2015清华附中高一(上)期中物理
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2015清华附中高一（上）期中物理一、单项选择⑴.本题共6小题，每小题3分，共18分1．（3分）物体沿光滑斜面下滑，不计空气阻力，则在下滑过程中（）A．物体匀速下滑，受3个力B．物体匀速下滑，受2个力C．物体加速下滑，受3个力D．物体加速下滑，受2个力2．（3分）一个轻质弹簧秤，平放在光滑的水平桌面上，它的两端各受到一个方向相反、大小都是10N的拉力作用，则这弹簧秤的示数为（）A．10N B．0 C．20N D．无法确定3．（3分）如图所示，用弹簧测力计沿着光滑斜面的方向将一块所受重力为5N的木块匀速向上拉，这时弹簧测力计上的示数是3N，则斜面对木块的支持力的大小为（）A．2N B．3N C．4N D．5N4．（3分）如图所示，光滑固定斜面的倾角都是a，球的质量都是m，视为质点，球都是用轻绳系住处于平衡状态．A、B、C、D四种情况下，球对斜面压力最大的是（）A．B．C．D．5．（3分）物体由静止开始做匀加速直线运动，若第1秒内物体通过的位移是0.5m，则第2秒内通过的位移是（）A．0.5m B．1.5m C．2.5m D．3.5m6．（3分）一个物体从t=0时刻开始做自由落体运动，在图中正确表示该物体下落的速度v与时间t的图象是（）A．B．C．D．二、单项选择（2）.本题共3小题，每小题2分，共6分.7．（2分）物体自楼顶处自由落下（不计空气阻力），落到地面的速度为v．在此过程中，物体从楼顶落到楼高一半处所经历的时间为（）A．B．C．D．8．（2分）一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，若改挂100N的重物时，弹簧总长为20cm，则弹簧的原长为A．12cm B．14cm C．15cm D．16cm9．（2分）如图所示，物体的质量M=20kg，在μ=0.10的水平面上向右运动．在运动过程中它还受到一个水平向左大小为10N的力F，则物体受到的摩擦力是（g取10m/s2）（）A．10N，向右B．10N，向左C．20N，向右D．20N，向左三、双选题.本题共5小题，每小题3分，共15分，在每个小题给出的四个选项中有两个是符合题意的，全部选对的得3分；选对但不全得2分；不选或选错得0分．10．（3分）下列各组物理量均为矢量的是（）A．位移、时间、速度 B．速度变化量、加速度、位移C．力、质量、路程D．力、速度、加速度11．（3分）如图是描述物体运动的速度一时间图象．其中表示物体做加速运动的是（）A．B．C．D．12．（3分）用一水平力推地面上的木箱，没有推动，则（）A．木箱运动趋势沿水平力方向B．木箱受到的摩擦力大于水平推力C．此时摩擦力与木箱对地面的正压力成正比D．木箱与地面的最大静摩擦力等于木箱开始运动时的最小推力13．（3分）如图所示，一木块放在水平桌面上，受到水平向右的力F1、水平向左的力F2，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，（）A．若撤去F1，木块受到的合力一定为零B．若撤去F1，木块受到的摩擦力一定为2NC．若撤去F2，木块受到的合力一定为2ND．若撤去F2，木块受到的摩擦力一定为2N14．（3分）下列说法正确的是（）A．物体运动加速度越大，则运动速度越大B．单位时间内物体运动速度变化越大，则运动加速度越大D．运动速度很大的物体，其加速度可以很小二、填空与作图题.6小题，每空（或图）2分，共28分.15．（4分）有大小分别为2N、8N和9N的三个共点力，它们之间的夹角可以变化．则它们的合力的最大值为N；最小值为N．16．（6分）水平地面上有一物体，物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动，物体的运动速度随时间变化的图象如图所示，则：（1）在0﹣1s内物体的加速度的大小为a= m/s2；（2）在第2s末物体的速度的大小为v= m/s2；（3）在0﹣3s内物体的位移为x= m．17．（4分）一质点做匀减速直线运动，在4s内，速度由向东的4m/s变为向西的6m/s，则在这段时间内，质点的加速度大小为m/s2，质点的平均速度大小为m/s．18．（4分）一矿井深180m，在井口每隔相等时间自由下落一小球，当第7个小球刚从井口下落时，第1个小球刚好到达井底，则释放相邻两小球的时间间隔为s，此时第1个小球和第3个小球间的距离为m．19．（6分）如图所示，重10N的木块放置在水平的木板上静止．现缓慢抬起木板的一端，当板与水平方向成30°角时，木块仍静止在板上，此时木块受到的支持力的大小为 N，静摩擦力的大小为N．若当板与水平方向成37°角时，木块可刚好沿板匀速下滑，由此可求出木块与板之间的动摩擦因数为．（sin37°=0.6；cos37°=0.8；）20．（2分）在水平和竖直墙壁构成的墙角，匀质小球静靠在A点和B点上，所有接触面光滑．请作出它的受力示意图，所受力的作用点画在小球的几何中心O．21．（2分）物块A静止在固定斜面上，请作出它的受力示意图，所受力的作用点画在物块A的几何中心．所示，选出0、1、2、3、4共5个记数点，每相邻两个点间的时间间隔是0.10s，则小车在打点计时器打出A点时的瞬时速度是m/s，小车的加速度是m/s2．己测得 S1=1.01cm，S2=3.21cm，S3=5.39cm，S4=7.60cm．23．（7分）如图所示，某同学在研究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系的实验中，将数据点描在坐标中．其中i 为弹簧的长度．请你根据数据点的情况．（1）请在图上作出弹力F与弹簧长度L之间的关系图线．（2）由作出的图线求出该弹簧的原长为 cm；该弹簧的劲度系数为N/m；（2位有效数字）24．（4分）在“验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则”实验中，某同学将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计，如图所示，沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到O点，并读取此时弹簧测力计的示数，F1=1.5N、F2=1.9N，再用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点．请你在图中，根据平行四边形定则，利用作图法，求出这两个力的合力F．要求：作图时，以2cm长度表示1N．合力F= N．（2位有效数字）三、论述与计算题.共3小题，共18分.解题要求：写出必要的示意图、文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题目，答案必须写出数值和单位.25．（6分）物体以1.0m/s的水平速度滑上粗糙水平桌面，做匀减速直线运动，0.50s后停止运动．试求：（1）物体加速度的大小；（2）物体在桌面上的位移的大小．26．（6分）如图所示，在水平地面上用绳子拉一个质量为m=46kg的箱子，绳子与地面的夹角为37°，拉力 F=100N 时箱子恰好匀速移动．g=10m/s2，sin37°=0.6； cos37°=0.8．试求：（1）请在图中作出箱子的受力示意图；（2）箱子所受的摩擦力大小；（3）地面和箱子之间的动摩擦因数．27．（6分）如图（甲）所示，一根轻绳上端固定在O点，下端拴一个重为G的钢球A，球处于静止状态，现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一时刻，都可以认为球处于平衡状态，如果外力F方向始终水平，最大值为2G，试求：（1）轻绳张力T的大小取值范围；（2）求出轻绳的张力T与cosθ的关系，并在图（乙）中画出T与cosθ的关系图象．附加题（共50分）28．如图所示，在一根水平直杆上套着a、b两个轻质小环，在环下用两根等长的细轻绳拴着一个重物．把两环分开放置，静止时，杆对a环的摩擦力大小为f，支持力大小为N．若把两环距离稍缩短些放置，仍处于静止，则（）A．N变小B．N不变C．f变小D．f不变29．如图所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球和斜坡及挡板间均无摩擦，当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，则有（）A．斜面对球的支持力逐渐增大C．挡板对小球的弹力先减小后增大D．挡板对小球的弹力先增大后减小30．如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，使三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的（A．F1B．F2C．F3D．F431．如图所示，用两块相同的木板夹住4块完全相同的木块（图中标记为1、2、3、4），整个系统处于静止状态．若每个木块的重力均为G，则第2块木块对第3块木块的静摩擦的大小为．32．如图所示，轻质弹簧两端分别与M和m两质点拴接，M放在水平地面上，m压在竖直的弹簧上，M=3m．当整个装置静止时，m距地面的高度为h，用竖直向上的力F缓慢上提m，使M刚好要脱离地面时F大小等于倍的mg．此时m距地面的高度为 2h，则此弹簧自然伸长时的长度为．33．如图所示，劲度系数为k1、k2的轻弹簧竖直悬挂着，两弹簧之间有一重力为G的重物，最下端挂一重力为G2的重物．现用一力竖直向上托起G2，当力的值为时，两弹簧的总长等于两弹簧原长之和．34．羚羊从静止开始奔跑，经过50m的距离能加速到最大速度25m/s，并能维持一段较长的时间，猎豹从静止开始奔跑，经过60m的距离能加速到最大速度30m/s，以后只能维持这速度4.0s．设猎豹距离羚羊xm时开始攻击，羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s才开始奔跑，假定羚羊和猎豹在加速阶段分别作匀加速运动，且均沿同一直线奔跑，求：（1）猎豹要在达到最大速度后到开始减速前追到羚羊，x值应在什么范围？的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ．（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ．已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动．求这一临界角的正切tan θ0．物理试题答案一、单项选择⑴.本题共6小题，每小题3分，共18分1．【解答】由于斜面光滑，则不受摩擦力，所以物体受重力和支持力两个力作用，合力方向沿斜面向下，则加速度方向向下，物体加速下滑．故D正确，ABC错误．故选：D2．【解答】弹簧秤的两端同时受到大小相等、方向相反的10N的力的作用时，弹簧秤处于平衡状态，此时弹簧秤的示数等于其一端的拉力，即等于10N．所以选项A正确．故选：A3．【解答】对木块受力分析，受重力、拉力和支持力，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示：根据平衡条件，结合勾股定理，有：F=；故选：B4．【解答】甲图中：根据平衡条件得，斜面对小球的支持力N1=mgcosα＜mg．乙图中：受力如图，由平衡条件得：N2=＞mg丙图中：斜面对小球的支持力N3=0．丁图中：设绳子与斜面的夹角为θ，绳子的拉力大小为F，则斜面对小球的支持力N4=mgcosα﹣Fsinθ＜mg根据牛顿第三定律得知，斜面对小球的支持力与小球对斜面的压力大小相等．所以球对斜面压力最大的是乙图，压力最小的是丙图，故B正确，ACD错误；5．【解答】第1秒位移是0.5m，有：①前2秒位移为：②第2秒内位移为：△x=x2﹣x1③联立①②③解得：△x=1.5m，故ACD错误，B正确．故先B．6．【解答】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，即速度随时间均匀增大，加速度恒定则速度时间图象的斜率恒定不变，A、表示初速度为零的匀加速直线运动，故A正确；B、表示匀减速直线运动，故B错误；C、表示初速度不为零的匀加速直线运动，故D错误；D、表示匀速直线运动，D错误；故选：A．二、单项选择（2）.本题共3小题，每小题2分，共6分.7．【解答】设楼顶到地面的高度为h，物体从楼顶落到楼高一半处的速度为v′则有：2gh=v22g=v′2解得：t=故选C．8．【解答】一个弹簧挂30N的重物时，弹簧伸长1.2cm，根据胡克定律，有：F1=kx1；若改挂100N的重物时，根据胡克定律，有：F2=kx2；联立解得：k=；x2=；故弹簧的原长为：x0=x﹣x2=20cm﹣4cm=16cm；故选D．9．【解答】f=μF N=0.1×200N=20N，方向与相对运动方向相反，所以为水平向左．故选：D．三、双选题.本题共5小题，每小题3分，共15分，在每个小题给出的四个选项中有两个是符合题意的，全部选对的得3分；选对但不全得2分；不选或选错得0分．10．【解答】A、位移和速度是矢量，而时间是标量，故A错误．B、速度变化量、加速度、位移都是矢量，故B正确．C、力是矢量，而质量、路程是标量，故C错误．D、力、速度、加速度都是矢量，故D正确．故选：BD11．【解答】A、根据速度图象的斜率等于加速度，可知，该图表示物体的加速度为正，速度为负，即速度与加速度反向，物体做减速运动，故A错误．B、该图中物体的加速度、速度均为负方向，物体做加速运动，故B正确．C、该图表示匀加速直线运动，故C正确．D、该图表示物体做匀速直线运动，故D错误．故选：BC12．【解答】A、因为用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动，所以大木箱处于静止状态，在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于推力，并且方向相反，故A正确，B错误．C、滑动摩擦力与木箱对地面的正压力成正比，而静摩擦力与压力无关，故C错误；D、木箱与地面的最大静摩擦力等于木箱开始运动时的最小推力，故D正确；故选：AD．13．【解答】AB、木块在水平方向共受到三个力F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，合外力为零，得知此时摩擦力为：f=F1﹣F2=10﹣2=8N，最大静摩擦力应大于等于8N；当撤去F1，作用在物体上的力F2=2N，小于最大静摩擦力，木块仍处于静止状态，合力为零，则此时受的静摩擦力为f′=F2=2N，方向与F2的方向相反，即为方向向右，故A正确，B正确；CD、撤去F2后，物体受到10N的水平推力，无法确定是否大于最大静摩擦，故物体不一定静止，不一定平衡，故合力也不一定为零，也就无法求解摩擦力大小，故C错误，D错误；故选：AB14．【解答】A、物体运动的加速度越大，速度不一定大，故A错误．B、加速度等于单位时间内的速度变化量，单位时间内速度变化越大，则加速度越大，故B正确．C、当加速度的方向与速度方向相同，物体做加速运动，所以加速度减小的直线运动不一定是减速运动，故C错误．D、速度很大的物体，速度变化可能很慢，加速度很小，故D正确．故选：BD．二、填空与作图题.6小题，每空（或图）2分，共28分.15．【解答】F1=2N、F2=8N、F3=9N，三个力最大值等于三个力之和．即19N，F1、F2两个力的合力最大为10N，最小为6N，F3=9N，F3在F1、F2两个力的合力范围内，所以三个力最小值是0N．故答案为：19，016．【解答】（1）根据速度图象的斜率表示物体的加速度，可知，在0﹣1s内物体的加速度的大小为 a===3m/s2．（2）1﹣4s内加速度大小为 a′===﹣1m/s2；在第2s末物体的速度的大小为 v=v0+a′t′=3﹣1×1=2m/s（3）物体在第3s末的速度大小 v′=v0+a′t″=3﹣1×2=1m/s在0﹣3s内物体的位移为 x=+=+=5.5m故答案为：（1）3．（2）2．（3）5.5．17．【解答】以向东为正方向，根据加速度的定义，匀变速直线运动的平均速度，其大小为1m/s．故答案为：2.5； 118．【解答】设第1个小球从释放到落地用的总时间为t，则，h=180m，可得 t=6s这段时间内先后有6个小球下落，因此相邻两球下落的时间间隔为1s，此时第3个小球下落的时间为t3=4s，下落高度，所以此时1、3两个小球的距离为180m﹣80m=100m故答案为：1，10019．【解答】板与水平方向成30°角时，画出受力图，可知f=Gsinθ=10×=5N，N=Gcosθ=10×=5N；板与水平方向成37°角时，画出受力图，此时恰好匀速下滑，沿斜面方向合外力为0，f﹣Gsinθ=0．f=μGscosθ=Gsinθ，联立解得：μ=tanθ=0.75故答案为：5； 5； 0.75．20．【解答】小球受到重力和支持力的作用，在竖直方向处于平衡状态，水平方向若受到A的支持力则小球不能平衡；由于个接触面光滑，小球不受摩擦力，所以受力如图所示：答：如图21．【解答】在斜面上静止的物体受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力，以及沿斜面向上的摩擦力，共三个力的作用；支持力是斜面对物体施加的力，方向是垂直斜面向上，作用点可以画在物体的重心上，也可以画在物体的下表面上．受力如下图所示：答：如图二、实验题.本题共3小题，共15分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.22．【解答】每相邻两点间还有4个试验点（图中未画），所以相邻的计数点间的时间间隔：T=0.1s，根据物体在某一段时间内的平均速度等于该段时间内的中间时刻的速度有：v A===0.65m/s；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：s4﹣s2=2a1T2；s3﹣s1=2a2T2；a===2.2m/s2．故答案为：0.65；2.2．23．【解答】（1）如图所示（2）图象与L轴的交点即为原长L0，图象的斜率表示劲度系数由图象可知L0=14cm，k==13N/m故答案为：（1）如图所示（2）14；1324．【解答】根据平行四边形定则作出F1和F2的合力F合，如图所示，由图象可得合力F=2.1N．故答案为：如图所示，2.1三、论述与计算题.共3小题，共18分.解题要求：写出必要的示意图、文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题目，答案必须写出数值和单位.25．【解答】解：（1）以初速度方向为正，，（2）根据匀变速直线运动的平均速度推论知，．答：（1）物体加速度的大小为2m/s2；（2）物体在桌面上的位移的大小为0.25m．26．【解答】解：（1）以箱子为研究对象，分析受力情况如图：（2）水平方向受力平衡：Fcos37°﹣f=0，代入数据解得：f=80N；（3）竖直方向受力平衡：N+Fsin37°﹣G=0，代入数据解得：N=400N；由 f=μN，可得：；答：（1）箱子的受力示意图如图所示；（2）箱子所受的摩擦力大小为80N；（3）地面和箱子之间的动摩擦因数为0.2．27．【解答】解：（1）对小球，画出受力分析，如图所示：由图可知，，F在0﹣2G之间变化，T的取值范围为[G，G]；（2）小球竖直方向受力平衡，故：Tcos0﹣mg=0，即，图象如图所示：答：（1）轻绳张力T的大小取值范围为[G，G]；（2）轻绳的张力T与cosθ的关系为，T与cosθ的关系图象如图所示．附加题（共50分）28．【解答】设重物的质量为M．以两个轻环和小球组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力F N，力图如图1所示．根据平衡条件得：2F N=Mg，得到F N=Mg，可见，水平横梁对铁环的支持力F N不变．以左侧环为研究对象，力图如图2所示．竖直方向：F N=Fsinα…①水平方向：Fcosα=F f…②由①②得：F f=F N cotα，α增大时，F f变小．故选：BC．29．【解答】小球受重力、斜面支持力F1和挡板支持力F2，将F1与F2合成为F，如图小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线．从图中可以看出，当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中，F1越来越小，F2先变小，后变大；故选：BC．30．【解答】首先对B球受力分析，合力为零．故B球受重力和OB绳子的向上的拉力，由于B球保持静止，受力平衡，故AB绳子的拉力为零；再对A球受力分析，受重力，OA绳子的拉力和一个题中需要求解的力，根据三力平衡条件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有F2与F3符合；故选BC．31．【解答】把4个物块看做一个整体，对整体进行受力分析如图所示：可知 f1=f2=2G以1号物体为研究对象，受力分析如图所示，可知f12=G以2号物体为研究对象，受力分析如图所示，由图可知，2、3间的作用力f23=0故答案为：0，32．【解答】设弹簧劲度系数为k由整体法，M刚好离开地面时，系统受力如图所示，所以：F=Mg+mg=4mg此时弹簧处于伸长状态，M受力平衡，弹簧受到的弹力为T=Mg=kx初始时弹簧处于压缩状态，且弹力T0=mg=kx根据题意知，x+x0=2h﹣h=h，解得弹簧原长为故答案为：4；33．【解答】当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时弹簧k2被压缩，弹簧k1被拉长对G1和G2受力分析如图所示根据共点力平衡，对G1有：T1+T2﹣G1=0对G2有：F﹣G2﹣T2=0又：联立解得，故答案为：34．【解答】解：（1）根据题意可知，羚羊的加速时间为t1=4s，加速度为a1=6.25m/s2；猎豹的加速时间t2=4s，加速度为 a2=7.5m/s2由于猎豹先开始运动，且加速度、最大速度均比羚羊大，所以在运动过程中二者间的距离始终减小．猎豹开始运动后8s末，羚羊的位移，猎豹的位移，若要追上，则初始距离 x≤x2﹣x1=55m（2）保证猎豹在加到最大速度后追上羚羊，即在加速阶段未追上，加速阶段猎豹的位移x2'=60m，在猎豹达到最大速度时，羚羊运动了 t=3s，此时的位移为，若没追上，则初始距离x≥x2'﹣x1'=31.875m若加速阶段就已经追上，则初始距离x＜31.875m答：（1）猎豹要在达到最大速度后到开始减速前追到羚羊，x值范围为x≤55m（2）猎豹要在其加速阶段追到羚羊，x值范围为x＜31.875m35．【解答】解：（1）拖把头受到重力、支持力、推力和摩擦力处于平衡，设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有竖直方向上：Fcosθ+mg=N…①水平方向上：Fsinθ=f…②式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力．按摩擦定律有 f=μN…③联立①②③式得…④（2）若不管沿拖杆方向用多大的力不能使拖把从静止开始运动，应有Fsinθ≤λ N…⑤这时①式仍满足．联立①⑤式得 sinθ﹣λcosθ≤λ…⑥现考察使上式成立的θ角的取值范围．注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sinθ﹣λcosθ≤0…⑦使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把．临界角的正切为tanθ0=λ…⑧答：（1）若拖把头在地板上匀速移动，推拖把的力的大小为．（2）tanθ0=λ．。
