北京市五十七中学物理高一上期末质量检测试题含解析

北京市五十七中学物理高一上期末质量检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。1、如图所示，一辆小车静置在水平地面上，用一条遵守胡克定律的橡皮筋将小球P悬挂于车顶O点，在O点正下方有一光滑小钉A，它到O点的距离恰好等于橡皮筋原长l0．现使小车从静止开始向右做加速度逐渐增大的直线运动，在此运动过程中(橡皮筋始终在弹性限度内)，小球的高度（）A.逐渐降低B.保持不变C.逐渐升高D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定2、如图所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°．现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是：（）A.增大B.先增大后减小C.减小D.先减小后增大3、一辆沿直线运动的汽车刹车过程，位移和时间的关系满足方程，则下列说法正确的是A.汽车刹车时的初速度为20m/s，加速度大小为 B.汽车向前运动50m后停止运动C.时，汽车的速度大小为 D.汽车运动最后1s内的位移大小等于1m4、下列物理量属于矢量的是（）A.时间 B.路程C.位移 D.质量5、如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，直径竖直，O为圆心，最高点B处固定一光滑轻质滑轮，质量为m的小环A穿在半圆环上．现用细线一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动．小环A及滑轮B大小不计，在移动过程中，关于拉力F以及半圆环对A的弹力N的说法正确的是（）A.F逐渐增大 B.N的方向始终指向圆心OC.N逐渐变小 D.N大小不变6、如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架前端，右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某段时间内观察到轻质细线偏离竖直方向θ角，且保持不变，则在这段时间内（）A.小车一定正在做加速运动B.轻质细线对小球A的拉力大小为C.物块B所受摩擦力大小为μMg，方向水平向右D.小车对物块B的作用力大小为，方向为斜向右上方7、甲、乙两物体在同一直线上，同时由同一位置向同一方向作直线运动，其v﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（）A.开始阶段乙运动在甲的前面，20s后乙落在甲的后面B.40s末乙追上甲C.20s末乙追上甲，且甲、乙运动速度相等D.乙在追甲的过程中，20s末两物体相距最远8、在下图所示的速度v随时间t变化的图像中，表示物体做匀加速直线运动的是：（）A. B.C. D.9、如图，图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v－t图象如图乙所示，人顶杆沿水平地面运动的s－t图象如图丙所示，若以地面为参考系，下列说法中正确的是（）A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在2s内做匀变速曲线运动C.t=0时猴子的速度大小为8m/sD.t=2s时猴子的加速度大小为4m/s210、消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是()A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力二、实验题11、（4分）在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验方案，操作如下：(1)平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应______（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹______为止。(2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条件是m______M（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。(3)图丙为小车质量定时，根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M=______kg。（g取10m/s2）12、（10分）图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点；②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1，s2，…，求出与不同m相对应的加速度a；⑥以砝码质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出—m关系图线，若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________；（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，a可用s1、s3和Δt表示为a=_____；图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_____mm，s3=____mm，由此求得加速度的大小a=_____m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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13、（9分）如图所示，停放在水平冰面上的冰车由质量为M，倾角为θ的斜面体改装而成，在斜面上轻放一质量为m的物块，不计物块与斜面、冰车与冰面之间的摩擦(1)释放物块后，在物块沿斜面向下运动的同时，冰车也在水平冰面上运动．请画出冰车受力的示意图，并根据示意图说明冰车由静止变为运动的原因（作图时冰车可视为质点）(2)若冰面上的人在车后方用水平方向的力推车，请分析下列两种可能情况：a.当力的大小为F1时，物块在斜面上滑动的同时冰车在冰面上保持静止，求F1和物块加速度的大小a1；b.当力的大小为F2时，物块和斜面保持相对静止一起加速运动，求F2和物块加速度的大小a2(3)第(1)问和第(2)问a所述的两种情况下，小物块对斜面压力的大小不同，分别记为FN1和FN2，请对FN1和FN2的大小关系作出猜想，并说明做出该种猜想的理由14、（14分）如图所示，水平传送带端到端的距离，物块均视为质点）通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，物块在传送带的左端，与连接物块的细线水平，当传送带以的速度逆时针转动时，物块恰好静止。已知物块的质量，物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，求：（1）物块的质量；（2）当传送带以的速度顺时针转动时，物块从端运动到端所用的时间；（3）当传送带以的速度顺时针转动时，物块从端运动到端的过程中，物块相对传送带运动的距离。15、（13分）如图所示，传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L1=3m、L2=1m．传送带始终以速度v0=4m/s向右匀速运动．现有一滑块（可视为质点）以速度v1=6m/s滑上传送带的左端，然后平稳地滑上平板．已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，滑块与平板、平板与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4,μ2=0.3，滑块、平板的质量均为m=1kg,g=10m/s2．求：(1)滑块滑离传送带时的速度大小；(2)判断滑块能否离开平板，如果能离开，请计算出离开平板时的速度大小。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。1、B【解析】设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得T1=mg弹簧的伸长x1=即小球与悬挂点的距离为L1=L0+当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma所以T2=弹簧的伸长x2=则小球与悬挂点的竖直方向的距离为即小球在竖直方向上到悬挂点的距离不变。故选B。2、D【解析】试题分析：以结点B为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知，绳BA的拉力TAB与绳BC的拉力FBC的合力与重力大小相等、方向相反，作出将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向过程中三个位置力的合成图如图，则由几何知识得知，绳子BC拉力先减小后增大．故选D.考点：物体的平衡；平行四边形法则.【名师点睛】本题考查了物体的平衡以及平行四边形法则的应用问题；此题采用图解法分析动态平衡问题，作出力图是基础，运用几何知识分析力的变化是关键；分析时要注意三个力的大小和方向的变化情况，根据题目的要求变换平行四边形.3、B【解析】A.位移和时间的关系满足方程x=20t-2t2（m），由匀变速直线运动的位移公式：可知汽车的初速度为：v0=20m/s加速度为：a=-4m/s2故A错误；B.汽车刹车时间为：刹车位移为：故B正确。C.汽车经过5s停止运动，t=6s时的速度大小为零，故C错误；D.汽车运动最后1s内的位移大小为：故D错误。4、C【解析】时间、路程、质量等物理量只有大小，没有方向，是标量；位移既有大小，又有方向，是矢量。故选C。5、D【解析】在物块缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg与N的合力与T等大反向共线，作出mg与N的合力，如图，由三角形相似得：①A、F＝T，由①可得：，AB变小，BO不变，则F变小；故A错误；BCD、由①可得：，AO、BO都不变，则N不变，方向始终背离圆心；故D正确，BC错误；6、BD【解析】A．对A受力分析由牛顿第二定律得计算得出方向水平向右，故小车向左做减速运动，故A错误；B．对A受力分析可知在竖直方向上有所以细绳的拉力为故B正确；CD．根据题意可以知道A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为，方向水平向右；

此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律可以知道方向水平向右；小车对B的支持力大小为Mg，方向竖直向上，故小车对物体B的作用力方向沿斜向右上方，故C错误，D正确。故选BD。7、BD【解析】ABC．由图知，开始阶段甲的速度大于乙的速度，20s后乙的速度大于甲的速度，而甲、乙两物体同时由同一地运动，在40s末甲乙两物体面积（位移）相同，此时相遇，所以在0-40s内甲一直在乙的前面．故AC错误,B正确D．前20s内甲物体速度大、乙的速度小，所以两物体间的距离逐渐增大，20s-40s内，物体乙速度大，两物体间距减小，故20s两物体相距最远，故D正确；故选BD考点：v-t图像；追击及相遇问题8、AC【解析】图像表示物体运动的速度随时间的变化关系，图像斜率表示加速度【详解】图像斜率表示加速度，A图中物体做匀加速直线运动，B图中物体做匀减速直线运动，C图中物体做反向匀加速直线运动，D图中物体做变加速直线运动，故AC正确，BD错误9、BD【解析】AB．由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下，由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2s内做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；C．s－t图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为竖直方向分速度则t=0时猴子的速度大小为故C错误；D．v－t图象的斜率等于加速度，则知猴子的加速度大小为故D正确。故选BD。10、BC【解析】A.绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；B.儿童从井内加速向上提的过程中，加速度方向向上，儿童处于超重状态，则绳子对儿童的拉力大于儿童的重力．故B正确；C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力，故C正确；D.消防员对绳子的拉力是作用在绳子上的力，而绳子对儿童的拉力是作用在儿童上的，故二力不是平衡力，故D错误．二、实验题11、①.增大②.间距相等③.远小于④.0.08【解析】(1)[1][2]由打出的纸带乙可知，小车做减速运动，则平衡摩擦力不够，则应增大木板的倾角，反复调节，直到小车做匀速运动，即直到纸带上打出的点迹间距相等为止。(2)[3]设小车质量为M，砝码盘和砝码的质量为，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有解得以M为研究对象有绳子的拉力显然要有必有故有即小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，即m远小于M；(3)[4]根据变式为由题意知所以由图象可知所以12、①.均匀②.线性③.远小于小车和小车中砝码的质量之和④.⑤.24.1⑥.47.3⑦.1.16⑧.⑨.【解析】（1）①[1]平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀；⑥[2]根据牛顿第二定律解得故与m成线性关系；（2）（i）[3]设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有解得以M为研究对象，根据牛顿第二定律有当时有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力，所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。（ⅱ）[4]设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，由匀变速直线运动的推论得即解得[5][6]图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=24.1mm，s3=47.3mm；[7]由此求得加速度的大小（ⅲ）[8][9]设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有解得所以图象的斜率为解得纵轴截距为解得三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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13、(1)将FN沿水平方向和竖直方向正交分解，可知竖直方向合力为零，水平方向合力不为零，因此冰车在水平方向合力作用下由静止变为运动，且在物块滑离斜面前沿水平冰面做加速运动(2)a：a1=gsinθ；F1=mgcosθsinθb.a2=gtanθ；F2=（m+M）gtanθ(3)正确的猜想：FN1<FN2【解析】（1）对冰车受力分析，冰车水平方向合力不为零，所以沿水平方向做加速运动；（2）冰车静止，水平方向合力为零，根据平衡条件列方程可求F1．分析物块的受力，根据牛顿第二定律可求小物块的加速度；当冰车与小物块相对静止时，隔离小物块可求加速度，再根据整体运用牛顿第二定律，可求F2的大小；（3）物块加速度不沿斜面方向，将加速度a沿垂直斜面和沿斜面两方向正交分解，根据牛顿第二定律可分析重力垂直斜面的分力与支持力的关系，即可比较两种情况支持力的大小【详解】（1）冰车的受力示意图如答图1所示；将FN沿水平方向和竖直方向正交分解，可知竖直方向合力为零，水平方向合力不为零，因此冰车在水平方向合力作用下由静止变为运动，且在物块滑离斜面前沿水平冰面做加速运动（2）a.冰面上的人在车后方推车时车的受力情况如答图2所示，物块的受力情况如答图3所示由于冰车保持静止，水平方向受力平衡，有：F1=FNsinθ对物块应用牛顿第二定律，有：FN=mgcosθ；mgsinθ=ma1解得：a1=gsinθ；F1=mgcosθsinθb.当物块和斜面保持相对静止一起加速运动时，它们的加速度a2必然沿水平方向，物块的受力示意图如答图4所示对物块应用牛顿第二定律，有：mgtanθ=ma2对物块和冰车的整体应用牛顿第二定律，有：F2=（m+M）a2解得：a2=gtanθ；F2=（m+M）gtanθ（3）正确的猜想：FN1<FN2；理由：第（1）问所述情况中物块沿斜面下滑的同时，斜面体沿水平冰面后退，在一小段时间内物块发生的位移x（以地面为参考系）如答图5所示，物块加速度a的方向与位移x的方向一致．将加速度a沿垂直斜面和沿斜面两方向正交分解，可知，a有垂直斜面向下的分量，结合答图3中的受力分析，可知FN1<mgco