2019_2020学年新教材高中物理期末综合检测卷含解析新人教版必修第一册.doc

期末综合检测卷

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．木星是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，木星质量是地球质量的318倍，赤道半径是地球半径的11倍，体积是地球的1316倍，木星公转的轨道半径约为地球的5.2倍，自转一周只需要9小时50分30秒，下列说法正确的是(　　)
A．题中“9小时50分30秒”是指时刻
B．研究木星自转时可以将木星看成质点
C．比较木星、地球运行速度的大小时，应当以太阳系为参考系
D．木星公转一周的位移要比地球公转一周的位移大
答案　C
解析　题中“9小时50分30秒”对应一个过程，是指时间间隔，A错误；研究木星自转时，其大小和形状不能忽略，不能看成质点，B错误；木星和地球都围绕太阳运动，则比较木星、地球运行速度的大小时，应当以太阳系为参考系，C正确；木星公转一周和地球公转一周的位移都为零，D错误。
2. 如图，一吊灯通过细绳吊在天花板上保持静止。其中G为灯受到的重力，F1为细绳对灯的拉力，F2为细绳对天花板的拉力，F3为天花板对细绳的拉力。则哪一对力属于作用力和反作用力(　　)

A．G与F1 B．G与F3
C．F1与F2 D．F2与F3
答案　D
解析　G与F1是一对平衡力，A错误；G与F3性质不同，不是一对作用力和反作用力，B错误；F1与F2的施力物体相同，不是一对作用力和反作用力，C错误；F2与F3是天花板与细绳间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，D正确。
3. 如图所示为一物体运动的x­t图像，则(　　)

A．0到4 s的时间内，该物体的位移为1 m
B．0到4 s的时间内，该物体的位移为2 m
C．0到2 s的时间内平均速度为3 m/s
D．0到4 s的时间内平均速度为4 m/s
答案　A
解析　由图可知，在0到4 s的时间内，物体的位移为Δs＝s4－s0＝2 m－1 m＝1 m，则平均速度为＝＝ m/s＝0.25 m/s，A正确，B、D错误；0到2 s的时间内，物体的位移为Δs′＝s2－s0＝4 m－1 m＝3 m，则平均速度为′＝＝ m/s＝1.5 m/s，C错误。
4. 如图是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是(　　)

A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态
B．飞船加速下落时，宇航员处于超重状态
C．飞船落地前减速时，宇航员对座椅的压力大于其重力
D．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力
答案　C
解析　火箭加速上升时，宇航员的加速度向上，处于超重状态，A错误；飞船加速下落时，宇航员的加速度向下，处于失重状态，B错误；飞船落地前减速时，宇航员的加速度向上，座椅对他的支持力大于其重力，由牛顿第三定律知，C正确；火箭上升的加速度减小时，因不知加速度的方向，故宇航员对座椅的压力与重力的大小关系不确定，D错误。
5．如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g。下列说法中正确的是(　　)

A．人对长木板的压力大小为mg
B．长木板对地面的压力大于3mg
C．箱子受到的摩擦力的方向水平向左
D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左
答案　C
解析　人用力F向右下方推箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加向左上方的作用力，根据平衡条件和牛顿第三定律，人对长木板的压力大小小于mg，A错误；将人、箱子和长木板作为整体进行受力分析，受重力和支持力，不受摩擦力，故长木板对地面的压力等于3mg，地面对长木板没有摩擦力，B、D错误；箱子在人的推力作用下，有相对长木板向右运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向左，C正确。
6．物体从离地面100 m的空中自由下落，不计空气阻力且取g＝10 m/s2，如果把100 m由上至下分成5段，第一种分法是经过每段的时间相等，第二段的下落高度为h。第二种分法是每段的距离相等，经过第二段时间为t，则(　　)
A．物体落地时的速度为10 m/s
B．t＝0.83 s
C．物体下落的总时间为10 s
D．h＝75 m
答案　B
解析　物体下落的总时间为t总＝＝ s＝2 s，物体落地时的速度为v＝gt总＝20 m/s，A、C错误；第一种分法，每一段的时间为t′＝＝ s，第二段下落的高度为h＝g(2t′)2－gt′2＝12 m，D错误；第二种分法，每一段的距离为h′＝＝20 m，前两段下落所需时间为t2＝＝ s＝2 s，经过第一段的时间为t1＝ ＝ s＝2 s，故经过第二段的时间为：t＝t2－t1≈0.83 s，B正确。
7. 如图所示，两个质量都是m的小球A和B用轻杆连接，斜靠在墙上处于平衡状态。已知墙面光滑，水平地面粗糙。现使A球向下移动一小段距离，两球再次达到平衡状态，地面对球B的支持力N和轻杆上的弹力T的变化情况是(　　)

A．N不变 B．T变小
C．N变大 D．T变大
答案　AD

解析　对两小球及轻杆组成的整体进行受力分析，竖直方向有N＝2mg，移动两球后，再次达到平衡状态时，N仍然等于2mg，所以N不变，A正确，C错误；再对A球进行受力分析，如图所示，轻杆对A球的弹力T＝，θ为A球与墙面之间的夹角，当A球向下移动一小段距离时，夹角θ增大，cosθ变小，所以T增大，B错误，D正确。
8．甲、乙两质点同时从同一位置沿同一直线运动，速度随时间变化的v­t图像如图所示，其中甲为直线。关于两质点的运动情况，下列说法中正确的是(　　)

A．在t0～2t0内，甲、乙的加速度方向相同
B．在t0～2t0内，乙的平均速度大于甲的平均速度
C．在0～2t0内，甲、乙间的最远距离为v0t0
D．在0～2t0内，甲、乙间的最远距离为v0t0
答案　ABD
解析　v­t图像的斜率表示加速度，由图像可知，在t0～2t0内，甲、乙两质点的加速度都为负，方向相同，A正确；根据图像与t轴围成的面积表示位移可知，在t0～2t0内，乙的位移大于甲的位移，则乙的平均速度大于甲的平均速度，B正确；甲、乙从同一位置出发，在t0时刻前甲的速度大于乙的速度，两者间距随时间增大，t0时刻后乙的速度大于甲的速度，两者间距减小，所以在t0时刻，甲、乙相距最远，最远距离等于两者位移之差，为x＝t0·(2v0－v0)＝v0t0，C错误，D正确。
9. 如图，吊篮P用细绳悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小分别是(　　)

A．aP＝g B．aP＝2g
C．aQ＝g D．aQ＝0
答案　BD
解析　将吊篮P、物体Q和弹簧看作一个整体，烧断细绳前，对整体受力分析，受到的总重力和细绳的拉力平衡，T＝2mg；再对物体Q受力分析，受到重力和弹簧向上的弹力，吊篮P受到重力、弹簧向下的弹力和细绳的拉力；烧断细绳的瞬间，吊篮P和物体Q的重力、弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故吊篮P受到的力的合力等于2mg，方向竖直向下，所以aP＝2g；物体Q受到的力不变，合力为零，所以aQ＝0，A、C错误，B、D正确。
10．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系如图甲所示；物块的运动速度v与时间t的关系如图乙所示，6 s后的速度—时间图像没有画出，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　)

A．滑动时受到的摩擦力大小是3 N
B．物块的质量为1.5 kg
C．物块在6～9 s内的加速度大小是2.0 m/s2
D．物块前6 s内的平均速度大小是4.0 m/s
答案　BC
解析　由速度—时间图像可以知道，在3～6 s内，物块处于匀速直线运动状态，即物块所受到的摩擦力大小与推力大小相等，Ff＝F2＝6 N，A错误；由图甲可知，在0～3 s内，F1＝9 N，再由图乙可知，0～3 s物块做匀加速直线运动，物块的加速度a1＝2 m/s2，F合＝ma1＝F1－Ff＝3 N，解得m＝1.5 kg，B正确；在6～9 s内，F3＝3 N，Ff＝6 N，F合＝ma2＝Ff－F3＝3 N，得出物块的加速度大小a2＝2 m/s2，C正确；由速度—时间图像可知，0～6 s内物块的位移：x＝×(3＋6)×6 m＝27 m，前6 s内物块的平均速度大小：＝＝ m/s＝4.5 m/s，D错误。
第Ⅱ卷(非选择题，共60分)
二、实验题(本题共2小题，共14分)
11．(6分)某校研究性学习小组的同学用如图甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端；把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标记小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开。图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm。试问：

(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________________原理类似。
(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________ m/s，小车的加速度a＝________ m/s2。(结果均保留两位有效数字)
答案　(1)打点计时器　(2)0.20　0.19
解析　(1)由题意知滴水计时器的原理与打点计时器原理类似。
(2)可把小车的运动看作是匀变速直线运动，则
v4＝＝＝ m/s
≈0.20 m/s；
利用逐差法求加速度：
a＝，
解得a≈0.19 m/s2。
12．(8分)如图所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上，打点计时器固定在长木板上，纸带穿过打点计时器，与带滑轮的物块相连，沙桶和弹簧秤通过绕在滑轮上的细绳相连。调整沙桶的质量，当放开沙桶时，使物块在木板上做匀加速直线运动。(重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦可以忽略)

(1)除图中所给的实验器材外，以下器材哪些是必需的________。
A．天平 B．刻度尺 C．秒表 D．干电池
(2)已读出弹簧秤的示数为F，为进一步测量动摩擦因数，下列物理量中还需测量的有________。
A．木板的长度L B．物块的质量m
C．沙桶的质量M D．运动的时间t
(3)现在已求得物块的加速度为a，利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式____________。
(4)为使实验结果更精确，该同学改变沙桶的质量，重复以上操作，得到多组数据。以弹簧秤的示数F为横轴，以加速度a为纵轴建立坐标系，得到一条倾斜的直线，该直线的纵轴截距大小为b，则动摩擦因数μ＝________。
答案　(1)AB　(2)B　(3)μ＝　(4)
解析　(1)实验中要通过纸带测量加速度，需要刻度尺测量点距，实验中还需要用天平测量物块的质量，不需要秒表和干电池，A、B正确，C、D错误。
(2)对物块，由牛顿第二定律得2F－μmg＝ma，则动摩擦因数μ＝，加速度a可以由纸带求出，g与F已知，要测动摩擦因数，还需要测出物块的质量m，B正确，A、C、D错误。
(3)由(2)可知，动摩擦因数的表达式为μ＝。
(4)对物块，由牛顿第二定律得2F－μmg＝ma，解得a＝F－μg，则以F为横轴，a为纵轴建立坐标系，作出的F­a图像的纵轴截距大小b＝μg，则动摩擦因数μ＝。
三、计算题(本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(8分)某天，小明在上学途中沿人行道以v1＝1 m/s的速度沿直线向一公交车站走去，发现一辆公交车正以v2＝15 m/s的速度匀速从身旁的平直公路同向驶过，此时他们距车站s＝50 m。为了乘上该公交车，他加速向前跑去，跑时最大加速度a1＝2.5 m/s2，能达到的最大速度vm＝6 m/s，并且可以保持此速度匀速奔跑。假设公交车在行驶到距车站s0＝25 m处时开始刹车，刚好到车站停下，停车时间t＝10 s，之后公交车启动向前开去。(不计车长)求：
(1)若公交车刹车过程视为匀减速直线运动，其加速度大小a2是多少？
(2)若小明加速过程视为匀加速直线运动，通过计算分析他能否乘上该公交车？(不计小明停下需要的时间和位移)
答案　(1)4.5 m/s2　(2)能
解析　(1)公交车刹车过程的加速度大小
a2＝＝ m/s2＝4.5 m/s2。
(2)公交车从相遇处到开始刹车处用时
t1＝＝ s＝ s，
公交车刹车过程用时t2＝＝ s。
小明以最大加速度达到最大速度用时
t3＝＝ s＝2 s，
小明加速过程的位移s1＝(v1＋vm)t3＝7 m，
小明以最大速度跑到车站所用的时间
t4＝＝ s。
由t3＋t4<t1＋t2＋10 s可知，小明能乘上该公交车。
14. (10分)如图所示，质量为M的半圆柱体静止在水平地面上，质量为m的小物块在半圆柱体上处于平衡状态，小物块与一轻弹簧连接，弹簧的上端固定于墙上的O点。已知小物块与球心O′的连线与竖直方向成θ＝45°角，弹簧的劲度系数为k，其与竖直方向的夹角也为θ。若小物块与半圆柱体之间接触面是光滑的，求：

(1)弹簧的伸长量；
(2)半圆柱体所受地面的支持力和摩擦力；
(3)为了保证半圆柱体能够静止在水平地面上，则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为多大？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
答案　(1)
(2)Mg＋mg，方向竖直向上　mg，方向水平向左
(3)
解析　(1)对小物块进行受力分析，如图甲所示，小物块所受摩擦力为零，支持力N、弹簧的拉力T和重力G三力平衡，

可得：N＝T＝mg
设弹簧伸长量为Δx，
则：T＝kΔx
解得Δx＝。
(2)将半圆柱体和小物块看成一个整体，设地面对整体的支持力和摩擦力分别为FN和f，对整体受力分析如图乙所示，

根据平衡条件得：
Tsinθ＝f，Tcosθ＋FN＝(M＋m)g
解得f＝mg，方向水平向左，
FN＝Mg＋mg，方向竖直向上。
(3)半圆柱体与水平面间的最大静摩擦力至少为f＝mg，
故动摩擦因数至少为μ＝＝。
15．(12分)质量为4 kg的雪橇在倾角θ＝37°的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知。今测得雪橇运动的v­t图像如图所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为(4,15)，CD线是曲线的渐近线。g取10 m/s2。试问：

(1)雪橇开始时做什么运动？最后做什么运动？
(2)当v0＝5 m/s和v1＝10 m/s时，物体的加速度各是多少？
(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？
答案　(1)加速度减小的加速直线运动　匀速直线运动
(2)2.5 m/s2　0　(3)2 kg/s　0.125
解析　(1)雪橇开始时做加速度减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动。
(2)当v0＝5 m/s时，
加速度a0＝ m/s2＝2.5 m/s2，
当v1＝10 m/s时，加速度为a1＝0。
(3)t＝0时刻开始加速时：
mgsinθ－kv0－μmgcosθ＝ma0。
最后匀速时：mgsinθ＝kv1＋μmgcosθ
由上面二式，得kv0＋ma0＝kv1，
解得k＝＝2 kg/s
故μ＝＝0.125。
16．(16分)如图甲所示，质量为M＝4 kg的木板静止在水平面上，质量m＝1 kg的小滑块静止在木板的右端，可看成质点。已知木板与水平面间的动摩擦因数为μ1＝0.1，小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ2＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2。现用力F作用在木板上，F随时间t变化的关系如图乙所示，求：

(1)t＝1 s时，小滑块和木板的速度大小；
(2)为使小滑块不从木板上滑落下来，木板的最小长度。
答案　(1)4 m/s　5 m/s　(2)0.75 m
解析　(1)设小滑块在木板上即将滑动时加速度大小为a0，
可知a0＝＝μ2g，
此时对木板和小滑块整体有：
F0－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a0，得F0＝25 N。
0～1 s，F1>F0，故小滑块在木板上滑动，
对小滑块：a1＝＝μ2g＝4 m/s2
对木板：a2＝＝5 m/s2，
t＝1 s时，小滑块的速度大小vm＝a1t＝4 m/s，
木板的速度大小vM＝a2t＝5 m/s。
(2)t＝1 s时，vm<vM，故1 s后小滑块先在木板上滑动，滑块的加速度大小为a1，木板的加速度大小为
a3＝＝2 m/s2，
当滑块与木板速度相等时，得：
vm＋a1Δt＝vM＋a3Δt
解得：Δt＝0.5 s。
F2<F0，滑块与木板在1.5 s后，保持相对静止，0～1.5 s内：
木板的位移为x2＝a2t2＋vMΔt＋a3Δt2＝5.25 m，
滑块的位移为x1＝a1t2＋vmΔt＋a1Δt2＝4.5 m，
木板的最小长度L＝x2－x1＝0.75 m。

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