2014-2015年北京市师范大学亚太实验学校高一上学期期末物理试卷与解析

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2014-2015学年北京市师范大学亚太实验学校高一(上)期末物理试卷一、本题共7小题,在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.1.(6分)下列说法中正确的是()A.质点就是体积很小的物体B.只有做直线运动的物体才能看成质点C.在单方向直线运动中,位移就是路程D.位移是矢量,路程是标量;有大小又有方向的物理量不一定是矢量2.(6分)在国际单位制中,力学的三个基本物理单位是()A.质量、米、秒B.牛顿、米、秒C.千克、米、秒D.牛顿、米、米/秒3.(6分)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为()A.B.C.D.3μmg4.(6分)如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀加速直线运动.由此可知,A、B间的滑动摩擦系数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠05.(6分)关于质点的运动,下列说法中正确的是()A.某时刻速度为零,则此时刻加速度一定为零B.加速度越大则速度变化得越快C.质点做单方向直线运动,其加速度逐渐增大时,其速度可能会逐渐减小D.做变加速直线运动的物体,在相邻两段相等时间间隔内通过的位移之差一定为恒量6.(6分)如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人和车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及车与地面的摩擦,则车对人的摩擦力可能是()A.0 B.F,方向水平向右C.F,方向水平向左D.F,方向水平向左7.(6分)两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力中的任何一个力都大C.如果夹角不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D.合力F可能比分力中的任何一个力都小二、本题共1小题,把答案填在答题纸中相应题号的横线上或按题目要求作答.8.(8分)电火花打点计时器固定在斜面上某处,小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如甲图所示.(1)电火花打点计时器,它使用电源(填直流或交流),工作电压V.(2)打点计时器打A点时小车的速度V A=m/s.(3)已知计时器使用的交流电频率为50Hz,用乙图给出的数据可求出小车下滑的加速度为:a=m/s2.四、本题共4小题,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.9.(10分)某飞机着地时的速率为216km/h,随后匀减速滑行,滑行时飞机受空气和地面的阻力为其重力的0.2倍.飞机滑行时的加速度多大?机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?(g=10m/s2)10.(12分)如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量.11.(14分)质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°.力F作用2秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)12.(14分)如图所示,质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F.当小车向右开始运动时,在小车的最左端放上一质量为m=2kg 初速度为3.5m/s的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,问:(1)假定小车足够长,水平恒力F=8N,经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?小物块从放上开始经过t0=4.0s时的速率为多少?(2)如小车的长度为m,为了使小物块不至于滑下车,水平恒力F是多少?2014-2015学年北京市师范大学亚太实验学校高一(上)期末物理试卷参考答案与试题解析一、本题共7小题,在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.1.(6分)下列说法中正确的是()A.质点就是体积很小的物体B.只有做直线运动的物体才能看成质点C.在单方向直线运动中,位移就是路程D.位移是矢量,路程是标量;有大小又有方向的物理量不一定是矢量【解答】解:A、体积很小的物体也不一定能看成质点,这要看分析的是什么问题,比如在研究原子的运动情况时,此时的原子就不能看成质点,所以A错误;B、当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,与物体的运动的情况无关,所以B错误;C、位移是矢量,路程是标量,在单方向直线运动中,只是位移的大小和路程相等,但不能说位移就是路程,所以C错误;D、位移是矢量,路程是标量;有大小又有方向的物理量不一定是矢量,矢量在运算时还要遵守平行四边形定则,比如电流,有大小也有方向,但电流是标量,所以D正确。

故选:D。

2.(6分)在国际单位制中,力学的三个基本物理单位是()A.质量、米、秒B.牛顿、米、秒C.千克、米、秒D.牛顿、米、米/秒【解答】解:在国际单位制中,力学的三个基本物理是质量、长度和时间,其单位为基本单位,分别是千克、米、秒。

故选:C。

3.(6分)如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为()A.B.C.D.3μmg【解答】解:本题的关键是要想使四个木块一起加速,则任两个木块间的静摩擦力都不能超过最大静摩擦力。

设左侧两木块间的摩擦力为f1,右侧木块间摩擦力为f2;则有对左侧下面的大木块有:f1=2ma,对左侧小木块有T﹣f1=ma;对右侧小木块有f2﹣T=ma,对右侧大木块有F﹣f2=2ma﹣﹣﹣(1);联立可F=6ma ﹣﹣﹣﹣(2);四个物体加速度相同,由以上式子可知f2一定大于f1;故f2应达到最大静摩擦力,由于两个接触面的最大静摩擦力最大值为μmg,所以应有f2=μmg﹣﹣﹣﹣(3),联立(1)、(2)、(3)解得。

故选:B。

4.(6分)如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀加速直线运动.由此可知,A、B间的滑动摩擦系数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0【解答】解:先以A为研究对象,A做匀加速运动,合力不为零,由牛顿第二定律分析可知,A受摩擦力,则知A、B间的动摩擦因数μ1不为零;再以整体为研究对象,由牛顿第二定律分析可知,地面C对B可能有摩擦力,也可能没有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2不一定为零,故CD正确,AB 错误。

故选:CD。

5.(6分)关于质点的运动,下列说法中正确的是()A.某时刻速度为零,则此时刻加速度一定为零B.加速度越大则速度变化得越快C.质点做单方向直线运动,其加速度逐渐增大时,其速度可能会逐渐减小D.做变加速直线运动的物体,在相邻两段相等时间间隔内通过的位移之差一定为恒量【解答】解:A、某时刻速度为零,加速度不一定为零,比如自由落体运动的初始时刻,速度为零,加速度不为零,故A错误。

B、加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度越大,速度变化越快,故B正确。

C、当质点的速度方向与加速度方向相反,加速度增大,速度减小,故C正确。

D、匀加速直线运动,在相邻相等时间内的位移之差是一恒量,故D错误。

故选:BC。

6.(6分)如图所示,小车的质量为M,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人和车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及车与地面的摩擦,则车对人的摩擦力可能是()A.0 B.F,方向水平向右C.F,方向水平向左D.F,方向水平向左【解答】解:根据牛顿第二定律得整体的加速度a=,方向水平向左。

隔离对人分析,人在水平方向上受拉力、摩擦力,根据牛顿第二定律有:设摩擦力方向水平向右。

F﹣f=ma,解得:f=F﹣ma=F。

若M=m,摩擦力为零。

若M>m,摩擦力方向向右,大小为F。

若M<m,摩擦力方向向左,大小为F。

故选:AC。

7.(6分)两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力中的任何一个力都大C.如果夹角不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D.合力F可能比分力中的任何一个力都小【解答】解:A、若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A正确;B、由力的合成方法可知,两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B错误;C、如果夹角不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F可以减小,也可以增加,故C错误;D、二力平衡时,合力为零,此时合力F比分力中的任何一个力都小,故D正确;故选:AD。

二、本题共1小题,把答案填在答题纸中相应题号的横线上或按题目要求作答.8.(8分)电火花打点计时器固定在斜面上某处,小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如甲图所示.(1)电火花打点计时器,它使用交流电源(填直流或交流),工作电压220 V.(2)打点计时器打A点时小车的速度V A=0.55m/s.(3)已知计时器使用的交流电频率为50Hz,用乙图给出的数据可求出小车下滑的加速度为:a= 5.0m/s2.【解答】解:(1)电火花打点计时器使用的是交流电源,工作电压为220V.(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,知m/s=0.55m/s.(3)因为在连续相等时间内的位移之差为0.2cm,根据△x=aT2得,a=.故答案为:(1)交流,220,(2)0.55,(3)5.0四、本题共4小题,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.9.(10分)某飞机着地时的速率为216km/h,随后匀减速滑行,滑行时飞机受空气和地面的阻力为其重力的0.2倍.飞机滑行时的加速度多大?机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?(g=10m/s2)【解答】解:由牛顿第二定律:0.2mg=ma得a=2 m/s2由v2﹣v02=2ax得x==900m.答:飞机滑行时的加速度为2 m/s2.机场的跑道至少要900m才能使飞机安全地停下来.10.(12分)如图所示,在动力小车上固定一直角硬杆ABC,分别系在水平直杆AB两端的轻弹簧和细线将小球P悬吊起来.轻弹簧的劲度系数为k,小球P的质量为m,当小车沿水平地面以加速度a向右运动而达到稳定状态时,轻弹簧保持竖直,而细线与杆的竖直部分的夹角为θ,试求此时弹簧的形变量.【解答】解:对小球受力分析:Tsinθ=maTcosθ+F=mgF=kx解得:x=讨论:①若g<acot θ则弹簧伸长x=②若g=acot θ则弹簧伸长x=0③若g>acot θ则弹簧压缩x=答:①若a<gcot θ则弹簧伸长x=;②若a=gcot θ则弹簧伸长x=0;③若a>gcot θ则弹簧压缩x=.11.(14分)质量为10kg的物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角θ=37°.力F作用2秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)【解答】解:物体受力分析如图所示,设加速的加速度为a1,末速度为v,减速时的加速度大小为a2,将mg 和F分解后,由牛顿运动定律得:F N=Fsinθ+mgcosθFcosθ﹣f﹣mgsinθ=ma1根据摩擦定律有f=μF N,代入数据得a1=10﹣20μ加速过程由运动学规律可知v=a1t1撤去F 后,物体减速运动的加速度大小为a2,则a2=gsinθ+μgcosθ代入数据得a2=6+8μ由匀变速运动规律有v=a2t2由运动学规律知s=a1t12+a2t22代入数据得μ=0.25;s=16.25m答:物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25;物体的总位移s=16.25m12.(14分)如图所示,质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F.当小车向右开始运动时,在小车的最左端放上一质量为m=2kg 初速度为3.5m/s的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,问:(1)假定小车足够长,水平恒力F=8N,经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?小物块从放上开始经过t0=4.0s时的速率为多少?(2)如小车的长度为m,为了使小物块不至于滑下车,水平恒力F是多少?【解答】解:(1)开始的时候小车的速度小于物块的速度,故小车受向右的摩擦力,物块受向左的摩擦力,故开始一段时间内物块向右减速,小车向右加速:对物块:a1=μg=2m/s2对小车:F+μmg=Ma2得:a2=1.5m/s2设经过时间t1物块速度与小车速度相等:v 0﹣a1t1=a2t1得:t1=1s此时二者共同速度为:v=1.5m/s以物块和小车整体为研究对象,根据牛顿第二定律:F=(M+m)a3得:a3=0.8m/s2则再经过3s后v′=v+a3t=1.5+0.8×3=3.9m/s(2)开始一段时间内物块向右减速,小车向右加速:对物块:a1=μg=2m/s2对小车:F+μmg=Ma2设经过时间t物块速度与小车速度相等:v0﹣a1t=a2t为了使小物块不至于滑下车,v0t﹣a1t2﹣a2t2=L联立得:F=20N答:(1)假定小车足够长,水平恒力F=8N,经过1s物块停止与小车间的相对运动;小物块从放上开始经过t0=4.0s时的速率为3.9m/s(2)如小车的长度为m,为了使小物块不至于滑下车,水平恒力F是20N.。