2019-2020学年江苏省南通市如皋中学高一(上)期末物理试卷

2019-2020学年江苏省南通市如皋中学高一（上）期末物理试卷
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意．
1．（3分）2019年11月3日8：00整，第二届如皋国际铁人三项赛在龙游湖景区正式开赛。

比赛路线如图所示，选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛，最终来自中国的苗浩以01：52：34的成绩揽获男子冠军。

下列说法正确的是（）
A．40 km指位移
B．8：00整是时间
C．01：52：34的成绩是时刻
D．研究苗浩10 km跑步的时间时，可以将苗浩看作质点
2．（3分）如图所示，轻弹簧的劲度系数为100N/m，当弹簧两端各受25N的拉力时，弹簧仍在弹性限度内，下列说法正确的是（）
A．弹簧伸长25cm
B．弹簧所受的合力为50N
C．弹簧的劲度系数随弹簧弹力的增大而增大
D．若将该弹簧的左端固定，只在右端施加25N的拉力，则稳定后弹簧伸长12.5cm
3．（3分）特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，速度随时间变化的规律如图所示，t2时刻特种兵着地。

下列说法正确的是（）
A．在0～t2时间内加速度减小
B．在t1～t2时间内，平均速度为
C．在t1～t2时间内特种兵所受悬绳的阻力越来越小
D．若第一名特种兵开始减速时第二名特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离保持不变
4．（3分）如图所示，质量为3kg的物块A与质量为2kg的木板B叠放在光滑水平地面上，A和B之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为10m/s2，拉力F作用在木板B上，当拉力F从0开始逐渐增大到20N的过程中，下列说法正确的是（）
A．A和B始终保持相对静止
B．A和B从一开始就发生相对滑动
C．当F＞9N时，A、B发生相对滑动
D．当F＞15N时，A、B发生相对滑动
5．（3分）如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速为20r/s。

在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿（）
A．逆时针旋转21圈B．顺时针旋转21圈
C．逆时针旋转1圈D．顺时针旋转1圈
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分．
6．（4分）如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则（）
A．衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用
B．加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大
C．当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动
D．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
7．（4分）如图所示，轻绳A端固定，将一挂有重物的轻质动滑轮挂于轻绳上，当滑轮静止后，将轻绳B端缓慢沿虚线（）
A．向上移动，绳子的弹力大小变大
B．向上移动，绳子的弹力大小不变
C．向右移动，绳子的弹力大小变大
D．向右移动，绳子的弹力大小变小
8．（4分）如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动，球心到O点的距离为L．当小球运动到最高点时速率为，此时球对杆的作用力（）
A．大小为mg B．大小为mg
C．方向竖直向下D．方向竖直向上
9．（4分）如图所示，表面粗糙的斜面C置于粗糙的水平地面上，斜面C上有一物块A，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒B连接，连接A的一段细绳与斜面平行。

现向小盒B内缓慢加入少量细砂，A、B、C始终处于静止状态。

下列说法正确的有（）
A．地面对斜面体C的支持力减小
B．地面对斜面体C的摩擦力增大
C．斜面体C对物块A的摩擦力可能增大
D．斜面体C对物块A的摩擦力一定沿斜面向下
10．（4分）如图所示，一条河宽为24m，水流速度恒为2m/s，现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游18m处的B处。

已知小船的速度最大可达2m/s，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2，下列说法正确的有（）
A．如果小船以最小速度航行，小船的速度为1.2m/s
B．如果小船以最小速度航行，小船的速度为1.6m/s
C．如果要使小船在最短时间内抵达B处，最短时间为12s
D．如果要使小船在最短时间内抵达B处，最短时间为12.5s
三、非选择题：本题共7小题，共计65分．请将解答填写在答题卡相应的位置．
11．（4分）在“探究求合力的方法”实验中，选用量程为5N的弹簧测力计做该实验。

图中F1＝F2＝3.00N，甲同学的F1与F2方向的夹角约为60°，乙同学的F1与F2方向的夹角约为90°，丙同学的F1与F2方向的夹角约为120°，其中操作不合适的是（选填“甲”“乙”或“丙”）同学，原因是。

12．（8分）“研究平抛物体运动”的实验装置图如图甲所示，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）下列做法合理的有。

A．安装斜槽轨道，使其末端水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，下面y﹣x2图象中能说明小球运动轨迹为抛物线的是。

（3）图乙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两个点A和B，测得
A、B两点竖直坐标分别为y1＝5.0cm，y2＝20.0cm，A、B两点水平间距△x＝20cm，g取10m/s2，则平抛小球
的初速度为m/s，小球在B点的速度为m/s。

（结果均保留两位有效数字）
13．（8分）在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz。

（1）下列说法正确的是。

A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B．定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行
C．挂上砂桶，调节长木板的倾角，以平衡摩擦力
D．小车先从靠近打点计时器处释放，后接通电源
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，0～6为计数点，测得x1＝2.80cm，x2＝4.40cm，x3＝5.95cm，x4＝7.60cm，x5＝9.15cm，x6＝10.75cm。

根据纸带数据，求出小车的加速度a＝m/s2．（结果保留两位有效数字）（3）在实验过程中小车的加速度（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度。

（4）以弹簧测力计的读数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图象如图丙所示，则小车的质量为kg。

14．（10分）如图所示，长为L的轻绳下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上。

当把轻绳拉直时，小球静止于光滑的水平桌面上，轻绳与竖方向的夹角θ＝60°，重力加速度为g。

当小球以角速度做圆周运动时，求轻绳对小球的拉力大小与桌面对小球的支持力大小。

15．（10分）一小球从空中某点O水平抛出，经过A、B两点（B点未画出），已知小球在A点的速度大小为v，方向与水平方向成45°角，小球在B点的速度大小为2v，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球从O点抛出时的初速度v0；
（2）小球由O到B的运动时间t。

16．（12分）如图所示，足够长的传送带与水平方向的倾角θ＝30°，质量m A＝1kg的物块A通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块B相连，物块A与传送带之间的动摩擦因数μ＝．开始时，A、B及传送带均静止，且物块A不受传送带摩擦力作用。

现让传送带以v＝1m/s的速度逆时针匀速转动，当物块A与传送带速度相等时，轻绳断裂，设B始终未与滑轮相碰，g取10m/s2，求：
（1）物块B的质量m B；
（2）物块B向上匀加速运动的加速度a；
（3）物块B上升的最大高度h。

17．（13分）如图所示，质量M＝2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1＝0.3．有一质量m＝0.5kg的小木块靠在铁箱后壁上，恰好能与铁箱保持相对静止而不下滑。

木块距箱底的高度h＝0.8m，与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2＝0.25．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．求：
（1）铁箱对木块的弹力大小；
（2）水平拉力F的大小；
（3）当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物，此时立即撤去力F且铁箱以原速率反弹。

若木块恰好落到铁箱的右下角，则铁箱的长度是多少？
2019-2020学年江苏省南通市如皋中学高一（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意．
1．【解答】解：A、位移是指初末位置之间的距离，路程是轨迹的长度，所以40km是指的路程，故A错误；
B、8：00整指的是时刻，故B错误；
C、01：52：34的成绩是时间间隔，故C错误；
D、研究苗浩10 km跑步的时间时，不需要考虑苗洁的形状以及跑步的姿势的，可以把苗洁看做质点，故D正确。

故选：D。

2．【解答】解：A、根据胡克定律F＝kx得弹簧的伸长量：x＝＝m＝0.25m＝25cm，故A正确。

B、轻弹簧的两端各受25N拉力F的作用，两个F的方向相反，所以弹簧所受的合力为0，故B错误。

C、弹簧的劲度系数由弹簧的材料决定，与弹簧的弹力大小无关，故C错误。

D、若将该弹簧的左端固定，只在右端施加25N的拉力，则弹簧的弹力仍为25N，稳定后弹簧伸长25cm，故D
错误。

故选：A。

3．【解答】解：A、在0～t1时间伞兵做匀加速直线运动，加速度不变，t1～t2时间内图线的斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小。

故A错误。

B、在t1～t2的时间内，假设伞兵做匀减速直线运动，图象为直线，其平均速度为，根据“面积”等于
位移可知，匀减速直线运动的位移大于伞兵实际运动的位移，则平均速度v＜，故B错误。

C、设降落伞和伞兵的总质量为m，所受的阻力为f，加速度大小为a，在t1～t2的时间内，根据牛顿第二定律得：
f﹣mg＝ma，得f＝mg+ma，a逐渐减小，则f也逐渐减小。

即降落伞和伞兵所受的阻力越来越小。

故C正确。

D、第一个伞兵在空中打开降落伞时的速度比第二个伞兵跳下时速度大，所以两者距离逐渐变大，后来第二个人
的速度大于第一个跳伞运动员时，两者距离又减小，故D错误。

故选：C。

4．【解答】解：先隔离A分析，受重力、支持力和向右的静摩擦力，当A、B间静摩擦力达到最大值时，A、B刚要发生相对滑动，则：a＝＝0.3×10m/s2＝3m/s2；
再对整体分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：F＝（m A+m B）a＝5×3N＝15N；
知当拉力达到15N时，A、B才发生相对滑动，所以拉力F从0开始逐渐增大到20N的过程中，A、B开始保持
相对静止，当拉力达到15N时，A、B发生相对滑动，故ABC错误，D正确；
故选：D。

5．【解答】解：带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，即f0＝20Hz，
在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即f′＝21Hz，
f0＜f′＜2f0，
所以观察到白点逆时针旋转，
f′﹣f0＝f″＝1Hz，
所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈。

故选：C。

二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分．
6．【解答】解：A、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，故A错误；
B、由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力，
随着脱水筒转动的角速度增加，摩擦力不变，水平弹力变大，故B错误；
CD、对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好，故CD正确。

故选：CD。

7．【解答】解：设绳子总长为L，两堵竖直墙之间的距离为S，左侧绳长为L1，右侧绳长为L2。

由于绳子上的拉力T处处相等，所以两绳与竖直方向夹角相等，设为θ，则由几何知识，得：S＝L1sinθ+L2sinθ＝（L1+L2）sinθ，
又L1+L2＝L
得到sinθ＝；
根据平衡条件可得2Tcosθ＝G，解得T＝。

AB、当轻绳B端缓慢沿虚线上、下移时，S、L没有变化，则θ不变，绳子拉力T不变，故A错误、B正确；
CD、轻绳B端缓慢沿虚线向右移动时，θ增大，绳子的弹力T大小变大，故C正确、D错误。

故选：BC。

8．【解答】解：取向下为正方向，以球为研究对象，在最高点根据牛顿第二定律可得：
mg+F＝m
解得：F＝﹣，负号表示杆对球的作用力方向向上，
根据牛顿第三定律可得球对杆的作用力大小为mg，方向竖直向下，故AC正确、BD错误。

故选：AC。

9．【解答】解：AB、以A和斜面体为研究对象，由受力分析可得，
竖直方向，有：（m A+m C）g＝F N+m B gsinθ
解得：F N＝（m A+m C）g﹣m B gsinθ
水平方向，有：m B gcosθ＝f地面
由题意，当B中缓慢加入细沙，即m B g增大，则F N减小，f地面增大，故AB正确；
CD、以A为研究对象，由受力分析可知，
在沿斜面方向，受重力的分力、摩擦力和绳子的拉力，
绳子的拉力大小等于B的重力，若m B g＜m A gsinθ，则摩擦力方向沿斜面向上，增大B的重力，则摩擦力可能减小、也可能是反向增大；
若开始摩擦力的方向沿斜面向下，设斜面体倾角为θ，则有：m B g+f＝m A gsinθ，当B中缓慢加入细沙，即m B g 增大时，摩擦力增大，故C正确、D错误。

故选：ABC。

10．【解答】解：AB、为使小船抵达B处，小船的实际航线须沿题目图中的AB方向，即合速度方向沿AB方向，设AB与河岸的夹角为θ，由几何关系可知，θ＝37°
由三角形法则可得：v1＝v水sin θ，方向与河岸夹角为37°指向上游；
由几何关系得：＝m＝30m，
有：sinθ＝0.8，
解得：v1＝1.6 m/s，故A错误，B正确；
CD、为使小船能在最短时间内抵达B处，小船应该以最大速度航行，即v1＝2 m/s，并使合速度的方向仍沿AB 方向；
由于船速和水速大小相等，所以AB的方向是在两个速度的角平分线上，v1的方向与河岸成2θ角，
由几何关系得2θ＝106°，即船速指向上游，与河岸成74°。

小船运动的合速度为：v＝2v1cos θ＝2×2×0.6 m/s＝2.4m/s，
所以小船运动的最短时间为：t0＝s＝12.5 s，故C错误，D正确
故选：BD。

三、非选择题：本题共7小题，共计65分．请将解答填写在答题卡相应的位置．
11．【解答】解：对于甲同学，合力F甲＝F乙＝2×4cos15°＞5N≈5.0N；对于乙同学F乙＝＝4.2N，对于丙同学，F丙＝3N．可见操作不合适的是甲同学，因为他的两个力的合力超过了弹簧测力计的最大值，下面再用一个弹簧测力计拉时就拉不到O点。

故答案为：甲；他的两个力的合力超过了弹簧测力计的最大值，再用一个弹簧测力计拉时就拉不到O点。

12．【解答】解：（1）A、为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故A正确。

BC、为了保证每次小球平抛运动的初速度大小相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C 正确。

D、为了作出小球的运动轨迹，描绘的点用平滑曲线连接，故D错误。

故选：AC。

（2）根据y＝gt2，x＝v0t得，y＝g，可知y与x2成线性关系，故选C。

（3）在竖直方向上，根据△y＝gT2得，相等的时间间隔T＝＝s＝0.1s，则平抛运动的初速度v0＝＝m/s＝2.0m/s。

B点的竖直分速度v yB＝g•2T＝2m/s，所以B点合速度为v B＝＝2m/s≈2.8m/s
故答案为：（1）AC；（2）C；（3）2.0；2.8。

13．【解答】解：（1）A、探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中，实验装置如图甲所示，从甲图可以看出，小车所受的合外力由弹簧秤测出，不必测沙和桶的质量，故A错误；
B、轻绳与木板要平行，不是与桌面平行，故B正确；
C、平衡摩擦力的步骤时不能挂砂桶，故C错误；
D、小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车，故D错误；
故选：B
（2）由运动学公式求加速度，a＝＝×10﹣2m/s2＝
1.6m/s2 ；
（3）由于沙和桶的位移是小车的2倍，则沙和桶的加速度小于小车的加速度；
（4）对小车根据牛顿第二定律有：2F＝Ma 即a＝，结合图象的斜率k＝＝，所以M＝0.20kg。

故答案为：（1）B；（2）1.6；（3）小于；（4）0.2
14．【解答】解：对小球受力分析，受到重力、支持力和绳子拉力，作出力图如图。

根据牛顿第二定律得：
Tsin60°＝mω2Lsin60°…①
mg＝N+Tcos60°…②
又
解得：T＝mg，N＝0.5mg。

答：轻绳对小球的拉力大小为mg，桌面对小球的支持力大小为0.5mg。

15．【解答】解：（1）小球平抛运动到A点，速度大小为v，方向与水平方向成45°，
根据运动的合成与分解可知，水平速度v0＝vcos45°，
解得平抛运动的初速度v0＝。

（2）小球在B点的速度大小为2v，根据平行四边形定则可知，
解得竖直分速度v y＝v
小球在竖直方向上做自由落体运动，v y＝gt
解得t＝。

答：（1）小球从O点抛出时的初速度为。

（2）小球由O到B的运动时间。

16．【解答】解：（1）开始时，对A有：m A gsinθ＝m B g
解得：m B g＝0.5kg；
（2）A沿斜面向下加速运动时，B向上加速，B的加速度大小与A相等，有：对A：μm A gcosθ+m A gsinθ﹣T＝m A a
对B：T﹣m B g＝m B a
联立解得：a＝m/s2；
（3）设A由静止到与传送带速度相等过程中，B的位移为x1，有：
v2﹣0＝2ax1，
解得：x1＝0.15m
轻绳断裂后，B继续向上匀减速运动，设此过程位移为x2，有：
0﹣v2＝﹣2gx2
解得：x2＝0.05m
B上升的最大高度为：h＝x1+x2＝0.2m
答：（1）物块B的质量为0.5kg。

（2）物块B向上匀加速运动的加速度为m/s2。

（3）物块B上升的最大高度为0.2m。

17．【解答】解：（1）对对木块：竖直方向上的合力为零，有：mg＝F f＝μ2F N 解得F N＝20N
（2）对木块：在水平方向由牛顿第二定律有：F N＝ma
解得a＝40m/s2
对铁箱和木块整体：F﹣μ1（M+m）g＝（M+m）a
解得F＝129N
（3）铁箱撞到障碍物后，木块做平抛运动，铁箱向左做匀减速运动
对木块有h＝，x1＝vt
解得t＝0.4s，x1＝1.6m
对铁箱有μ1Mg＝Ma′
解得a′＝3m/s2。

铁箱匀减速到停的总时间为t′＝＝s≈1.33s＞0.4s，则木块落到箱底时，铁箱尚未停止运动，在木块平抛运动的过程中，铁箱向左运动的距离为
x2＝vt﹣
解得x2＝1.36m
故铁箱的长度为L＝x1+x2＝2.96m
答：
（1）铁箱对木块的弹力大小是20N；
（2）水平拉力F的大小是129N；
（3）铁箱的长度为2.96m。