2020-2021学年北京师大附中高一上学期期末物理试卷_附答案解析

2020-2021学年北京师大附中高一上学期期末物理试卷

一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）

1. 下列说法中正确的是( )

A. 汽车速度表指针所指的“60𝑘𝑚/ℎ”为汽车的平均速度

B. 物体的运动速度为零时，其加速度不一定为零

C. 平均速率就是平均速度的大小

D. 凡是既有大小又有方向的物理量一定都是矢量

2. 有两个共点力，大小分别是30𝑁和40𝑁，则这两个力合力的大小可能是( )

A. 0 B. 50𝑁 C. 80𝑁 D. 110𝑁

3. 甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力𝐹拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，则在加速运动阶段( )

A. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大

B. 甲、乙两物块间的摩擦力大小不变

C. 甲、乙两物块间的弹力不断减小

D. 乙物块与地之间的摩擦力不断增大

4. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，物体依然随圆筒一起转动而未滑动，则此时( )

A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了

D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变

5. 甲、乙两车在同一地点，同时开始朝相同方向做直线运动，其𝑣−𝑡图像如图所示，则( )

A. 它们的初速度均为零 B. 甲的加速度大于乙的加速度

C. 𝑡1时刻，甲、乙两车相遇

D. 0～𝑡1时间内，甲的位移大于乙的位移

6. 如图所示，甲乙丙三个物体，质量相同，与地面动摩擦因数相同，分别受到一个大小相同、方向不同的作用力𝐹，均保持静止．则它们受到的摩擦力大小关系( )

A. 三者相同 B. 甲最大 C. 乙最大 D. 丙最大

7. 如图所示，斜面体静止于水平地面上，斜面上的物块在竖直向上的力𝐹作用下也处于静止，现保持力𝐹的大小不变，将力的方向由竖直向上沿顺时针缓慢旋转到垂直斜面向下，该过程中斜面体和物块始终保持静止，下列分析正确的是( )

A. 地面受到的摩擦力一直减小 B. 地面受到的摩擦力先减小后增大

C. 地面受到的摩擦力一直增大 D. 地面受到的摩擦力先增大后减小

8. 关于惯性，下列说法中正确的是( )

A. 只有静止的物体有惯性 B. 只有运动的物体有惯性

C. 只有不受力的物体有惯性 D. 一切物体在任何情况下都有惯性

9. 已知两个力的合力大小𝐹=30𝑁，其中一个分力𝐹与合力间的夹角为30°，则另一个分力𝐹1的最小值是( )

A. 10𝑁

B. 12𝑁

C. 15𝑁

D. 10√3𝑁 10. 如图所示，用等大反向的力𝐹和𝐹′压住两块木板，中间夹着一个重量为𝐺的立方体金属块，它们一起处于静止状态．则( )

A. 木板和金属块之间肯定有挤压

B. 金属块受三个力作用

C. 若同时增大𝐹和𝐹′，木块和金属块之间的摩擦力会增大

D. 若同时增大𝐹和𝐹′，金属块所受合力会增大 11. 如图所示，一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为𝑅，关于小球，以下说法正确的是( )

A. 小球在最低点的速度可以等于√𝑅𝑔 B. 小球在最高点的速度一定大于√𝑅𝑔

C. 小球在最低点对轨道的压力可以是0

D. 小球在最高点对轨道的压力可以是0

12. 如图所示是一个以角速度𝜔旋转的圆锥摆，则小球受到的力是( )

A. 重力和弹力

B. 重力、弹力和向心力

C. 重力和向心力

D. 弹力和向心力

二、多选题（本大题共4小题，共12.0分）

13. 有四个单位：𝑚/𝑠2、𝑘𝑔、𝑁、𝑠，下列相关说法正确的是( )

A. 𝑘𝑔属于导出单位

B. 𝑚/𝑠2属于导出单位

C. 单位为“𝑁”的物理量一定是矢量

D. 单位为“𝑠”的物理量一定是矢量

14. 在下面列举的物理量单位中，哪些是国际单位制的基本单位？( )

A. 千克(𝑘𝑔) B. 米(𝑚) C. 开尔文(𝐾) D. 牛顿(𝑁)

15. “蹦极”是一项常刺激的体育运动，某人身系弹性绳自高空𝑃点自由下落，如图中𝑎点是弹性绳的原长位置，𝑐点是人所到达的最低点，𝑏点是人静止悬吊时的位置。人从𝑃点下落到最低点𝑐的过程中(忽略空气阻力)( )

A. 在𝑎𝑏段人处于超重状态

B. 在𝑎𝑏段人处于失重状态

C. 在𝑏𝑐段人处于超重状态

D. 在𝑏𝑐段人处于失重状态

16. 如图所示，物体𝐴以某一初速度沿斜面向下运动，斜面体𝐵处于静止状态，此时𝐵与水平地面间的静摩擦力大小为𝑓1；若𝐴以某一初速度沿斜面向上运动时，𝐵仍处于静止状态，此时𝐵与水平地面间的静摩擦力大小为𝑓2，则下列说法错误的是( ) A. 𝑓1可能为零 B. 𝑓2可能为零

C. 𝑓1可能与𝑓2大小相等 D. 𝑓1可能小于𝑓2

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

17. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳套，并用两个弹簧测力计分别勾住绳套互成角度的拉橡皮条，使结点到达某一位置𝑂。

(1)某同学操作过程中认为：

A.拉橡皮条时弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

B.两个拉力的夹角越大越好

C.橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置𝑂时，拉力要适当大一些

D.拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好

其中正确的是______(填入相应的字母)。

(2)瞢两个弹簧测力计的读数均为3𝑁，且两个弹簧测力计拉力的方向相互垂直，则______(填“能”或“不能”)用一个量程为5𝑁的弹簧测力计测量出它们的合力。

18. 图1为某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图，砂和砂桶的总质量为𝑚，小车和砝码的总质量为𝑀，实验中用砂和砂桶的总重力作为细线对小拉力的大小。

(1)某同学想用砂和砂桶的总重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为下列说法中正确的是______ 。

A.实验时需要平衡摩擦力

B.砂和砂桶的总重力要远大于小车的总重力

C.实验时细绳与长木板保持平行

D.实验进行时应先释放小车再接通电源

(2)如图2所示是实验中得到的一条纸带，𝐴、𝐵、𝐶、𝐷、𝐸、𝐹、𝐺为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为：𝑠𝐴𝐵=4.22𝑐𝑚、𝑠𝐵𝐶=4.65𝑐𝑚、𝑠𝐶𝐷=5.08𝑐𝑚、𝑠𝐷𝐸=549𝑐𝑚、𝑠𝐸𝐹=5.91𝑐𝑚、𝑠𝐹𝐺=6.34𝑐𝑚。已知打点计时器的作频率为50𝐻𝑧，则小车的加速度𝑎= ______ 𝑚/𝑠2(结果保留两位有效数字)。

(3)有甲、乙、丙、丁四个实验小组根据实验数据分别画出𝑎−𝐹的图象如图所示，对于这四个图象，下列分析正确的是______ 。

A.甲组未平衡摩擦力

B.乙组平衡摩擦力过度

C.丙组小车质量太大了 D.丁组不满足𝑚远小于𝑀的条件

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

19. 质量为𝑚=2𝑘𝑔的物体在水平推力𝐹=6𝑁的作用下沿水平面做直线运动，其运动的𝑣−𝑡图象如图所示．𝑔取10𝑚/𝑠2，求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数𝜇；

(2)0～6𝑠内物体运动位移的大小．

20. 如图所示，宽度为𝑑=0.5𝑚的平行金属导轨与水平面之间的夹角为𝜃=37°，金属棒𝑎𝑏垂直导轨水平放置，处于静止状态。已知金属棒质量𝑚=0.5𝑘𝑔，电阻为𝑅0=1.0𝛺，金属棒与导轨间的动摩擦因数为𝜇=0.5.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为𝐵=2𝑇，导轨所接电源的电动势为𝐸=10𝑉，内阻𝑟=1.0𝛺.若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，𝑔=10𝑚/𝑠2，𝑠𝑖𝑛37°=0.6，𝑐𝑜𝑠37°=0.8，求：

(1)金属棒所受安培力的最大值；

(2)滑动变阻器接入电路中阻值的最大值。

21. 如图甲所示，平板车静止在光滑的水平面上，一根轻弹簧放置在车上与车上右端挡板𝐵相连，弹簧左端与板上𝐶点对齐，板上𝐵、𝐶光滑，一个小物块放置在车上左端𝐴点，已知物块的质量为𝑚=1𝑘𝑔，车的质量为𝑀=4𝑘𝑔，车上𝐴、𝐶间粗糙，物块与车上𝐴，𝐶部分的动摩擦因数为𝜇=0，2，现在车上施加如图乙所示的向左的水平拉力.3𝑠末撤去拉力，此时物块刚好运动到𝐶点，此后弹簧的最大压缩量为1𝑐𝑚，已知弹簧弹性势能𝐸𝑃与形变量𝑥的关系式为𝐸𝑃=12𝑘𝑥2(𝑘为弹簧劲度系数)，重力加速度𝑔取10𝑚/𝑠2，求：

(1)木板上𝐴、𝐶间的距离；

(2)弹簧的劲度系数𝑘；

(3)小物块最终停在距𝐴点多远处？

22. 风洞实验室中能产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图，一质量为1𝑘𝑔的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角𝜃为30°。现小球在𝐹=20𝑁的竖直向上的风力作用下，从𝐴点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数𝜇=√36。试求：

(1)小球运动的加速度𝑎1；

(2)若风力𝐹作用1.2𝑠后撤去，求小球上滑过程中距𝐴点的最大距离𝑥𝑚。

参考答案及解析

1.答案：𝐵

解析：解：𝐴、汽车速度表指针指的“60𝑘𝑚/ℎ”为汽车的瞬时速度的大小，不是平均速度，故A错误；

B、竖直上抛的物体到达最高点时速度为零，而加速度为重力加速度，故B正确；

C、平均速率是物体运动的路程和所用时间的比值，不是平均速率的大小，故C错误；

D、即有大小又有方向运算遵循平行四边形定则的物理量才是矢量，有大小也有方向的不一定是，例如电流即有大小也有方向，但是标量，故D错误。

故选：𝐵。

汽车的速度计显示的是瞬时速度的大小，力是产生加速度的原因，有力立即产生加速度，而速度变化需要时间，平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值，有大小也有方向且运算遵循平行四边形定则的物理量才是矢量。

掌握相关物理量的概念，知道一些常见运动为反例进行分析求解，对概念的考查，记忆是关键。

2.答案：𝐵

解析：解：当夹角为零时合力最大，最大值为30𝑁+40𝑁=70𝑁；

当夹角180°时合力最小，最小值为40𝑁−30𝑁=10𝑁；

故合力介于10𝑁至70𝑁之间，故B正确；

故选：𝐵。

两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角180°时合力最小，合力范围为：|𝐹1+𝐹2|≥𝐹≥|𝐹1−𝐹2|.

两力合成时，合力的大小满足𝐹1+𝐹2≥𝐹≥|𝐹1−𝐹2|，在此范围内所有的值均是有可能的．

3.答案：𝐷