学年甘肃省西北师大附中高一上学期期末物理解析版.docx

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学年甘肃省西北师大附中高一上学期期末物理解析版

2014-2015学年甘肃省西北师大附中高一（上）期末物理试卷

一、单选题（本题共15小题，每题3分，共45分）

1．关于下列力的说法中，正确的是（　　）

A．合力必大于分力

B．运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反

C．物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直

D．处于完全失重状态下的物体不受重力作用

2．如图所示，一倾斜木板上放一物体，当板的倾角θ逐渐增大时，物体始终保持静止，则物体所受（　　）

A．支持力变大B．摩擦力变小C．合外力恒为零D．合外力变大

3．已知两个大小相等的共点力作用在同一物体上，当它们之间的夹角为120°时，其合力大小为6N．若其它条件不变，只改变这两个力之间的夹角，那么当这两个力之间的夹角为90°时，其合力大小应为（　　）

A．

NB．

NC．6ND．3N

4．关于超重和失重，下列说法中正确的是（　　）

A．超重就是物体受的重力增加了

B．失重就是物体受的重力减少了

C．完全失重就是物体一点重力都不受了

D．不论超重或失重甚至完全失重，物体所受重力是不变的

5．如图所示，a，b，c三根绳子完全相同，其中b绳水平，c绳下挂一重物．若使重物加重，则这三根绳子中最先断的是（　　）

A．a绳B．b绳C．c绳D．无法确定

6．如图为一物体做直线运动的v﹣t图象，由图象可得到的正确结果是（　　）

A．t=1s时物体的加速度大小为1.0m/s2

B．t=5s时物体的加速度大小为0.75m/s2

C．第3s内物体的位移为1.5m

D．物体在加速过程的位移比减速过程的位移大

7．一个质量为60千克的人，在地球上的重力约为600N，当他登上月球时（月球的表面重力加速度约为地球表面的

），他的质量和重力分别为（　　）

A．60kg600NB．60kg100NC．10kg600ND．10kg100N

8．在行车过程中，遇到紧急刹车，乘员可能受到伤害．为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞．假定某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70kg的乘员的加速度大小约为6m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近（　　）

A．100NB．400NC．800ND．1000N

9．一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，则5s末的速度及5s内通过的路程为（　　）

A．8m/s　25mB．2m/s　25mC．10m/s　25mD．10m/s　12.5m

10．如图所示，两个人同时用大小为F1=120N，F2=80N的水平力，拉放在水平光滑地面的小车，如果小车的质量m=20kg，则小车的加速度（　　）

A．方向向左，大小为10m/s2B．方向向左，大小为2m/s2

C．方向向右，大小为10m/s2D．方向向右，大小为2m/s2

11．如图为一物体做直线运动的速度图象，分别用v1、a1表示物体在0～t1时间内的速度与加速度；v2、a2表示物体在t1～t2时间内的速度与加速度，根据图作如下分析，正确的是（　　）

A．v1与v2方向相同，a1与a2方向相反

B．v1与v2方向相同，a1与a2方向相同

C．v1与v2方向相反，a1与a2方向相同

D．v1与v2方向相反，a1与a2方向相反

12．2013年我国自行研制的“歼10B”战机在某地试飞成功．假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间t，则起飞前的运动距离为（　　）

A．vtB．

C．2vtD．

vt2

13．作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所示．这五个恒力的合力是F1的（　　）

A．3倍B．4倍C．6倍D．8倍

14．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度大小是（g=10m/s2）（　　）

A．2.5m/s2B．7.5m/s2C．10m/s2D．12.5m/s2

15．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为（　　）

A．15N、5N、6NB．3N、6N、4NC．1N、2N、10ND．1N、6N、8N

二、实验题（本题共2小题，每空3分，共18分）

16．如图是在“探索小车速度随时间变化的规律”的实验中得出的纸带，所用电源的频率为50Hz，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，各计数点之间的距离如图所示，则：

（1）判断小车作匀加速直线运动的依据是　　　　　　；

（2）物体通过A计数点的速度vA=　　　　　　；

（3）物体运动的加速度为　　　　　　（以上计算结果均保留两位有效数字）．

17．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．

（1）当M与m的大小关系满足　　　　　　时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码受到的重力．

（2）如图（a）为甲同学根据测量数据作出的aF图线，说明实验存在的问题是　　　　　　．

（3）乙、丙同学用同一装置做实验．画出了各自得到的aF图线如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？

　　　　　　．

三、计算题：

（本题共5小题，共37分，解答题应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

18．某飞机着陆时的速度是216km/h，随后匀减速滑行，加速度的大小是2m/s2．机场的跑道至少要多长才能是飞机安全地停下来？

19．如图所示，A、B两个物体间用轻绳相连，mA=4kg，mB=8kg，在拉力F=150N的作用下向上加速运动，保证轻绳不被拉断，求轻绳中的拉力的大小？

（g取10m/s2）

20．如图所示，一个重40N的光滑重球被一根细绳挂在竖直墙壁上的A点，绳子和墙壁的夹角θ为37°；取cos37°=0.8，sin37°=0.6．求：

（1）绳子对重球的拉力T的大小；

（2）墙壁对重球的支持力N的大小．

21．水平面上有一质量为1kg的木块，在水平向右、大小为5N的力作用下，由静止开始运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2．

（1）画出木块的受力示意图；

（2）求出木块4s内的位移．（g取10m/s2）

22．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°物体甲及人均处于静止状态．（已知=sin37°=0.6，cos37°=0.8．g取10m/s2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：

（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？

（2）人受到的摩擦力是多大？

方向如何？

（3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？

2014-2015学年甘肃省西北师大附中高一（上）期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、单选题（本题共15小题，每题3分，共45分）

1．关于下列力的说法中，正确的是（　　）

A．合力必大于分力

B．运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反

C．物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直

D．处于完全失重状态下的物体不受重力作用

【考点】力的合成．

【分析】解决本题需掌握：

合力与分力的定义及关系；

摩擦力方向的判断方法；

摩擦力产生的条件；

完全失重是指物体对悬挂物没有压力或者对支撑物没有支持力，而重力不变．

【解答】解：

A、合力与分力是等效替代关系，遵循平行四边形定则，合力可以大于、等于、小于任意一个分力，故A错误；

B、摩擦力与接触面相切，与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，与运动方向无关，故B错误；

C、摩擦力与接触面相切，弹力与接触面垂直，故同一接触面上的这两个力一定垂直，同时有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，故C正确；

D、完全失重是指物体对悬挂物没有压力或者对支撑物没有支持力，重力源自万有引力，故D错误；

故选C．

【点评】本题关键是要理解合力与分力、摩擦力、超重与失重的相关知识，要多做一些练习体会．

2．如图所示，一倾斜木板上放一物体，当板的倾角θ逐渐增大时，物体始终保持静止，则物体所受（　　）

A．支持力变大B．摩擦力变小C．合外力恒为零D．合外力变大

【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．

【分析】物体一直处于静止状态，合力保持为零．根据平衡条件得出物体所受支持力和摩擦力与θ角的关系式，再分析它们的变化．

【解答】解：

A、B物体受力如图，根据平衡条件得

支持力N=Gcosθ

摩擦力f=Gsinθ

当θ增大时，N减小，f增大．故A错误，B错误．

C、D由于物体一直静止在木板上，物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力一直为零，重力保持不变，合力也保持不变．故C正确D错误．

故选：

C．

【点评】本题动态平衡问题，采用数学上函数法分析支持力和摩擦力的变化，也可以运用图解法分析．

3．已知两个大小相等的共点力作用在同一物体上，当它们之间的夹角为120°时，其合力大小为6N．若其它条件不变，只改变这两个力之间的夹角，那么当这两个力之间的夹角为90°时，其合力大小应为（　　）

A．

NB．

NC．6ND．3N

【考点】合力的大小与分力间夹角的关系．

【分析】力的合成遵循力的平行四边形定则．由题意，本题已知合力先出二个分力，变化角度再求合力．

【解答】解：

由题意，设两个相等的共点力大小为F，当它们之间的夹角为120°时合力如图

，

由等边三解形的知识可知F=6N，

当这两个力之间的夹角为90°时，由勾股定理得合力大小为

N．故A对，B错，C错，D错；

本题选正确的，故选A．

方法2：

由合力大小的公式

，

已知F=6N，θ=120°，F1=F2，代入可得大小F1=F2=6N，

当这两个力之间的夹角为90°时，由勾股定理得合力大小为

N．

故A对，B错，C错，D错本题选正确的，故选A．

【点评】本题考查力的合成平行四边形定则，结合图形利用等边三角形的知识容易解决，会用合力的大小公式也可以解决，可灵活处理．

4．关于超重和失重，下列说法中正确的是（　　）

A．超重就是物体受的重力增加了

B．失重就是物体受的重力减少了

C．完全失重就是物体一点重力都不受了

D．不论超重或失重甚至完全失重，物体所受重力是不变的

【考点】超重和失重．

【分析】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；如果没有压力了，那么就是处于完全失重状态，此时向下加速度的大小为重力加速度g．

【解答】解：

A、超重是物体对接触面的压力大于物体的重力，物体的重力并没有增加，故A错误

B、物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力小于重力叫失重，但重力并不减少．故B错误

C、当物体只受重力，物体处于完全失重状态，重力并不改变．故C错误

D、不论超重或失重甚至完全失重，物体在同一位置所受重力是不变的，故D正确

故选：

D．

【点评】本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了．

5．如图所示，a，b，c三根绳子完全相同，其中b绳水平，c绳下挂一重物．若使重物加重，则这三根绳子中最先断的是（　　）

A．a绳B．b绳C．c绳D．无法确定

【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．

【分析】使重物加重，这三根绳子先断必是那根受力最大的，应用平衡条件判断那根绳子受力最大就可以判断出那根绳子先断．

【解答】解：

对节点o受力分析并合成如图：

假设：

oa方向与竖直方向的夹角为θ

则：

T1=mg

T2=

；T3=mgtanθ

所以：

T2最大，即oa先断．

故选：

A

【点评】判断绳子先断后断其实就是分析那根绳子上的力是最大的，应用平衡条件进行力的合成与分解来判断即可．

6．如图为一物体做直线运动的v﹣t图象，由图象可得到的正确结果是（　　）

A．t=1s时物体的加速度大小为1.0m/s2

B．t=5s时物体的加速度大小为0.75m/s2

C．第3s内物体的位移为1.5m

D．物体在加速过程的位移比减速过程的位移大

【考点】匀变速直线运动的图像．

【分析】根据速度﹣时间图象的物理意义：

“斜率”表示加速度，“面积”表示位移分析．

【解答】解：

A、t=1s时物体的加速度大小a=

=1.5m/s2，故A错误．

B、t=5s时物体的加速度a=

=

=﹣0.75m/s2，加速度大小为0.75m/s2．故B正确．

C、第3s内物体的位移x=vt=3×1m=3m．故C错误．

D、物体在加速过程的位移x1=3m，物体在减速过程的位移x2=6m．故D错误．

故选B

【点评】对于物体的速度图象往往从数学角度理解其物理意义：

斜率”表示加速度，“面积”表示位移．

7．一个质量为60千克的人，在地球上的重力约为600N，当他登上月球时（月球的表面重力加速度约为地球表面的

），他的质量和重力分别为（　　）

A．60kg600NB．60kg100NC．10kg600ND．10kg100N

【考点】重力．

【分析】

（1）地球表面附近的物体，由于地球的吸引而受到的力叫做重力．重力与物体的质量成正比，即G=mg．

（2）质量是物质的一种属性，只与所含物质的多少有关，与物体的位置、状态、形状、温度无关；G月=

G地．

【解答】解：

质量是物质的一种属性，与物体的位置无关；故宇航员在月球的质量与地球上的质量相等，仍为60kg；

宇航员在月球上的重力为：

G月=

G地=

×600N=100N；

故选：

B．

【点评】深入理解质量概念，运用重力与质量的关系可解答此题，注意质量是不变的，而重力还与重力加速度有关．

8．在行车过程中，遇到紧急刹车，乘员可能受到伤害．为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞．假定某次急刹车时，由于安全带的作用，使质量为70kg的乘员的加速度大小约为6m/s2，此时安全带对乘员的作用力最接近（　　）

A．100NB．400NC．800ND．1000N

【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．

【分析】本题中安全带对乘员的作用力提供乘员减速的加速度，根据牛顿第二定律即可求解．

【解答】解：

根据牛顿第二定律得：

F=ma=70×6=420N

所以安全带对乘员的作用力最接近400N

故选：

B

【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，难度不大，属于基础题．

9．一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，则5s末的速度及5s内通过的路程为（　　）

A．8m/s　25mB．2m/s　25mC．10m/s　25mD．10m/s　12.5m

【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．

【分析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合速度时间公式和位移时间公式求出5s末的速度和5s内的路程．

【解答】解：

根据牛顿第二定律得，物体的加速度a=

，

则5s末的速度v=at=2×5m/s=10m/s，5s内的路程x=

．故C正确，A、B、D错误．

故选：

C．

【点评】本题考查牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．

10．如图所示，两个人同时用大小为F1=120N，F2=80N的水平力，拉放在水平光滑地面的小车，如果小车的质量m=20kg，则小车的加速度（　　）

A．方向向左，大小为10m/s2B．方向向左，大小为2m/s2

C．方向向右，大小为10m/s2D．方向向右，大小为2m/s2

【考点】牛顿第二定律．

【分析】由牛顿第二定律可以求出小车的加速度．

【解答】解：

以小车为研究对象，由牛顿第二定律得：

F1﹣F2=ma，解得：

a=

=

=2m/s2，方向水平向左；

故选：

B．

【点评】本题考查了求加速度，应用牛顿第二定律即可正确解题，求加速度时要注意小车受到的合外力的方向．

11．如图为一物体做直线运动的速度图象，分别用v1、a1表示物体在0～t1时间内的速度与加速度；v2、a2表示物体在t1～t2时间内的速度与加速度，根据图作如下分析，正确的是（　　）

A．v1与v2方向相同，a1与a2方向相反

B．v1与v2方向相同，a1与a2方向相同

C．v1与v2方向相反，a1与a2方向相同

D．v1与v2方向相反，a1与a2方向相反

【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．

【分析】根据速度的正负，分析速度的方向关系．根据图象的斜率正负分析加速度的方向关系．

【解答】解：

由图看出，在0～t2时间内物体的速度均为正值，说明速度方向没有变化，则v1与v2方向相同．

在0～t1时间内图线的斜率是正值，则加速度a1为正值，在t1～t2时间内图线的斜率为负值，加速度a1与为负值，则a1与a2方向相反．

故选：

A．

【点评】本题考查基本读图能力，由速度图象直接读出速度的方向、加速度的方向，并能分析物体的运动情况．

12．2013年我国自行研制的“歼10B”战机在某地试飞成功．假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动，达到起飞速度v所需时间t，则起飞前的运动距离为（　　）

A．vtB．

C．2vtD．

vt2

【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．

【分析】已知初速度、末速度和时间，根据匀加变速直线运动的平均速度公式列式求解．

【解答】解：

由题意，战机从静止开始做匀加速直线运动，末速度为v，则平均速度为：

=

=

起飞前运动时间t运动的距离为：

s=

t=

t．

故选：

B．

【点评】解决本题的关键是知道匀加速直线运动的平均速度公式

=

，要注意此公式对其他运动不一定成立．

13．作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形，如图所示．这五个恒力的合力是F1的（　　）

A．3倍B．4倍C．6倍D．8倍

【考点】力的合成．

【分析】多个力合成时可以先合成任意两个力，再把这两个力的合力与第三个力相合成，只到把所有的力都合成进去，即可求得最后的合力．

【解答】解：

如图所示，F1与F4的合力与F3同向；同时F2与F5的合力也与F3同向；故分别将F1与F5合成，F2与F4合成，两个合力与F3在同一直线上；根据平行四边形定则，F1和F4的合力为F3，F2和F5的合力为F3，所以五个力的合力等于3F3，因为F1=F，根据几何关系知，F3=2F，所以五个力的合力大小为6F1，方向沿F3方向．

故选：

C．

【点评】解决此类问题需要结合平行四边形定则，利用几何知识分析合力的大小，当然，合成先后选择上具有技巧．

14．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度大小是（g=10m/s2）（　　）

A．2.5m/s2B．7.5m/s2C．10m/s2D．12.5m/s2

【考点】牛顿第二定律；胡克定律．

【分析】根据重物受力平衡可知第一个过程重力等于弹簧的弹力，第二个过程弹力大于重力，由牛顿第二定律求解加速度．

【解答】解：

假设弹簧的劲度系数k，第一次弹簧伸长了x1=4cm，第二次弹簧伸长了x2=5cm，

第一次受力平衡：

kx1=mg=4k

解得：

k=

mg①

第二次由牛顿第二定律得：

kx2﹣mg=ma，

整理得：

5k﹣mg=ma②

把①式代入②式

解得：

a=2.5m/s2，

故选：

A

【点评】解决本题的关键是正确地进行受力分析，弹簧的弹力与伸长量成正比是解决问题的突破口．

15．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为（　　）

A．15N、5N、6NB．3N、6N、4NC．1N、2N、10ND．1N、6N、8N

【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成．

【分析】两个力F1与F2的合力的范围为：

|F1﹣F2|≤F≤F1+F2；由于物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，处于平衡状态，合力为零，故三个力中的两个力的合力一定与第三个力等值、反向、共线．

【解答】解：

三力中某两个力的合力|F1﹣F2|≤F1、2合≤F1+F2，若另一个力F3的大小在F1、2合的取值范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态．

A、10N≤F1、2合≤20N，F3=6N不在这范围内，故A错误．

B、3N≤F1、2合≤9N，F3=4N在这范围内，故B正确．

C、1N≤F1、2合≤3N，F3=10N不在这范围内，故C错误．

D、5N≤F1、2合≤7N，F3=8N不在这范围内，故D错误．

故选：

B

【点评】本题重点考查合力大小的计算，在方向未知的情况下找出两个力合成的最大值和最小值，明确三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线．

二、实验题（本题共2小题，每空3分，共18分）

16．如图是在“探索小车速度随时间变化的规律”的实验中得出的纸带，所用电源的频率为50Hz，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，各计数点之间的距离如图所示，则：

（1）判断小车作匀加速直线运动的依据是　相邻的相等时间间隔内的位移之差几乎相等　；

（2）物体通过A计数点的速度vA=　0.80m/s　；

（3）物体运动的加速度为　0.50m/s2　（以上计算结果均保留两位有效数字）．

【考点】探究小车速度随时间变化的规律．

【分析】在匀变速直线运动中，连续相等时间内的位移差为常数即△x=aT2，根据相邻的相等时间内的位移之差判断解答．

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小．

【解答】解：

（1）△x1=7.75﹣7.23=0.52cm，△x2=8.25﹣7.75=0.50cm，

△x3=8.79﹣8.25=0.51cm，△x4=9.24﹣8.76=0.48cm，△x5=9.77﹣9.24=0.53cm，

在相邻的相等时间间隔内的位移之差几乎相等，所以可以认为小车做匀加速直线运动．

（2）从0点开始，每5个连续点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小．

vA=

=0.80m/s

（3）设第一个相邻计数点之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：

x4﹣x1=3a1T2

x5﹣x2=3a2T2

x6﹣x3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值

得：

a=

（a1+a2+a3）

即小车运动的加速度计算表达式为：

a=

m/s2=0.50m/s2

故答案为：

（1）相邻的相等时间间隔内的位移之差几乎相等

（2）0.80m/s

（3）0.50m/s