2018-2019学年安徽省芜湖市四校联考高一（上）期末物理试卷word版含答案

2018-2019学年安徽省芜湖市四校联考高一（上）期末物理试卷
一、选择题（共10小题，每小题4分，满分40分）
1．（4分）在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可以把物体简化为一个有质量的点，即质点．物理学中，把这种在原型的基础上，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立起来的客体称为（　　）
A．控制变量 B．理想模型 C．等效代替 D．科学假说
2．（4分）下列说法中正确的是（　　）
A．书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的
B．摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C．一个质量一定的物体放在地球表面任何位置所受的重力大小都相同
D．静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
3．（4分）如图为“2016中国好声音”娱乐节目所设计的“导师战车”战车可以在倾斜直轨道上运动。当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长10m的倾斜轨道冲到学员面前，最终刚好停止在轨道末端，此过程历时4s．在战车运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导师战车在整个运动过程中处于失重状态
B．根据题中信息可以估算导师战车运动的加速度大小为1.25m/s2
C．战车在倾斜轨道上做匀变速直线运动
D．根据题中信息可以估算导师战车运动的平均速度大小为2.5m/s
4．（4分）如图，在斜面上木块 A 与 B 的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止．则 关于木块 A 和木块 B 受力个数不可能的（　　）
A．2 个和 4 个 B．3 个和 4 个
C．4 个和 4 个 D．4 个和 5 个
5．（4分）如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（　　）
A．向右行驶、突然刹车
B．向左行驶、突然刹车
C．向左行驶、匀速直线运动
D．向右行驶、匀速直线运动
6．（4分）如图所示，2019个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上。平面AB与水平面的夹角为30°．则第3个小球对第4个小球的作用力大小为（　　）
A．1.5mg B．1007mg C．1008mg D．2016mg
7．（4分）甲、乙两个物体在同一直线上运动，其x﹣t图象如图所示，其中直线b与曲线a相切于点（4，﹣15）。已知甲做匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．前4 s内两物体运动方向相同
B．前4 s内乙的位移大小为44m
C．t＝0时刻，甲的速度大小为9 m/s
D．在t＝4s时，甲的速度大小为2m/s
8．（4分）如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，下端固定．弹簧原长为20cm，劲度系数k＝200N/m．现用竖直向下的力将弹簧压缩到10cm后用细线栓住，此时在弹簧上端放置质量为0.5kg的物块．在烧断细线的瞬间（　　）
A．物块的速度为零
B．物块的加速度为零
C．物块的加速度为10m/s2，方向竖直向下
D．物块的加速度为30m/s2，方向竖直向上
9．（4分）质量为0.3kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力的v﹣t图象，则下列说法中正确的是（　　）
A．水平拉力可能等于0.3N
B．水平拉力一定等于0.1N
C．物体受到的摩擦力可能等于0.1N
D．物体受到的摩擦力可能等于0.2N
10．（4分）如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平面上．一质量为m的物体B以初速度v0从A的斜面上端开始沿斜面下滑，三角形木块A仍然保持静止．则下列说法中正确的是（　　）
A．A对地面的压力大小不可能小于（M+m）g
B．水平面对A的静摩擦力可能为零
C．水平面对A的静摩擦力方向可能水平向左
D．若B沿A的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F的作用，则无论F的大小为何值，三角形木块A都不会立刻相对地面滑动
二、实验题（7分+8分，共15分）
11．（7分） 利用下列器材设计实验研究三力平衡的规律：
器材：三根完全相同的轻质弹簧（每根弹簧的两端均接有适当长度的细绳套），几个小重物，一把刻度尺，一块三角板，一枝铅笔，一张白纸，几枚钉子．
（1）按下列步骤进行实验，请在横线上将步骤补充完整：
①用两枚钉子将白纸（白纸的上边沿被折叠几次）钉在竖直墙壁上，将两根弹簧一端的细绳套分别挂在两枚钉子上，另一端的细绳套与第三根弹 簧一端的细绳套连接．待装置静止后，用刻度尺测出第三根弹簧两端之间的长度，记为L0；
②在第三根弹簧的另一个细绳套下面挂一个重物，待装置静止后，用铅笔在白纸上记下结点的位置O和三根弹簧的方向．用刻度尺测出第一、二、三根弹簧的长度L1、L2、L3，则三根弹簧对结点O的拉力之比为　 　；
③取下器材，将白纸平放在桌面上．用铅笔和刻度尺从O点沿着三根弹簧的方向画直线，按照一定的标度作出三根弹簧对结点O的拉力F1、F2、F3的图示．用平行四边形定则求出F1、F2的合力F．
④测量发现F与F3在同一直线上，大小接近相等，则实验结论为：　 　；
（2）若钉子位置固定，利用上述器材，改变条件再次验证，可采用的办法是　 　；
（3）分析本实验的误差来源，写出其中两点：　 　；　 　．
12．（8分）某同学采用如图1所示的装置验证规律：“物体质量一定，其加速度与所受合力成正比”。
a．按图1把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；
b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号：
c．保持小车的质量M不变，多次改变配重的质量m，再重复步骤b；
d．算出每条纸带对应的加速度的值；
e．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示配重受的重力mg（作为小车受到的合力F），作出a﹣F图象。
①在步骤d中，该同学是采用v﹣t图象来求加速度的。图2为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为B、C、D，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打C点时，小车的速度为　 　m/s；（保留两位有效数字）
②其余各点的速度都标在了v﹣t坐标系中，如图3所示。t＝0.10s时，打点计时器恰好打B点。请你将①中所得结果标在图3所示的坐标系中，（其他点已标出，）并作出小车运动的v﹣t图线（各计1分，共2分）；利用图线求出小车此次运动的加速度a＝　 　m/s2；（保留两位有效数字）
③最终该同学所得小车运动的a﹣F图线如图4所示，从图中我们看出图线是一条经过原点的直线。根据图线可以确定下列说法中　 　正确的是　 　
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与所受合力成正比
B．小车的加速度可能大于重力加速度g
C．可以确定小车的质量约为0.50kg
D．实验中配重的质量m应该远小于小车的质量M
三、计算题（本题包括3个小题，12分+15分+18分，共45分．要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，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．（12分）重量为60N、长为L＝2m的均匀木棒放在水平桌面上，如图（a）所示，至少要用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动．木棒从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木棒继续做匀速运动．求：
（1）木棒与桌面间的最大静摩擦力Fmax．
（2）木棒与桌面间的动摩擦因数μ．
（3）当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5m露出桌面时，如图（b）所示，水平推力的大小F．
14．（15分）用机器托住一个质量M＝1kg的木板，木板上有一个质量m＝2kg的物块。物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.5，木板与机器间的动摩擦因数足够大，木板与机器之间不会发生相对移动。整个系统正以初速度v0＝20m/s沿竖直向上的方向运动（此时刻也是计时的0时刻）。同时风正从物块的右侧面吹来，给物块水平向左的风力F恒为6N．已知在题设的整个过程中物块不会滑离木板。取g＝10m/s2。
（1）要使物块m与木板M之间发生相对运动，试判断加速度的方向及加速度的大小至少为多少？
（2）若系统加速度的大小为8m/s2，且系统加速度的方向也满足第（1）问中的要求，求2s内物块沿板方向的位移大小。
15．（18分）如图所示，直角三角形支架 OXY 在竖直平面内，XY 为光滑的轻直细杆，高 h＝l.25m 的 OY 杆垂直于地面，XY 杆与水平面夹角为 30°．一个质量为 m＝2kg 的小球 A（可视为质点）穿在 XY 杆上，下悬一个质量为 m2＝1kg 的小球 B，对杆上小球施加一个 水平向左的恒力 F 使其从 XY 杆的中点由静止开始沿杆向上运动，运动过程悬挂小球的悬线与竖直方向夹角为 30°，g 取10m/s2，求：
（1）小球 B 运动的加速度大小；
（2）恒力 F 的大小；
（3）小球 A 到达 y 点时的速度大小．

2018-2019学年安徽省芜湖市四校联考高一（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题4分，满分40分）
1．【解答】解：A、物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。所以A错误；
B、突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。所以B正确；
C、等效替代法是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。物理学中有许多运用这种方法的实例，如在电路中以一个电阻来等效代替多个电阻，以便于分析电路；在研究二力合成的问题上，将两个力与等效的一个力作对比，所以C错误；
D、所谓科学假说，是指认识主体在已知的有限的科学事实和科学原理的基础之上，运用科学思维方法，对未知自然现象的本质及其规律所做出的推测性的解释和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。所以D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A、书放在水平桌面上受到的支持力，施力物体是桌面，所以是桌面发生形变产生的，故A错误；
B、摩擦力与相对运动方向相反，可以与物体的运动方向相同，如物体随传送带一起向上运动，静摩擦力方向与运动方向相同，故B正确；
C、地球各处的重力加速度g不同，根据G＝mg可知，一个质量一定的物体放在地球表面不同位置所受的重力大小可能不同，故C错误；
D、静止的物体也可以受到滑动摩擦力，如一个物体在另一个静止的物体上滑动时，静止的物体也受到滑动摩擦力，故D错误
故选：B。
3．【解答】解：A、由题可知，“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速的过程中有沿斜面向下的分加速度，车处于失重状态；当车减速时，车有向上的分加速度，车处于超重状态。故A错误；
B、“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速度大小不好估算。故BC错误；
D、车的位移是10m，时间是4s，所以可以求出平均速度：m/s。故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：B至少受到重力、A对B的压力和静摩擦力、斜面的支持力四个力。斜面对物体B可能有静摩擦力，也有可能没有静摩擦力，因此B受到4个力或5个力；
而A受到力支持力与重力外，可能受到拉力与B对A的摩擦力。因此A可能受到2个力或4个力。故ACD正确，B错误；
题目要求选不可能的，故选：B。
5．【解答】解：对摆锤进行受力分析，如图所示，
所以物体在水平方向所受合力不为0且方向向左，故物体的加速度方向向左。
所以若汽车运动方向向左，即向左作匀加速运动；
若汽车运动方向向右，即向右作匀减速运动。
故A正确。
故选：A。
6．【解答】解：以第4个球到第2019个球共2016个球整体为研究对象，由于无摩擦力，只受重力、斜面支持力和第3个球的支持力；
由平衡条件得知，第3个球对第4个球的作用力大小等于整体的重力沿AB平面向下的分力大小，即有：F＝2016mgsin30°＝1008mg。故ABD错误，C正确。
故选：C。
7．【解答】解：A、x﹣t图象斜率的正负表示物体的运动方向，故前4s内两物体运动方向相同，均为负方向，故A正确；
B、甲做匀变速直线运动，x﹣t图象是抛物线，可知，a是物体甲的位移图象，b是物体乙的位移图象。前4 s内乙的位移为△x乙＝﹣15m﹣（﹣7）m＝﹣8m，大小为8m，故B错误；
CD、在t＝4s时，甲的速度为 v＝＝＝﹣2m/s，速度大小为2m/s。设t＝0时刻，甲的速度为v0．由图知前4 s内甲的位移为△x甲＝﹣15m﹣9m＝﹣24m。甲做匀变速直线运动，有△x甲＝，解得 v0＝﹣10m/s，大小为10m/s，故C错误，D正确；
故选：AD。
8．【解答】解：A、当弹簧被压缩到10cm时，弹簧的弹力为F＝kx＝200×0.1＝20N，细线烧断的瞬间物体的速度还来不及改变，所以物体的速度为零，A正确，
B、此瞬间物体受到弹簧向上的弹力，竖直向下的重力，根据牛顿第二定律得：a＝＝30m/s2，方向竖直向上，D正确。
故选：AD。
9．【解答】解：由图知：a图表示加速度为的匀减速运动，b图表示加速度为的匀减速运动；
故根据牛顿第二定律，a受到合外力0.1N，b受到合外力0.2N；
如果a受水平拉力，那么b仅受摩擦力是0.2N，所以a受到向前的0.1N的拉力；
同理，如果b受水平拉力，那么由a知摩擦力是0.1N，b受到向后0.1N的拉力；
故，无论如何拉力始终是0.1N，而摩擦力可能是0.1N，也可能是0.2N；
故选：BCD。
10．【解答】解：对物体B受力分析，受重力G、支持力N、滑动摩擦力f，如图
再对A物体受力分析，受重力Mg、地面的支持力FN、B对A的压力N′，B对A的摩擦力f′，地面对A可能有静摩擦力f静，先假设有且向右，如图
当物体B匀速下滑时，根据共点力平衡条件，有
mgsinθ﹣f＝0①
N﹣mgcosθ＝0②
当物体B加速下滑时，有
mgsinθ＞f③
N﹣mgcosθ＝0④
当物体B减速下滑时，有
mgsinθ＜f⑤
N﹣mgcosθ＝0⑥
由于物体A保持静止，根据共点力平衡条件，有
FN﹣Mg﹣f′sinθ﹣N′cosθ＝0⑦
f′cosθ﹣N′sinθ﹣f静＝0⑧
根据牛顿第三定律
N＝N′⑨
f＝f′⑩
当物体加速下降时，由③④⑦⑧⑨⑩，得到FN＜（M+m）g，故A错误；
当物体匀速下降时，由①②⑦⑧⑨⑩，得到F静＝0，故B正确；
当物体减速下降时，由⑤⑥⑦⑧⑨⑩，得到F静＜0，即静摩擦力与假定的方向相反，向左，故C正确；
若B沿A的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F的作用，物体B的加速度立即发射了变化，但由于惯性，速度来不及变化，故摩擦力方向不变，故B对A的力不变，故A依然保持静止，故D正确；
故选：BCD。
二、实验题（7分+8分，共15分）
11．【解答】解：（1）②根据胡克定律得，第一、二、三根弹簧的拉力分别为F1＝k（L1﹣L0）、F2＝k（L2﹣L0）、F3＝k（L3﹣L0），k为弹簧的劲度系数，则三根弹簧对结点O的拉力之比为（L1﹣L0）：（L2﹣L0）：（L3﹣L0）．
④由题知，F1、F2的合力为F，F与F3在同一直线上，大小接近相等，说明在实验误差范围内，结点O受三个力的作用处于静止状态，合力为零；
（2）变条件再次验证，可采用的办法是换不同重量的小重物，重复进行实验．
（3）本实验在竖直平面进行，实验的误差来源可能有：未考虑弹簧自身的重量、记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）．
故答案为：（1）②（L1﹣L0）：（L2﹣L0）：（L3﹣L0）
④在实验误差范围内，结点O受三个力的作用处于静止状态，合力为零
（2）换不同重量的小重物
（3）未考虑弹簧自身的重量；记录O、L0、L1、L2、L3及弹簧的方向时产生误差（或白纸未被完全固定等）
12．【解答】解：（1）打下C点的速度用BD间的平均速度代替得：
vC＝＝＝0.94m/s。
（2）先根据题目所给数据描出的点，舍去第四个偏离太大的点，画出v﹣t图象，然后求图象的斜率为：
k＝＝1.0m/s2＝a。
（3）本小题考察图象的相关问题：A、由于小车运动的a﹣F图线是一条过原点的直线，显然是小车的质量不变，故选项A正确；B、对小车和配重系统：a＝，选项B错误；C、对小车a＝，a﹣F图象的斜率是质量的倒数，所以小车质量M＝＝（）﹣1 kg＝0.5kg；D、要使拉力近似等于配重的重力，只有满足配重的质量远小于小车的质量。
故答案为：①0.94；②1.0；③不，B
三、计算题（本题包括3个小题，12分+15分+18分，共45分．要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，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．【解答】解：（1）木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力，所以有：
Fmax＝F1＝40N
（2）推力F2与滑动摩擦力相等时，木棒做匀速运动，所以有：
F2＝μmg
得：μ＝
（3）当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5m露出桌面时，水平推力等于此时的滑动摩擦力，而滑动摩擦力F＝μFN＝μmg不变，所以有：
F＝30N
答：（1）木棒与桌面间的最大静摩擦力Fmax是40N；
（2）木棒与桌面间的动摩擦因数μ为0.5；
（3）水平推力的大小F是30N．
14．【解答】解：（1）要使物块m与木板M之间发生相对运动，m与M之间的最大正压力为FN，
水平方向根据平衡条件可得F风＝μFN，
解得：FN＝12N＜mg，说明m失重，加速度方向向下，设最小的加速度为a，
对m竖直方向根据牛顿第二定律可得，mg﹣FN＝ma
解得a＝4m/s2，方向向下；
（2）若系统加速度的大小为a′＝8m/s2，则正压力为F′N，竖直方向根据牛顿第二定律可得：
mg﹣F′N＝ma′
解得F′N＝4N
此时m水平方向的加速度为ax＝＝m/s2＝2m/s2，
2s内物块沿板方向的位移大小x＝＝m＝4m。
答：（1）要使物块m与木板M之间发生相对运动，加速度的方向向下、加速度的大小至少为4m/s2；
（2）2s内物块沿板方向的位移大小为2m。
15．【解答】解：（1）对小球B受力分析：B球受重力、绳子拉力，根据牛顿第二定律得：
平行斜面方向：Tcos30°﹣m2gsin30°＝m2a
垂直斜面方向：Tsin30°＝m2gcos30°
联立得：a＝g＝10m/s2
（2）以两个小球组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得：
沿斜面方向有：Fcos30°﹣（m1g+m2g）sin30°＝（m1+m2）a
得：F＝30N；
（3）杆的中点与B点的距离为 x＝＝1.25m，
根据位移公式：v2﹣02＝2ax，
代入数据得：v＝5m/s．
答：
（1）小球 B运动的加速度大小为10m/s2；
（2）恒力F的大小为30N；
（3）小球 A 到达 y 点时的速度大小为5m/s．