2019-2020学年广州市华南师大附中高一下学期期末物理试卷

2019-2020学年广州市华南师大附中高一下学期期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共24.0分）
1.某时刻，质量为2kg的物体甲受到的合力是6N，速度是10m/s；质量为3kg的物体乙受到的
合力是5N，速度是10m/s，则()
A. A。

甲比乙的惯性小
B. B。

甲比乙的惯性大
C. C。

甲和乙的惯性一大
D. D。

2.一弹簧的两端各用10 N的外力向外拉伸，弹簧伸长了6 cm.现将其中一端固定于墙上，另一端
用5 N的外力来拉伸它，则弹簧的伸长量应为()
A. 6cm
B. 3 cm
C. 1.5cm
D. 0.75cm
3.在竖直放置的平底圆筒内，放置两个半径相同的刚性球a和b，球
a质量大于球b，放置的方式有如图甲和图乙两种，不计圆筒内壁
和球面之间的摩擦，下列说法正确的是()
A. 图甲圆筒底受到的压力等于图乙圆筒底受到的压力
B. 图甲中球a对圆筒侧面的压力等于图乙中球b对侧面的压力
C. 图甲中球b对圆筒侧面的压力等于图乙中球a对侧面的压力
D. 图甲中球a.b之间的作用力等于图乙中球a.b之间的作用力
4.如图所示，将一个力F分解为两个力，其中一个力F1的方向与力F的夹角
为α，另一个力的大小为F2，则关于力F的分解的下列说法中错误的是()
A. 若F2=Fsinα时，有唯一解
B. 若F2>F时，有唯一解
C. 若F2<Fsinα时，有唯一解
D. 若Fsinα<F2<F时，有两个解
5.如图所示，两根直棒AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，
一圆筒从棒的上端沿棒匀速滑下；若要使圆筒加速下滑，以下措施可行
的是()
A. 保持两棒的倾角不变，减小两棒间的距离
B. 保持两棒的倾角不变，增加两棒间的距离
C. 保持两棒间的距离不变，减小两棒的倾角
D. 增加圆筒的质量
6.用手握住玻璃瓶，使瓶在空中处于静止状态，关于瓶的受力，下列说法中正确的是()
A. 滑动摩擦力，方向竖直向上
B. 静摩擦力，方向竖直向下
C. 摩擦力和重力是一对平衡力
D. 摩擦力和重力是作用力和反作用力
7.下列说法正确的是()
A. 太阳东升西落是以地球为参考系
B. 电梯向下运动时处于失重状态
C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
D. 火车站大屏幕上显示的是列车时间表
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8.下列关于力的合成和分解的说法，正确的是()
A. 两个力的合力可能小于任何一个分力
B. 两个分力的大小和方向都被确定，则合力也被确定
C. 2N、5N、6N三个共点力最大合力为13N，最小合力为1N
D. 停在斜面上的物体的重力，可以分解为一个使物体沿斜面下滑的力，另一个是物体对斜面的
压力
9.如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，
物体A处于静止状态，此时弹簧的拉力为5N。

若小车以1m/s2的
加速度向右运动，则(g=10m/s2)()
A. 物体A相对小车静止
B. 物体A受到的摩擦力减小
C. 物体A受到的摩擦力向右
D. 物体A受到的弹簧拉力增大
10.如图所示，OA为竖直方向，α<45°，质量为m的小球在外力F作用下沿OB方
向做匀加速直线运动，运动到B点之后改变外力F大小及方向，则()
A. 为使小球沿着OB直线运动，施加的外力F的最小为mgsinα
B. OB之后，若F=mgtanα，则物体可能做曲线运动
C. OB之后，若F=mgtanα，且物体沿着OB方向继续直线运动，则物体可能做
匀减速直线运动
D. OB之后，若F=mgtanα，且物体沿着OB方向继续直线运动，则物体机械能可能减少
11.如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R.质量为m的小球在容器内的某个水平面内做匀速
圆周运动，小球与球心O连线方向与竖直方向夹角为α.下列说法正确的是()
A. 小球所受容器的作用力为mg
sinαB. 小球所受容器的作用力为mg
cosα
C. 小球的角速度√g
RsinαD. 小球的角速度√g
Rcosα
三、填空题（本大题共3小题，共9.0分）
12.一个物体受三个共点力作用，它的大小分别为F1=6N，F2=12N，F3=16N，则该物体所受
合力的最大值是______ N，最小值是______ N.
13.重量为500N的木箱放在水平地面上，至少要用110N的水平推力，才能使它从原地开始运动。

木箱从原地移动以后，用100N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。

由此可知：木箱与地面间的最大静摩擦力f max=______ N，木箱与地面间的动摩擦因数为______ 。

14.某质点做初速度为零的匀变速直线运动，加速度为2m/s2，则质点3s内的位移为______m，5s
内的平均速度是______ m/s．
四、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
15.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组的主要实验步骤如
下：
A.将一张白纸用图钉固定在水平木板上，然后将橡皮条的一端固定在水平木
板上的A点，另一端系上两根细绳套，先用两个弹簧测力计分别勾住
绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，
如图所示；
B.用铅笔描下结点的位置O，并记录弹簧测力计的读数和两根细绳套的方向，利用刻度尺和三角板
根据平行四边形定则作图求出合力F；
C.只用一个弹簧测力计拉橡皮条，记下此时弹簧测力计的读数F′和细绳方向；
D.比较F′与F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同。

根据实验步骤，请完成下列有关内容。

(1)实验步骤C缺少的实验操作内容是______。

(2)如图所示，初始时刻∠BOC<90°，保持结点O的位置不动，OB绳方向不变，将OC绳逆时针旋
转至水平，则两个弹簧测力计的拉力F OB______，F OC______。

(填力大小的变化情况)
16.图甲是某同学用打点计时器来验证小车所受合力一定时其加速度a与质量m关系的实验装置．实
验时，把砂和砂桶的重力作为小车所受的合力，摩擦力可以被忽略，打点计时器交流电的频率为50Hz，重力加速度取10m/s2．
(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为______ m/s2.(保留两位有效
数字)
(2)保持砂和小砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m数据
如下表：
实验次数12345678
小车加速度a(m⋅
1.90 1.72 1.49 1.25 1.000.750.500.30
s−2)
小车质量m(kg)0.250.290.330.400.500.71 1.00 1.67
质量倒数
4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.000.60
1/m(kg−1)
请你根据实验目的，在图丙给出的方格坐标纸中选取适当的物理量作坐标并作出图线．
(3)从作出的实验图线中可知，砂和砂桶的质量为______ kg.求得的砂和砂桶的质量与实际的砂
和砂桶的质量相比较是______ (填“偏大”或“偏小”)．
五、计算题（本大题共3小题，共36.0分）
17. 如图所示，一个质量m=4kg小物块放置在倾角为37°的斜面上，与斜面
间动摩擦因数为μ=0.5，通过一根劲度系数k=500N/m的轻弹簧沿斜面
向上拉着该物块匀速向上运动，取重力加速度g=10m/s2，已知sin37°=
0.6，cos37°=0.8。

(1)斜面之间的滑动摩擦力大小和方向？
(2)此时弹簧的弹力多大？
(3)此时弹簧的伸长量是多少？
18. 如图所示，在足够高的光滑的水平台面上静置一质量为M=1kg、长为l=1m的长木板，可视
为质点、质量为m=0.5kg的小物块放在长木板上表面的左端，一定滑轮固定在平台右侧边缘，长木板右端离定滑轮距离足够远绕过定滑轮的细线一端系在小物块上，连接小物块的细线保持水平，小物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

重力加速度g取10m/s2，用大小为F=2.5N的拉力向下拉细线，使小物块向右做加速运动，求：
(1)小物块滑离长木板时，长木板运动的距离；
(2)当小物块运动到长木板正中间时，小物块速度的大小与长木板速度大小之差。

19. 如图所示，一足够长的水平传送带以速度v=2m/s匀速运动，质量为m1=1kg的小物块P和质
量为m2=1.5kg的小物块Q由通过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长。

某时刻给P、Q同时提供等大的初速度v0=4m/s，使Q竖直向上运动、P从传送带左端冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平。

已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。

求：
(1)物块P在传送带上向右运动的最大距离x；
(2)物块P离开传送带时的速度。

【答案与解析】
1.答案：
【小题1】A【小题2】B
解析：10.本题考查对惯性的理解。

质量是物体惯性大小的唯一量度，甲的质量小于乙的质量，所以甲的惯性要比乙的小，所以A正确；故选A。

11.本题是胡克定律的应用。

设弹簧的劲度系数为k，由题，当弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸时，由得：；当用5N的外力来拉伸弹簧时，其伸长量为
：；故B正确，ACD错误；故选：B。

3.答案：A
解析：解：A、以abB整体为研究对象，受力分析，受重力、支持力和两侧的支持力，根据平衡条件，桶底对两个球的支持力等于整体的重力，故图甲圆筒底受到的压力等于图乙圆筒底受到的压力，故A正确；
B、C、以图甲中ab整体为研究对象，受力分析，受重力、底面的支持力和两侧的两个支持力，根据平衡条件，两侧的两个支持力是相等的；
再以上面球为研究对象受力分析，根据平衡条件与矢量的合成法，如下图：
，故侧壁的弹力与上面球的重力成正比，由于球a质量大于球b，故乙由几何知识可知：N桶=mg
cosθ
图中两侧的弹力较大；
即：图甲中球a对圆筒侧面的压力大于图乙中球b对侧面的压力；图甲中球b对圆筒侧面的压力大于图乙中球a对侧面的压力．故B错误，C错误；
D、上图中，两个小球之间的作用力：F=mg
，故两个小球之间的作用力与上面球的重力成正比，
cosθ
由于球a质量大于球b，故乙图中两个小球之间的作用力较大；故D错误．
故选：A．
以两球整体为研究对象判断桶底对球的弹力，以上面球为研究对象判断侧壁对球的弹力大小．
本题考查受力分析及平衡条件的应用，灵活选取研究对象，即隔离法还是整体法是关键．
4.答案：C
解析：解：A、若F2=Fsinα时，由几何关系，则有唯一解，故A正确；
B、若F2≥F时，由平行四边形定则，结合几何关系，则有唯一解，故B正确；
C、若F2<Fsinα时，平行四边形定则，结合几何关系，则没有解，故C错误；
D、若Fsinα<F2<F时，平行四边形定则，结合几何关系，则有两个解，故D正确；
本题选择错误的，故选：C
根据平行四边形定则，结合合力与分力的大小，从而可知分解的组数．
解决本题的关键知道合力和分力遵循平行四边形定则，知道平行四边形定则与三角形定则的实质是相同的．
5.答案：A
解析：
1、圆筒受重力、滑动摩擦力(两个)、支持力(两个)，匀速直线运动时受力平衡；将两棍间的距离减小后固定不动，支持力(两个)的合力仍然等于重力的垂直分力，夹角减小，故两个支持力变小，故滑动摩擦力变小，根据牛顿第二定律列式得到加速度的变化情况。

2、两棒间的距离不变，滑动摩擦力，摩擦力等于mgcosθ，根据牛顿第二定律：mgsinθ−μmgcosθ=ma，即a=gsinθ−μgcosθ，θ变化，加速度就会变化，但是与物体质量无关。

本题中运用到推论：当两个分力大小一定时，夹角增大时，其合力减小，分析两棍支持力的变化。

AB.圆筒从棒的上端匀速滑下过程中，受到重力、两棒的支持力和摩擦力，根据平衡条件得知：mgsinθ−2f1=0，保持两棒的倾角不变，将两棒间的距离稍减小后，两棒支持力的合力不变，夹角减小，每根木棒对圆筒的支持力减小，滑动摩擦力减小，根据牛顿第二定律，有：mgsinθ−2f2= ma，由于摩擦力变小，故加速度变大，可知圆筒将匀加速滑动，故A正确、B错误．
C.保持两棒间的距离不变，减小两棒的倾角，两棒支持力的合力仍等于重力垂直于棒子向上的分力，但是由于倾角变小，故重力垂直于棒子向上的分力变大，即摩擦力变大，而重力沿着棒子向下的分力变小，根据牛顿第二定律：mgsinθ−μmgcosθ=ma，即a=gsinθ−μgcosθ，所以a变小，物体减速运动，故C错误；
D.根据牛顿第二定律：mgsinθ−μmgcosθ=ma，即a=gsinθ−μgcosθ，可知加速度与圆筒的质量无关，故D错误。

故选A。

6.答案：C
解析：
用手握住水瓶保持静止，处于平衡状态，受到的力为平衡力；再根据二力平衡条件：作用在同一个物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上进行解答。

根据二力平衡的条件可知，平衡力的大小相等方向相反，静摩擦力大小与压力大小无关，其大小由二力平衡来求，例如题中摩擦力的大小就与手握瓶子的力无关，只与瓶子的重力有关。

水瓶在竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力，在这两个力的作用下，瓶子处于平衡状态，所以重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上。

故选C。

7.答案：A
解析：解：A、我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系描述太阳的运动。

故A正确；
B、电梯向下运动时可能是向下减速，有可能是向下加速。

向下减速时电梯处于超重状态，向下加速时，电梯才处于失重状态。

故B错误；
C、牛顿提出：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，这是逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证，故C错误；
D、火车站大屏幕上显示的是列车时刻表，故D错误。

故选：A。

参考系是假定静止不动的物体。

“一江春水向东流”，是说水相对于地面向东运动，故参考系是地球，我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系描述太阳的运动。

物体处于失重状态或处于超重状态时物体的重力没有变化。

在电梯上出现失重状态时，电梯的加速度一定向下，但电梯不一定下降；牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括得出的规律，它告诉我们物体在不受力的作用时保持静止状态或物体做匀速直线运动状态；时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分。

该题考查常见的几个基础概念，掌握了参考系、时刻、失重的定义就能解决此类题目，故要加强概念的学习
8.答案：AB
解析：解：A、力的合成遵守平行四边形定则，两个力的合力可以比分力大，也可以比分力小，也可以等于分力，故A正确；
B、根据平行四边形定则，两个分力的大小和方向一定时，合力也是确定的，故B正确；
C、2N、5N、6N三个共点力的最大合力为13N，而6N在5N与2N合力范围内，则最小合力为0N，故C错误；
D、停在斜面上的物体的重力，可以分解为一个使物体沿斜面下滑的力，另一个是使物体挤压斜面得力，不是对斜面的压力。

故D错误
故选：AB。

解答此题时，要从合力与分力的关系：等效替代，进行分析。

根据平行四边形定则分析合力与分力的大小关系：如果二力在同一条直线上，同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差。

如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间。

解此题关键是要理解合力的大小范围：大于两力之差，小于两力之和；分析时考虑问题要全面，既要考虑到两个力同向，也要考虑反向的情况。

9.答案：AC
解析：解：A、由题意得物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fmax≥5N.F合=ma=10N，可知此时平板车对物体A的摩擦力为5N，不大于最大静摩擦力，所以物体A相对于车仍然静止，故A正确；
BC、牛顿第二定律：F合=ma=10N，此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，所以物体A受到的摩擦力大小不变，故B错误，C正确；
D、物体A相对于车仍然静止，弹簧弹性形变不变，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误。

故选：AC。

当弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态，此时物体A受到的摩擦力大小为5N，所以物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fm≥5N．
当物体向右的加速度为1m/s2时，F=ma=10N，可知此时平板车对物体A的摩擦力为5N，方向向右，且为静摩擦力。

所以物体A相对于车仍然静止，受到的弹簧的拉力大小不变。

本题解题的关键是对物体摩擦力的分析，分析其摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力；
再根据牛顿第二定律求出合力，最后通过对其进行受力分析得出物块的运动状态，该题难度适中。

10.答案：ABD
解析：
为使物体沿着OB直线运动，施加的外力F垂直于OB时F最小，由几何关系求F的最小值。

OB之后，若F=mgtanα，根据合力与速度方向关系，分析物体的运动情况，确定机械能的变化情况。

解决本题的关键要明确物体做直线运动的条件：合力与速度共线，通过平行四边形定则作图，由几何关系分析F的最小值。

解：A、为使物体沿着OB做匀加速运动，物体的合力必须沿OB方向，如图所示，根据几何关系知，施加的外力F垂直于OB时F最小，且施加的外力F的最小为mgsinα.故A正确。

B、OB之后，若F=mgtanα，物体的合力与速度可能不在同一直线上，做曲线运动，故B正确。

CD、OB之后，若F=mgtanα且物体沿着OB方向继续直线运动，物体的受力情况有两种情况，如下图所示。

可知，两种情况下物体的合力都沿OB方向，物体都做匀加速直线运动。

当受力如黑线所示时，F对物体做负功，物体的机械能减少，故C错误，D正确。

故选：ABD。

11.答案：BD
解析：解：AB、对小球受力分析，如图所示：小球受到重力mg、容器的支持力N。

根据力的合成，可得小球所受容器的作用力为：
N=mg
，故A错误，B正确。

cosα
CD、根据力的合成，可得小球所受的合外力为F=mgtanα。