2021-2022学年人教版（2019）必修第一册期末测评（含答案）

这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合当堂检测题，共15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。


期末测评
(满分:100分;时间:90分钟)

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.(2020安徽宿州高一期末)关于牛顿运动定律的说法正确的是(　　)
A.牛顿第一定律提出了当物体的合外力为零时,物体将处于静止状态
B.汽车速度越大,刹车后滑行的距离越长,所以惯性越大
C.跳高时,运动员能跳离地面,是因为人对地面的压力大于地面对人的支持力
D.在受到相同的作用力时,决定物体运动状态变化难易程度的唯一因素是物体的质量
2.(2020湖北宜昌一中高一期末)如图所示,三个图像表示A、B、C、D、E、F六个物体的运动情况,下列说法中正确的是(　　)

A.速度相等的物体是B、D
B.合力为零的物体是A、C、E
C.合力是恒力的物体是D、F
D.合力是变力的物体是F
3.(2020云南玉溪一中高一上期中)如图所示,在野营时需要用绳来系住一根木桩。细绳OA、OB、OC在同一平面内,两等长绳OA、OB夹角是90°,绳OC与竖直杆夹角为60°,绳CD水平,如果绳CD的拉力等于100 N,那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　

A.50 N B.100 N
C.10063 N D.10033 N
4.(2020湖南株洲第二中学高一上月考)某物理兴趣小组用频闪照相机测小球在竖直上抛过程中受到的空气阻力。将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,用频闪照相机记录了全过程,图甲和图乙分别是上升过程和下降过程的频闪照片,O是运动的最高点。设小球所受阻力大小不变,重力加速度大小为g,则小球受到的阻力大小约为(　　)

A.14mg　　B.13mg　　C.12mg　　D.mg
5.(2020四川凉山高三第一次诊断)A、B两物体同时同地从静止开始运动,其运动的v-t图像如图所示。关于它们运动的描述正确的是(　　)

A.物体B在直线上做往返运动
B.物体A做加速度增大的曲线运动
C.A、B两物体在0~1 s运动过程中距离越来越近
D.B物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比为1∶3∶2
6.(2020湖南株洲高三教学检测)如图,黑板擦在手施加的恒力F作用下匀速擦拭黑板。已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ,不计黑板擦的重力,则它所受的摩擦力大小为(　　)

A.F　　B.μF　　C.μ1+μ2F　　D.1+μ2μF
7.(2020山东济南历城二中高一期末)一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生,称为“第五类交通方式”,它就是“Hyperloop(超级高铁)”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道,Hyperloop One公司计划,将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”(Hyperloop),连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩,速度可达每小时700英里(约合1 126公里/时)。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩,600公里的路程需要40分钟,Hyperloop先匀加速,达到最大速度1 200 km/h 后匀速运动,快进站时再匀减速运动,且加速与减速的加速度大小相等,则下列关于Hyperloop的说法正确的是(　　)

A.加速与减速的时间不一定相等
B.加速时间为10分钟
C.加速时加速度大小为2 m/s2
D.如果加速度大小为10 m/s2,题中所述运动最短需要32分钟
8.(2020辽宁沈阳东北育才学校一模)一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m的小物块a相连,如图所示。质量为35m的小物块b紧靠a静止在斜面上,此时施加一沿斜面向上的力F拉b,使b始终做匀加速直线运动。弹簧的形变量始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。用x表示b的位移,下列表示F随x变化关系的图像正确的是(　　)



二、多项选择题(本题共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,有选错的得0分)
9.(2020山东师大附中二模)如图所示,A、B为两固定的光电门,在光电门A正上方的O处有一边长为0.5 cm的铁片自由落下,铁片下落的过程中底边始终水平,已知铁片通过A、B光电门的时间分别为t1=1.25×10-3 s,t2=0.625×10-3 s。若将铁片通过光电门的平均速度视为瞬时速度,忽略空气阻力的影响,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)

A.铁片通过光电门B的瞬时速度为vB=8.00 m/s
B.O点到光电门A的距离为1.00 m
C.铁片从光电门A到B所需的时间为0.40 s
D.光电门A、B之间的距离为2.40 m
10.(2020山东德州高一上期末)如图所示,在光滑的水平桌面上放一质量为mA=5 kg的物块A,A的上方放一质量mB=3 kg的滑块B,用一轻绳一端拴在物块A上,另一端跨过光滑的定滑轮拴接一质量mC=2 kg的物块C,其中连接A的轻绳与水平桌面平行。现由静止释放物块C,在以后的过程中,A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面(重力加速度g取10 m/s2)。则下列说法正确的是(　　)

A.A的加速度大小为2.5 m/s2
B.A的加速度大小为2 m/s2
C.A对B的摩擦力大小为6 N
D.A对B的摩擦力大小为7.5 N
11.(2020河南郑州高一上期末)为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。如图甲所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检査时的情景。如图乙所示为水平传送带装置示意图。紧绷的传送带ab始终以1 m/s的恒定速率运行,乘客将一质量为4 kg的行李无初速度地放在传送带左端的a点,设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1,a、b间的距离为2 m,g取10 m/s2。下列速度-时间(v-t)图像和位移-时间(x-t)图像中,可能正确反映行李在a、b之间的运动情况的有(　　)



12.(2020湖北黄冈中学一模)如图甲所示,斜面体放在粗糙的水平地面上,两斜面光滑且倾角分别为53°和37°,两小滑块P和Q用绕过滑轮不可伸长的轻绳连接,分别置于两个斜面上,且轻绳平行于斜面,已知P、Q和斜面体均静止不动。若交换两滑块位置,如图乙所示,再由静止释放,斜面体仍然静止不动,P的质量为m,取sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度大小为g,不计滑轮的质量和摩擦,则下列判断正确的是(　　)

A.Q的质量为43m
B.在图甲中,斜面体与地面间有摩擦力
C.在图乙中,滑轮受到轻绳的作用力大小为425mg
D.在图乙中,斜面体对地面的摩擦力方向水平向左
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(2020河南科技大学附中月考)(6分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其形变量的关系”的实验。


丙
(1)某次在弹簧下端挂上钩码后,弹簧下端处的指针在刻度尺上的指示情况如图乙所示,此时刻度尺的读数x=　　　　。 
(2)根据实验数据在图丙的坐标纸上已描出了多次测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧长度x之间的函数关系点,请作出F-x图线。
(3)根据所作出的图线,可得该弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。(保留两位有效数字) 
14.(2020江苏淮安高一模拟)(8分)某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚开始运动为止,记下传感器的最大示数F0,以此表示小车所受摩擦力的大小。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数F1。

甲
(1)打点计时器接通频率为50 Hz的交流电源,释放小车,打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,则小车的加速度a=　　　　m/s2。 

乙
(2)改变小桶中细砂的重力,多次重复实验,获得多组数据,描绘小车加速度a与合力F(F=F1-F0)的关系图像。不计纸带与打点计时器间的摩擦。下列图像中可能正确的是　　　　。 

(3)同一次实验中,小车释放前传感器示数F1与小车加速运动时传感器示数F2的关系是F1　　　　F2(选填“<”“=”或“>”)。 
(4)关于该实验,下列说法中正确的是(　　)
A.小车和传感器的总质量应远大于砂桶和砂的总质量
B.实验中需要将长木板右端垫高
C.实验中需要测出小车和传感器的总质量
D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,可更方便地获取多组实验数据
15.(2019湖南常德一中期中)(8分)跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距地面125 m时打开降落伞,打开伞后运动员以大小为14.3 m/s2的加速度做匀减速运动,到达地面时的速度为5 m/s,g取10 m/s2。求:
(1)运动员离开飞机瞬间距地面的高度;
(2)离开飞机后,经多长时间到达地面。



16.(2020浙江杭州高三上检测)(8分)2018年第23届平昌冬奥会冰壶混双比赛循环赛在江陵冰壶中心进行,巴德鑫和王芮联袂出战以6比4击败美国队。如图为我国运动员巴德鑫推冰壶的情景,现把冰壶在水平面上的运动简化为匀加速或匀减速直线运动,冰壶可视为质点。设一质量为m=20 kg的冰壶从运动员开始推到最终静止共用时t=23 s。冰壶离开运动员的手后,运动了x=30 m才停下来,冰壶与冰面间动摩擦因数为0.015,g取10 m/s2。求:

(1)冰壶在减速阶段的加速度大小。
(2)运动员推冰壶的时间。
(3)运动员推冰壶的平均作用力。








17.(2020安徽蚌埠高三质检)(14分)图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为v0,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启时的速度刚好为零,移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。

图a

(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小。
(2)若人以v0的速度沿图中虚线s走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动d2的距离,那么设定的传感器水平感应距离l应为多少?
(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为7d4的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?









18.(2020河北衡水中学高三周考)(16分)图甲中,质量为m的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧,木板放在光滑的水平地面上,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2。在木板上,施加一水平向右的拉力F,在0~3 s内F的变化如图乙所示,图中F以mg为单位,重力加速度g取10 m/s2。整个系统开始时静止。

甲

乙
(1)求1 s、1.5 s、2 s、3 s末木板的速度大小以及2 s、3 s 末物块的速度大小;
(2)在同一坐标系中画出0~3 s内木板和物块的v-t图像,据此求0~3 s内物块相对于木板滑过的距离。







答案全解全析
1.D　根据牛顿第一定律可知,当物体不受力或所受合外力为零时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,故A错误;惯性是物体的固有属性,与物体速度的大小无关,故B错误;人对地面的压力与地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故C错误;观察和实验表明,对于任何物体,在受到相同的作用力时,决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量,故D正确。
2.D　x-t图像的斜率表示速度,则A的速度为0,B的速度为vB=xt=2 m/s,D的运动速度是变化的,故A错误;A静止,C做匀速直线运动,E的加速度不变,做匀变速运动,则A、B、C的合力都为零,E的合力不为零,故B错误;合力是恒力的物体是D、E,F的加速度增大,合力增大,故C错误,D正确。
3.C　要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下,则绳子OC与CD的合力竖直向下,如图(1)
根据几何关系,有:
TC=Fsin60°=10032 N=20033 N
点O平衡,对其受力分析,如图(2)

根据平衡条件,结合对称性,有:
TA=TB=TC2=20033 N2=10063 N
故选C。
4.C　根据Δx=aT2,推导可得上升阶段与下降阶段的加速度大小之比a上a下=31,又根据牛顿第二定律,上升阶段mg+f=ma上,下降阶段mg-f=ma下,由以上各式可得f=12mg,选项C正确。
5.D　v-t图像中纵坐标代表速度大小和方向,斜率表示加速度,面积表示位移。由题图可知,B先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,速度为正值,为单向直线运动;物体A做加速度增大的直线运动;在0~1 s内,B物体在前,A物体在后,距离越来越远;由题图可求B物体在第1 s内、第2 s内、第3 s内的位移比为1∶3∶2,由v=xt,可知平均速度大小之比为1∶3∶2。综上分析,D正确。
6.C　设力F与运动方向的夹角为θ,黑板擦做匀速运动,则由平衡条件可知F cos θ=μF sin θ,解得μ=1tanθ。由数学知识可知,cos θ=μ1+μ2,则黑板擦所受的摩擦力大小Ff=F cos θ=μ1+μ2F,故选项C正确。
7.B　加速与减速的加速度大小相等,由逆向思维可得:加速与减速时间相等,故A错误;设加速的时间为t1,匀速的时间为t2,减速的时间为t1,匀速运动的速度为v,由题意得:2t1+t2=t,2t1+t2=2 400 s①,2×12at12+vt2=x,at12+1 0003t2=600 000 m②,v=at1,1 0003 m/s=at1③,联立①②③式,解得:t1=600 s,t2=1 200 s,a=59 m/s2,故B正确,C错误;当a'=10 m/s2时,设加速时间为t1',匀速时间为t2',减速时间为t1',总时间为t',则2t1'+t2'=t'④,a't1'2+vt2'=600 000 m⑤,v=a't1'⑥,联立④⑤⑥式,代入数据解得:t'=5 5003 s≈30.6 min。
8.C　a、b静止时弹簧的形变量记为x0,对a、b整体进行受力分析,由平衡条件得kx0=1.6mg sin θ;从开始拉b到物块a、b分离的过程中,对a、b整体进行受力分析,由牛顿第二定律得F+k(x0-x)-1.6mg sin θ=1.6ma0,则F=1.6ma0+kx,即该过程中F随x的增大而线性增大;a、b分离后,对b进行受力分析,由牛顿第二定律得F-35mg sin θ=35ma0,则F=35ma0+35mg sin θ,即a、b分离后F恒定。故C正确。
9.ACD　铁片通过光电门B的瞬时速度vB=dt2=0.5×10-20.625×10-3 m/s=8.00 m/s,故A正确;铁片通过光电门A的瞬时速度vA=dt1=0.5×10-21.25×10-3 m/s=4.00 m/s,O点到光电门A的距离hA=vA22g=4.0022×10 m=0.80 m,故B错误;铁片从光电门A到B所需的时间Δt=vB-vAg=8.00-4.0010 s=0.40 s,故C正确;光电门A、B之间的距离hAB=vB2-vA22g=8.002-4.0022×10 m=2.40 m,故D正确。
10.BC　以整体为研究对象,有mCg=(mA+mB+mC)a,得a=2 m/s2,故A错误,B正确;隔离B:f=mBa=6 N,故C正确,D错误。
11.AC　行李放上传送带后,受到向右的摩擦力,加速度a=μmgm=μg=1 m/s2,行李做匀加速直线运动,速度达到传送带速度经历的时间t1=va=1 s,而匀加速的位移x1=12at12=0.5 m<2 m,故此后的x2=1.5 m 做匀速直线运动,v=1 m/s,时间t2=x2v=1.5 s;物体做匀加速直线运动的速度-时间图像为倾斜直线,1 s后变为平行于t轴的直线,2.5 s结束,故A正确,B错误;物体先匀加速再匀速运动的位移-时间图像为抛物线加倾斜直线,故C正确,D错误。故选AC。
12.AC　两斜面光滑且倾角分别为53°和37°,如题图甲放置时,根据沿绳方向的力相等知mg sin 53°=mQg sin 37°,解得mQ=43m,选项A正确;在题图甲中,整个系统处于静止状态,斜面体与地面之间无摩擦力,选项B错误;在题图乙中,设绳子拉力为T,根据牛顿第二定律知43mg sin 53°-T=43ma,T-mg sin 37°=ma,解得T=45mg,滑轮受到轻绳的作用力大小为N=2T=425mg,选项C正确;对题图乙中的斜面体受力分析,绳子对滑轮的作用力竖直向下,则水平方向上P、Q对斜面体作用力的合力为Fx=43mg cos 53°cos 37°-mg cos37°cos 53°=425mg,方向向右,则地面对斜面体的摩擦力向左,由牛顿第三定律可知,斜面体对地面的摩擦力方向水平向右,选项D错误。
13.答案　(1)11.85 cm(11.83~11.87 cm均可)(2分)　(2)图像见解析图(2分)　(3)49(2分)
解析　(1)由图示刻度尺可知,其分度值为1 mm,其示数为:11.85 cm;
(2)根据坐标系内描出的点作出图像如图所示:

(3)由图示图像可知,弹簧的劲度系数为:k=ΔFΔx=4.90N(18-8)×10-2 m=49 N/m。
14.答案　(1)0.16(2分)　(2)B(2分)　(3)>(2分)　(4)D(2分)
解析　(1)小车的加速度
a=(x45+x34)-(x12+x23)4T2=0.16 m/s2。
(2)由题意易知,描绘的小车加速度a与合力F(F=F1-F0)的关系图像,相当于已平衡摩擦力后描绘的小车加速度与作用力关系图像,且F1、F0均为小车受到的力,可由力传感器直接得出,故a-F图像应为过原点的倾斜直线,B项正确。
(3)小车加速运动时绳的拉力F2小于砂和砂桶的总重力(等于车静止时绳的拉力F1),故F1>F2。
(4)本实验中力的大小可由力传感器直接得出,不需要使小车和传感器的总质量远大于砂和砂桶的总质量,A项错误;用加砂的方法改变拉力的大小,每次砂的质量可增加得很少,而挂钩码每次质量增加得多,故前者可更方便地获取多组实验数据,D项正确;用力传感器测出了摩擦力,不需要平衡摩擦力,B项错误;本实验是探究小车的加速度与合力的关系,只要保持小车和传感器的总质量不变,不需要测出它们的具体数值,C项错误。
15.答案　(1)305 m　(2)9.85 s
解析　(1)运动员打开降落伞后做匀减速运动,有
v22-v12=2ax2,(1分)
可求得运动员打开降落伞时的速度为v1=60 m/s(1分)
运动员自由下落的距离为x1=v122g=180 m(2分)
运动员离开飞机时距地面的高度为x=x1+x2=305 m(1分)
(2)自由下落的时间为t1=v1g=6 s(1分)
打开降落伞后运动的时间t2=v2-v1a=3.85 s(1分)
离开飞机后运动的时间t=t1+t2=9.85 s(1分)
16.答案　(1)0.15 m/s2　(2)3 s　(3)23 N
解析　(1)根据牛顿第二定律得μmg=ma1(1分)
冰壶在减速阶段的加速度大小为:a1=0.15 m/s2(1分)
(2)对冰壶在减速阶段的运动采用逆向思维,有x=12a1t12(1分)
解得:t1=20 s
运动员推冰壶的时间为:
t2=t-t1=23 s-20 s=3 s(1分)
(3)匀减速运动的初速度为:
v=a1t1=0.15×20 m/s=3 m/s(1分)
则推冰壶的平均加速度:
a2=vt2=33 m/s2=1 m/s2(1分)
根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma2(1分)
代入数据解得:F=23 N(1分)
17.答案　(1)v02d　(2)d　(3)23v0
解析　(1)依题意每扇门开启过程中的速度图像如图所示:

设门全部开启所用的时间为t0,由图可得d=12v0t0(2分)
由速度时间关系得:v0=a12t0(1分)
联立解得:a=v02d(1分)
(2)要使单扇门打开d2,需要的时间为t=12t0(1分)
人到门的距离为l=v0t(1分)
联立解得:l=d(1分)
即设定的传感器水平感应距离为d。
(3)依题意宽为74d的物体移到门框时,每扇门至少要移动78d 的距离,每扇门的运动各经历两个阶段:开始以加速度a运动x1=d2的距离,速度达到v0,所用时间为t1=t02,而后又做匀减速运动,设减速时间为t2,门又动了x2=78d-12d=38d的距离。(2分)
由匀变速直线运动公式,得:x2=v0t2-12at22(1分)
解得:t2=d2v0和t'2=3d2v0(不合题意舍去)(1分)
要使每扇门打开78d所用的时间为t1+t2=3d2v0(1分)
故物体移动的速度不能超过v=dt1+t2=23v0(2分)
18.答案　见解析
解析　(1)摩擦力使物块所能达到的最大加速度为
am=μmgm=2 m/s2(1分)
木板和物块以加速度am共同加速时所需要的拉力
Fm=(m+2m)am=0.6mg(1分)
所以0~1 s内物块的加速度为am=2 m/s2,木板的加速度为
a1=F1-μmg2m=4 m/s2(1分)
1 s末木板的速度大小为v1=a1t1=4 m/s(1分)
假设1~1.5 s内物块仍以加速度am=2 m/s2加速,则1.5 s末物块的速度大小为v1.5'=amt1.5=3 m/s(1分)
木板在1~1.5 s内的加速度为a2=F2-μmg2m=1 m/s2(1分)
即木板也在加速,即木板速度始终大于物块速度,假设成立,所以1.5 s末木板的速度大小为
v1.5=v1+a2(t1.5-t1)=4.5 m/s(1分)
假设1.5~2 s内物块仍以加速度am=2 m/s2加速,则2 s末物块的速度大小为
v2'=amt2=4 m/s(1分)
木板在1.5~2 s内将做减速运动,加速度的大小为a3=μmg2m=1 m/s2(1分)
2 s末木板的速度大小为v2=v1.5-a3(t2-t1.5)=4 m/s,可知假设刚好成立(1分)
2~3 s内物块将和木板保持相对静止以共同速度4 m/s匀速运动,3 s末木板和物块的速度大小为v3=4 m/s,v3'=4 m/s(2分)
综上有v1=4 m/s,v1.5=4.5 m/s,v2=4 m/s,v3=4 m/s,v2'=4 m/s,v3'=4 m/s。
(2)由(1)得到物块与木板运动的v-t图像,如图所示。(2分)
在0~3 s内物块相对于木板滑过的距离Δs等于木板和物块v-t图线下的面积之差,即图中带阴影的四边形的面积,Δs=0.25 m+2 m=2.25 m。(2分)