答案】(1)1 m (2)物体1在木板2的最左端