河南省新乡市高一下学期开学考试物理试题

河南省新乡市高一下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．一物体做匀变速直线运动，经过时间t后，它的速度由v1变为v2，经过的位移为x．下列说法中正确的是（　 ）
A．这段时间内它的平均速度为
B．经过时，它的瞬时速度的大小为
C．这段时间的中点时刻的瞬时速度为
D．经过时，它的瞬时速度为
2．如图所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m、半径为r的均匀半球体物块A，现在A上放一密度和半径与A相同的球体B，调整A的位置使得保持静止状态，已知A与地面间的动摩擦因数为0.5，则A球球心距墙角的距离可能是（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）
A．1.8r B．2.0r C．2.4r D．2.8r
3．如图所示的图象中，不表示匀速直线运动的图像是（　　）
A． B．
C． D．
4．下列说法正确的是（　　）
A．研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，可以将其看成质点
B．站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的
C．质点速度变化率越大，则加速度越大
D．滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反
5．如图甲所示的水平传送带AB逆时针匀速转动，一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑，以某一初速度从传送带左端滑上，在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向左为正方向，以物块刚滑上传送带时为计时起点），已知传送带的速度保持不变，重力加速度g取10m/s2．关于物块与传送带间的动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间t，下列计算结果正确的是（）
A．μ=0.2 B．μ＝0.4
C．t＝2.5s D．t＝4.5
二、单选题
6．如图所示，小球a质量为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向的夹角，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是
A． B． C． D．
7．如图所示，加装“保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出．已知一根伞绳能承重2940 N，伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为30°，飞机的质量约为30吨．忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于(图中只画出了2根伞绳)(　 　)
A．120 B．90
C．60 D．30
8．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则（　　）
A．物体在2s内的位移为零 B．4s末物体将回到出发点
C．2s末物体的速度为零 D．物体一直在朝同一方向运动
9．某同学在探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系的实验中，用图象法处理数据时，误把弹簧的总长度作为横坐标，然后描点作图，其他步骤都正确，则作出的图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
10．A、B两个物体在水平面上沿同一直线运动，它们的v－t图象如图所示．在t＝0时刻，B在A的前面，两物体相距7 m，B物体做匀减速运动的加速度大小为2 m/s2．则A物体追上B物体所用时间是(　　)
A．5 s B．6.25 s C．7 s D．8 s
11．如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态．现对小球同时施加水平向右的恒力F0和竖直向上的力F，使小球由静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度大小成正比，即F=kv（图中未标出）．已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动直到静止
B．小球先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动,最后做匀速运动
C．小球的最大加速度为
D．小球的最大速度为
12．港珠澳大桥﹣﹣新世界的七大奇迹2018年 10月 23日，港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行，习近平出席仪式并宣布大桥正式开通；大桥于同年 10月 24日上午 9时正式通车；设计速度 100千米/小时，届时驾车从香港到珠海、澳门仅需 45分钟．港珠澳大桥全路段呈 S型曲线，全长 55千米，其中珠澳口岸至香港口岸41.6千米，跨海路段全长35.578千米；三地共建主体工程29.6千米，包括6.7千米 海底隧道和22.9千米桥梁；桥墩 224座，桥塔 7座；桥梁宽度33.1米，沉管隧道长度 5664米、宽度28.5米、净高5.1米．截至 2018年 10月，港珠澳大桥是世界上里程最长、寿命最长、钢结构最大、施工难度最大、沉管隧道最长、技术含量最高、科学专利和投资金额最多的跨海大桥；大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界记录，被誉为“超级大国的超级工程.建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约8万吨，相当于一台中型航母的重量．若该沉管在向下沉放过程中看成是减速运动，关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．沉管所受的合外力为0
B．沉管所受合外力不为0，且方向向下
C．该沉管处于超重状态
D．该沉管处于失重状态
13．如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是（　　）
A．B物体对A物体的静摩擦力方向向上
B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大
C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力
D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力大小一定等于B的重力
三、实验题
14．某同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，利用以下器材：两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。
实验步骤如下：
（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；
（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m＝100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g＝9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA＝________N/m，kB＝________N/m；
（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置并记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11.80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；
（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′＝________N（计算结果保留三位有效数字）；
（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示________，然后以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，以这两个邻边之间的对角线表示力F，测出F的大小为________N（结果保留三位有效数字）。
（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示，比较F与F′的大小及方向______。
（7）通过多次实验可发现，对于两个互成角度的力，若以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则________就代表合力的大小和方向。
15．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
（1）当M与m的大小关系：___________满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）某同学保持小车的质量不变，改变盘中砝码的质量，根据所得数据，在如图2所示坐标系中作出a-F图象.图线存在截距，其原因是 ：________________________．
（3）如图3所示为某同学在做实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm 、 x5=9.61 cm、x6=10.26 cm,则A点处瞬时速度的大小是________m/s,加速度的大小是________m/s2（计算结果保留两位有效数字）.
四、解答题
16．如图所示，小车在水平路面上加速向右运动，小球质量为m，用一条水平绳OA和一条斜绳OB（与竖直方向成θ＝30°角）把小球系于车上，求：
（1）若加速度，那么此时OB、OA两绳的拉力大小分别为多少？
（2）若加速度，那么此时OB、OA两绳的拉力大小分别为多少？
17．如图所示，AB是倾角为θ＝37°的光滑轨道，BC是粗糙的水平轨道，现有一质量为0.2kg的物体从高为h＝0.45m的A点由静止开始下滑，最终停在水平轨道上的M点。已知M点到B点的距离为L＝1.5m（物体通过连接处B点时能量损失不计，g取10m/s2）。求
（1）物体沿AB轨道下滑的加速度多大？
（2）物体到达B点时的速度多大？
（3）物体与水平轨道的动摩擦因数μ。
18．已知某一物体从楼上做自由落体,经过高为2.0m的窗户所用的时间为0.2s.物体是从距窗顶多高处自由落下的 (取g=10m/s2)
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参考答案：
1．ACD
【解析】
【详解】
因为位移为x，运动时间为t，则这段时间内的平均速度；故A正确．匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则经过t/2，它的瞬时速度是．故B错误．物体做匀变速直线运动，则这段时间的中间时刻的瞬时速度为，选项C正确； 设中间位置的速度为v′，根据速度位移公式有：v22 v2＝2a，v2 v12＝2a，则v22-v2=v2-v12，解得中间位置的瞬时速度为．故D正确．故选ACD．
【点睛】
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
2．AB
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意可知，B球的质量为2m，A、B处于静止状态，受力平衡，则地面对A的支持力为
N=3mg
当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，A球球心距墙角的距离最远，对A、B受力分析，如图所示；
根据平衡条件
Fcosθ=μ 3mg
解得：
tanθ＝
则A球球心距墙角的最远距离为
x=2rcosθ+r＝r
所以A球球心距墙角的距离居于的都是可能的，故AB正确，CD错误。
故选AB。
3．ABD
【解析】
【详解】
A．图中表示物体的速度为零，静止不动，故A正确；
B．图中表示物体的速度随时间的增加而增加，所以图中反映物体在做加速运动，故B正确；
C．图中表示物体的速度随时间的变化而不变，所以图中反映物体做匀速直线运动，故C错误；
D．物体做匀速直线运动时，路程和时间成正比，图中表示的不是正比例图象，故D正确。
故选ABD。
4．BCD
【解析】
【详解】
A．由于研究的问题与月球车的形状有关，因此不能将其看成质点，A错误；
B．站在地面上的人受到的弹力是地面发生形变，欲恢复原状而产生的，B正确；
C．加速度数值上等于单位时间内速度的变化，也就是速度的变化率，因此质点速度变化率越大，则加速度越大，C正确；
D．滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，而与物体的运动方向可能相同，也可能相反，还可能既不相同也不相反，D正确；
5．AD
【解析】
【详解】
由速度图象可得，0-3s内物块做匀变速运动的加速度大小为；由牛顿第二定律得 μmg=ma；则可得物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.2．故A正确，B错误．由速度图象可知，物块滑上传送带的初速度大小 v0=4 m/s、传送带的速度大小 v=2 m/s，物块在传送带上滑动 t1=3 s后与传送带相对静止．前2s内物块的位移大小，方向向右；第3s内的位移大小 ，方向向左；前3s内物块的位移 x=x1-x2=3 m，方向向右；物块再向左匀速运动的时间；所以物块在传送带上第一次向左返回的时间 t=t1+t2=3s+1.5s=4.5s，故C错误，D正确．故选AD．
【点睛】
解决本题的关键要理清物块在传送带上整个过程的运动规律，分段运用牛顿第二定律和运动学公式以及速度时间图线进行求解．
6．D
【解析】
【详解】
以小球a为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图，
根据平衡条件得知：F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：
根据胡克定律：Fmin=kxmin，所以：
A．，选项A正确，不符合题意；
B．，选项B正确，不符合题意；
C．，选项C正确，不符合题意；
D．，选项D错误，符合题意．
7．A
【解析】
【详解】
设至少需要n根伞绳，每根伞绳的拉力F等于2940N，飞机受力平衡，将将每根绳子的拉力沿着水平和竖直方向正交分解，如图：
则根据平衡条件，有，代入数据解得：n≈118（根），则降落伞的伞绳至少所需的根数最接近120根，故A正确，BCD错误．
8．D
【解析】
【详解】
AC．由图象可知在0～1s时间内，物体做加速运动，1s末的速度为v；则物体在1～2s内的做减速运动，加速度是第1s的，2s末的速度大于零，是0.5v，且物体在2s内的位移为不为零，故AC错误；
BD．在2～3s时间内，物体做加速运动，3s末的速度为1.5v；则物体在3～4s内的做减速运动，加速度是第1s的，4s末的速度是v。所以物体运动的方法始终没有变化，4s末物体不可能回到出发点。故B错误，D正确；
故选D。
9．C
【解析】
【详解】
误把弹簧的总长度作为横坐标，根据F=k△x，则有
F=k（L-x）
L是弹簧的总长度，而x是弹簧的原长．当不挂钩码时，无弹力，但有长度，但弹力与长度的关系是线性关系。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
B减速到零所需的时间为．在这5s内，A的位移为，B的位移为，此时两车相距为：，所以A追上B所需的时间为，D正确．
11．B
【解析】
【详解】
AB．刚开始运动，加速度为
a=
当速度v增大，加速度增大，当速度v增大到符合kv＞mg后，加速度为：
a2=
当速度v增大，加速度减小，当a2减小到0，做匀速运动，所以小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动．故A错误，B正确．
D．当加速度为零时，小球的速度最大，此时有：F0=μ（kv-mg），故最大速度为：
vm=
故D错误．
C．当阻力为零时，加速度最大，故小球的最大加速度为．故C错误．
12．C
【解析】
【详解】
由题意知沉管有向上的加速度，根据牛顿第二定律可知合力向上，故AB错误；因加速度向上，所以处于超重状态，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
13．D
【解析】
【详解】
A．对物体A、B受力分析，如图所示，右平衡条件可知，左图B受重力GB、水平力F、A对B的弹力FA、A对B向上的摩擦力，右图A受重力GA、水平墙的弹力FN、B对A的弹力FB、B对A向下的摩擦力FfB，墙对A向上的摩擦力Ff墙，A错误；
B．A、B为整体，在竖直方向受重力、墙的摩擦力处于平衡状态，总重力不变，所以F增大时，A和墙之间的摩擦力也不变，B错误；
CD．B受到的摩擦力大小等于B的重力，墙对A的摩擦力大小等于整体的总重力，不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力，C错误，D正确。
故选D。
14． 100 50 2.95 2.90（2.80～3.00均正确） 这两个邻边之间的对角线
【解析】
【分析】
【详解】
（2）[1][2]根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为
kA＝＝N/m＝100N/m
kB＝＝N/m＝50N/m
（4）[3]弹簧B的弹力大小为F′＝kBΔxB″＝50×（13.90－8.00）×10－2N＝2.95N。
（5）[4][5]由胡克定律可得
FA＝kAΔxA′＝100×（8.10－6.00）×10－2N＝2.10N
FB＝kBΔxB′＝50×（11.80－8.00）×10－2N＝1.90N
画出两个力的合力如下图，由图可知合力
F≈2.90N
（6）[6]作出力F′的图示如下图所示。
（7）[7]通过多次实验可发现，对于两个互成角度的力，若以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
15． 平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力 0.86 0.64
【解析】
【详解】
（1）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F=mg，必有m+M=M，故有，即只有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．（2）图中有拉力时没有加速度，说明平衡摩擦力不充分或没有平衡摩擦力．（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则A点的速度为，根据匀变速直线运动的推论公式，得加速度，代入数据得：．
【点睛】先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有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．根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上A点时小车的瞬时速度大小．
16．（1）mg；mg；（2）mg；0
【解析】
【分析】
【详解】
设OB、OA绳的张力分别为FT1、FT2，对小球受力分析如图所示
当小球向右加速至FT2刚好为0时，设此时加速度为a0，则
ma0＝mgtanθ
解得
(1)当时，FT2≠0，有
FT1sinθ－FT2＝ma1
FT1cosθ＝mg
解得
（2）当时，FT2′＝0，有
FT1′sinα＝ma2
FT1′cosα＝mg
解得
17．（1）6m/s2；（2）3m/s；（3）0.3
【解析】
【分析】
【详解】
（1）对物体在斜面上进行受力分析，并由牛顿第二定律可知
mgsinθ＝ma
代入数据解得
a＝6m/s2
（2）物体在斜面上运动时，由运动学公式可知
代入数据解得
vB＝3m/s
（3）物块在水平轨道上做匀减速直线运动，有
代入数据解得
μ＝0.3
18．4.05m
【解析】
【详解】
从最高点到窗户上端的距离：
从最高点到窗户下端的距离：
联立解得：
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