华师一附中高一(上)期末物理试卷(含答案)

2014-2015华师一附中高一（上）期末物理试卷

一、选择题（每小题5分，共10小题。1-6题单选，7-10题多选）

1.牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一条基本规律--牛顿第一定律．下列说法正确的是（）

A．伽利略的理想实验是没有事实依据的凭空想象的实验

B．伽利略以事实为依据，通过假设、推理得出力不是维持物体运动状态的原因

C．笛卡尔指出：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态

D．牛顿第一定律与牛顿第二定律一样，都可通过实验直接检验

2.关于曲线运动，下列说法正确的是（）

A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动

B．物体在变力作用下一定做曲线运动

C．质点做匀速率曲线运动，其加速度一定与速度方向垂直，且指向轨迹的凹侧

D．质点做匀速率曲线运动，加速度大小一定不变

3.在秋收的打谷场上，脱粒后的谷粒用传送带送到平地上堆积起来形成圆锥体，

随着堆积谷粒越来越多，圆锥体体积越来越大，简化如图所示．用力学知识分

析得出圆锥体底角的变化情况应该是（）

A．不断增大B．保持不变

C．不断减小D．先增大后减小

4.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹

簧不粘连．平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，以下说法正确的是

（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）（）

A．小球静止时弹簧的弹力大小为

B．小球静止时细绳的拉力大小为

C．细线烧断瞬间小球的加速度为

D．细线烧断后小球做平抛运动

5.如图所示，放在倾角θ=15°的斜面上物体A与放在水平面上的物体B通过跨接于定滑轮的轻绳连接，在某一瞬间当A沿斜面向上的速度为v1时，轻绳与斜面的夹角α=30°，与水平面的夹角

β=60°，此时B沿水平面的速度v2为（）

A．v1B．v1C．v1D．v1

6.如图所示为电影《星际穿越》中的飞船图片，当飞

船只在万有引力的作用下运动时，宇航员处于完全失

重状态；为了模拟重力环境，可以让飞船旋转起

来．对飞船飞行的电影片段用

Tracker Video Analysis 软件进行分析，得出飞船的

旋转的角速度为0.6rad/s，已知地球表面重力加速度

为10m/s2．由此请推算出飞船的半径约为（）

A．28m B．56m C．100m D．256m

7.如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为R，小球略小于圆管内径．若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为mg，则此时小球的速度为（）

A．0B．C．D．

8.一只小船渡河，船相对于静水的初速度大小均相同，方向垂直于河岸，

且船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸，水流速度各处相同且恒定

不变．现小船相对于静水沿v0方向分别做匀加速、匀减速、匀速直线运

动，运动轨迹如图所示，由此可以判断（）

A．沿AD轨迹运动时，船相对于静水做匀减速直线运动

B．沿三条不同路径渡河的时间相同

C．沿AB轨迹渡河所用的时间最短

D．沿AC轨迹船到达对岸的速度最大

9.两个可视为质点的小球a和b，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置

在光滑的半球面内，如图所示．已知细杆长度是球半径的倍，当两

球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ=15°，则（）

A．杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向

B．小球a和b的质量之比为：1

C．小球a和b的质量之比为：1

D．半球面对a、b球的弹力之比为：3

10.如图甲所示，静止在水平面C上足够长的木板B左端放着小物块A．某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示．A、B间最大静摩擦力大于B、C之间的最大静摩擦力，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在拉力逐渐增大的过程中，下列反映A、B运动过程中的加速度及A与B间摩擦力f1、B与C间摩擦力f2随时间变化的图线中正确的是（）

A．B．C．D．

二、实验题（共2题，15分）

11.（6分）如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，

金属片把P球沿水平方向抛出，同时Q球被松开而自由下落，P、Q两球同时开

始运动，则：（1）__________

A．P球先落地B．Q球先落地C．两球同时落地D．两球落地先后由小锤打击力

的大小而定

（2）上述现象表明__________．

12.（9分）某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律，小车上固定有宽度为d的遮光条，他将光电门固定在长木板上的B点，用重物通过细线与固定在小车前端的力传感器相连（力传感器可测出细线的拉力大小）．每次小车都从同一位置A由静止释放，改变砝码个数并测出小车的质量m （含砝码、传感器与遮光条），测出对应拉力传感器的示数F和对应遮光条通过光电门的时间△t．试回答下列问题：

（1）若A、B间的距离为L，则计算小车加速度的表达式为a= __________ ．

（2）根据测得的实验数据，以F△t为纵轴，以 __________ 为横轴，若得到一条过原点的直线，则可验证牛顿第二定律．

（3）关于本实验，某同学提出如下观点，其中不正确的是 __________

A．L越大，实验误差越小 B．牵引小车的细绳应与木板平行

C．应平衡小车受到的摩擦力 D．重物的质量应远小于小车的质量．

三、解答题（共4小题，45分）

13.（11分）在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图所示．长度为

L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=1kg、不计大小的小球．初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以v0=1m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上．已知细线所能承受的最大张力为8N，求：

（1）小球从开始运动至绳断时的位移．

（2）绳断裂前小球运动的总时间．

14.（11分）用一沿斜面向上的恒力F将静止在斜面底端的物体向上推，推到斜面中点时，撤去F，物体正好运动到斜面顶端并开始返回．在此情况下，物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端所需时间也为t．求：

（1）撤去F前的加速度a1与撤去F后物体仍在向上运动时的加速度a2之比为多少？

（2）推力F与物体所受斜面摩擦力f之比为多少？

15.（11分）如图所示，MN为水平地面，PQ为倾角为60°的斜面，半径为R的圆与MN、PQ相切．从圆心O点正上方的某处A点水平抛出一小球，恰垂直击中斜面上的B点．B离地面的高度为1.5R．重力加速度为g．求：

（1）小球水平抛出时的初速度

（2）A点到O的距离．

16.（12分）如图所示，长为L=6.25m的水平传送带以速度v1=5m/s匀速运

动，质量均为m的小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，某时

刻P在传送带左端具有向右的速度v2=8m/s，P与定滑轮间的绳水平，P与

传送带间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，不计定滑轮质量和

摩擦，绳足够长．求：

（1）P物体刚开始在传送带上运动的加速度大小；

（2）P物体在传送带上运动的时间．

2014-2015学年湖北省武汉市华师一附中高一（上）期末物理试卷试卷的答案和解析1.答案：

试题分析：

试题分析：对于物学中的重要规律、原理，要明确其提出者，了解所涉及伟大科学家的重要

成就．

试题解析：A、伽利略的理想实验是依据他所做的实验，进行的理想化的推理，不是凭空想象出来的，对实际的生产和生活有非常重要的指导意义．故A错误；

B、伽利略根据理解斜面实验，通过假设、推理得出力不是维持物体运动状态的原因，故B正确．

C、牛顿指出：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，故C错误．

D、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能通过实验直接验证，故D错误．

故选：B．

2.答案：

试题分析：

试题分析：曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线；曲线运动的合力可以是变力，也可以是恒力，如平抛运动合力恒定，匀速圆周运动合力是变力．

试题解析：A、曲线运动的条件是物体的速度方向与合力方向不共线，平抛运动合力恒定，与速度

不共线，故A错误；

B、变力可能是方向不变，大小变化，如如果合力与速度一直共线但合力大小变化，则是变加速直

线运动，故B错误；

C、匀速率曲线运动的加速度方向与速度方向垂直，指向圆心，故C正确；

D、当加速度方向与速度方向始终垂直时，物体就做匀速率曲线运动，加速度的大小可以改变，故D 错误；

故选：C．

3.答案：

试题分析：

试题分析：开始时，圆锥体底角逐渐增加，当谷粒的重力的下滑分量与最大静摩擦力等大后，坡角就达到了最大值．

试题解析：谷粒受重力、支持力和静摩擦力；

开始时，圆锥体底角逐渐增加，故重力的下滑分力mgsinθ不断变大，而最大静摩擦力（约等于滑

动摩擦力）μmgcosθ逐渐减小，当两者相等，即mgsinθ=μmgcosθ，tanθ=μ时，坡角达到最大值，此后坡角保持不变；

故选B．

4.答案：

试题分析：

试题分析：小球静止时，分析受力情况，由平衡条件求解弹簧的弹力大小和细绳的拉力大小．细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向

相反，即可求出加速度．

试题解析：A、B、小球静止时，分析受力情况，如图，由平衡条件得：

弹簧的弹力大小为：F=mgtan53°=mg

细绳的拉力大小为：T==mg．故A错误，B错误；

C、D、细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：a==故C正确．

D、由C分析可得，D错误．

故选：C．

5.答案：

试题分析：

试题分析：绳子不可伸长，故A、B两个物体沿着绳子方向的分速度相等，据此解答即可．

试题解析：将A、B两个物体的速度沿着平行绳子和垂直绳子的方向正交分解，如图所示：

绳子不可伸长，故A、B两个物体沿着绳子方向的分速度相等，故：

v2cosβ=v1cosα

解得：

v2===

故选：D．

6.答案：

试题分析：

试题分析：宇航员处于完全失重状态，可知飞船中的物体靠重力提供向心力，根据牛顿第二

定律求出飞船的半径．

试题解析：根据mg=mrω2得，m≈28m．

故选：A．

7.答案：

试题分析：

试题分析：以小球为研究对象，小球通过最高点时，由重力与管壁上部对小球压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式，即可求解小球的速度．

试题解析：小球经过圆管最高点时受到轨道的压力向上，此时根据牛顿第二定律，故v=0．

当小球经过圆管最高点时受到轨道的压力向下，此时根据牛顿第二定律，故v=．

故AC正确、BD错误．

故选：AC．

8.答案：

试题分析：

试题分析：根据运动的合成，结合合成法则，即可确定各自运动轨迹，由运动学公式，从而确定运动的时间与速度大小．

试题解析：A、当沿AD轨迹运动时，则加速度方向与船在静水中的速度方向相反，因此船相对于水做匀减速直线运动，故A正确；

B、船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，因运动的性质不同，则渡河时间也不同，故B错误；

C、沿AB轨迹，做匀速直线运动，则渡河所用的时间大于沿AC轨迹运动渡河时间，故C错误；

D、沿AC轨迹，船是匀加速运动，则船到达对岸的速度最大，故D正确．

故选：AD．

9.答案：

试题分析：

试题分析：分别对两球及整体受力分析，由几何关系可得出两球受力的大小关系，及平衡时杆与水平方向的夹角；注意本题要用到相似三角形及正弦定理．

试题解析：A、对轻杆，受两个球的弹力是一对平衡力，根据牛

顿第三定律，杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向，故A正确；

B、C、两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过O作竖直线交ab于c点，设球面的半径为R，则△oac与左侧力三角形相似；△oac与右侧力三角相似；则由几何关系可得：

即：=

由题，细杆长度是球面的半径的倍，根据几何知识知图中α=45°

在△oac中，根据正弦定理，有：

则

则；

故B错误，C正确；

D、根据平衡条件，有：

故=；故D错误；

故选：AC．

10.答案：

ACD

试题分析：

试题分析：当F较小且拉动AB整体时，AB整体具有共同的加速度，二者相对静止；当F 较大时，二者加速度不同，将会发生相对运动，此后A做变加速直线，B匀加速直线运动；分三个阶段根据牛顿第二定律列式讨论即可．

试题解析：A、对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零；

对AB整体，当拉力F大于地面对整体的最大静摩擦力时，整体开始加速滑动，加速度为：

；

当拉力足够大时，A、B的加速度不同，故对A，有：

由于μ1mg＞μ2（M+m）g，故a A2＜a A3；故A正确；

B、对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，即物体B开始阶段的加速度为零，故B错误；

C、当拉力小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时对物体A，拉力小于μ1mg，静摩擦力等于拉力；

当整体开始加速滑动时，对A，根据牛顿第二定律，有：F-f1=ma；静摩擦力f1逐渐增加，但依然小于μ1mg；

当A、B发生相对滑动后，变为滑动摩擦力，为μ1mg；故C正确；

D、对AB整体，当拉力F小于地面对整体的最大静摩擦力时，整体加速度为零，此时静摩擦力等于拉力；

滑动后，受地面的滑动摩擦力为μ2（M+m）g，保持不变；故D正确；

故选：ACD．

11.答案：

试题分析：

（1）由于两球同时运动，P球做平抛运动，其竖直方向运动规律与Q球相同，因此两球同时落地，故ABD错误，C正确．

故选C．

（2）根据实验结果可知，该实验证明了，P球在竖直方向上做自由落体运动．

故答案为：P球竖直方向上做自由落体运动．

12.答案：

试题分析：

试题分析：（1）遮光板通过光电门的时间很短，可以用对应时间内的平均速度代替瞬时速度，根据速度位移关系公式v2=2as列式求解加速度；

（2）根据牛顿第二定律分析即可；

（3）要使绳子的拉力等于小车受到的合力，实验前必须先平衡摩擦力，牵引小车的细绳应

与木板平行，注意本实验中绳子的拉力是用力传感器读出的，不是由重物的重力代替的．

试题解析：（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故B点速度，

根据速度位移关系公式v B2=2aL，有

（2）根据牛顿第二定律可知，F=ma=m，则F△t=，以F△t为纵轴，以为横轴，

若得到一条过原点的直线，则可验证牛顿第二定律．

（3）A、L越大，到达B点的速度越大，时间越短，根据求出的B的速度误差越小，则实

验误差越小，故A正确；

B、要使绳子的拉力等于小车受到的合力，实验前必须先平衡摩擦力，牵引小车的细绳应与木板平行，这样绳子的拉力才等于小车受到的合力，故BC正确；

D、本实验中绳子的拉力是用力传感器读出的，不是由重物的重力代替，所以不需要满足重物的质

量应远小于小车的质量，故D错误．

本题选错误的，故选：D

故答案为：（1）；（2）；（3）D

13.答案：

试题分析：

试题分析：细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，小球的速度大小不变．绳子刚断裂时，拉

力大小为8N，由F=m求出此时的半径．小球每转120°半径减小0.3m，确定出小球转动

的圈数，求出时间．根据初位置、末位置的直线距离求解位移大小．

试题解析：（1）对小球，由牛顿第二定律，有：

解得：

R===0.125m

小球每转120°半径减小0.3m，细线断裂之前，小球恰好运动一圈，故运动的位移大小为：

S=1m-0.1m=0.9m

（2）细线断裂之前，小球恰好运动一圈，运动时间：

t===1.4πs

答：（1）小球从开始运动至绳断时的位移为0.9m；

（2）绳断裂前小球运动的总时间为1.4πs．

14.答案：

试题分析：

试题分析：由物体上滑至中点时撤去推力，物体能上升到最高点，对这两个过程来说，位移一样，第一上升过程初速度是0，末速度为v，第二上升过程，初速是v，末速度是0，故可以知道两个阶段的加速度大小相等，列出两个牛顿第二定律表达式，又上升时间和下降时间相同，故可以有运动学公式推到出上升和下降过程加速度之比，故可以求得推力和摩擦力只比．

试题解析：（1）由物体上滑至中点时撤去推力，物体能上升到最高点，对这两个过程来说，位移一样，第一上升过程初速度是0，末速度为v，第二上升过程，初速是v，末速度是0，故可以知道两个阶段的加速度大小相等

故为1：1

（2）由牛顿第二定律有：

第一段：F-mgsinα-f=ma1

第二段：mgsinα+f=ma2

（a1=a2′大小）

第三段：mgsinα-f=ma3

设斜面长为L．高度为h，由运动学公式有：

解上面各式得：f=（mgsinα）；

答：（1）撤去F前的加速度a1与撤去F后物体仍在向上运动时的加速度a2之比为1：1

（2）推力F与物体所受斜面摩擦力f之比为8：1

15.答案：

试题分析：

试题分析：小球做平抛运动，水平方向做运动直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据几何关系得出小球做平抛运动的水平位移以及水平和竖直方向速度的关系，再结合平抛运动基本公式求解．

试题解析：小球做平抛运动的水平位移

设小球的初速度为v0，小球在B点的竖直分速度v y=v0tan30°，

设小球做平抛运动的时间为t，

则v y=gt，x=v0t，

小球做平抛运动下落的高度

A点到圆心的距离x=h+0.5R

联立以上方程解得，

答：（1）小球水平抛出时的初速度为；

（2）A点到O的距离为．

16.答案：

试题分析：

试题分析：P先以加速度a1向左做匀减速运动，直到速度减为v1，接着以加速度a2向左做匀减速运动，直到速度减为0，根据牛顿第二定律和运动学公式即可求解

试题解析：（1）设P开始做减速运动的加速度为a1，对P有 T+μmg=ma1

对Q有 mg-T=ma1

解得a1=6m/s2

（2）经时间t1与传送带达相同速度，

在时间t1内P的位移

达共同速度后P做减速运动

设加速度大小为a2，对P有T′-μmg=ma2

对Q有 mg-T′=ma2

解得a2=4m/s2

P到达传送带的右端速度为

P运送时间为

总时间为t=t1+t2=1.5s

答：（1）P物体刚开始在传送带上运动的加速度大小6m/s2；（2）P物体在传送带上运动的时间为1.5s．