2020-2021学年乌鲁木齐四中高一上学期期末物理试卷_附答案解析

2020-2021学年乌鲁木齐四中高一上学期期末物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.在近代社会，各国之间的经济贸易、政治往来以及科学文化的沟通非常频繁，对度量衡单位统
一的呼声越来越高，于是出现了国际单位制．在下列所给单位中，用国际单位制中基本单位表示加速度的单位的是()
A. cm/s2
B. m/s2
C. N/kg
D. N/m
2.下列物体中，能看作质点的是()
A. 研究汽车上坡时是否有翻到的危险
B. 研究正在转动的汽车轮胎
C. 正在比赛的体操运动员
D. 计算从北京开往上海所用时间时的火车
3.如图是物体做直线运动的v−t图象，由图可推知，该物体()
A. 第1s内和第3s内的运动方向相反
B. 第3s内和第4s内的加速度相同
C. 第1s内和第3s内的加速度相同
D. 0至2s的位移小于0至4s的位移
4.如图所示，在光滑水平面上有一质量为的足够长的木板，其上叠
放一质量为的木块。

假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑
动摩擦力相等。

现给木块施加一随时间增大的水平力(是常数)，木板和木块加速度的大小分别为和。

下列反映和变化的图线中正确的是()
A. B.
C. D.
5.一物体从一行星表面某高度处自由下落(不计空气阻力)。

自开始下
落计时，得到物体离行星表面高度ℎ随时间t变化的图象如图所示，
则()
A. 行星表面重力加速度大小为10m/s2
B. 1s末物体的速度大小为20m/s
C. 物体落到行星表面时的速度大小为20m/s
D. 物体落到行星表面时的速度大小为25m/s
6.如图所示，放在粗糙水平桌面上的木块，质量m=4.0kg，同时受到F1=
12.0N、F2=4.0N的水平推力作用处于静止状态．若只撤去F1，则木块()
A. 向左做匀速运动
B. 仍处于静止状态
C. 以a=1.0m/s2的加速度向左做匀加速运动
D. 以a=2.5m/s2的加速度向右做匀加速运动
7.4、在某一高度以10m/s的速度竖直向上抛出小球，不计空气阻力，则小球落回抛出点所用时间
为()
A. 1s；
B. 2s；
C. 3s；
D. 4s；
8.有两个共点力，一个是20N，另一个是F，已知它们合力的大小是50N，则F的大小不可能是()
A. 40N
B. 50N
C. 60N
D. 80N
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.以下列说法中正确的是()
A. 高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大
B. 物体只有运动时才体现出惯性
C. 乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故
D. 物体的惯性与物体的运动状态无关
10.关于合力的下列说法，正确的是()
A. 几个力的合力就是这几个力的代数和
B. 几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力
C. 几个力的合力可能小于这几个力中最小的力
D. 几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
11.2016年里约奥运会跳水女子单人10米台，中国选手任茜摘金．假设她
从跳台竖直向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示，不计空气阻
力．则()
A. 她在空中上升过程中处于超重状态
B. 她在空中下落过程中做自由落体运动
C. 她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度
D. 入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小
12.如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑
轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，
整个装置在同一竖直平面内。

在下列的采取的方法中一定能使脚所
受的拉力增大的是()
A. 增加绳的长度同时增大定滑轮的间距
B. 将病人的脚向左移动
C. 保持定滑轮与动滑轮的角度不变的情况下增加重物的质量
D. 增大两定滑轮的间距的同时将病人的脚向左移动
三、填空题（本大题共2小题，共6.0分）
13.如图所示，弹簧称的示数为______N
14.如图所示为某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置，该装置为水平放置的木板上固
定一张白纸，一橡皮筋的一端固定在白纸上的A点，另一端拴两个细绳套。

(1)下面为实验的一些操作步骤：
①比较和大小、方向是否近似相同；
②过O点用统一标度作出、、的图示；
③用一个弹簧测力计钩住细绳套，拉A至某点O，在纸上标出O点，记下拉力的方向和大小；
④用平行四边形定则作出、的合力F；
⑤用两个弹簧测力计互成角度分别拉住两个细绳套，拉A至同样的位置O，在纸上记下两个力、
的方向和大小。

这些实验步骤的合理顺序为
(2)对于该实验，下列说法正确的是
A、两细绳套必须等长
B、若将细绳也换成橡皮筋，对实验结果又影响
C、实验中，把橡皮筋的另一端拉倒O点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大
(3)假如在上述实验步骤⑤中使其中一弹簧测力计拉力的大小不变，逐渐增加与合力之间
的夹角，且保证两弹簧测力计之间的夹角小于90度。

为了使橡皮筋仍然伸长到O点，对另一个弹簧测力计的拉力的大小和方向与原来相比，下面说法中正确的是。

A、一直变大，与合力方向的夹角一直增大
B、一直变大，与合力方向的夹角先变大后变小
C、一直变小，与合力的方向的夹角一直减小
D、先减小后增大，与合力方向的夹角先减小后增大
四、实验题（本大题共1小题，共6.0分）
15. 某同学在研究性学习中利用光电门针对自由落体运动进行了研究。

如图1所示，用铁架台固定竖
直长木板，光电门A、B分别固定在长木板上，AB相距S=41cm；现从光电门A上方某高度静止释放一个小球，其直径d用20分度的游标卡尺测出，游标卡尺的示数如图2所示。

小球通过A、B 的时间分别为△t1=1.05×10−2s、△t2=3.50×10−3s.回答下列问题：
①由图2所示，读出小球直d=______mm；
②物体运动的加速度a=______m/s2；(计算结果取三位有效数字)
五、简答题（本大题共1小题，共10.0分）
16. 一大滴水银在玻璃板上呈什么形状？在失重的飞船中又呈什么形状？
六、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
17. 汽车在平直路面上以12m/s的速度行驶，汽车紧急刹车的加速度大小为3m/s2，问：汽车开始
刹车后5s时间内汽车的位移为多少？
18. 如图(a)所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终
平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系．已知物块的质量m=1kg，通过DIS实验，得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线．若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2.试问：
(1)图(b)中图线与纵坐标交点a o多大？
(2)图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2，木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方？说明在斜
面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态．
(3)θ1为多大？
(4)如果木板长L=2m，倾角为37°，物块在F的作用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，
力F最多作用多长时间？(取sin37°=0.6，cos37°=0.8)
19. (8分)如图所示，轻绳悬挂质量为m的小球，用水平力F拉小球使绳与竖直方向成角，小球处
于平衡状态。

(1)在答题卡相应位置画出小球的受力分析图
(2)求力F和绳对小球的拉力F T的大小
参考答案及解析
1.答案：B
可知，加速度的单解析：解：国际单位制中，基本单位制有kg、m、s；由加速度的公式可知a=△v
△t
位为m/s2；故B正确；A、C、D中均不是用国际单位制中的基本单位表示的。

故选：B。

根据加速度的公式利用基本公式可推导出加速度的单位．
本题考查加速度的单位，要注意审题，明确是用基本单位表示的加速度．
2.答案：D
解析：解：A、研究汽车上坡时有无翻到的危险，汽车的大小和形状不能忽略，不能看成质点。

故A 错误。

B、研究正在转动的汽车轮胎，轮胎上各点的运动情况不同，不能看成质点。

故B错误。

C、研究正在比赛的体操运动员，运动员的大小和形状不能忽略，不能看成质点。

故C错误。

D、研究从北京开往上海所用时间时的火车，火车的长度与两地距离比较，可以忽略，可以看成质点。

故D正确。

故选：D。

质点是在物体的形状和大小对所研究的问题可以忽略不计时的理想化物理模型，能不能看做质点是由问题的性质决定的，可据此对应做出判断。

本题考查对质点概念的理解能力。

质点是理想化的物理模型，关键抓住条件来进行分析选择。

3.答案：B
解析：解：A、第1s内和第3s内的速度均为正，物体的运动方向相同，故A错误；
B、根据图象的斜率表示加速度，同一直线的斜率一定，知第3s内和第4s内的加速度相同，故B正确；
C、第1s内和第3s内的加速度大小相等，方向相反，则加速度不同，故C错误；
D、根据图象的“面积”表示位移，知2−4s内位移为0，则0至2s的位移等于0至4s的位移，故D错误。

故选：B。

根据速度−时间图象的物理意义：速度的正负表示速度方向，图象的“斜率”表示加速度，“面积”表示位移进行分析。

对于速度−时间图象，往往从数学角度来理解其物理意义：斜率”表示加速度，“面积”表示位移。

4.答案：A
解析：当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得：，；
当F比较大时，相对于运动，根据牛顿第二定律得：对：，都一定，则一定；
对：，是的线性函数，增大，增大，由于，
则两木板相对滑动后图象大于两者相对静止时图象的斜率，故A正确。

考点：牛顿第二定律
5.答案：C
解析：解：A、设物体下落的加速度为a，物体做初速度为零的匀加速直线运动，从图中可以看出下
at2解得：a=8m/s2，故A错误。

落高度ℎ=25m，所用的时间t=2.5s，由位移时间关系式：ℎ=1
2
B、由速度公式v=at1=8×1m/s=8m/s；故B错误。

C、物体做初速度为零的匀加速直线运动，由速度时间关系式得：v=at=8×2.5m/s=20m/s，故C正确，D错误。

故选：C。

gt2可解得下落加速度，落地速v=at。

物体做初速度为零的匀加速直线运动，下落距离ℎ=1
2
此题虽然属于万有引力定律的应用，但是完全可以用匀变速直线运动规律解题，不要因为题目属于万有引力定律而限制了解题思路。

6.答案：B
解析：解：未撤去F1时，木块在水平方向受三个力而平衡，则有：
木块所受的静摩擦力f=F1−F2=12−4=8N，则物体的最大静摩擦力至少等于8N；
只撤去F1，由于F2=4.0N<8N
所以只撤去F1时，物体仍处于静止状态。

故ACD错误，B正确。

故选：B。

未撤去F1时，对物体进行受力分析，由力的合成可得出静摩擦力的大小；撤去F1后，根据另一拉力与最大静摩擦力的关系判断物体是否静止．
本题是初学摩擦力的同学易错的一个题目，解答本题应准确理解静摩擦力的定义，并能根据受力分析得出力之间的关系．
7.答案：B
解析：
竖直上抛运动可分为向下和向下两个过程；由于两过程中物体的加速度相等，位移相等，故用时相等，求出上升时间，下降即可求解，或利用位移时间公式代入即可求解。

本题考查了竖直上抛运动，处理方法较多可利用全程也可分段，结合自己灵活处理。

对整个运动过程运用位移时间公式，有：
0=v0t−1
2
gt2
解得：t=0(舍去)或t=2s，
选项ACD错误，B正确。

故选B。

8.答案：D
解析：解：已知两个共点力，一个是20N，它们合力的大小是50N，则另一个力的范围为(50N−20N)≤F≤50N+20N，
即30N≤F≤70N，
所以F的大小可能是40N、50N、60N，不可能是80N．
故选：D．
一个是20N，两个力的合力的大小是50N，另一个力在这个20N的力与合力之差与之和之间．此题与求两个共点力的合力范围一样，可以根据平行四边形定则和几何知识理解这个范围．
9.答案：CD
解析：解：A、惯性大小由物体的质量决定，与速度无关，故A错误。

B、物体的惯性由其质量决定，静止和运动的同一物体，惯性相同，故B错误。

C、乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小，状态容易改变，故C正确。

D、惯性大小由物体的质量决定，与物体的运动状态无关，故D正确。

故选：CD。

惯性是物体保持原来运动状态的性质，其大小与速度无关，由物体的质量决定．
本题要求我们理解惯性的概念，知道惯性大小的决定因素：质量
10.答案：CD
解析：A、力是矢量，根据力的平行四边形定则可知，几个力的合力就是这几个力的矢量和，故A 错误；
B、当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；
当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于最小分力，
由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，故B错误，CD正确；
故选：CD．
11.答案：BD
解析：
分析任茜的运动情况得出其加速度的方向．根据牛顿第二定律分析她的浮力和她的重力的关系；超重或失重取决于加速度的方向，与速度方向无关。

超重和失重现象可以运用牛顿运动定律进行分析理解，产生超重的条件是：物体的加速度方向向上；产生失重的条件：物体的加速度方向向下。

A.起跳以后的上升过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故A错误，
B.她下落过程中，由于不计空气阻力做自由落体运动，故B正确；
C.入水过程中，开始时水对她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，即入水后的速度先增大，故C错误；
D.入水过程中，水对她的作用力和她对水的作用力，因是一对作用力与反作用力，二者相对，故D 正确。

故选BD。

12.答案：BC
解析：解：对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，如图受到绳子的两个等大的拉力
F1=F2=mg
2F1cosθ=F
解得F=2mgcosθ
A、增加绳子长度不会改变角度θ，增大定滑轮的间距会增大角θ，故会减小力F，故A错误；
B、将病人的脚向左移动，θ减小、cosθ增大，故拉力F增大；故B正确；
C、保持定滑轮与动滑轮的角度不变，增加重力，则力F最大，故C正确；
D、由几何关系可知，两个滑轮间距增大，会增加角θ，而将病人的脚向左移动会减小角θ，故拉力F 不一定增大，故D错误；
故选：BC。

对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，根据共点力平衡条件求出脚对绳子的拉力，根据表达式讨论即可。

本题关键应正确作出受力分析，由几何知识求出拉力的表达式，然后根据表达式求解。

13.答案：4.00
解析：解：弹簧秤的最小刻度为0.1N，需要估读一位，所以该读数为4.00N．
故答案为：4.00
根据弹簧秤的读数的方法读出即可．
在弹簧测力计的读数时，首先要观察其量程与最小分度值，同时要注意到需要估读一位．
14.答案：(1)③⑤②④①
(2)C
(3)B
解析：(1)由“验证力的平行四边形定则”的实验知，实验步骤的合理顺序为③⑤②④①。

(2)由“验证力的平行四边形定则”的实验的注意事项，两细绳套可以不等长，A选项错误；若将细绳也换成橡皮筋，对实验结果无影响，故B选项错误；实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大，若太大影响实验的精确度，故C选项正确。

(3)由力的合成可知，如图所示，则F2一直增大，与合力方向的夹角先变大后变小
答案为：
(1)③⑤②④①(2)C(3)B
15.答案：10.509.76
解析：解：①20分度的游标卡尺的精确度为0.05mm，主尺读数为10mm，游标第10条刻线对的最齐，由游标卡尺的读数规则可读出d=10.50mm；
②由于小球通过光电门的时间极短，可以利用其平均速度来代替瞬时速度，因此有：
滑块经过光电门1时的速度为：v1=d
△t1=0.01050
0.01050
=1m/s
经过光电门2时的速度为：v2=d
△t2=0.01050
0.00350
=3m/s
设物体的加速度为a，根据匀变速直线运动公有：a=v22−v12
2x =32−12
2×0.41
=9.76m/s2。

故答案为：①10.50；②9.76。

1、游标卡尺的读数是主尺与游标尺示数之和，不需估读
2、根据较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度求出瞬时速度，根据运动学公式求出加速度。

解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读；以及掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，正确利用匀变速直线运动公式求出加速度。

16.答案：解：(1)在表面张力作用下，水银要收缩成球形，但由于重力作用，因而呈椭球形。

(2)在失重的飞船中由于消除了重力的影响，水银滴会收缩成标准的球形。

答：(1)一大滴水银在玻璃板上呈椭球形；
(2)在失重的飞船中又呈球形。

解析：(1)根据液体的表面张力和重力来分析，体积相等的物体，球形表面积最小；
(2)液体表面分子分布稀疏，故分子表现为引力。

本题考查了液体的表面张力和重力，解题的关键是掌握液体表面张力的作用，并会使得液体收缩成最小的表面积，即球形。

17.答案：解：初速度v 0=12m/s ，加速度为a =−3m/s 2，末速度v t =0m/s
减速到零的时间t =v t −v 0a =0−12−3=4s <5s
由于汽车在t =4s 时已经停车，则5s 内的位移：x =
v t 2−v 022a =02−1222×(−3)=24m 答：汽车开始刹车后5s 时间内汽车的位移为24m 。

解析：根据速度公式求出刹车时间；根据汽车停止的时间，求出5s 时间内位移。

本题考查了运动学中的刹车问题，注意汽车速度减为零后不再运动。

所以解答此类问题的一般方法是先判断速度减为零的时间，判断给定的时间内汽车是否已经静止，再选用合适的公式进行解答。

18.答案：解：(1)当木板水平放置时，物块的加速度为a 0，此时滑动摩擦力：
f =μN =μm
g =0.2×1×10=2(N)
解得：a 0=F−f m =8−21=6(m/s 2)
(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1，当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2，这时物块处于静止状态．
(3)N 1=mgcosθ1F 1=μN 1=μmgcosθ1F =mgsinθ1+μmgcosθ1
联立方程8=10sinθ1+2cosθ1解得θ1≈40.4°
(4)力F 作用时的加速度a 1=F−mgsin37°−μmgcos37°m =8−10×0.6−0.2×10×0.81=0.4(m/s 2)
撤去力F 后的加速度大小a 2=mgsin37°+μmgcos37°m =10×0.6+0.2×10×0.81=7.6(m/s 2) 设物块不冲出木板顶端，力F 最长作用时间为t
则撤去力F 时的速度v =a 1t 位移s 1=12a 1t 2
撤去力F 后运动的距离s 2=v 22a 2由题意有 L =s 1+s 2即：2=12×0.4×t 2+(0.4t)22×7.6
解得：t ≈3.1s
答：(1)图(b)中图线与纵坐标交点a o 为6(m/s 2)；
(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1，当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2，这时物块处于静止状态．
(3)θ1为40.4°；
(4)力F 最多作用时间为3.1s ．
解析：(1)纵坐标交点表示木板水平放置时的加速度，根据牛顿第二定律即可求解；
(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1，当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2，这时物块处于静止状态；
(3)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1，对木块进行受力分析，根据平衡条件即可求解；
(4)根据牛顿第二定律分别求出有F和撤去F时的加速度，根据匀变速直线运动的基本公式求出这两个过程的位移，根据两段位移之和为L求解．
本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息，难度适中．
19.答案：(1)小球受力情况如图所示，
(2)根据平衡条件有：，
解得：，
解析：以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg，绳的拉力F T和力F，根据平衡条件求解结果。