四川省成都市2019-2020学年高一上学期期末调研试题
一、单项选择题
1.下列单位中,属于国际单位制中力学基本单位的是( )
A. N B. cm C. kg D. min
【答案】C
【解析】
【详解】N是国际单位制中的导出单位,cm和min不是国际单位制中的基本单位,只有kg是国际单位制中的基本单位,故C正确,ABD错误。
2.下列说法正确的是( )
A. 高速运动的物体不容易停下来,说明速度大的物体惯性大
B. 轻的物体容易上升,说明轻的物体没有惯性
C. 篮球斜抛出去后轨迹为曲线,说明篮球受到的重力方向在不断改变
D. 书受到的桌面支持力,是由于桌面发生微小弹性形变而产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性大小的唯一量度是质量,与速度无关,故A错误;
B.物体在任何状态下都具有惯性,故B错误;
C.篮球所受的重力方向是不变的,始终竖直向下,故C错误;
D.书受到的桌面支持力,是由于桌面发生微小弹性形变而产生的,故D正确。
3.2018年5月14日,川航8633号班机在由重庆飞往拉萨的过程中发生事故。飞机6时25分从重庆江北机场起飞,约40分钟后在高度达到9800m、速率达到790km/h时,驾驶舱右座挡风玻璃破裂脱落,机组人员克服各种困难,使飞机最终在事故发生35分钟后安全降落于成都双流机场。已知江北机场到双流机场的距离约360km,下列说法正确的是( )
A. 事故飞机飞行的路程约为360km
B. 塔台工作人员在研究事故飞机飞行轨迹时,可以把飞机视为质点
C. “6时25分”和“40分钟”,前者表示“时间”、后者表示“时刻”
D. 事故飞机在飞行过程中平均速度大小是790km/h
【答案】B
【解析】
【详解】A.已知江北机场到双流机场的距离约360km,是指直线距离,而事故飞机飞行的路程大于360km,故A错误;
B.塔台工作人员在研究事故飞机飞行轨迹时,飞机的大小和形状可以忽略,所以可以把飞机视为质点,故B正确;
C.“6时25分”和“40分钟“,前者表示“时刻”、后者表示“时间”,故C错误;
D.“约40分钟后在高度达到9800m、速率达到790km/h时”中的790km/h指的是瞬时速度,故D错误。
4.物体从楼顶处开始做自由落体运动,经时间t落到地面,则该物体从楼顶下落一半高度所经历的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设总高度为h,根据位移时间公式得,一半高度的时间为,则有,两式联立解得,故C正确,ABD错误。
5.将静止在地面的货物竖直吊起至最高点的过程中,货物的v(速度)-t(时间)图像如图所示。由图可知( )
A. 货物在前3s内的加速度小于最后2s内的加速度
B. 货物在前3s内平均速度小于最后2s内的平均速度
C. 在第3s末至第5s末的过程中,货物保持静止
D. 最后2s内货物只受重力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据v-t图象的斜率表示加速度,斜率绝对值越大,加速度越大,知货物在前3s内的加速度小于最后2s内的加速度,故A正确;
B.根据v-t图象,可知货物在前3s内做匀加速直线运动,最后2s内做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动的平均速度公式,分析知这两段时间内货物的平均速度相等,都是3m/s,故B错误;
C.根据v-t图象,可知在第3s末至第5s末的过程中,货物做匀速直线运动,故C错误;
D.根据v-t图象的斜率表示加速度,可知,最后2s内货物的加速度大小为3m/s2,小于g,所以货物除受重力外,还受其他力,故D错误。
6.如图,轻杆左端与固定在墙上的光滑铰链A连接,轻绳一端固定在墙上C点,另一端连在轻杆上B点,一质量为m的物体悬挂于B点保持静止时,轻杆水平且∠ABC=θ。若重力加速度大小为g,轻绳BC所受拉力为T,轻杆所受压力为N,则( )
A. T=mg,N=mgcotθ B. T=,N=mgcotθ
C. T=,N=mgtanθ D. T=,N=mgtanθ
【答案】B
【解析】
【详解】以B点为研究对象,将重力按作用效果进行分解如图所示
由数学知识得
故B正确,ACD错误。
7.如图,物体A、B放在光滑水平面上,A质量是B的2倍,用水平恒力推A,使A和B一起向右运动,则A、B间的作用力大小为( )
A B. C. D. F
【答案】A
【解析】
【详解】设B的质量为m,则A的质量为2m,AB间的作用力为N,以物体A、B组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得,再以B为研究对象,由牛顿第二定律得
联立解得,故A正确,BCD错误。
8.如图,一固定的粗糙水平横杆上套有a、b两个轻环,系在两环上的两根等长细绳拴住一重物处于静止状态,现将两环距离适当变大后重物仍处于静止状态,则( )
A. 两绳对重物的合力变大 B. 细绳对重物的拉力变小
C. 杆对a环的支持力变大 D. b环对杆的摩擦力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.设重物的质量为M,两种情况下重物均处于静止状态,合力为零,所以两绳对重物的合力始终与重物的重力等大反向、保持不变,故A错误;
B.设细绳对重物的拉力设为T,根据平衡条件得,由于绳子与竖直方向的夹角增大,则变小,绳子拉力变大,故B错误;
C.以两个轻环和重物组成的系统为研究对象,受力如图所示
根据平衡条件得2FN=Mg,解得FN=Mg,可见杆对a环的支持力不变,故C错误;
D.以右侧环为研究对象,受力图如图所示
根据平衡条件,竖直方向有,水平方向有
联立解得,减小,增大,所以f增大,所以b环对杆的摩擦力变大,故D正确。
二、多项选择题
9.下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 力 B. 加速度 C. 质量 D. 路程
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.力和加速度都是既有大小又有方向的物理量,属于矢量,故AB符合题意;
CD.质量和路程是只有大小没有方向的物理量,属于标量,故CD不符合题意。
故选AB。
10.关于做直线运动的物体的加速度、速度及速度变化量的说法,正确的是( )
A. 物体的速度越大,加速度越大
B. 物体的速度变化量越大,加速度不一定大
C. 物体的速度变化越快,加速度越大
D. 物体的加速度减小,速度一定减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度很大,比如匀速直线运动,但不存在变化,加速度为零,故A错误;
B.物体的速度变化量越大,所用时间也很长,则加速度不一定大,故B正确;
C.加速度是描述速度变化快慢的物理量,所以物体速度变化越快,加速度越大,故C正确;
D.物体速度的增减取决于加速度和速度的方向关系,两者反向时,速度一定减小,故D错误。
故选BC。
11.如图,足够长的水平杆弹簧右端固定,一木块受水平恒力F作用沿光滑水平面向右运动。则当木块接触弹簧后(弹簧的形变始终未超过弹性限度)( )
A. 木块立即做减速运动
B. 木块在一段时间内速度仍在增大
C. 当F等于弹簧弹力时,木块速度为零
D. 弹簧压缩量最大时,木块速度为零但加速度不为零
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.木块接触弹簧后,开始F大于弹簧的弹力,合力方向向右,做加速度减小的加速运动,当F等于弹簧的弹力合力为零,速度最大,之后F小于弹簧的弹力,合力方向向左,木块做加速度增加的减速运动,故A错误,B正确;
C.木块开始受到的推力F大于弹簧的弹力,加速度方向向右,速度增加,然后弹簧的弹力大于F,加速度方向向左,速度减小,所以木块的速度先增大后减小;当木块的加速度为零时,即F等于弹簧弹力时,速度最大,故C错误;
D.当弹簧压缩量最大时,弹簧弹力最大,木块到达最右端,速度为零,此时弹簧弹力大于F,加速度不为零,故D正确。
故选BD。
12.高速公路上车速较大,容易发生交通事故,所以交管部门规定前后两车要有100m以上的安全距离。某段平直的高速公路上,甲、乙两车在同一车道上同向行驶,乙车在前、甲车在后,某时刻两司机同时观察到前面发生了交通事故,并同时刹车,如图所示为两车刹车后的v-t图像。由此可知( )
A. 刹车后,甲车的加速度小于乙车的加速度
B. 刹车后,甲、乙两车必定相撞
C. 若两车相撞,则相撞时刻一定是刹车后20s之内的某时刻
D. 若两车相撞,则一定是甲车未按交管部门的规定保持安全距离行驶
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据速度-时间图线的斜率表示加速度,可得甲车的加速度大小为
m/s2=1m/s2
乙车的加速度大小为
m/s2=0.5m/s2
所以刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的2倍,故A错误;
B.根据位移时间关系知t=20s时,甲车运动的位移为
400m
乙车的位移为
m
则位移之差为
m
由于两车刚刹车时间距与100m的关系未知,所以不能确定两车能否相撞,故B错误;
C.因为速度相等后,若不相撞,两者之间的距离逐渐增大,不可能再撞,可知若两车相撞,则相撞时刻一定是刹车后20s之内的某时刻,故C正确;
D.刹车前,乙车在前、甲车在后,若两车相撞,可知甲车没有按交通管理部门的规定保持安全距离行驶,故D正确。
故选CD。
13.如图所示为车站使用的水平传送带装置模型,绷紧的传送带水平部分AB的长度L=6m,以v=1m/s的速度向右运动。现将一个可视为质点的旅行包无初速地轻放在传送带的A端,已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度大小g=10m/s2,则( )
A. 由于旅行包受到向右的摩擦力,故旅行包一直向右做加速运动
B. 旅行包从A端运动到B端的时间是6.25s
C. 旅行包在传送带上相对滑动时留下的痕迹长度是0.25m
D. 旅行包在传送带上相对滑动时留下的痕迹长度是0.75m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律得旅行包加速运动的加速度
=2m/s2
旅行包从开始运动到速度与传送带速度相等需要的时间为
s
通过的位移为
m<6m
所以旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,故A错误;
B.后一阶段旅行包运动至B端所用的时间为t2,则有
s
所以物体由A端到B端所用时间为
s
故B正确;
CD.相对运动阶段传送带的位移
m
所以旅行包在传送带上相对滑动时留下的痕迹长度是
0.25m
故C正确,D错误。
故选BC。
三、实验探究题
14.在做完“验证力的平行四边形定则”实验后,某同学将其实验操作过程进行了回顾,并在笔记本上记下如下几条体会,其中正确的是_________和_________。(填序号字母)
A.用弹簧测力计拉橡皮条时,必须使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行
B.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,必须使两细绳套间的夹角为
C.用两只弹簧测力计拉时合力的图示F和用一只弹簧测力计拉时拉力的图示F'虽不完全重合,但在误差允许范围内仍可以说明“力的平行四边形定则”成立
D.若用两只弹簧测力计拉时,拉力F1、F2方向不变,大小各增加1N,则合力F的方向不变,大小必增加1N
【答案】 A C
【解析】
【详解】A.保证拉力的方向为在纸面上画出的方向,弹簧秤一定要与木板平行,故A正确;
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时,之间的夹角不一定要等于,故B错误;
C.由于实验总存在误差,用两只弹簧秤拉时合力的图示F与用一只弹簧秤拉时图示不完全重合,只要在误差允许范围内,就可以说明“力的平行四边形定则”成立,故C正确;
D.若F1、F2方向不变,而大小各增加1N,根据平行四边形定则知,合力的方向可能改变,大于不一定增加1N,故D错误。
故选AC。
15.某同学用图甲所示装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测小车运动的加速度。
(1)实验时先不挂钩码,反复调整垫块的位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是______。
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出。由图乙可知:
①A、B两点间的距离是___________cm;
②若打点计时器的打点周期为0.02s,则此次实验中小车的加速度a=__m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)实验时改变所挂钩码的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出图丙所示的a-F关系图线,图线不通过坐标原点O的原因是___,曲线上部弯曲的原因是___。
【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). 1.20 0.75
(3). 平衡摩擦力过度 钩码质量很大,不满足钩码质量远小于小车质量
【解析】
【详解】(1)实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是平衡摩擦力。
(2)①根据刻度尺读数规则可知,A、B两点间的距离为1.20cm;
②相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出,则时间周期T=0.1s,根据
解得m/s2
(3)图线不通过坐标原点O,力F为零时,存在加速度,说明平衡摩擦力过度;
曲线上部弯曲的原因是随着力F的增大,即钩码质量的增大,不再满足钩码的质量远小于小车的质量。
四、计算题
16.如图,女孩用与水平方向成、大小F=40N的拉力拉一个质量m=20kg的箱子,使其在水平地面上匀速前进。重力加速度g=10m/s2,求:
(1)地面对箱子的支持力大小N;
(2)箱子与水平地面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)180N;(2)。
【解析】
【详解】(1)以箱子为研究对象,受到重力、支持力、拉力和摩擦力,如图所示
竖直方向根据平衡条件可得
代入数据解得N=180N
(2)水平方向根据平衡条件可得
联立解得
17.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图,汽车(视为质点)在入口AB处以15m/s的初速度进入ETC通道,做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动,运动到距收费站中心线EF左侧10m的CD处速度减为5m/s,然后做匀速运动通过收费站。求:
(1)汽车从AB处到EF的时间;
(2)AB处到EF的距离。
【答案】(1)12s;(2)110m。
【解析】
【详解】(1)汽车从AB到CD做匀减速运动,从CD到EF做匀速运动,设两段时间分别为t1、t2,由速度时间公式有
代入数据得t1=10s
做匀速运动的位移
代入数据得t2=2s
则汽车从AB处到EF处的时间为
t=t1+t2=12s
(2)汽车从AB处到CD处的距离为
代入数据得x1=100m
则AB处到EF的距离为
x=x1+x2=110m
18.如图甲,质量m=2kg的物体置于倾角θ=的足够长且固定的斜面上,t=0时刻,对物体施加平行于斜面向上的恒力F,t=1s时刻撤去力F,物体运动的部分v-t图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2.
(1)求物体与斜面间的动摩擦因数和力F的大小;
(2)求t=6s时刻物体的速度大小;
(3)求物体返回出发点的速度大小。
【答案】(1);(2)6m/s;(3)。
【解析】
【详解】(1)设力作用时物体的加速度为a1,由牛顿第二定律有
撤去力后,设物体的加速度为a2,由牛顿第二定律有
根据速度时间图象斜率表示加速度,则有
m/s2
m/s2
代入解得F=48N,
(2)根据v-t图象可知,3s末物体速度减为零,之后物体下滑做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得a3=2m/s2
再过3s,由速度时间公式得
v=a3t=6m/s
故物体6s末速度大小为6m/s。
(3)速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移,故前3s的位移为
m=24m
返回过程根据位移速度关系公式有
解得返回出发点的速度为m/s
19.如图,一质量M=15kg的长木板置于粗糙水平地面上,在木板的左端放置一质量m=1kg的小滑块(可视为质点),零时刻,木板右端距墙壁的距离为x=4.5m,滑块和木板具有水平向右的相同初速度v0,1s末木板与墙壁发生碰撞。若碰撞时间极短,碰撞前后木板速度大小不变、方向反向,且碰掩前后滑块速度不变,已知滑块与木板上表面的动摩擦因数μ1=0.4,木板下表面与地面的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动过程中滑块始终未离开木板,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)初速度大小v0和碰撞前滑块的加速度大小a;
(2)碰撞后,木板和滑块的加速度大小a1和a2;
(3)木板的最小长度。
【答案】(1),;(2);(3).
【解析】
【详解】(1)碰撞前假设滑块和木板一起向右做匀减速运动,设滑块和木板一起向右做匀减速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律得
代入数据解得a=1m/s2
对滑块由牛顿第二定律得
f=ma=1N<=4N
所以假设成立
根据运动学公式
解得v0=5m/s
(2)碰撞后木板向左匀减速运动,滑块向右匀减速运动,对小滑块,根据牛顿第二定律有
代入数据解得a1=4m/s2,方向水平向左
对木板,根据牛顿第二定律有
代入数据解得m/s2,方向水平向右
(3)根据运动学公式可知碰撞前瞬间滑块和木板的速度大小为
m/s
碰撞后木板向左匀减速运动,滑块向右匀减速运动,当二者速度相等时滑块位于木板右端即可,设经过二者速度相等,达到相同的速度为
以向左为正方向,根据运动学规律有
代入数据解得s,m/s
碰后到共速的过程中,滑块先向右减速,再向左加速,发生的位移为
木板的位移为
解得x1=1.5m(向右),x2=4.5m(向左),
因此木板的长度为
L=x1+x2=6m
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