上海市上海交通大学附属中学2020-2021学年高一上期末物理试题

上海市上海交通大学附属中学2020-2021学年高一上期末物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论( )A．自由落体运动是一种匀变速直线运动B．力是使物体产生加速度的原因C．力不是维持物体运动的原因D．物体具有保持原来运动状态的惯性2．从牛顿第一定律可直接演绎得出（）A．质量是物体惯性的量度B．质量一定的物体加速度与合外力成正比C．物体的运动需要力来维持D．物体有保持原有运动状态的特性3．如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的（）A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5m/s24．用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上，在如图所示的四种挂法中，细绳对镜框拉力最小的是（）A．B．C．D．5．某人自河面竖直向上抛出一石子，石子上升到最高点后自由下落经过河水，并陷入河床底部的淤泥中的一段深度．设每一段运动过程受的力都是恒力，表示运动过程的图象中可能正确的是（）A．B．C．D．6．质量均为m的滑块A、斜面体C和滑块B如图所示放置，用力F推滑块A使三者无相对运动地向前加速运动，则各物体所受的合力（）A．同样大B．A最大C．B最大D．C最大7．下图中按力的作用效果分解正确的是（）A．B．C．D．8．某一质点沿直线运动的位移x随时间t变化的图像如图所示，则（）A．第10s末，质点的速度最大B．在20s内，质点的位移为9mC．第5s末和第15s末，质点的加速度方向相反D．0~10s内，质点加速度的方向与速度方向相反9．如图，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最大的是（）A．a球B．b球C．c球D．d球10．如图所示，质量均为lkg的两个小物体A、B放在水平地面上相距9m，它们与水平地面的动摩擦因数均为μ=0.2，现使它们分别以初速度v A=6m/s和v B=2m/s同时相向运动，重力加速度g取l0m/s2．则它们（）A．经约0.92s相遇B．经约1.38s相遇C．经2s相遇D．不可能相遇11．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示.已知v2＞v1．则（）A ．t 2时刻，小物块离A 处的距离达到最大B ．t 1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C ．t 2-t 3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右D ．0-t 2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变12．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球．在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．小物块的质量为A ．2mBC ．mD ．2m二、填空题13．牛顿第二定律只适用于解决___________物体的___________运动问题．14．在同一水平面上的几个力同时作用于质量为m 的物体，物体处于静止状态，如果其中一个大小为F 的力顺时针转动60°后（不计转动时间），物体的加速度大小为___________，物体运动t 时间的位移为___________．15．如图所示，M 、N 两物体叠放在一起，在恒力F 作用下，一起向上做匀加速直线运动， 对于N ，存在___________对作用力与反作用力；对于M ，存在___________对作用力与反作用力．16．如图所示，站在向右做匀加速直线运动的车，加速度为a，车厢内质量为m的人用力向前推车壁（人相对于车静止），则人受到的合力大小为___________，车对人的作用力大小为___________．17．在桌上有一质量为m1的杂志，杂志上有一质量为m2的书，杂志和桌面的摩擦系数为μ1，杂志和书之间的摩檫系数为μ2，现使用向右的力将杂志从书下抽出，抽出过程中杂志对书的摩擦力方向是_________，讲杂志抽出至少应大于___________．三、实验题18．在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两组分别用如图A、B所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器B随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器A固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a–F图象．（1）位移传感器B属于_______________．（填“发射器”或“接收器”）（2）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是__________________．（3）图C中符合甲组同学做出的实验图象的是____；符合乙组同学做出的实验图象的是________．19．某实验小组设计了如图所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示．滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________．（重力加速度g取10 m/s2）四、解答题20．有一质量为2kg的小球串在长为lm的轻杆顶部，轻杆与水平方向成θ=37°角．（1）若静止释放小球，1s后小球到达轻杆底端，则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少?（2）小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少？（3）若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力，静止释放小球后保持它的加速度大小lm/s2，且沿杆向下运动，则这样的恒力大小为多少?（g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）21．如图甲所示，一根轻质且伸长量不计的细长绳两端系在竖直墙上A、D 两点，绳上B 点下端挂两个各为G=10N 的重物，AB、BD 绳和墙的夹角α= 30︒, β= 60︒，（1）求图甲中AB、BD 两段绳中的拉力T1 、T2 各是多大？（2）如把图甲改成图乙，B、C 两点处各悬挂G=10N 的重物，AB、CD 绳和墙的夹角仍是α= 30︒, β= 60︒，求BC 绳中的拉力T3 多大？BC 绳与竖直方向的夹角θ是多大？参考答案1．A【解析】【详解】铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A正确，BCD错误．2．D【分析】要解决此题需要掌握牛顿第一定律的内容，即任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态．并且要理解牛顿第一定律的内容．【详解】一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态．故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态；同时说明了力是改变物体运动状态的原因；故只有D正确；故选D．【点睛】此题主要考查了对牛顿第一定律的理解，不仅要知道牛顿第一定律的内容，并且要理解“或”字的含义．3．B【详解】AD.电梯匀减速上升，电梯匀加速下降，均为失重状态，体重计的示数要小，AD错；BC.电梯匀加速上升，电梯匀减速下降，为超重状态，且B中的加速度大于C中的加速度，所以B正确C错误。

故选B。

4．B【解析】试题分析：线框处于平衡状态，对线框进行受力分析，线框收到两个拉力和重力作用，合力等于零，可以知道两根绳子拉力的合力等于重力，绳子的夹角越小，绳子拉力越小，当两个绳子之间的夹角为0时，绳子的拉力最小，故B正确，A.C.D错误．考点：力的平衡、力的合成与分解的运用．【名师点睛】本题解决时首先对线框进行受力分析，同时知道线框处于平衡状态，关键还要知道合力和分力遵循平行四边形定则，合力一定，分力夹角越大，分力越大．5．D【详解】石子在竖直上升过程中石子的速度竖直向上，设此过程中速度为正，此时石子的加速度为a1=g，方向竖直向下；到达最高点后做自由落体运动，速度方向竖直向下，即速度为负，此此加速度大小为a2=g，方向竖直向下．故进入河水之前石子的加速度保持不变．故速度图象的斜率保持不变，v-t图象是向下的倾斜直线．石子进入河水后受到河水的阻力作用，但重力大于阻力，加速度向下但加速度a3＜g，速度方向仍然向下为负且逐渐变大．在淤泥中运动的时候速度仍向下，速度为负，但淤泥对石子的阻力大于铁球的重力，所以加速度方向竖直向上，故石子做减速运动．故D正确．ABC错误．故选D．6．A【详解】A、B、C一起加速运动，可知加速度相同，隔离对各物体分析，根据牛顿第二定律知，F=ma，各物体质量相同，则各物体所受的合力相同．故A正确，BCD错误．故选A．7．A【详解】力F的作用效果，如图所示，故A正确；物体的重力，按效果分解成一个垂直接触面的力，与垂直挡板的力，如图所示，故B错误；按照力的作用效果，拉力分解成如图所示，故C 错误；物体的重力，按效果分解分解成如图所示，故D 错误；考点：考查了力的分解【点睛】本题考查运用数学知识处理物理问题的能力，比较简单．对于力的分解，关键确定力的作用效果，定出两个分力的方向．8．D【解析】【详解】A ．x t -图像的斜率表示速度，第10s 末斜率为零，即速度为零，A 错误；B ．在20s 内，初位置在1m x =处，末位置在0x =处，故质点的位移为-1m ，B 错误；C ．在0~10s 内，物体沿正方向做减速运动，加速度方向与速度方向相反，即沿负方向；在10~20s 内，斜率为负值，说明物体沿负方向运动，斜率增大，做加速运动，加速度方向与速度方向相同，即沿负方向。

所以在5s 和15s 时，质点的加速度方向相同，C 错误；D ．在0~10s 内，斜率逐渐减小，说明物体做减速运动，质点加速度方向与速度方向相反，D 正确。

故选D 。

9．D【详解】对C 球受力分析如图，挡板与弧面对小球的支持力的合力与重力大小相等，方向相反；支持力F=mgcos θ；由a 到d 的过程中，夹角θ越来越小，则说明压力越大越大；故压力最大的是d 球；故选D ．10．C【详解】试题分析：对物体受力分析，均受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：mg ma μ-=，故加速度为：212/a g m s μ=-=-；同理物体B 的加速度为：222/a g m s μ=-=-；B 物体初速度较小，首先停止运动，故其停止运动的时间为：1201B v t s a -==，该段时间内物体A 的位移为：21111152A A x v t a t m =+=，物体B 的位移为：2121112B B x v t a t m =+=，故此时开始，物体B 不动，物体A 继续做匀减速运动，直到相遇；即在离A 物体6m 处相遇，1s 末A 的速度为：1114/A A v v a t m s =+=，物体A 继续做匀减速运动过程，221222132A A x v t a t m =+=，解得21t s =，故从出发到相遇的总时间为：122t t t s =+=，C 正确．考点：考查了追击相遇问题点评：本题是一道易错性题目，关键是先判断哪一个物体先静止，此时两者是相遇 了，还是没有相遇，若没有相遇，求出间距，此后就是另外一个物体的运动了，千万不能根据两个物体的初速度以及加速度列方程求解11．D【详解】由乙图知：物体先向左做匀减速运动，向右做匀加速运动，直到速度与传送带相同，再做匀速运动．因此t 1时刻，小物块离A 处的距离达到最大．故A 错误．物块先向左运动，后向右运动，而传送带一直向右运动，故速度与传送带相同时小物块相对传送带滑动的距离达到最大．即t2时刻，小物块相对传送带的位移达到最大．故B 错误．t2-t3时间内，小物块相对于传送带静止向右做匀速运动，不受摩擦力．故C错误．0-t2时间内，物块相对传送带一直向左运动，受到的滑动摩擦力方向一直向右，大小为f=μmg，保持不变．故D正确．故选D．12．C【解析】设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形．根据几何知识可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg，所以小物块的质量为m，故ABD错误，C正确．故选C.点睛：解决本题关键是能根据题目给出的几何关系确认拉小物块的两绳夹角为120°，再根据两个大小相等互成120°两力的合成结论求解即可．13．宏观低速【详解】牛顿第二定律适用于宏观物体的低速运动，不适用于高速和微观物体．14．Fm22Ftm【详解】物体处于平衡状态，由平衡条件可知，物体所受合力为零，其中一个力为F，其它力的合力大小为F，方向与F的方向相反，其中一个力F顺时针转动60°后，物体受到的合力：F合=2Fcos600=F，对物体，由牛顿第二定律得：Fam=，物体做初速度为零的匀加速直线运动，在时间t内物体的位移为：22122Ftx atm ==；15．3 4【详解】M、N两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力；对N进行受力分析，得：N受到重力，M对N的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M对N向上的静摩擦力，一共3个力，则N存在3对作用力与反作用力；再对M进行受力分析，得：M 受到重力、推力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静动摩擦力，一共4个力，则存在4对作用力与反作用力．16．ma【详解】人和车厢一起向右加速运动，由牛顿第二定律可知，人受到的合力为ma；车对人在水平方向上有向右的合力ma，在竖直方向上还有对人的支持力mg，所以车厢对人的作用力为．17．向右（μ1+μ2）（m1+m2）g；【详解】当杂志刚好从书下抽出时，杂志对书的静摩擦力达到最大，且方向向右；由牛顿第二定律得：对书，有：μ2m2g=m2a对整体，有：F-μ1（m1+m2）g=（m1+m2）a联立得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g；即将杂志抽出力F至少应大于（μ1+μ2）（m1+m2）g；18．发射器小车的质量远大于重物的质量②①【解析】试题分析：（1）发射器是移动的，接收器是固定的，，所以B属于发射器（2）操作中为了使绳子上的拉力等于小车所受外力大小，应该使小车与滑轮之间的细线与轨道平行；在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使重物的总质量远小于小车的质量．（3）乙同学测得的力是绳子的拉力，故图像是一条直线，为①；而甲同学实验中只有当小车的质量远大于重物的质量时才满足，所以为②考点：考查了用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验点评：本题的难点在于图像的判断，实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键．19．0.5m kg = 0.2μ=【解析】 试题分析：由牛顿第二定律可知F －μmg ＝ma ，整理得1a m F g μ=-．由图线可知斜率1=2m ，纵轴截距－μg ＝－2，故m ＝0．5 kg ，μ＝0．2． 考点：探究加速度a 和所受拉力F 的关系【名师点睛】此题是探究加速度a 和所受拉力F 的关系试验；通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系．运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解． 20．（1）24W （2）0.5（3）36N 或4N【详解】（1）由s=2v t 得 221/2/1s v m s m s t ⨯==＝ 小球到达杆底时它所受重力的功率为：P=mg•vsin37°=2×10×2×0.6W=24W （2）小球下滑的加速度为：a 1= v t =2m/s 2，根据牛顿第二定律得：mgsinθ-f 1=ma 1，解得：f 1=8N又f 1=μN 1=μmgcosθ解得，μ=0.5（3）给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力后，小球的加速度为1m/s 2，由牛顿第二定律，得：mgsinθ-f 1=ma 1，解得：f 1=10N杆以球的弹力大小为：N 1=1f μ=20N 若F 垂直杆向上，则有：F 1=N 1+mgcosθ=20N+16N=36N若F 垂直杆向下，则有：F 2=N 1-mgcosθ=20N -16N=4N21．（1）；10N （2）10N ；60°【解析】试题分析：对结点受力分析，受重力、A 绳的拉力T 1和B 绳的拉力T 2，根据正交分解可得绳的拉力；对结点B 受力分析，受重力、A 绳的拉力T 1和B 绳的拉力T BC ，根据正交分解可得绳BC 的拉力和绳与竖直方向的夹角θ． （1）对结点受力分析，受重力、A 绳的拉力T 1和B 绳的拉力T 2，受力分析如图所示：在x 轴方向：0012sin 30sin 600T T -=在y 轴方向：0012cos30cos 6020T T G +-=联立以上并代入数据解得：1T = 210T N =（2）把两个物体看成一个整体，结果与（1）相同，即：1T = 210T N = 对B 点受力分析如图所示：在x 轴方向：01sin 30sin 0BC T T θ-=在y 轴方向：01cos30cos 0BC T T G θ+-=联立以上并代入数据解得：10BC T N = 060θ=点睛：本题主要考查了共点力的平衡问题，应用正交分解即可解题．注意整体法的应用．。