2020版高中物理（新教材）人教必修第1冊：期末測試卷

期末測試卷本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們總結(jié)出了許多物理學(xué)方法，如理想實驗法，控制變量法等。以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述正確的是()①根據(jù)平均速度的定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt趨近于零時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義運(yùn)用了極限思想法②在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點來代替物體的方法運(yùn)用了假設(shè)法③在實驗探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，運(yùn)用了控制變量法④推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動位移公式時，把整個運(yùn)動過程等分很多小段，然后將各小段位移相加，運(yùn)用了微元法A．②③④B．①③④C．①②③D．①②④答案B解析物體在t時刻的瞬時速度用從t時刻開始的時間趨近于零時的平均速度表示的定義，運(yùn)用了極限思想法，①正確；在不需要考慮物體本身的大小和形狀時，用質(zhì)點代替物體的科學(xué)方法運(yùn)用了建立理想化物理模型的方法，②錯誤；在實驗探究加速度與質(zhì)量和合外力的關(guān)系時，運(yùn)用了控制變量法，③正確；推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動的位移公式時，將變速運(yùn)動分割成一段段的勻速運(yùn)動，然后把各小段的位移相加，采用了微元法，④正確，故B正確。2．某同學(xué)身高1.8m，在運(yùn)動會上他參加跳高比賽，起跳后身體橫著越過了1.8m高的橫桿，據(jù)此可估算出他起跳時豎直向上的速度大約為()A．2m/sB．4m/sC．6m/sD．8m/s答案B解析豎直上升階段，由v2－veq\o\al(2,0)＝2ax得：0－veq\o\al(2,0)＝－2gh，注意運(yùn)動員是站著起跳，橫著過桿，所以豎直方向的位移應(yīng)該是重心上升的高度，不是1.8m，而是0.9m左右，故代入數(shù)據(jù)解得：v0≈eq\r(18)m/s≈4m/s，B正確。3．設(shè)物體運(yùn)動的加速度為a，速度為v，位移為x，現(xiàn)有四個不同物體的運(yùn)動圖像如圖所示，且B、C、D圖像中所描述的物體在t＝0時刻的速度均為零，則做單向直線運(yùn)動的是()答案C解析由位移—時間圖像可知，物體的位移隨時間先增大后減小，1s后反向運(yùn)動，2s末到達(dá)初始位置，故A錯誤；由速度—時間圖像可知，物體2s內(nèi)沿正方向運(yùn)動，2～4s沿負(fù)方向運(yùn)動，方向改變，故B錯誤；由C中圖像可知：物體在第1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動，第2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動，2s末速度減為0，然后重復(fù)前面的過程，是單向直線運(yùn)動，故C正確；由D中圖像可知：物體在第1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動，第2s內(nèi)做勻減速運(yùn)動，2s末速度減為0，第3s內(nèi)沿負(fù)方向運(yùn)動，不是單向直線運(yùn)動，故D錯誤。4．撐桿跳高是一項技術(shù)性很強(qiáng)的體育運(yùn)動，完整的過程可以簡化成三個階段：持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落，如圖所示。撐桿跳高的過程中包含很多物理知識，下列說法正確的是()A．持桿助跑過程，重力的反作用力是地面對運(yùn)動員的支持力B．撐桿起跳上升階段，彎曲的撐桿對人的作用力大于人對撐桿的作用力C．撐桿起跳上升階段，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)D．最高點手已離開撐桿，運(yùn)動員還能繼續(xù)越過橫桿，是因為受到了一個向前的沖力答案C解析重力的反作用力是人對地球的吸引力，A錯誤；彎曲的撐桿對人的作用力和人對撐桿的作用力是相互作用力，大小相等，B錯誤；撐桿起跳上升階段，人先向上做加速運(yùn)動，后向上做減速運(yùn)動，先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)，C正確；最高點手已離開撐桿，運(yùn)動員還能繼續(xù)越過橫桿，是由于慣性原因，D錯誤。5．如圖，一個家用臺燈靜止放在桌子上，下列描述中正確的是()A．臺燈對桌子的作用力和桌子對臺燈的作用力是一對平衡力 B．臺燈受到向左的摩擦力 C．臺燈支架的O點對燈頭的作用力沿AB方向D．臺燈底座所受合外力為零答案D解析根據(jù)相互作用力的特點，可知臺燈對桌子的作用力和桌子對臺燈的作用力是一對相互作用力，故A錯誤；臺燈靜止在水平桌面上，對臺燈受力分析，受重力、桌面的支持力，若有摩擦力，則不可能處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；對燈頭受力分析，受重力與支架對它的支持力，那么支架的O點對燈頭的作用力沿豎直方向，故C錯誤；靜止?fàn)顟B(tài)是一種平衡狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)的物體受到的力是平衡力，即合外力為零，故D正確。6．如圖所示，中國三一重工的一臺62米長的泵車，參與某次消防救火冷卻作業(yè)。對泵車在水平路面上以加速度a做勻加速運(yùn)動的過程，下列分析正確的是()A．泵車受到的重力和泵車對地面的壓力是一對平衡力B．輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加車對地面的壓力C．開車時要求系安全帶是為了減小司機(jī)的慣性D．若泵車發(fā)動機(jī)的牽引力增大為原來的2倍時，泵車的加速度將大于2a答案D解析泵車受到的重力和泵車對地面的壓力的受力物體不同，不可能是一對平衡力，故A錯誤；輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加摩擦力，故B錯誤；慣性的大小取決于質(zhì)量，系安全帶不會改變司機(jī)的慣性大小，故C錯誤；牽引力增大為原來的2倍，阻力不變，所以加速度a′＝eq\f(2F－f,m)＝eq\f(2F－f＋f,m)＝2a＋eq\f(f,m)>2a，故D正確。7．一物體做勻加速直線運(yùn)動，第4s內(nèi)的位移是14m，第5s內(nèi)的位移是18m，下列說法中正確的是()A．第4s內(nèi)物體的平均速度是32m/sB．第5s初物體的瞬時速度是16m/sC．物體的初速度不為零 D．物體運(yùn)動的加速度是3m/s2答案B解析第4s內(nèi)物體的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(14,1)m/s＝14m/s，故A錯誤；第5s初物體的瞬時速度等于這兩秒內(nèi)的平均速度，則v5初＝eq\x\to(v)45＝eq\f(14＋18,2)m/s＝16m/s，故B正確；根據(jù)Δx＝aT2得：a＝eq\f(18－14,12)m/s2＝4m/s2，結(jié)合已知的結(jié)論，由v＝v0＋at可知，當(dāng)t＝0時，物體的速度v0＝0，故C、D錯誤。8.如圖所示，一只小鳥沿著較粗且均勻的樹枝從右向左緩慢爬行，在小鳥從A運(yùn)動到B的過程中()A．樹枝對小鳥的作用力先減小后增大B．樹枝對小鳥的摩擦力先增大后減小C．樹枝對小鳥的彈力先增大后減小D．樹枝對小鳥的彈力保持不變答案C解析對小鳥進(jìn)行受力分析，如圖所示。樹枝對小鳥的作用力與小鳥的重力等值反向，所以樹枝對小鳥的作用力大小不變，故A錯誤；小鳥所受的摩擦力f＝mgsinθ，從A到B的過程中，θ先減小后增大，則摩擦力先減小后增大，故B錯誤；小鳥所受的彈力N＝mgcosθ，從A到B的過程中，θ先減小后增大，則彈力先增大后減小，故C正確，D錯誤。9．甲、乙兩物體同時同地沿同一方向做直線運(yùn)動的v-t圖像如圖所示，則()A．經(jīng)20s后乙開始返回 B．第50s末，乙在甲的前面 C．甲、乙兩次相遇的時刻為10s末和40s末 D．甲、乙兩次相遇的時刻為20s末和60s末答案BD解析乙的速度一直為正值，速度方向不變，沒有返回，故A錯誤；在第50s末，乙圖線與時間軸圍成的面積大于甲圖線與時間軸圍成的面積，即乙的位移大于甲的位移，可知乙在甲前面，故B正確；由圖線可知，在20s末和60s末，甲、乙兩圖線與時間軸圍成的面積相等，則位移相等，甲、乙相遇，故C錯誤，D正確。10．如圖所示，一小球從某高處A點自由落下，落到直立于地面的輕彈簧上，小球從B點開始壓縮彈簧，到達(dá)最低點C，然后被彈簧彈回。下列說法中正確的是()A．小球到達(dá)B點時速度最大B．小球速度最大時的位置在B、C之間C．小球從B點下落到C點的過程中，加速度先減小后增大D．小球從A點下落到C點的過程中，先做勻加速運(yùn)動后做勻減速運(yùn)動答案BC解析從A到B的過程中小球做自由落體運(yùn)動，小球與B接觸后，小球的重力先大于彈力，加速度方向向下，大小逐漸減小，當(dāng)小球的重力等于彈力時，加速度為0，速度達(dá)到最大，繼續(xù)向下運(yùn)動時，小球的彈力大于重力，加速度方向向上，大小逐漸增大，所以從B到C的過程中，加速度先減小后增大，故B、C正確，A、D錯誤。11.如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(1,2)μ。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對A施加一水平拉力F，則()A．當(dāng)F＜2μmg時，A、B都相對地面靜止B．當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時，A的加速度為eq\f(1,3)μgC．當(dāng)F＞3μmg時，A相對B滑動D．無論F為何值，B的加速度不會超過eq\f(1,2)μg答案BCD解析地面對B的最大靜摩擦力為eq\f(3,2)μmg，小于A、B間的最大靜摩擦力2μmg，故當(dāng)F>eq\f(3,2)μmg時，A、B相對地面運(yùn)動，故A錯誤；在A、B恰好要發(fā)生相對運(yùn)動時，對A、B整體應(yīng)用牛頓第二定律，有F－eq\f(μ,2)×3mg＝3ma，對B，有μ×2mg－eq\f(\a\vs4\al(μ),2)×3mg＝ma，兩式聯(lián)立解得F＝3μmg，故當(dāng)F＞3μmg時，A相對B滑動，C正確；當(dāng)F＝eq\f(5,2)μmg時，A、B相對靜止，對整體有eq\f(5,2)μmg－eq\f(μ,2)×3mg＝3ma，a＝eq\f(1,3)μg，故B正確；無論F為何值，B所受最大的動力為A對B的滑動摩擦力2μmg，故B的最大加速度aBm＝eq\f(2μmg－\f(1,2)μ×3mg,m)＝eq\f(1,2)μg，故D正確。12．如圖甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行。初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運(yùn)動的v-t圖像(以地面為參考系)如圖乙所示。已知v2＞v1，則()A．t1時刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大B．t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大C．0～t2時間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3時間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案AB解析由v-t圖像可知，小物塊先向左減速到零，然后再向右加速到v1，之后與傳送帶一起向右做勻速運(yùn)動，由于v2>v1，所以相對地面來說，小物塊向左減速階段的位移大于向右加速運(yùn)動階段的位移。t1時刻，小物塊離A點的距離最大，A正確；t2時刻二者相對位移最大，B正確；0～t2時間內(nèi)，小物塊的加速度不變，摩擦力不變，C錯誤；t2～t3時間內(nèi)小物塊不受摩擦力的作用，D錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題共2小題，共12分)13．(6分)“探究求合力的方法”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘?shù)奈恢?，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點的位置，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。(1)某次實驗中，拉OC細(xì)繩的彈簧秤指針位置如甲圖所示，其讀數(shù)為________N；乙圖中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________。(2)關(guān)于此實驗下列說法正確的是________。A．與橡皮筋連接的細(xì)繩必須等長B．用兩只彈簧秤拉橡皮筋時，應(yīng)使兩彈簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小C．用兩只彈簧秤拉橡皮筋時，結(jié)點位置必須與用一只彈簧秤拉時結(jié)點的位置重合D．拉橡皮筋的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要短一些答案(1)2.60F′(2)C解析(1)甲圖所示彈簧秤的最小分度為0.1N，則讀數(shù)為2.60N；F是通過作圖的方法得到的合力的理論值，而F′是通過一個彈簧秤沿AO方向拉橡皮筋，使得一個彈簧秤的拉力與兩個彈簧秤的拉力效果相同的力。故方向一定沿AO方向的是F′，由于誤差的存在F和F′方向并不重合。(2)與橡皮筋連接的細(xì)繩是為了確定細(xì)繩拉力的方向，兩繩的長度不必相等，故A錯誤；用兩只彈簧秤拉橡皮筋時，只要使兩彈簧秤拉力的合力與一只彈簧秤拉力的效果相同就行，兩彈簧秤的拉力不需要相等，故B錯誤；為了保證效果相同，兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點拉至同一位置，故C正確；標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要長一些，這樣引起的拉力方向的誤差會小些，故D錯誤。14．(6分)在“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，采用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實驗：(1)實驗中，需要在木板的右端墊上一個小木塊，其目的是___________；(2)在實驗操作中，下列說法正確的是________；A．實驗中，若要將砝碼(包括砝碼盤)的重力大小作為小車所受拉力F的大小，應(yīng)讓小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼(包括砝碼盤)的質(zhì)量B．實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通打點計時器的電源C．每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系(3)如圖乙為研究“在外力一定的條件下，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時所得的實驗圖像，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車的質(zhì)量為________。答案(1)補(bǔ)償阻力(2)AD(3)eq\f(b,k)解析(1)實驗時，為使繩子的拉力就是小車受到的合外力，要將木板不帶滑輪的一端墊起，目的是補(bǔ)償阻力。(2)設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼(包括砝碼盤)的質(zhì)量為m1，根據(jù)牛頓第二定律：m1g－F＝m1a，F(xiàn)＝Ma，聯(lián)立解得：F＝eq\f(Mm1g,M＋m1)＝eq\f(m1g,1＋\f(m1,M))，知當(dāng)砝碼(包括砝碼盤)總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時，小車所受的拉力近似等于砝碼(包括砝碼盤)的總重力，所以應(yīng)滿足的條件是砝碼(包括砝碼盤)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故A正確；使用打點計時器時，都應(yīng)該先接通電源，后釋放紙帶，故B錯誤；由于補(bǔ)償阻力之后有Mgsinθ＝μMgcosθ，即μ＝tanθ，與重物的質(zhì)量無關(guān)，所以不用再次補(bǔ)償阻力，故C錯誤；本實驗采用控制變量法，先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系，再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，故D正確。(3)對小車，根據(jù)牛頓第二定律得：F＝(m＋M)a，變形得：eq\f(1,a)＝eq\f(1,F)m＋eq\f(M,F)，在eq\f(1,a)-m圖像中，圖線的斜率表示eq\f(1,F)，則k＝eq\f(1,F)，圖像的截距為：eq\f(M,F)＝b，可得：M＝Fb＝eq\f(b,k)。三、計算題(本題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15．(8分)研究表明，一般人的剎車反應(yīng)時間(即圖甲中的剎車反應(yīng)過程所用時間)t0＝0.4s，但飲酒會引起反應(yīng)時間延長。在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0＝72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛。從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止，行駛距離為L＝39m，減速過程中汽車的位移x和速度v的關(guān)系曲線如圖乙所示，此過程可以視為勻變速直線運(yùn)動。取重力加速度g＝10m/s2，求：(1)汽車減速過程中的加速度的大小和所用時間；(2)飲酒使志愿者的反應(yīng)時間延長了多少？答案(1)8m/s22.5s(2)0.3s解析(1)設(shè)減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時間為t，由題可得初速度v0＝20m/s，末速度vt＝0，位移x＝25m，由運(yùn)動學(xué)公式得0－veq\o\al(2,0)＝－2ax，t＝eq\f(v0,a)，代入數(shù)據(jù)得a＝8m/s2，t＝2.5s。(2)設(shè)志愿者反應(yīng)時間為t′，反應(yīng)時間的增加量為Δt，由運(yùn)動學(xué)公式得L＝v0t′＋x，Δt＝t′－t0，代入數(shù)據(jù)得Δt＝0.3s。16．(8分)如圖所示，質(zhì)量M＝2eq\r(3)kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊A與質(zhì)量m＝eq\r(3)kg的小球B相連。今用與水平方向成α角的力F拉著小球帶動木塊一起向右勻速運(yùn)動，已知α＝30°，F(xiàn)＝10eq\r(3)N，運(yùn)動中A、B相對位置保持不變，取g＝10m/s2。求：(1)運(yùn)動過程中輕繩與水平方向夾角θ；(2)木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ。答案(1)30°(2)eq\f(\r(3),5)解析(1)設(shè)輕繩對B的拉力為FT，以小球為研究對象，分析受力，作出受力圖如圖甲，由平衡條件可得：Fcos30°＝FTcosθ，F(xiàn)sin30°＋FTsinθ＝mg代入數(shù)據(jù)解得，F(xiàn)T＝10eq\r(3)N，tanθ＝eq\f(\r(3),3)，即θ＝30°。(2)以木塊和小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，如圖乙。由平衡條件得Fcos30°＝FfFN＋Fsin30°＝(M＋m)g，又Ff＝μFN解得μ＝eq\f(Fcos30°,M＋mg－Fsin30°)＝eq\f(\r(3),5)。17．(12分)如圖所示，質(zhì)量M＝2kg足夠長的木板靜止在水平地面上，與地面的動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，另一個質(zhì)量m＝1kg的小滑塊，以6m/s的初速度滑上木板，滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，g取10m/s2。(1)若木板固定，求小滑塊在木板上滑過的距離；(2)若木板不固定，求小滑塊自滑上木板開始多長時間相對木板處于靜止；(3)若木板不固定，求木板相對地面運(yùn)動位移的最大值。答案(1)3.6m(2)1s(3)1m解析(1)若木板固定，小滑塊在滑動摩擦力的作用下做勻減速運(yùn)動，以v0方向為正方向，由牛頓第二定律得，a＝eq\f(－μ2mg,m)＝－μ2g＝－5m/s2，所以小滑塊在木板上滑過的距離為x＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)＝3.6m。(2)以v0方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律可得，對m：a1＝－μ2g＝－5m/s2，對M：μ2mg－μ1(m＋M)g＝Ma2，解得a2＝1