重庆南开中学高2017级高一(上)期末考试物理试题及其答案

2014-2015重庆南开高2017级高一（上）期末考试物理试题第一部分（选择题每小题4分共64分）一、单项选择题（以下各小题只有一个答案符合题目要求）1、下列说法正确的是（）A．游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态B．体操运动员双手握住单杠掉在空中不动时处于平衡状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．蹦床运动员在空中上升与下降时处于超重状态2、如图甲，笔记本电脑底座一般设置有四个卡位用来调节角度。

某同学将电脑放在散热底座上，为了获得更好的舒适度，由原卡为1调至卡位4（如图乙），电脑始终处于静止状态，则（ ）A．电脑受到的支持力变小 B．电脑受到的摩擦力变大C．散热底座对电脑的作用力的合力不变D．电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力3、下列说法正确的是（）A、做匀速圆周运动的物体是匀速曲线运动B、物体的速度大小不变，则它的加速度必定为零C．物体沿直线向右运动，速度随时间均匀变化，则物体的加速度一定向右D．加速度的方向不能由速度方向确定，可以由合外力的方向来确定4、物体从静止开始匀速直线运动，前2s内的位移是4m，则物体（）A、第1s末的速度为2m/sB、加速度为1m/s2C、前2s内的平均速度为3m/sD、第2s和第1s内位移差为1m5、两颗行星绕太阳运动轨道的半长轴分别为a1和a2，，且a1＝4a2，则它们的周期之比T1：T2是（）A、16：1B、8：1C、4：1D、2：16、如图所示，长为l的轻绳一端固定于O点，另一端悬挂质量为m的小球A，对小球施加一作用力使其受力平衡，且使细绳与竖直方向成30°角，则对小球施加的力的最小值等于（ ）A、5mB、15m CA、甲、乙两小球做的是初速度方向相反的匀速运动，加速度大小相同、方向相同。

B、两球在t＝8s时相距最远C、两球在t＝2s时速率相等D、两球在t＝6s时相遇9、如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当物体p匀速向上运动时，下列说法正确的是（ ）A．小车向左匀速运动 B．小车向左减速运动C．绳上的拉力减小D．假设小车的牵引力不变，则小车做匀减速直线运动10、将质量m＝1kg的金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，并用轻绳悬挂在天花板上，如图所示，此时m对箱顶的压力为6N（g取10m/s2）。

则剪断绳的瞬间，m对箱顶的压力为（）A、6NB、12NC、14ND、16N11、在固定于地面的斜面上垂直安放一块挡板，截面为圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示。

现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。

设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中（）A、F1缓慢增大，F2缓慢增大B、F1缓慢增大，F2缓慢减小C、F1缓慢减小，F2缓慢增大D、F1缓慢减小，F2不变12、如图所示，在倾角为θ的光滑斜面顶端有一质点A自静止开始自由下滑，同时另一质点B自静止开始由斜面底端向左以恒定加速度a沿光滑水平面运动，A滑下后经沿斜面底部等速率转向后水平朝B追去，为使A能追上B，B的加速度最大值是（）A、 B、C、 D、二、不定项选择题（以下各小题只有两个答案符合题目要求）13、下列图像能正确反映物体在直线上运动，经2s又回到初始位置的是（）B．C．D．15、甲、乙、丙三小球分别位于如图所示的竖直平面内，甲、乙在同一条竖直线上，甲、丙在同一条水平线上，水平面上的p点在丙的正下方，在同一时刻甲、乙、丙开始运动，甲以水平速度v o抛出，乙以水平速度v o沿水平面向右做匀速直线运动，丙做自由落体运动。

则( )A、若甲、乙、丙三球同时相遇，则一定发生在p点B、若甲、丙两球在空中相遇，此时乙球一定在p点C、若只有甲、乙二球在水平面上相遇，此时丙球还未着地D、无论初速度v o大小如何，甲、乙、丙三球一定会同时在p点相遇16、如图所示，两个质量均为m的小木块a和b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l．木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度．下列说法正确的是（ ）为kmg17、在：“探究平抛运动的规律”的实验中：加速直线运动C．竖直方向的分运动是自由落体运动 D．竖直方向的分运动是匀速直线运动（2）乙同学采用如图2所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；调节好实验仪器后，切断电源，使小铁球P、Q以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是，仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明．（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为10cm如果得拍摄时每0.1s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为m/s（g取10m/s2）．18、“研究性学习小组”在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因素。

实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列的点．（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a=m/s2，计数点3的瞬时速度v3=m/s．（结果保留三位有效数字）．（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有．（填入所选物理量前的字母）A．木板的长度l； B．木板的质量m1；C．滑块的质量m2 D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间t四、计算题（66分）19、汽车在平直的公路上以30m/s的速度匀速行驶，开始刹车后以5m/s2的加速度做匀减速直线运动，求：（1）从开始刹车计时，第8s末汽车的瞬时速度多大？（2）从开始刹车到停下来，汽车又前进了多少米？20、小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．求：（1）球落地时的速度大小v2．（2）问绳能承受的最大拉力多大？21、质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连接，，。

绳跨过位于倾角α=37°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上。

如图所示，m1悬空，m2放在斜面上，m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端，用时为t，已知重力加速度为g，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8，求：（1）斜面的长度；（2）将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端，两次绳中拉力之比。

22、如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一质量m＝0.4kg的小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2。

求：（1）当角速度＝0时小物体所受的摩擦力；（2）角速度的最大值为多少；（3）当角速度为最大值时，小物体运动到圆心等高位置A时小物体所受的摩擦力的大小。

23、如图所示，有一质量为M＝2kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P 处分别以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车．已知两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取g=10m/s2．求：（1）小车的长度L；（2）A在小车上滑动的过程中产生的热量；（3）从A、B开始运动计时，经5s小车离原位置的距离．2014-2015重庆南开高2017级高一（上）期末考试物理试题答案1、解：A、游泳运动员仰卧在水面上静止不动时，加速度为零，处于平衡状态，故A错误；B、操运动员双手握住单杠掉在空中不动时，加速度为零，处于平衡状态，故B正确；C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内，加速度为零，处于平衡状态，故C错误；D、蹦床运动员在空中上升与下降时，只受重力作用，加速度向下，运动员处于完全失重状态，故D错误；故选B2、解：笔记本电脑受重力、支持力和静摩擦力，如图所示：根据平衡条件，有：N=mgcosθ ①f=mgsinθ ②A、由原卡位1调至卡位4，角度θ减小，根据①式，支持力N增加，故A 错误；B、由原卡位1调至卡位4，角度θ减小，根据②式，静摩擦力减小，故B错误；C、散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力，与重力平衡，始终是不变的，故C正确；D、电脑受到的支持力与摩擦力两力的矢量和与重力平衡，但大小的和是变化的，故D错误；故选：C．3、A、做匀速圆周运动的物体，其加速度时刻在变化，是变加速曲线运动；故A错误．B、物体的速度大小不变，若速度方向改变，速度也是变化的，它的加速度不为零；故B错误．C、物体沿直线向右运动，速度随时间均匀变化，作匀变速直线运动，但物体的加速度不一定向右，若做匀减速直线运动，加速度向左．故C错误．D、物体的加速度方向与速度方向没有直接关系，根据牛顿第二定律得知，加速度与合外力方向总是相同．故D正确．故选D4、56、解：以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图．小球受到重力G，细绳的拉力T和外力F，根据作图法得知，当外力F的方向与细绳垂直时，外力最小．则由平衡条件得到外力的最小值为F=mgsin30°=mg 故选A7、9、解：A、将小车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于P的速度，根据平行四边形定则有：vcosθ=v p．则v＝，P匀速上升时，θ减小，则v减小．知小车向左减速运动．故A错误，B正确．C、P匀速上升，则绳子的拉力不变，等于P的重力．故C错误．D、假设小车的牵引力不变，设地面光滑，根据牛顿第二定律知，a=，拉力不变，θ减小，则加速度变化．故D错误．故选B．10、11、分析：对甲与乙整体受力分析，受重力、斜面的支持力、挡板的支持力和已知力F，然后根据平衡条件求解出两个支持力表达式；然后再对物体甲受力分析，根据平衡条件求出推力F的变化情况；最后分析得到挡板弹力和斜面体弹力的变化情况．解答：先对物体乙受力分析，受重力、挡板的支持力和甲物体的支持力，如图根据平衡条件，结合几何关系可以看出挡板的支持力不断减小，根据牛顿第三定律，球乙对挡板的压力不断减小，故A错误，B错误；再对甲与乙整体受力分析，受重力、斜面的支持力、挡板的支持力和已知力F，如图根据平衡条件，有x方向：F+（M+m）gsinθ-F1=0y方向：F2-（M+m）gcosθ=0解得F2=（M+m）gsinθ结合牛顿第三定律，物体甲对斜面的压力不变或者根据整体法受力分析也可以看出甲对斜面的压力不变．故选：D．12、解：A滑到底端后做匀速直线运动，在B的速度小于A之前，两者距离越来越小，若速度相等直线未追上B，速度相等后不会追上，因为AB距离又越来越大，可知A要追上B，则追上B时的速度必大于等于B的速度．设A滑到底端的速度为v A，滑到底端的时间为t1，A追上B所用的时间为t．临界情况为当B的加速度最大时，此时A追上B时，两者速度恰好相等．速度相等时，根据平均速度公式，B的位移．A做匀速运动的位移x A=v A（t-t1）A追上B时，有x B=x A，即，解得．A做匀加速运动的加速度．，又B做匀加速直线运动的加速度故为使A追上B，B的加速度的最大值为gsinθ．解析分析：B做加速度为a的匀加速直线运动，A先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，A要追上B，则追上B时的速度必大于等于B的速度．求出临界情况，即当B的加速度最大时，此时A追上B时，两者速度恰好相等．根据位移关系，根据运动学公式去求加速度的最大值．点评：解决本题的关键知道要追上B，则追上B时的速度必大于等于B的速度．然后根据临界情况去解决问题，即当B的加速度最大时，此时A 追上B时，两者速度恰好相等．13、A、位移时间图象反映了物体各个不同时刻的位置坐标情况，从图中可以看出物体沿x轴正方向前进2m后又返回，故A正确；B、速度时间图象反映了物体的速度随时间的变化情况，从图中可以看出速度一直为正，故物体一直前进，故B错误；C、速度时间图象反映了物体的速度随时间的变化情况，图线与时间轴包围的面积表示位移的大小，从图中可以看出第一秒物体前进1m，第二秒物体后退1m，故C正确；D、加速度与时间关系图象反映了物体不同时刻的加速度情况，由于初速度情况未知，故物体的运动情况不清楚，故D错误；故选AC．14、15、解析试题分析：甲做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，所以在在未落地前任何时刻，两球都在一竖直线上，最后在地面上相遇，可能在P点前，也可能在P点后；甲在竖直方向上做自由落体运动，所以在未落地前的任何时刻，两球在同一水平线上，两球相遇点可能在空中，可能在P 点．所以，若三球同时相遇，则一定在P点，若甲丙两球在空中相遇，乙球一定在P点，若甲乙两球在水平面上相遇，丙球一定落地．故A、B 正确，C、D错误．故选AB．16、解：A、两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A正确，C错误；B、当b刚要滑动时，有kmg=mω2•2l，解得：ω=，故B正确；D、以a为研究对象，当ω=时，由牛顿第二定律得：f=mω2l，可解得：f=kmg，故D错误．故选：AB．17、解：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故ABD错误，C正确．故选：C．（2）平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；仅仅改变弧形轨道M的高度，只是影响P球在空中运动时间，但是P、Q 两球在水平方向上的运动规律是相同的，因此实验现象相同，应这个实验说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．（3）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=L=10cm=0.10m，代入求得：T=＝＝0.1s（2）水平方向：x=v0t，其中x=2L=20cm=0.2m，t=T=0.1sv0＝＝2m/s故答案为：（1）C；（2）P、Q二球相碰，平抛运动在水平方向上是匀速运动；（3）2．18、解：（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，根据逐差法有：a＝＝0.496m/s2根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度，有：v3＝＝0.264m/s故答案为：0.496，0.264．（2）要测量动摩擦因数，由f=μF N可知要求μ，需要知道摩擦力和压力的大小，压力就是滑块的重力，所以需要知道滑块的质量，摩擦力要根据铁块的运动来求得，滑块做的是匀加速运动，拉滑块运动的是托盘和砝码，所以也要知道托盘和砝码的质量，故ABE错误，CD正确．故选：CD．（3）以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有：m3g-f=（m2+m3）a ①f=m2gμ ②联立①②解得：μ=．故答案为：．19、解：（1）设汽车刹车到停下来的时间为t，由v=v0+at得：t＝=6s说明汽车8s后停止运动，则第8s末汽车的瞬时速度为零．（2）汽车刹车过程初速度v0=30m/s，加速度a=-5m/s2，末速度v=0，由v2-v02=2ax，得：x＝=90m答：（1）从开始刹车计时，第8s末汽车的瞬时速度是零．（2）从开始刹车到停下来，汽车又前进了90m．20、解：（1）设绳断后球做平抛运动的时间为t1，竖直方向上：d=gt12，水平方向上：d=v1t1 解得：v1=．对平抛过程，根据动能定理，有：mg（d）=m−m解得： v2=（2）设绳能承受的最大拉力为F m．球做圆周运动的半径为R=dF m-mg=m解得：F m=mg答：（1）球落地时的速度大小v2为．（2）绳能承受的最大拉力为mg．21、23、解：（1）由于开始时物块A、B给小车的摩擦力大小相等，方向相反，小车不动，物块A、B做减速运动，加速度a大小一样，A的速度先减为零．设A在小车上滑行的时间为t1，位移为s1，由牛顿定律μmg=maA做匀减速运动，由运动学公式v1=at1＝2as1由以上三式可得 a=1m/s2，t1=2s，s1=2mA在小车上滑动过程中，B也做匀减速运动，B的位移为s2，由运动学公式s2＝v2t1− a可得s2=6mA在小车上停止滑动时，B的速度设为 v3，有v3=v2-at2可得v3=2m/sB继续在小车上减速滑动，而小车与A一起向右方向加速．因地面光滑，两个物块A、B和小车组成的系统动量守恒，设三者共同的速度为v，达到共速时B相对小车滑动的距离为 s3根据动量守恒定律得：mv3=（2m+M）v可得v=0.5m/s在此过程中系统损失的机械能为μmg•s3＝m−(2m+M)v2可得s3=1.5m故小车的车长L=s1+s2+s3=9.5m（2）由于A滑到相对小车静止以后，它随小车一起运动．故C点距小车左端的距离为s1=2mQ=F f•s1=2J（3）小车和A在摩擦力作用下做加速运动，由牛顿运动定律μmg=（m+M）a1可得小车运动的加速度a1＝m/s2小车加速运动的时间为 t3，小车匀速运动的时间为 t4则v=a1t3可得t3=1.5s所以t4=（5-2-1.5）s=1.5s经5s小车离原位置有s′＝+vt4解得：s'=1.125m答：（1）小车的长度L为9.5m；（2）A在小车上滑动的过程中产生的热量为2J；（3）从A、B开始运动计时，经5s小车离原位置的距离为1.125m．。