高中物理人教版((2019)必修第一册期末学业水平检测试卷（Word版附解析）

这是一份高中物理人教版((2019)必修第一册期末学业水平检测试卷（Word版附解析），共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.在物理学的重大发现中科学家们运用了许多物理学的方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、类比法、假设法、微元法、科学假说法和建立物理模型法等。下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
B.根据速度定义式,当Δt非常小时,就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义运用了微元法
C.在研究重力的作用点重心的过程中,利用了等效的思想
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,将每一小段都看成匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了极限思维法
2.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,3名航天员随后从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱,发射取得圆满成功。以下说法正确的是( )
A.神舟飞船与天和核心舱对接过程,均可视为质点
B.载人飞船加速上升过程,3名航天员均处于失重状态
C.3名航天员环绕地球运动过程,均处于平衡状态
D.以地球为参考系,飞船与核心舱的组合体绕地球一周,平均速度为零
3.如图,粗糙的木块A、B叠放在一起,静置于水平面上。现使木块B受到一个水平方向的拉力F,但木块A、B仍保持静止,则( )
A.木块A与木块B之间无摩擦力
B.木块A对木块B的压力就是木块A受到的重力
C.木块B不动是因为它受到的地面的摩擦力大于拉力F
D.木块B先对地面施加压力,使地面发生形变后,地面再对木块B施加支持力
4.根据我国道路交通管理的相关规定,同一车道行驶的机动车,后车必须根据行驶速度、天气和路面情况,与前车保持必要的安全距离。如图所示的安全距离示意图,标出了一般情况下汽车在不同行驶速度下所对应的大致安全的刹车距离。在通常情况下,驾驶者的反应时间平均为0.4~1.5 s,下列说法正确的是( )
A.车速越大驾驶员的反应时间越长
B.反应时间是指刹车后的0.4 s至1.5 s这一段时间
C.由图可看出,当行驶速度为60 km/h时,停车距离与反应距离的比值为4∶3
D.由图可看出,随着行驶速度的增大,反应距离与刹车距离的比值逐渐减小
5.如图甲所示,塔吊是现代工地必不可少的建筑设备之一,塔吊通过钢索将建筑材料从地面吊到高处。某次施工,塔吊司机将建筑材料沿竖直方向提升,某段时间内建筑材料在竖直方向上运动的x-t图像如图乙所示,其中t1~t2时间段内的图线为直线,下列说法正确的是( )

A.0~t1内,建筑材料处于超重状态
B.t1~t2内,建筑材料处于超重状态
C.t2~t3内,建筑材料处于超重状态
D.0~t3内,t3时刻建筑材料的速度达到最大
6.如图所示,质量为m=3 kg的木块放在倾角θ=30°的足够长的固定斜面上,木块可以沿斜面匀速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木块上,使其由静止开始沿斜面向上加速运动,经过t=2 s时间木块沿斜面上滑4 m的距离,则推力F的大小为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.42 N B.6 N C.21 N D.36 N
7.如图所示,a、b两个小球穿在一根与水平面成θ角的光滑固定杆上,并且通过一条跨过定滑轮的细绳连接,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。已知a球质量为m,重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是( )
A.a可能受到2个力的作用B.b可能受到3个力的作用
C.b的重力为mg tan θD.绳子对a的拉力等于mg
8.某同学为了研究物体下落过程的特点,设计了如下实验:将两本书A、B从高楼楼顶放手让其落下,两本书下落过程中没有翻转和分离,由于受到空气阻力的影响,其v-t图像如图乙所示,虚线在P点与图线相切,已知mA=2 kg,mB=2 kg,重力加速度g=10 m/s2。由图可知( )

A.0~2 s内A、B的平均速度等于4.5 m/s
B.t=2 s时A、B受到的空气阻力等于25 N
C.t=2 s时A对B的压力等于16 N
D.下落过程中A对B的压力不变
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9.A、B两物体从同一点朝同一方向做直线运动,它们的v-t图像如图所示,则下列说法正确的有( )
A.A物体保持静止,B物体做匀速直线运动
B.t1时刻两物体相遇
C.2t1时刻两物体相遇
D.在B物体追上A物体之前,t1时刻两物体之间距离最大
10.如图所示,一广场小火车由车头和车厢编组而成。假设各车厢质量均相等(含乘客),在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。一广场小火车共有3节车厢,车头对第1节车厢的拉力为T1,第1节车厢对第2节车厢的拉力为T2,第2节车厢对第3节车厢的拉力为T3,则( )
A.当小火车匀速直线运动时,T1=T2=T3
B.当小火车匀速直线运动时,T1∶T2∶T3=3∶2∶1
C.当小火车匀加速直线运动时,T1=T2=T3
D.当小火车匀加速直线运动时,T1∶T2∶T3=3∶2∶1
11.一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定在加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是( )
A.当θ一定时,a越大,斜面对物体的支持力越小
B.当θ一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大
C.当a一定时,θ越大,斜面对物体的支持力越小
D.当a一定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越大
12.如图(a)所示,质量为M=3 kg的木板放置在水平地板上,可视为质点的质量为m=2 kg的物块静止在木板右端。t=0时刻对木板施加水平向右的外力,t=2 s时刻撤去外力,木板的v-t图像如图(b)所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,物块始终没有滑离木板,重力加速度g取10 m/s2。则( )

A.木板与地板间的动摩擦因数为0.3
B.水平外力的大小为18 N
C.物块运动的时间为2.4 s
D.木板长度至少为2.40 m
三、非选择题(本大题共6小题,共60分)
13.(6分)某同学为了验证“力的平行四边形定则”,选用了质量为250 g的纯牛奶和以下器材:轻绳若干、50 g的钩码若干、白纸、木板、两个光滑的定滑轮。如图1所示,当系统达到平衡时,两根绳子所挂钩码的个数分别为N1和N2。回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能成功的是 ;
A.N1=N2=3 B.N1=N2=2
C.N1=2,N2=4 D.N1=10,N2=0
(2)每次测量中,O点的位置 (填“需要”或“不需要”)保持不变;
(3)在处理数据作图时,你认为图2中可能符合实验事实的是 (填“甲”或“乙”)。

14.(10分)利用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)本装置中要用到打点计时器,如图乙所示是实验室常用的两种打点计时器,其中A装置用的电源是 (在以下选项中选择合适的一项)。

(2)如图丙所示是实验中按规范操作打出的纸带的一部分。已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电上,每两个计数点之间还有四个点未画出,由该纸带可得:
①滑块在G点的速度为v= m/s(结果保留2位有效数字);
②滑块运动的加速度为a= m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)保持滑块质量不变,改变砝码盘中砝码质量,多次实验作出了如图丁所示的a-F图像,则:
①图线不过坐标原点的原因是 ;
②由图像可得出滑块的质量为 kg(结果保留2位有效数字)。
15.(8分)如图(a)所示,将物块A于P点处由静止释放,B落地后不反弹,绳上拉力消失,最终A停在Q点。物块A的v-t图像如图(b)所示。已知B的质量为0.3 kg,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)物块A在加速和减速阶段的位移大小以及加速度大小;
(2)物块A与桌面间的动摩擦因数。

16.(9分)如图所示,半球形容器固定在水平地面上,质量分布均匀的甲、乙两球在容器内处于静止状态。两球的质量均为m=2 kg,半径均为容器半径的38,重力加速度g取10 m/s2,不计一切摩擦。求:
(1)乙球对甲球的弹力大小F1;
(2)甲球对容器的压力大小F2。
17.(13分)如图所示的A、B两个物体,距地面高度为H=45 m,A物体因在运动过程中所受阻力不计,其加速度为重力加速度g(g取10 m/s2),B物体由于受到阻力作用,其加速度大小为aB=9 m/s2,方向竖直向下,A、B两物体均可视为质点。求:
(1)若A、B两物体同时由静止释放,则当物体A落地时物体B离地的距离;
(2)若要使两物体同时落地,在B物体由静止释放后,需要经过多长时间将A物体由静止释放;
(3)若将B物体移到距地面高度h=36 m、A的正下方C点,同时由静止释放A、B两物体,A物体能否在B落地前追上B,若能,计算其追上的位置距地面的距离;若不能,则在A释放时至少给A物体多大的竖直向下的初速度,才能追上B物体?(结果可保留根号)
18.(14分)许多工厂的流水线上安装有传送带用于传送工件,以提高工作效率。传送带由装在B端的驱动电机带动,传送带的速率恒为v=2 m/s,运送质量为m=0.5 kg的工件,将工件轻放到传送带上的A端,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时,后一个工件立即轻放到传送带上。工件与传送带之间的动摩擦因数μ=32,传送带与水平方向的夹角θ=30°,传送带A、B两端的距离L=16 m。重力加速度g=10 m/s2,工件可视作质点。求:
(1)工件在传送带上加速过程通过的位移大小x;
(2)工件从A端传送到B端所需要的时间t;
(3)相对传送带静止的工件,相邻工件间的距离Δx;
(4)当传送带所载工件最多时,相比于空载的情况下,驱动电机应对传送带增加的牵引力ΔF多大?
答案与分层梯度式解析
1.C 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法,A错误;根据速度定义式v=ΔxΔt,当Δt非常小时,就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法,B错误;重心是重力的等效作用点,是采用了等效的思想,C正确;在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看成匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,就是整个过程的位移,这里采用了微元法,D错误。故选C。
2.D 神舟飞船与天和核心舱对接过程,它们的大小和形状不能忽略,否则不能判断是否对接成功,则均不可视为质点,A错误;载人飞船加速上升过程,具有向上的加速度,3名航天员处于超重状态,B错误;3名航天员环绕地球运动过程中,均处于非平衡状态,C错误;飞船与核心舱的组合体绕地球一周,位移为零,平均速度为零,D正确。
3.A 对A分析,若A、B之间有摩擦力,则A无法保持平衡状态,所以木块A与木块B之间无摩擦力,故A正确;A对B的压力的施力物体是A、受力物体是B,木块A的重力的施力物体是地球、受力物体是A,A对B的压力大小等于A的重力,但二者不是同一个力,故B错误;B不动是因为它与地面间的最大静摩擦力大于F,根据平衡条件可知B实际受到的摩擦力大小等于拉力F,故C错误;木块B对地面的压力和地面对B的支持力是一对作用力与反作用力,二者同时产生、同时消失,故D错误。
4.D 反应时间是指驾驶员从发现情况到刹车的时间,平均为0.4~1.5 s,与车速无关,A、B错误;由图看出,当行驶速度为60 km/h时,停车距离与反应距离的比值为20m+15m15m=73,C错误;题图中三种不同行驶速度对应的反应距离与刹车距离之比分别为10m10m=1,15m20m=34,20m40m=12,则知随着行驶速度的增大,反应距离与刹车距离的比值逐渐减小,D正确。
5.A x-t图线的斜率表示速度,在0~t1内,图线斜率增大,则速度增大,建筑材料向上加速,处于超重状态,A正确;t1~t2内图线斜率不变,则速度不变,建筑材料匀速上升,既不超重也不失重,B错误;t2~t3内图线斜率减小,则速度减小,建筑材料向上减速,处于失重状态,C错误;0~t3内建筑材料先加速后匀速再减速,则t1时刻建筑材料的速度达到最大,t3时刻建筑材料的高度最大,D错误。
6.D 木块沿斜面匀速下滑时,由平衡条件知mg sin θ=μmg cs θ;当木块在推力F作用下加速上滑时,由运动学公式可得x=12at2,解得加速度a=2 m/s2,由牛顿第二定律得F-mg sin θ-μmg cs θ=ma,解得F=36 N,D正确。
7.C
对b进行受力分析,因为Ob段绳沿竖直方向,故b只受竖直向下的重力和竖直向上的绳子的拉力而平衡,有F'T=mbg,B错误;细绳对b有拉力,故对a也有等大的拉力,对a进行受力分析,如图,故a需受3个力才能平衡,A错误;在a的受力分析图中,FN垂直杆向上,它与竖直方向的夹角为θ,绳的拉力FT沿绳方向,故它与竖直方向的夹角β=90°-2θ,故α=90°+θ,FT和FN的合力与a的重力大小相等,由正弦定理可得mgsinα=FTsinθ,解得FT=mg tan θ,D错误;又因为FT=F'T=mbg,所以b的重力为mg tan θ,C正确。
8.C 根据v-t图线与t轴围成的面积表示位移,可知在0~2 s内A、B的位移大于9 m,所以平均速度大于4.5 m/s,A错误;根据v-t图线的斜率表示加速度,可知t=2 s时A、B的加速度大小为a=ΔvΔt=9-52 m/s2=2 m/s2,对于A、B整体,根据牛顿第二定律可得(mA+mB)g-F阻=(mA+mB)a,解得F阻=32 N,B错误;t=2 s时以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得mAg-FN=mAa,解得FN=16 N,根据牛顿第三定律可得A对B的压力等于16 N,C正确;下落过程中A的加速度逐渐减小到零后不变,B对A的支持力FN=mAg-mAa逐渐增大至等于mAg后不变,根据牛顿第三定律可知A对B的压力逐渐增大至等于mAg后不变,故D错误。
9.CD A物体做匀速直线运动,B物体做匀加速直线运动,A错误;t1时刻之前A物体的速度大于B物体的,两物体之间距离逐渐变大,t1时刻两物体速度相等,此时相距最远,B错误,D正确;由v-t图线与时间轴围成的面积表示位移,可知0~2t1时间内两物体的位移相等,即2t1时刻两物体相遇,C正确。故选C、D。
10.BD 设每节车厢重G,当小火车匀速直线运动时,对3节车厢整体分析,T1=f阻1=k×3G,对后2节车厢整体分析,T2=f阻2=k×2G,对第3节车厢分析,T3=f阻3=k×G,得T1∶T2∶T3=3∶2∶1,A错误,B正确;当小火车匀加速直线运动时,设加速度为a,对3节车厢整体分析有T1-f阻1=T1-k×3G=3ma,对后2节车厢整体分析有T2-f阻2=T2-k×2G=2ma,对第3节车厢分析,T3-f阻3=T3-k×G=ma,得T1∶T2∶T3=3∶2∶1,C错误,D正确。
11.BCD 对物体受力分析,建立直角坐标系,如图所示
在y轴方向,由牛顿第二定律得f sin θ+N cs θ-mg=ma,在x轴方向,由平衡条件得N sin θ=f cs θ,解得斜面对物体的支持力N=m(g+a) cs θ,斜面对物体的摩擦力f=m(g+a)·sin θ,可知当θ一定时,a越大,N越大,f越大,A错误,B正确;当a一定时,θ越大,N越小,f越大,C、D正确。
12.BD 由v-t图线的斜率表示加速度,可知木板先做匀加速直线运动,加速度为a1=ΔvΔt=3 m/s2,撤去外力后的一段时间内做匀减速直线运动,加速度为a2=Δv'Δt'=-3 m/s2,设水平外力大小为F,木板与地板之间的动摩擦因数为μ',则有F-μ'(M+m)g-μmg=Ma1,-μ'(M+m)g-μmg=Ma2,解得μ'=0.1,F=18 N,A错误,B正确;物块与木板相对滑动时物块的加速度a块=μg=2 m/s2,经t1=2 s时间物块的速度大小为v块=a块t1=4 m/s,此时物块的位移x1=12a块t12=4 m,设再经t2时间物块与木板共速,则有v共=v板+a2t2=v块+a块t2,解得t2=0.4 s,v共=4.8 m/s,此后物块与木板相对静止并沿地板滑动,直至停下来,继续滑动的时间t3=v共μ'g=4.8 s,所以物块运动的时间为t=t1+t2+t3=7.2 s,C错误;从撤去外力到物块与木板达到相对静止这段时间内物块的位移x2=v块t2+12a块t22=1.76 m,从撤去外力到物块与木板达到相对静止这段时间内木板的位移x板2=v板t2+12a2t22=2.16 m,木板前2 s内的位移x板1=12a1t12=6 m,木板长度至少为L=x板1+x板2-x1-x2=2.40 m,D正确。
13.答案 (1)AC(2分) (2)不需要(2分) (3)甲(2分)
解析 (1)对O点进行受力分析,质量为250 g的纯牛奶的重力相当于5个钩码的重力,设N3=5,系统平衡时,钩码的个数满足N1+N2>N3>N1-N2,只有A、C符合。
(2)每一次改变钩码个数,只要保证O点平衡即可,每次测量中,O点位置不需要保持不变。
(3)实验中牛奶的重力方向是竖直向下的,乙错误;F合是F1和F2的合力的理论值,允许有一定的偏差,故甲正确。
14.答案 (1)D(2分) (2)①0.60(2分) ②0.16(2分) (3)①没有补偿阻力或补偿阻力不足(2分) ②1.0(2分)
解析 (1)图中的A装置是电火花计时器,要用220 V交流电源,故选D。
(2)滑块在G点的速度为v=xFH2T=(5.92+6.08)×0.010.2 m/s=0.60 m/s;
②利用逐差法,滑块运动的加速度a=xFJ-xBF(4T)2=0.16 m/s2。
(3)图丁所示的a-F图像不过坐标原点,当F=0.1 N时才开始有加速度,原因是没有补偿阻力或补偿阻力不足;对滑块分析有F-f=ma,解得a=Fm-fm,对比a-F图像的斜率,有1m=0.5-00.6-0.1 kg-1,解得滑块的质量m=1.0 kg。
15.答案 (1)见解析 (2)0.1
解析 (1)v-t图像的斜率表示加速度,v-t图线与时间轴所围面积表示位移;取水平向右为正方向,在0~1 s加速阶段,加速度
a1=Δv1Δt1=2-01-0 m/s2=2 m/s2(1分)
位移x1=12×1×2 m=1 m(1分)
在1~3 s减速阶段,加速度
a2=Δv2Δt2=0-23-1 m/s2=-1 m/s2(1分)
位移x2=12×2×2 m=1 m(1分)
(2)在1~3 s内,对物块A分析,由牛顿第二定律得
-μmAg=mAa2(2分)
解得μ=0.1(2分)
16.答案 (1)15 N (2)25 N
解析 (1)设容器的半径为R,甲球的受力情况如图所示
根据几何关系可知cs α=3R8R-3R8=35(2分)
根据力的平衡条件,乙球对甲球的弹力F1=mgtanα(2分)
解得F1=15 N(1分)
(2)根据力的平衡条件,容器对甲球的支持力
F'2=mgsinα(2分)
根据牛顿第三定律,甲球对容器的压力F2=F'2(1分)
解得F2=25 N(1分)
17.答案 (1)4.5 m (2)(10-3) s (3)不能 524 m/s
解析 (1)由自由落体运动规律有H=12gt2(1分)
得A下落时间t=2Hg=3 s(1分)
则B物体下落高度hB=12aBt2=40.5 m(1分)
物体B离地距离h'B=H-hB=4.5 m(1分)
(2)物体B下落时间tB=2HaB=10 s(2分)
则从物体B释放到A释放间隔的时间
Δt=tB-t=(10-3) s(1分)
(3)从h=36 m高度释放物体B时
下落时间t'=2haB=22 smg sin θ,所以工件与传送带共速之后一起做匀速直线运动,工件匀速运动的时间为t2=L-xv=16-0.82 s=7.6 s(1分)
则工件从A端传送到B端所需要的时间为
t=t1+t2=8.4 s(2分)
(3)每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时,后一个工件立即轻放到传送带上,后一个工件同样加速相同的位移停止相对滑动,所以相对传送带静止的工件,相邻工件间的距离即为后一个工件加速时间内前一个工件匀速运动的距离,即
Δx=vt1=1.6 m。(2分)
(4)相对传送带静止的工件,相邻工件间的距离为1.6 m,因为LΔx=10,即传送带长度为十个工件间隔,且最后一个放上去时与前一个工件之间的距离为x=0.8 m,所以传送带满载时,传送带上有11个工件,且10个处于匀速直线运动状态,最后一个处于加速状态,工件受到摩擦力之和为
f=f1+10f2(2分)
其中f1=μmg cs θ=3.75 N(1分)
f2=mg sin θ=2.5 N(1分)
总摩擦力为f=28.75 N
所以让传送带匀速运动时,驱动电机应对传送带增加的牵引力为ΔF=f=28.75 N(1分)1.C
2.D
3.A
4.D
5.A
6.D
7.C
8.C
9.CD
10.BD
11.BCD
12.BD