学易金卷：2020-2021学年高一物理上学期期末测试卷02（2019人教版）

2020-2021学年高一物理上学期期末测试卷02

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。

1．为了使公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志，乙图是限速标志，表示允许行驶的最大速度是100km/h；甲图是路线指示标志，此处到深圳还有140km。上述两个数据表达的物理意义是（　　）

A．100km/h是平均速度，140km是位移

B．100km/h是瞬时速度，140km是路程

C．100km/h是瞬时速度，140km是位移

D．100km/h是平均速度，140km是路程

【答案】B

【详解】

允许行驶的最大速度表示是通过某一位置的速度，是瞬时速度，所以100km/h是指瞬时速度；此处到深圳还有140km，140km是运动轨迹的长度，是路程，故选B。

2．如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是，经过一小段时间之后，速度变为，表示速度的变化量。由图中所示信息可知（线段长度表示速度大小）（　　）

A．汽车在做加速直线运动

B．汽车的加速度方向与的方向相同

C．汽车的加速度方向与的方向相同

D．

【答案】C

【详解】

速度是矢量，速度的变化量，根据图中信息可知，方向与初速度方向相反，而加速度方向与方向相同，所以加速度方向与初速度v1方向相反，故物体做减速直线运动。

故选C。

3．如图所示，一个滑块从斜面顶端A由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端C，已知AB=BC，则下列说法正确的是（　　）

A．滑块到达B、C两点的速度之比为1：2

B．滑块到达B、C两点的速度之比为1：4

C．滑块通过AB、BC两段的时间之比为1：

D．滑块通过AB、BC两段的时间之比为（＋1）：1

【答案】D

【详解】

AB．根据匀变速直线运动的速度位移公式v2=2ax得

所经过的位移比为1：2，则通过B、C两点的速度之比为，故AB错误；

CD．设AB段、BC段的长度为x，所经历的时间分别为t1，t2，根据匀变速直线运动的位移时间公式有

，

则

所以

故C错误，D正确。

故选D。

4．如图所示，两等高的竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时两侧轻绳夹角为120°。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内。若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是（　　）

A．轻绳的弹力大小为2mg

B．轻绳的弹力大小为mg

C．橡皮筋的弹力等于mg

D．橡皮筋的弹力小于mg

【答案】D

【详解】

AB．轻绳的弹力

AB错误。

CD．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，由于橡皮筋的伸长，两绳的夹角小于120°，根据平行四边形法则作图，合力不变夹角减小时，分力减小，所以橡皮筋的弹力小于mg，D正确，C错误。

故选D。

5．一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小F随时间t（F=kt+F0）线性增大到某一个数值后，接着又线性减小到原来的大小此力的方向始终不变，在这个过程中其余各力均不变。那么能正确描述该过程中物体速度变化情况的vt图线是图中的（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【详解】

由于物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐增大到某一个数值，物体的合力逐渐增大到某值，根据牛顿第二定律知加速度会逐渐增大到某一值，接着又逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终不变)，合力逐渐减小到零，则加速度逐渐减小至零；所以物体的加速度逐渐增大到某值后再逐渐减小至零的过程，而速度从零开始一直增大，根据图象的切线斜率表示瞬时加速度，知D图正确，故ABC错误，D正确。

故选D。

6．如图所示，小球m放置于光滑的楔形物体M的水平上表面上。开始时都静止，现将楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（　　）

A．沿斜面方向的直线

B．竖直向下的直线

C．无规则的曲线

D．抛物线

【答案】B

【分析】

分析小球的受力情况，根据牛顿第一定律分析小球在水平方向和竖直方向的运动状态，确定它的运动轨迹。

【详解】

楔形物体释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体释放后，由于小球是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知道，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态，水平方向不发生位移，而竖直方向楔形物体的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以其运动轨迹为竖直向下的直线。

故选B。

7．如图是跳远运动员在起跳、腾空和落地过程的情景。若运动员的成绩为。腾空时重心离沙坑的最大高度为。为简化情景。把运动员视为质点，空中轨迹视为抛物线，则（　　）

A．运动员在空中运动的时间为s

B．运动员在空中最高点时的速度大小为

C．运动员落入沙坑时的速度大小为

D．运动员落入沙坑时速度与水平面夹角正切值为1.6

【答案】C

【详解】

A．跳远是斜抛运动，后半段可视为平抛运动，前半段可视为逆向平抛，前、后段时间相等，根据

h=gt2

得

t1=0.5s

则运动员在空中运动的时间是

t=2t1=1.0s

故A错误；

B．由

x=v0t=8.00m

得

v0=8.0m/s

即运动员在空中最高点的速度大小是8.0m/s，故B错误；

C．运动员落入沙坑时的速度大小是

故C正确；

D．运动员落入沙坑时速度与水平面的夹角正切值

故D错误。

故选C。

8．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（　　）

A．减为原来的倍 B．减为原来的倍

C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍

【答案】D

【详解】

汽车在水平路面转弯时，地面的摩擦力提供向心力，由于摩擦力已经最大，所以向心力不可能再变大，根据匀速圆周运动向心力的公式

可计算得，也就是说半径要增为原来4倍。

故选D。

9．2019年9月13日，美国导弹驱逐舰“迈耶”号擅自进入中国西沙群岛海域。我军组织有关海空兵力，依法依规对美舰进行了识别查证，予以警告，成功将其驱离。下图是美国导弹驱逐舰“迈耶”号在海面上被我军驱离前后运动的速度—时间图象，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．美舰在0~66s内从静止出发做加速度减小的加速运动

B．美舰在66s末开始调头逃离

C．美舰在66~96s内运动了225m

D．美舰在96~116s内做匀减速直线运动

【答案】AC

【详解】

A．图像的斜率为加速度，根据图像可知美舰做加速度减小的加速运动，A正确；

B．美舰在96s末速度开始反向，此时开始调头逃离，B错误；

C．图线与时间轴围成的面积为位移，则66~96 s内运动了

C正确；

D．美舰在96~116 s内做反向的匀加速直线运动，D错误。

故选AC。

10．如图所示，木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20，连接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上，则在力F作用后（　　）

A．木块B所受摩擦力大小是10N

B．木块B所受摩擦力大小是6N

C．木块A所受摩擦力大小是10N

D．木块A所受摩擦力大小是8N

【答案】BD

【详解】

根据题意可知两木块的最大静摩擦力为

此时弹簧弹力为

用的水平拉力作用在木块B上，木块B受到弹簧向左的弹力为8N，拉力为2N，二力合力为6N，方向水平向左，小于最大静摩擦力，故B受静摩擦力为6N，向右；此时木块A受到向右的弹力为8N，小于最大静摩擦力，故A不动，受静摩擦力为8N，方向向左，故AC错误，BD正确。

故选BD。

11．如图，竖直放置间距为d的两个平行板间存在水平方向的风力场，会对场中的物体产生水平向右的恒定风力作用，与两板上边缘等高处有一个质量为m的小球P（可视为质点）。现将小球P从两板正中央由静止释放，最终小球运动到右板上的位置O。已知小球下降的高度为h，小球在竖直方向只受重力作用，重力加速度大小为g，则从开始位置运动到位置O的过程中（　　）

A．水平风力

B．小球P的运动时间

C．小球P运动的轨迹为曲线

D．小球P运动到O点的速度与水平方向的夹角满足

【答案】BD

【详解】

A．小球所受力的方向与运动方向相同，因此

可得

故A错误；

B．在竖直方向上，小球做自由落体运动

运动的时间

故B正确；

C．由于水平方向风力恒定，竖直方向重力恒定，因此两个力的合力恒定，又由于初速度为零，因此物体做初速度为零的匀加速直线运动，运动轨迹为直线，故C错误；

D．小球P运动到O点,竖直方向加速度和速度分别为

水平方向加速度和速度分别为

速度与水平方向的夹角满足

故D正确。

故选BD。

12．如图所示，飞车表演场地可以看成一个圆台的侧面，侧壁是光滑的，飞车表演者可以看作质点，在A和B不同高度的水平面内做匀速圆周运动。以下关于表演者在A、B两个轨道时的线速度大小（vA、vB）、角速度（ωA、ωB）、向心力大小（FnA、FnB）和对侧壁的压力大小（FNA、FNB）的说法正确的是（　　）

A．vA>vB B．ωA>ωB C．FnA>FnB D．FNA=FNB

【答案】AD

【详解】

以飞车为研究对象，作出力图，如图。设侧壁与竖直方向的夹角为θ，

则根据牛顿第二定律，得

Fn=mgcotθ=mω2r

得到

θ相同，则

FnA=FnB

 FNA=FNB

r越大，则ω越小，v越大，即

vA>vB

ωA<ωB

故AD正确，BC错误。

故选AD。

二、实验题：本题共2小题，共15分。

13．(1)电火花打点计时器使用__________电源填“直流”或“交流”。

(2)研究小车匀变速直线运动的部分实验步骤如下：

A．测量完毕，关闭电源，取出纸带

B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车

C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连

D．把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔

上述实验步骤的正确顺序是：_______________（用字母填写）

(3)在某次用打点计时器（工作频率为）测定已知作匀变速直线运动物体的加速度实验中，所获得的纸带。选好0点后，每5个间隔点取一个计数点（中间的4个点图中未画出），依次取得1、2、3、4、各点，测得的数据如图所示。

则纸带的加速度大小为___________，“1”这一点的速度大小为_____。（结果均保留二位有效数字）

【答案】交流    DCBA    0.80    0.46   

【详解】

(1)[1]电火花打点计时器使用220V的交流电源；

(2) [2]实验时首先要安装仪器，然后测量，最后整理仪器，则此实验步骤的正确顺序是DCBA；

(3)[3]每5个间隔点取一个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论公式

△x=aT2

可以求出加速度的大小，得

[4]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上1点时小车的瞬时速度大小

14．某学生做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验。

(1)小明同学利用如图所示实验装置探究弹簧弹力与形变量的关系，他的实验步骤如下，请按实验操作的先后顺序，将各步骤的序号写在横线上：________________________；

A．将铁架台固定于水平桌面上，按图甲所示安装好实验装置

B．以弹簧弹力（弹簧下端所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧伸长的长度为横坐标，用描点法作图，画出弹力随弹簧伸长量变化的图线

C．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个钩码，并分别记录钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度，然后取下钩码

D．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式

E.记下弹簧自由下垂时，其下端在刻度尺上的刻度

F.解释函数表达式中常数的物理意义

(2)实验时把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度，数据记录如表所示，根据表中数据在图乙中作出图线_______；

(3)根据图线可以求得弹簧的劲度系数为________（结果保留三位有效数字）

【答案】AECBDF        50.0±0.5   

【详解】

(1)[1]实验中应先选组装器材，然后进行实验，最后进行数据处理并分析数据的意义，即AECBDF

(2)[2]根据表格中的数据描点作图如图所示

(3)[3]根据胡克定律F=kx有

三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体可视为质点，连接物体和转轴的绳长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，若转盘的角速度由零逐渐增大，求：

(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度ω0；

(2)当角速度为时，绳子对物体拉力F的大小。

【答案】(1) ；(2)

【详解】

（1）当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且角速度达到最大，则有

得

（2）因为

所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时有

解得

16．11月12，13，14日，我校将举行运动会。同学们利用体育课及课外活动时间积极准备着这次运动会。其中一个集体项目是50米迎面接力赛跑。假设在某次训练中甲同学从静止开始经过t=2s加速到v=8m/s，后保持这个速度把接力棒交给乙同学。如果加速阶段视为匀加速直线运动，求：

(1)甲同学在加速阶段的加速度为多大？

(2)甲同学在加速阶段通过的位移为多大？

(3)甲同学完成这次接力共用时多少？

【答案】(1)4m/s2；(2)8m；(3)7.25s

【详解】

(1)甲同学做初速度为零的匀加速直线运动，根据速度公式，有

v=at

代入数据，解得

a=4m/s2

(2)根据位移公式，有

x=t2

代入数据，解得

x=8m

(3)甲同学先匀加速运动，后匀速运动。匀速运动，有

=v=42m

解得

5.25s

所以共用时

t+=7.25s

17．如图所示，底座A上装有长0.5m的直立杆，用细线悬挂，底座底面离水平地面H=0.2m，杆上套有一小环B，它与杆间有摩擦，若环从底座以m/s的初速度沿杆向上运动，最后恰能到达杆的顶端，若环由静止从杆顶下滑至底座时的速度大小为m/s（取g=10m/s2）。求：

(1)环沿杆上滑和下滑过程中的加速度大小之比；

(2)若小环在杆顶端时细线突然断掉，底座下落后与地面立即粘合后静止，整个过程杆没有晃动，则线断后经多长时间环第一次与底座相碰；

(3)若小环在杆底端时细线突然断掉，底座下落后与地面碰撞后以倍的速度反弹，反弹后底座全过程都近似看成上抛运动（加速度为g）；而环与底座的碰撞是弹性碰擅，以原速反弹，整个过程杆没有晃动，则线断后经多长时间环与底座第一次共速，此时环相对底座距离多少。

【答案】(1)3；(2)0.4s；(3)0.1s，0.025m

【详解】

(1)环向上做匀减速运动中，有

2a上L

解得

a上

环由静止从杆顶下滑到底座运动中有

2a下L

解得

a下

(2)环向上做匀减速运动中，对环受力分析，由牛顿第二定律有

mg+Ff=ma上

解得

Ff=ma上−mg

对环和底座一起下落运动中，有

计算得出

由速度公式，有

v1=gt1=2m/s

底座静止后，环做匀加速运动，此运动中有

mg−Ff=ma2

解得

a2=5m/s2

由

计算解得

t2=0.2s

因此环向下运动的总时间是

t总=t1+t2=0.4s

即线断后经0.4s时间环第一次与底座相碰。

(3)底座与地面碰撞反弹后的速度大小是v座=1.5m/s，做竖直上抛运动；环反弹后的速度大小是v环=2m/s，向上做匀减速运动，设经t时间环与底座第一次共速，由速度公式则有

v环−a上t=v座−gt

代入数据解得

t=0.1s

环的位移是

x环=v环t−a上t2=0.125m

底座的位移是

x座=v座t−gt2=0.1m

环相对底座的距离是

x=x环−x座=0.025m