北京市西城区西城外国语学校物理高一第一学期期末联考试题含解析

北京市西城区西城外国语学校物理高一第一学期期末联考试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、拥堵已成为现代都市一大通病，发展“空中轨道列车”（简称空轨，如图所示）是缓解交通压力的重要举措。假如某空轨从甲站沿直线到乙站，为了使旅客舒适，在加速和减速阶段，其加速度不能超过2.5m/s2，行驶的最大速度为25m/s。已知甲、乙两站之间的距离为2×103m，下列说法正确的是A.空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为18sB.空轨从静止开始加速到最大速度的最短位移为250mC.空轨从静止开始加速到最大速度的最短位移为125mD.空轨从甲站运动到乙站的最短时间为80s2、下列关于向心力的说法正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向，不能够改变速度的大小C.做匀速圆周运动的物体向心力大小不变，是恒力D.向心力是物体所受的合外力3、关于平衡状态，下列说法正确的是A.当物体速度等于零时，一定处于平衡状态B.物体处于平衡状态时所受合外力为零C.运动的物体不可能处于平衡状态D.当物体处于平衡状态时，一定不受外力作用4、现在物流的发展很快，在物流分拣过程中传送带起到很重要的作用，如图所示就是一模拟情况，物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点（已知物体离开传送带后到地面的时间始终相同），若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，再把物块放到P点自由滑下则（）A.物块将仍落在Q点B.物块将会落在Q点的左边C.物块将会落在Q点的右边D.物块有可能落不到地面上5、如图所示，一个质量为m滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°。则（）A.滑块一定受到三个力作用B.弹簧一定处于压缩状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于6、如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中A.N1始终减小，N2始终增大B.N1始终减小，N2始终减小C.N1先增大后减小，N2始终减小D.N1先增大后减小，N2先减小后增大7、如图，一粗糙斜面始终保持静止在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成。已知M始终保持静止，则在此过程中A.地面对斜面体的摩擦力始终向右B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小一定先减小后增加8、如图所示，两个质量分别为m1＝1kg、m2＝4kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是（）A.弹簧秤的示数是28NB.弹簧秤的示数是50NC.在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7m/s2D.在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s29、如图所示，用大小相等、方向相反且在同一水平面上的两个力FN挤压同样的木板，木板中间夹着两块同样的砖，砖和木板均保持静止．下述结论正确的是（）A两砖间有弹力B.两砖间没有摩擦力C.FN越大，板和与之相接触的砖之间的摩擦力越大D.FN越大，每块砖所受各力的合力越大10、如图所示，表面光滑的半球形物体固定在水平面上，光滑小环D固定在半球形物体球心O的正上方，轻质弹簧一端用轻质细绳固定在A点，另一端用轻质细绳穿过小环D与放在半球形物体上的小球P相连，DA水平．现将细绳固定点A向右缓慢平移的过程中(小球P未到达半球最高点前)，下列说法正确的是A.弹簧变短B.弹簧变长C.小球对半球的压力不变D.小球对半球的压力变大11、如图所示，物体以一定初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图所示。g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80则（）A.物体的质量约为m=0.67kg B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.40C.物体上升过程的加速度大小a=10m/s2 D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10J12、如图所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体。现对A施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图B所示。已知重力加速度g=10m/s2，由下列说法正确的是（）A.A的质量mA=2kgB.A的质量mA=6kgC.A、B间的动摩擦因数μ=0.6D.A、B间的动摩擦因数μ=0.2二．填空题(每小题6分，共18分)13、一物体在水平面上运动，其s-t图如图所示．则该物体在0-2s内的位移是______m；0-4s内的平均速度为______m/s14、验证机械能守恒定律实验装置如图甲所示，某小组完成了一系列实验操作后，得到了一条纸带如图乙所示，选取纸带上某个清晰的点标为O，然后每两个打点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6.（1）已知打点计时器打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的计算式为v5＝________.（2）若重锤的质量为m，取打点O时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能Epi和动能Eki，则打计数点3时对应重锤的势能Ep3＝______；接着在E－h坐标系中描点作出如图丙所示的Ek－h和Ep－h图线，求得Ep－h图线斜率的绝对值为k1，Ek－h图线斜率为k2.则k1与k2满足________关系时重锤机械能守恒（3）关于上述实验，下列说法中正确的是________A．实验中可用干电池作为电源B．为了减少阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些C．若纸带上打出的点被拉长为短线，应适当调高电源电压D．图丙Ek－h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的初动能15、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图甲所示的装置，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图乙所示，自A点起，相邻两点的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______m/s2。（结果保留两位有效数字）（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持_____不变；若该同学要探究加速度a和拉力F的关系，应该保持________不变。（3）该同学通过数据的处理作出了a－F图像，如图丙所示，则图中直线不过原点的原因可能是____。三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，水平传送带端到端的距离，物块均视为质点）通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，物块在传送带的左端，与连接物块的细线水平，当传送带以的速度逆时针转动时，物块恰好静止。已知物块的质量，物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，求：（1）物块的质量；（2）当传送带以的速度顺时针转动时，物块从端运动到端所用的时间；（3）当传送带以的速度顺时针转动时，物块从端运动到端的过程中，物块相对传送带运动的距离。17、（10分）如下图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m的小滑块代替栗子，借这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径为2R和R，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧BC组成，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25，且不随温度变化．两斜面倾角均为，AB=CD=2R，A、D等高，D端固定一小挡板，碰撞不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g（1）如果滑块恰好能经P点飞出，为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少？（2）接（1）问，试通过计算用文字描述滑块的运动过程（3）对滑块的不同初速度，求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、C【解析】A．由可知，加速到最大速度所需要的最短时间为：，A错误；BC．由，有空轨从静止开始加速到最大速度的最短位移为，B错误C正确；D．加速和减速所需要的时间均为10s，且加减速过程位移均为125m，故匀速运动的时间为：，所以空轨从甲站运动到乙站的最短时间为D错误；故选C。2、B【解析】A．物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的，故A错误；B．向心力总是与速度方向垂直，不做功，不能改变速度的大小，但改变速度的方向，故B正确；C．向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，则向心力是变化的，故C错误；D．只有做匀速圆周运动的物体向心力是以效果命名的，是由物体所受合外力提供的，非匀速圆周运动的向心力并不等于合外力，故D错误．故选B。点晴：物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物体产生的．向心力改变速度的方向，不改变速度的大小．做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的．向心力的方向时刻改变，向心力也改变．3、B【解析】根据“平衡状态”可知，本题考查平衡状态的理解，根据平衡状态的特点和运用平衡的条件分析推断.【详解】平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动的状态；A、静止状态是指物体保持速度为0的状态，当物体速度为0时，若不能保持速度为0，则物体一定不是处于平衡状态，例如竖直上抛运动的物体到达最高点时的速度为0，但不处于平衡状态，所以A错误；B、物体处于静止或匀速直线运动时所受的合力一定为0，所以B正确；C、做匀速直线运动的物体处于平衡状态，所以C错误；D、当物体处于平衡状态时，可以受到外力的作用，只不过外力的合力为0，所以D错误；故选B.【点睛】本题的关键是明确平衡状态的含义是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态，特别是对静止状态与速度为0的关系的理解：物体能保持速度为0的状态才是静止状态，若某时刻的速度为0下一时刻的速度不是0，则不能说物体处于静止状态4、A【解析】根据牛顿第二定律分析加速度大小，再根据运动学公式结合平抛运动的规律即可解题【详解】无论传送带静止，还是逆时针转动起来，物体m所受的都是滑动摩擦力，方向大小都一样，根据牛顿第二定律可得加速度相同；物体滑过传送带经过的位移就是传送带两轮之间的长度，故两次下滑在传送带上的位移也是一样的，根据v2＝2ax可知离开传送带时的速度相同；由平抛规律：x＝v0t，，可知其水平和竖直位移都一样，故落地点也应一样，故仍在Q点，故A正确，BCD错误5、D【解析】A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，A错误；B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，B错误；C．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于），不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，C错误；D．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为，D正确。故选D。6、B【解析】对小球进行受力分析如图所示，设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案B正确考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解7、AB【解析】A.以整体为对象，整体一直受到向左的拉力，故地面对斜面体的摩擦力向右，A正确；B.以N为对象，设绳与竖直方向的夹角为，则绳中的拉力为由于角变大，故绳中的拉力一定变大，故B正确；CD.对M分析可知，其受到重力，支持力，绳的拉力和摩擦力，但是无法确定其所受摩擦力的方向，若M受到的摩擦力方向沿斜面向上，当拉力增大时，摩擦力先减小后增大，若M受到的摩擦力方向沿斜面向下，当拉力增大时，摩擦力增大，故C、D均错误；故选AB。8、AC【解析】AB．以m1、m2以及弹簧秤为研究对象，则整体向右的加速度；再以m1为研究对象，设弹簧的弹力为F，则，得，故A正确，B错误；C．突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，此时m2的加速度，故C正确；D．突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力也不变，此时m1的加速度，故D错误；故选AC。9、AB【解析】BC.设每一块砖的重力为G，一侧木板对砖的摩擦力大小为f1，两块砖之间的摩擦力大小为f2．根据平衡条件得：对整体，有：2f1=2G，得f1=G．对左侧砖，有：f1+f2=G．解得f2=0．即两砖间摩擦力为零，而且这个结果与FN无关．故B正确，C错误；AD.两砖始终受力平衡，合力为零，且两砖之间有相互挤压的力．故A正确，D错误故选AB10、AC【解析】分析小球受力情况：重力G，细线的拉力T和半球面的支持力，作出、T，G的矢量三角形，根据三角形相似法分析、T的变化对小球P受力分析，受到绳子的拉力T，半球的支持力，竖直向下的重力G，如图所示，根据相似三角形法可知，因为OP和OD都是恒定不变的，G也不变，DP减小，所以可知不变，T减小，根据牛顿第三定律可知小球对半球的压力不变，绳子的拉力减小，即弹簧的弹力减小，所以弹簧变短，故AC正确11、CD【解析】A．在最高点物体速度为零，动能为零，物体在最高点的机械能等于重力势能，则有所以物体质量为故A错误；B．由功能关系可知物体机械能减少量等于克服摩擦力做的功代入数值解得故B错误；C．由牛顿第二定律可得代入数值可得故C正确；D．物体上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同，由B可知物体上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量20J，说明物体整个过程克服摩擦力做的功为40J，整个运动过程中重力、支持力做功为零，由动能定理可得物体回到斜面底端时的动能为50J-40J=10J，故D正确。故选CD。12、BD【解析】AB．由图象可以看出，当力F＜48N时加速度较小，A、B相对静止，加速度相同。对整体法，由牛顿第二定律：F=（mA+mB）a则得由数学知识得：故mA+mB=8kg当F＞48N时，A的加速度较大，采用隔离法，由牛顿第二定律：对A有：F-μmAg=mAa则得由数学知识得：可得mA=6kgmB=2kg选项A错误，B正确；CD．由当F=60N时，a=8m/s2解得μ=0.2故C错误，D正确。故选BD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、①.4②.1【解析】此图为位移时间图象，直接读图可以知位移，平均速度【详解】读图可知0-2s内位移为：x=4m-0m=4m；0-4s内的平均速度为：故答案为4，1【点睛】此题考查位移时间图象的应用，通过图象可知时间对应的位移，斜率表示速度，当图象与时间轴平行，表示物体位移为零，物体处于静止状态14、①.②.－mgh3③.k1＝k2④.BD【解析】（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点5的瞬时速度；（2）根据下降的高度，结合参考平面，求出重力势能；再由动能与重力势能相互转化，则机械能守恒可知，两图线的斜率相等即可；（3）根据实验原理，电源使用交流电，重锤要求重且阻力小，纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能；【详解】（1）计数点5的瞬时速度等于4、6两点间的平均速度，则；（2）打计数点3时对应重锤的势能，根据图象可知，每一段对应的重力势能减小量和动能增加量相等，那么机械能守恒，即图线的斜率相同，才能满足条件，因此；（3）A．实验中打点计时器，使用的是交流电源，不可用干电池作为电源，故A错误；B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些，故B正确；C．若纸带上打出的点被拉长为短线，应适当振针与纸带之间的距离，故C错误；D．图丙Ek-h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的初动能，故D正确【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等，以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度，注意两图象的斜率绝对值相等，是验证机械能是否守恒的条件15、①.0.85②.5.0③.拉力F(沙和沙桶的总质量)④.小车质量M⑤.平衡摩