(考试时间:90分钟 满分:100分)
单项选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
关于质点,下列说法正确的是( ) A. 体积很小的物体一定能看作质点 B. 质量很小的物体一定能看作质点 C. 研究地球公转时,地球可以看作质点 D. 研究跳水运动员的空中动作时,运动员可以看作质点
某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是( ) (此处应有一张v-t图,图像特征为:0-2s匀加速直线运动,速度为正值;2-4s匀速直线运动;4-5s匀减速直线运动至速度为零;5-6s反向匀加速。) A. 物体在0-2s内的加速度大小为1 m/s² B. 物体在4-5s内的加速度方向与速度方向相同 C. 物体在0-6s内的位移为正值 D. 物体在0-6s内的路程小于其位移大小
关于重力与弹力,下列说法错误的是( ) A. 物体所受重力的方向总是竖直向下 B. 弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反 C. 书放在水平桌面上,桌面受到的压力是由于书的形变产生的 D. 杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向
如图所示,用水平力F将质量为m的木块压在竖直墙壁上保持静止,下列说法正确的是( ) (此处应有一张示意图:木块紧贴竖直墙壁,受到水平向左的力F。) A. 木块受到的摩擦力方向竖直向下 B. 若F增大,木块受到的摩擦力不变 C. 若木块质量m增大,木块受到的摩擦力减小 D. 木块受到墙壁的弹力与木块对墙壁的压力是一对平衡力
一个物体从静止开始做匀加速直线运动,第3s内的位移为5m,则其加速度大小为( ) A. 1 m/s² B. 2 m/s² C. 3 m/s² D. 4 m/s²
两个大小分别为3N和4N的共点力,它们合力的大小不可能为( ) A. 1 N B. 4 N C. 6 N D. 8 N
在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图所示的装置,下列说法正确的是( ) A. 平衡摩擦力时,应将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上 B. 每次改变小车的质量后,都需要重新平衡摩擦力 C. 实验时,应先接通打点计时器电源,再释放小车 D. 小车运动的加速度可由牛顿第二定律直接求出
如图所示,光滑半球固定在水平面上,用水平力F推静止在半球上的小球,使小球沿半球表面缓慢上滑至接近最高点的过程中,F和半球对小球的支持力N的变化情况是( ) (此处应有一张示意图:小球置于半球顶端,力F水平作用在小球上。) A. F增大,N增大 B. F增大,N减小 C. F减小,N增大 D. F减小,N减小
多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
关于牛顿运动定律,下列说法正确的是( ) A. 牛顿第一定律揭示了力是维持物体运动状态的原因 B. 速度越大的物体越难停下来,所以物体的速度越大,其惯性就越大 C. 由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与加速度成正比 D. 作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动,两车的位置x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是( ) (此处应有一张x-t图:两条曲线,一条为向上弯曲的曲线代表甲车,一条为倾斜直线代表乙车,两线在t1时刻相交。) A. 在t1时刻,两车速度相等 B. 从0到t1时间内,两车走过的路程相等 C. 从0到t1时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度 D. 在t1时刻,甲车的瞬时速度大于乙车的瞬时速度
如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在B上,使A、B一起向右做匀速直线运动,下列说法正确的是( ) (此处应有一张示意图:A在上,B在下,力F水平向右作用在B上。) A. A受到B对它的摩擦力方向水平向右 B. B受到地面的摩擦力方向水平向左 C. 若增大F,A、B仍一起向右加速运动,则A受到的摩擦力变大 D. 若撤去F,A、B仍一起向右运动,则A可能不受B的摩擦力
将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中所受阻力大小恒定,其动能随高度变化的图像如图所示,取g=10m/s²,下列说法正确的是( ) (此处应有一张Ek-h图:一条直线,从最高点(h最大,Ek=0)到抛出点(h=0,Ek最大),上升段和下降段为两条不同斜率的直线,下降段末端动能小于上升段初端动能。) A. 小球上升的最大高度为6m B. 小球受到的阻力大小为2N C. 小球上升过程所用的时间为√2 s D. 小球从抛出到落回抛出点的过程中,机械能减少了24J
实验题(本大题共2小题,共14分。)
(6分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中: (1)下列操作中正确的是__。 A. 测量前检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度 B. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳套间的夹角为90° C. 用两个弹簧测力计拉橡皮条时,应使两弹簧测力计的读数相等 D. 拉橡皮条的细绳套应适当长一些,标记同一细绳套方向的两点应适当远一些 (2)某次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,其读数为__N。 (此处应有一个弹簧测力计指针指示图,指针指在3N刻度线稍下,如3.2N或3.4N) (3)若实验中,用A、B两只弹簧测力计把结点拉到某一位置O,这时AO、BO间夹角∠AOB<90°,现改变弹簧测力计A的拉力方向,使α角减小,但不改变它的拉力大小,那么要使结点仍被拉到O点,应调节弹簧测力计B拉力的大小及β角,则下列调整可行的是__。 (此处应有一张力的平行四边形示意图,O为结点,OA、OB为两个拉力方向,夹角为锐角。) A. 增大B的拉力,增大β角 B. 增大B的拉力,减小β角 C. 减小B的拉力,增大β角 D. 减小B的拉力,减小β角
(8分)某同学利用图甲所示装置“探究加速度与物体所受合力的关系”,实验时,先不挂砂桶,调整木板右端的高度,轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列__的点,以平衡摩擦力,挂上砂桶后,每次将小车从同一位置由静止释放,记录力传感器的示数F(等于小车所受合力大小)和对应纸带上打出的点,求出加速度a。 (1)请将上述实验步骤中的空白处补充完整。 (2)实验中得到的一条纸带如图乙所示,相邻两计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器所用电源频率为50Hz,则小车的加速度a=__m/s²(结果保留两位有效数字)。 (此处应有纸带示意图,标明计数点A、B、C、D、E、F,并给出相邻计数点间的距离,如AB=1.20cm, BC=1.60cm, CD=2.00cm, DE=2.40cm, EF=2.80cm。) (3)根据实验数据画出a-F图像,可能是图丙中的__。 (此处应有三个a-F图像草图:A.过原点的直线;B.直线但与F轴正半轴有交点;C.直线但与a轴正半轴有交点。) (4)本实验中,力传感器示数F__(填“大于”、“小于”或“等于”)砂和砂桶的总重力。
计算题(本大题共3小题,共34分,解答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。)
(10分)在平直公路上,一辆小汽车以v0=20m/s的速度匀速行驶,司机突然发现前方x0=40m处有一辆货车正以v1=8m/s的速度同向匀速行驶,小汽车司机立即刹车,以大小为4m/s²的加速度做匀减速直线运动,试通过计算分析: (1)小汽车刹车后经多长时间速度减到与货车相同? (2)通过计算判断两车是否会相撞。
(12分)如图所示,质量m=2kg的物体静止在倾角θ=37°的固定斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,现用平行于斜面向上的恒力F=24N作用在物体上,使物体沿斜面向上做匀加速直线运动,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s²,求: (1)物体对斜面的压力大小; (2)物体运动的加速度大小; (3)若拉力作用t=2s后撤去,求物体还能沿斜面上滑的最大距离。
(12分)如图所示,一长L=4.8m、质量M=2kg的长木板静止在粗糙水平地面上,其右端静止着一个质量m=1kg的小物块(可视为质点),现对长木板施加一个水平向右的恒力F=15N,经过t1=1s后撤去F,已知物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s²,求: (1)撤去F时,长木板的速度大小v1; (2)撤去F后,经过多长时间小物块从长木板上滑落; (3)从小物块开始运动到滑落的过程中,系统因摩擦产生的总热量。
2025年高一物理上学期期末综合测试卷(参考答案)
单项选择题
C 2. A 3. D 4. B 5. B 6. D 7. C 8. A
多项选择题9. D 10. CD 11. AB 12. ABD
实验题13. (1)AD (2)3.20(或根据图示填写) (3)B 14. (1)间距均匀(或点迹分布均匀) (2)0.40 (3)A (4)小于
计算题15. (10分) (1)设经时间t1速度相同:v0 - at1 = v1,代入数据得:20 - 4t1 = 8,解得 t1 = 3s。 (2)在t1=3s内,小汽车位移:x汽 = v0t1 - (1/2)at1² = 20×3 - 0.5×4×9 = 60 - 18 = 42m 货车位移:x货 = v1t1 = 8×3 = 24m 位移差:Δx = x汽 - x货 = 42 - 24 = 18m < x0 = 40m 因为初始距离为40m,而3s末汽车比货车多走18m,未追上,且此时汽车速度已减至与货车相同,之后汽车速度将小于货车,距离将拉大,故不会相撞。
(12分) (1)物体对斜面的压力大小等于斜面对物体的支持力N。 N = mgcosθ = 2×10×0.8 = 16N。 (2)沿斜面方向,由牛顿第二定律:F - mgsinθ - μN = ma 代入数据:24 - 2×10×0.6 - 0.5×16 = 2a 24 - 12 - 8 = 2a,解得 a = 2 m/s²。 (3)2s末物体的速度:v = at = 2×2 = 4 m/s 撤去F后,物体向上做匀减速运动,加速度a' = gsinθ + μgcosθ = 10×0.6 + 0.5×10×0.8 = 6 + 4 = 10 m/s² 还能上滑的最大距离:s = v²/(2a') = 16/(2×10) = 0.8 m。
(12分) (1)对物块:最大静摩擦力fm1 = μ1mg = 0.2×1×10 = 2N,假设物块与木板相对静止,则共同加速度a共 = F/(M+m) - μ2g = 15/3 - 0.1×10 = 5 - 1 = 4 m/s²。 物块所需合力f需 = ma共 = 1×4 = 4N > fm1 = 2N,故假设不成立,物块与木板发生相对滑动。 对木板:水平方向 F - μ1mg - μ2(M+m)g = Ma板 代入数据:15 - 0.2×1×10 - 0.1×(2+1)×10 = 2a板 15 - 2 - 3 = 2a板,解得 a板 = 5 m/s²。 撤去F时木板速度:v1 = a板t1 = 5×1 = 5 m/s。 (2)撤去F时,物块速度:v物 = a物t1 = (μ1g)t1 = (0.2×10)×1 = 2 m/s。 撤去F后,木板加速度方向向左,大小为:a板' = [μ1mg + μ2(M+m)g] / M = [2 + 3] / 2 = 2.5 m/s²。 物块加速度不变,仍为 a物 = μ1g = 2 m/s²(方向向左)。 设经过时间Δt滑落,此时两者位移差等于板长L。 相对初速度 v相 = v1 - v物 = 5 - 2 = 3 m/s(木板相对物块向右)。 相对加速度 a相 = a板' + a物 = 2.5 + 2 = 4.5 m/s²(方向向左,即阻碍相对运动)。 由 L = v相Δt - (1/2)a相(Δt)²,代入数据:4.8 = 3Δt - 0.5×4.5×(Δt)² 整理得:2.25(Δt)² - 3Δt + 4.8 = 0,即 9(Δt)² - 12Δt + 19.2 = 0 解得 Δt = 0.8 s (另一解为负,舍去)。 (3)系统因摩擦产生的总热量Q等于一对滑动摩擦力(物块与木板间)所做的总功的绝对值加上木板与地面间摩擦力对系统做的总功的绝对值。 物块与木板间摩擦力大小 f1 = μ1mg = 2N。 全过程物块与木板的相对位移 Δs相 = L = 4.8m。 故该部分产热 Q1 = f1·Δs相 = 2×4.8 = 9.6 J。 木板与地面间摩擦力大小 f2 = μ2(M+m)g = 0.1×3×10 = 3N。 木板对地位移:加速阶段 s板1 = (1/2)a板t1² = 0.5×5×1 = 2.5 m 减速阶段到滑落时:s板2 = v1Δt - (1/2)a板'(Δt)² = 5×0.8 - 0.5×2.5×0.64 = 4 - 0.8 = 3.2 m 木板总位移 s板 = s板1 + s板2 = 2.5 + 3.2 = 5.7 m 物块总位移:s物 = (1/2)a物(t1+Δt)² = 0.5×2×(1.8)² = 1×3.24 = 3.24 m 地面摩擦力对系统做的总功的绝对值,等于f2乘以木板对地位移(因为地面参考系不动): Q2 = f2·s板 = 3×5.7 = 17.1 J 总热量 Q = Q1 + Q2 = 9.6 + 17.1 = 26.7 J。
