1、- 1 -黑龙江省哈尔滨市第三中学校 2018-2019 学年高一上学期期末考试物理试题一、选择题1.下列说法中正确的是( )A. 伽利略认为重的物体比轻的物体下落快B. 牛顿发现并总结了弹簧弹力与形变量的关系C. 牛顿第一定律也称为惯性定律D. 速度的定义式 表示的是 t 时刻的瞬时速度【答案】C【解析】【详解】A、伽利略认为重的物体和轻的物体下落一样快，亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落快，故 A 错误；B、胡克发现并总结了弹簧弹力与伸长量的关系，故 B 错误；C、牛顿第一定律也称为惯性定律，故 C 正确；D、速度表达式 表示 t 时间内的平均速度，当时间 t 变得很短，无限接近零时，我
2、们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即瞬时速度，采用的是极限思维法，故 D 错误。【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一，同时要注意速度的表达式。2.在下列几种情况中，升降机绳索对同一悬挂物体拉力最小的是（ ）A. 以很大的速度匀速上升B. 以很小的速度匀速下降C. 以较小的加速度减速下降D. 以较小的加速度加速下降【答案】D【解析】【分析】首先要对货物进行受力分析，而后根据货物是处于什么样的状态，来判断出所受力的关系；【详解】A、物体以很大匀速上升或以很小的速度匀速下降时，物体做匀速直线运动，受的- 2 -拉力与重力也是
3、一对平衡力，所以拉力等于重力，故 AB 不符合题意；C、以较小的加速度减速下降时，加速度方向向上，物体处于超重状态，故拉力大于重力，故 C 不符合题意；D、以较小的加速度加速下降时，加速度方向向下，物体处于失重状态，故拉力小于重力，此时绳的拉力最小，故 D 符合题意，故选项 D 正确，选项 ABC 错误。【点睛】明确物体在保持静止状态或匀速直线运动状态时，受到的力一定是平衡力，同时掌握超重和失重现象。3.在水平地面上匀速向左运动的小车内，用绳子 AB、BC 栓住一个重球，如图所示，绳 BC 呈水平状态，绳 AB 的拉力为 T1，绳 BC 的拉力为 T2。若小车由匀速向左运动变为匀加速向左运动，
4、但重球相对小车的位置不发生变化，则两绳的拉力与匀速时相比（ ）A. T1变大， T2变小B. T1不变， T2变小C. T1变大， T2变大D. T1变大， T2不变【答案】B【解析】【分析】本题以小球为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律得到绳 AB 的拉力 和绳 BC 的拉力与加速度的关系，即分析两绳拉力的变化情况；【详解】以小球为研究对象，分析受力：重力 mg、绳 AB 的拉力 和绳 BC 的拉力 ，如图：- 3 -设小车的加速度为 a，绳 AB 与水平方向的夹角为 ，根据平衡条件以及牛顿第二定律得：，得到： ， 可见，绳 AB 的拉力 与加速度 a 无关，则 保持不变。绳 BC 的拉力
5、 随着加速度的增大而减小，则 变小，故 B 正确，ACD 错误。【点睛】本题在正确分析受力的基础上，根据平衡条件以及牛顿第二定律，运用正交分解法研究两绳拉力的变化。4.如图所示，质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面 B 上，现用大小均为 F，方向相反的水平力分别推 A 和 B，它们均在地面上静止不动，则( )A. B 与地面之间可能存在摩擦力B. A 与 B 之间可能存在摩擦力C. B 对 A 的支持力一定大于 mgD. B 对 A 的支持力一定小于 mg【答案】B【解析】【分析】先对 A、B 整体进行受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的摩擦力，再对物体 A 受力分析，根据平
6、衡条件求解 B 对 A 的支持力和摩擦力；【详解】A、对 A、B 整体受力分析，如图，受到重力（M+m）g、支持力 N 和已知的两个推力，对于整体，由于两个推力刚好的合力为零，故整体与地面间没有摩擦力，即 B 与地面之间没有摩擦力，故 A 错误；B、再对物体 A 受力分析，受重力 mg、已知的推力 F、斜面体 B 对 A 的支持力 和摩擦力 f，- 4 -当推力 F 沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，如下图：当推力 F 沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，如下图：当推力 F 沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，如下图：根据共点力平衡的条件，运用
7、正交分解法，可以得到： ，由于 与 F 大小未知，故 B 对 A 的支持力 与 mg 的大小关系无法确定，故选项 B 正确，CD 错误。【点睛】本题关键是对 A、B 整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的摩擦力，然后再对物体 A 受力分析，再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况。5.如图所示，轻质弹簧一端与固定在地面上的挡板相连，另一端与物块接触但不栓接， O 点为弹簧在原长时物块的位置。物块压缩至 A 点由静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达 B 点。在物块从 A 到 B 运动的过程中，物块（ ）A. 加速度先减小后增大再不变B. 加速度先减小后不变C. 加速度先增大后减小
8、再不变- 5 -D. 加速度先增大后减小【答案】A【解析】【分析】弹力与摩擦力平衡的位置在 AO 之间，平衡位置处速度最大、加速度为零，根据牛顿第二定律以及受力情况进行分析即可；【详解】由于水平面粗糙且 O 点为弹簧在原长，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，随着弹簧的弹力的减小则加速度减小，则当弹力与摩擦力平衡时的位置在 OA 之间，此时刻加速度最小为零，过此位置之后，弹簧弹力小于摩擦力，加速度开始反向增大，所以物块在从 A 到 O 的过程中加速度先减小后反向增大，过 O 点以后，物块与弹簧分离，物块水平方向只受到摩擦力作用，则加速度恒定，故选项 A 正确，BCD 错误。【点睛】本题关键是抓住弹簧的
9、弹力是变化的，分析清楚物体向右运动的过程中受力情况，从而判断出其运动情况，知道平衡位置速度最大、加速度为零。6.如图所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O 点为球心，A、B 为两个完全相同的小物块（可视为质点） ，小物块 A 静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为 F1，对球面的压力大小为 N1；小物块 B 在水平力 F2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为 N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为 ，则 （ ）A. F1 F2=cos2 1B. F1 F2=sin2 1C. N1 N2=cos2 1D. N1 N2=sin2 1【答案】C【解析】【分析】分别对 A、B
10、两个相同的小物块受力分析，由受力平衡，求得所受的弹力，再根据牛顿第三定律，可得 A、B 分别对球面的压力大小之比。- 6 -【详解】对物体 A，受重力、支持力和摩擦力，如下图所示，将物块 A 的重力沿半径和切面方向分解，可得： ， ，由牛顿第三定律可知： ；对物体 B，受推力、重力和支持力，如下图所示，将物块 B 的重力和 F2分别沿半径方向和切面方向分解，由平衡条件可得： ， ，解得： ， ，由牛顿第三定律可知： ；故有： ， ，故选项 C 正确，ABD 错误。【点睛】本题是共点力平衡问题，关键是受力分析，然后根据平衡条件列出方程进行求解即可。7.如图所示，静止于水平地面上的物块在竖直向上的
11、恒力作用下竖直上升，经过一段时间，突然撤去该恒力，之后物块经相同时间落回地面。不计空气阻力，则该恒力与物块所受重力的大小之比为（ ） A. 2B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】设物体在撤去拉力时速度大小 v，落地速度大小 v；上升过程：x= t；下降过程：- 7 -x= t；解得：v：v=1：2；由动量定理得：上升过程：（F-mg）t=mv；下降过程：-mgt=-mv-mv；联立解得：F：mg=4：3，故选 C.【点睛】此题用动量定理解答，即方便又快捷，注意要能灵活运用动量定理得，注意正方向规定，理清各物理量的符号；此题还可以尝试用牛顿第二定律解答8.质量为 m 的 A 球和质量为
12、2m 的 B 球之间连接一个轻质弹簧，放在光滑的水平地面上。 A 紧靠墙壁，如图所示，今用恒力 F 作用于 B 球并向左挤压弹簧，达到静止状态时，突然将力撤去，撤去力 F 的瞬间 ( )A. A 球的加速度为B. A 球的加速度为零C. B 球的加速度为D. B 球的加速度为零【答案】BC【解析】【分析】先分析将力 F 撤去前弹簧的弹力大小，再分析将力 F 撤去的瞬间两球所受的合力，根据牛顿第二定律求解加速度；【详解】力 F 撤去前弹簧的弹力大小为 F，将力 F 撤去的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则 A的受力情况没有变化，合力为零，即 A 的加速度为零；而 B 的合力即为弹簧的弹力，其大小等于
13、F，根据牛顿第二定律得到 B 球的加速度为 ，故选项 BC 正确，AD 错误。【点睛】瞬时问题是牛顿定律应用典型的问题，一般先分析状态变化前弹簧的弹力，再研究状态变化瞬间物体的受力情况，求解加速度，要抓住弹簧的弹力不能突变的特点。9.如图所示，一细线的一端固定于倾角为 45的光滑楔形滑块 A 的顶端 P 处,细线的另一端拴一质量为 m 的小球，重力加速度为 g。 当滑块以加速度 a 在水平面上做匀加速运动时，小球的受力情况和滑块 A 的加速度 a 的大小关系正确的是( )- 8 -A. 若绳对小球恰好没有拉力，则滑块 A 一定有向右的加速度，且 a=gB. 若绳对小球恰好没有拉力，则滑块 A
14、一定有向左的加速度，且 a=gC. 若滑块 A 向左以 a=g 做匀加速运动时，绳对小球的拉力为D. 若滑块 A 向左以 a=g 做匀加速运动时，绳对小球的拉力为【答案】AC【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出拉力为零时小球的加速度，当滑块 A 向左以 a=g 做匀加速运动时小球恰好没有脱离斜面飘起，再根据求解第二定律列式求解拉力的大小；【详解】A、若绳对小球恰好没有拉力，则对小球进行受力分析如图所示： 根据牛顿第二定律可知： ，则 ，方向水平向右，故选项 A 正确，B 错误；C、当滑块 A 向左以 a=g 做匀加速运动时，则小球的合力为： ，方向水平向左，则对小球进行受力分析如图所示：则此时
15、小球与斜面之间恰好没有弹力，则由图可知绳的拉力为： ，故选项 C 正确，- 9 -D 错误。【点睛】解决本题的关键知道小球脱离斜面时的临界情况，结合牛顿第二定律进行求解。10.质量不等的两物块 A 和 B 其质量为 mA和 mB置于粗糙水平面上，两物体与水平面的动摩擦因数相同。如图所示，当用水平恒力 F 作用于左端 A 上，两物块一起加速运动时， AB 间的作用力大小为 N1， 当 水平恒力 F 作用于右端 B 上，两物块一起加速运动时， AB 间作用力大小为N2，则（ ）A. 两次物体运动的加速度大小不相等B. C. D. 若水平面光滑，则【答案】BC【解析】【分析】先对整体分析求出加速度的
16、大小，再隔离分析求出 A、B 间的作用力大小，从而求出作用力之和和作用力的比值；【详解】A、根据牛顿第二定律得对整体分析： ，则两次物体运动的加速度大小相等，但是方向相反，故选项 A 错误；B、分别隔离 B 和 A 得： ，则：同理可以得到： ，则则得到 ， ，故 BC 正确；D、由于 和 不相等，所以即使水平面光滑， 与 也不相等，故选项 D 错误。【点睛】本题考查了牛顿第二定律的运用，关键掌握整体法和隔离法的使用，先整体求加速- 10 -度，再隔离求出相互的作用力。11.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 M 的物体 A、B(B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系
17、数为 k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的 拉力 F 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上做加速度为 a 的匀加速运动，测得两个物体 的 v t 图像如图乙所示(重力加速度为 g)，则( )A. 施加外力前，弹簧的形变量为B. 外力施加的瞬间 A、B 间的弹力大小为 M(ga)C. A、B 在 t 1 时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D. 弹簧恢复到原长时，物体 B 的速度达到最大值【答案】ABD【解析】试题分析：施加 F 前，物体 AB 整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx；解得： ；施加外力 F 的瞬间，对 B 物体，根据牛顿第二定律，有：F 弹 -Mg-FAB=Ma，其中：F
18、 弹 =2Mg；解得：F AB=M（g-a） ，故 A 正确物体 A、B 在 t1时刻分离，此时 A、B 具有共同的 v 与 a；且FAB=0；对 B：F 弹 -Mg=Ma；解得：F 弹 =M（g+a） ，故 B 错误B 受重力、弹力及压力的作用；当合力为零时，速度最大，而弹簧恢复到原长时，B 受到的合力为重力，已经减速一段时间；速度不是最大值；故 C 错误；B 与弹簧开始时受到了 A 的压力做负功，故开始时机械能减小；故 D 错误；故选 A。考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律【名师点睛】本题关键是明确 A 与 B 分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对 AB 整体和 B 物体受
19、力分析，根据牛顿第二定律列方程及机械能守恒的条件进行分析。12.如图所示，水平传送带以 4m/s 逆时针匀速转动，A、B 为两轮圆心正上方的点，AB=L1=2m，两边水平面分别与传送带上表面无缝对接，弹簧右端固定，自然长度时左端恰好位于 B 点。现将一小物块与弹簧接触(不栓接)，并压缩至图示位置然后释放，已知小物块与- 11 -各接触面间的动摩擦因数均为 =0.2，AP= L2=1m，小物块与轨道左端 P 碰撞后原速反弹，小物块最后刚好返回到 B 点时速度减为零。g=10m/s 2，则下列说法正确的是( )A. 小物块第一次到 A 点时，速度大小一定等于B. 小物块第一次到 A 点时，速度大小
20、一定等于 4m/sC. 小物块离开弹簧时的速度一定满足D. 小物块离开弹簧时的速度一定满足【答案】BD【解析】【分析】由动能定理求出物体返回 B 点时速度为零的条件，然后分析物体以不同速度滑上传送带后的运动情况，看各选项的速度是否符合要求；【详解】A、设小物块到达 P 点的速度为 v，反弹后运动到 B 点的速度为零，由动能定理得：小物块由 A 到 P 点过程中，由动能定理得：联立解得 ，故选项 A 错误，B 正确；C、由题可知小物块在 B 点离开弹簧，若物体速度较大，一直做匀减速运动，整个过程中根据动能定理有： ，解得 ；若速度较小，在 AB 上一直加速，到 A 点时恰好与带同速，有： 解得，
21、故小物块离开弹簧时的速度一定满足 ，故选项 C 错误，D 正确。【点睛】分析清楚物体运动过程，应用动能定理、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题。二、实验题13. 一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧 a和 b，得到弹力与弹簧长度的图象如图 7 所示。下列表述正确的是- 12 -Aa 的原长比 b 的长Ba 的劲度系数比 b的大Ca 的劲度系数比 b的小D测得的弹力与弹簧的长度成正比【答案】B【解析】图象中的斜率表示劲度系数,可知 a 的劲度系数比 b 的大.B 正确.与 的截据表示原长则 a 的原长比 b 的短,A 错.14.哈三中学生为探究加速度与合外
22、力的关系，甲、乙、丙三个实验小组分别采用图 1、图2、图 3 所示的实验装置,小车总质量用 M 表示（图 1 中 M 为小车和与小车固定连接的小滑轮的质量和，图 2 中 M 为小车与传感器的质量和） ，钩码总质量用 m 表示。重力加速度 g 已知，试回答下列问题:（1）甲、乙、丙三组实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_(填 “甲” 、 “乙” 、 “丙”)。 （2）甲、乙、丙三组实验中必须满足“ M m”的实验小组是 _(填“甲” 、 “乙” 、 “丙”)。 （3）实验时各组同学的操作均正确，甲、乙、 丙三组同学作出的 aF 图线如图 4 所示(甲组同学所用 F 为弹簧测力计
23、示数，乙组同学所用 F 为传感器读数)，则甲组实验对应的图线是_，乙组实验对应的图线是_，丙组实验对应的图线是_（填“A” 、 “B”、 “C”） 。（4）实验时丙组同学操作正确，该组同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的 a-F 图线如图 5 所示，则小车质量为_kg。- 13 -【答案】 (1). 甲乙丙 (2). 丙 (3). A (4). B (5). C (6). 2;【解析】【分析】（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，三个实验小组都需要平衡摩擦力；（2）只有用重物的重力代替绳子的拉力，才需要满足 ；（3
24、）若用重物的重力代替绳子的拉力，要满足 ，随着 m 的增大，不满足 时，图象出现弯曲，还有两组根据绳子拉力相等时，加速度的大小来判断；（4）小车受到的合力等于重物的重力，根据图示图象求出小车的质量；【详解】 （1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，绳的拉力即为物体的合力，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力；（2）甲图小车受到的合外力则是测力计的 2 倍，乙图中小车受到的合外力是力传感器的示数，丙图通过钩码的总质量对应的重力代替绳子的拉力合外力，因此三组实验中只有丙需要满足小车的总质量 M 远大于所挂钩码的总质量 m 的条件；（3）根据装置可
25、知，甲图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，乙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当 F 相等时，甲组的加速度大，所以甲组对应 A，乙组对应 B，丙组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足 Mm，随着 m 的增大，不满足 Mm 时，图象出现弯曲，所以丙组对应的是 C；（4）丙组平衡摩擦力后，小车加速下滑时由牛顿第二定律得： ，则 ，由图 5 所示的 a-F 图线可知图象斜率： ，则小车的质量： 。【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事- 14 -项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题。三、计算题15.如图所示，固定在水平面上的三角形劈倾角 =37，顶端
26、固定有轻质光滑定滑轮，斜面上放置一质量为 M=5kg 的物块(可视为质点)，通过平行斜面的轻绳跨过定滑轮系一质量为m=2kg 的小球，物块恰好不下滑。 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，g 取 10m/s2）(1)物块与斜面间的动摩擦因数 ；(2)若剪断轻绳，物体经 0.5s 达到到斜面底端，求物块到达底端的距离 s 多大？【答案】 （1）0.25（2）0.5m【解析】【分析】（1）对物块进行受力分析，根据平衡条件列出方程求解即可；（2）根据牛顿第二定律求解加速度，然后根据运动学公式进行求解；【详解】 （1）对 M 和 m 进行受力分析如图所示：当 M 恰
27、好要向下滑动时根据平衡条件，有： ，对 m：联立可以得到： ；（2）剪断轻绳后对 M 根据牛顿第二定律得到：代入数据可以得到：- 15 -根据运动公式可以得到：代入数据可以得到： 。【点睛】本题考查物体的平衡条件以及牛顿第二定律的应用，注意求解加速度是解决运动和力的关键。16.中华人民共和国道路交通安全法实施条例第八十条 机动车在高速公路上行驶，车速超过每小时 100 公里时，应当与同车道前车保持 100 米以上的距离。若某高速公路上汽车允许的最大车速为 108km/h(实际为 110km/h 为计算方便改为上述值)，某人驾驶汽车以最高限速行驶时发现前方 100 米处有一因汽车故障放置的三角架
28、警示牌，马上刹车沿直线运动恰好停止在警示牌处。此汽车刹车时受到的阻力为车重的 0.5 倍，g 取 10m/s2（计算结果保留 2位有效数字）求：此驾驶员的反应时间是多少？某次由于降雪导致刹车时受到阻力为车重时的 0.125 倍，为保证行驶安全即从发现问题到停止前进的最大距离为 100 米。在公路上车行驶的最大速度为多少千米/时？（设人在此种情况下的反应时间为 0.6s）【答案】 【解析】【分析】在司机的反应时间内，汽车做匀速直线运动，刹车后汽车做匀减速运动，由速度位移公式求匀减速行驶的距离，根据题意进行求解即可；【详解】初速度为：刹车时根据牛顿第二定律有： ，则：设刹车位移为 ，根据速度与位移
29、关系可以得到：则在反应时间内车仍然做匀速运动位移，则代入数据可以得到反应时间为： ；刹车时根据牛顿第二定律有： ，则 - 16 -则减速运动的位移为：匀速运动位移为： ，其中根据题意有：联立解得： 。【点睛】解决本题的关键是要理解汽车的运动情况，知道在在司机的反应时间内，汽车做匀速直线运动，刹车后汽车做匀减速运动，要灵活选择运动学公式。17.如图所示，质量 M=2kg 的足够长的木板与桌面间的动摩擦因数等于 =0.5，木板右端（到定滑轮足够远）用平行桌面的轻绳跨过轻质定滑轮连接一质量 m0=3kg 的小球，小球到地面的高度 h=1.4m。g 取 10m/s2(1)将木板由静止释放，其加速度 a
30、 多大？(2)若在木板上表面中间放置一物块 m=1kg，木板与物块间的动摩擦因数等于 =0.1。将木板由静止释放，求小球落地瞬时速度 v 多大？(3)在(2)问的条件下且球落地后不再弹起，求木板运动的时间 多长？【答案】 （1） （2）2.8m/s（3）1.37s【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律对木板和小球列出方程，注意二者加速度大小相等；（2）根据牛顿第二定律对木板和小球列出方程，对小球根据运动学公式进行求解；（3）根据木板和物块的受力问题，判断二者之间的运动关系，然后利用运动学公式进行求解即可，注意求解加速度为关键；【详解】 （1）由静止释放，则球向下加速运动，则根据牛顿第二定律有：
31、木板向右加速运动，则根据牛顿第二定律有：- 17 -联立解得： ；（2）球向下加速运动，则根据牛顿第二定律有：假设物块与木板发生相对滑动，则对木板：得：由于物块的最大加速度为： ，所以假设正确，说明物块与木板确实发生相对滑动；球匀加速下降：则小球落地的瞬时速度为： ；（3）球下落过程时间：球落地瞬时木板与球速度相同： 此过程中物块： ，则球落地瞬时物块的瞬时速度为：之后木板继续减速，物块继续以 加速，直到共速为 v2，此过程中木板： ，则： ，方向水平向左经过 时间二者共速，则：解得： ，物块与木板达到共速后因 ，故 m 相对 M 继续滑动，直到板停下来，此时物块仍在运动。此过程中木板： ，则 ，方向水平向左再经过 时间停止运动，则： ，则：所以木板运动的总时间为： 。【点睛】分析清楚物体运动过程，应用牛顿第二定律与运动学公式即可正确解题，解题时注意木板和物块之间的运动关系。- 18 - 19 -
