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- 2021-04-15 发布
2016-2017学年陕西省延安市延川中学高三（上）期中物理试卷
一.选择题（1-6单选，7-9多选，每题6分，共54分）
1．关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．加速度方向为正时，速度一定增加
B．速度变化得越快，加速度一定越大
C．加速度方向保持不变，速度方向一定保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小一定不断变小
2．甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶，在t=0到t=t1的时间内，它们的v﹣t图象如图所示．在这段时间内（ ）
A．汽车甲的平均速度比乙的大
B．汽车乙的平均速度等于
C．甲乙两汽车的位移相同
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
3．如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对球的作用力，则F（ ）
A．一定是拉力
B．一定是推力
C．一定等于0
D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于0
4．如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
A．ta＞tb，va＞vbB．ta＞tb，va＜vbC．ta＜tb，va＜vbD．ta＜tb，va＞vb
5．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA=2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是（ ）
A．细绳对A的拉力将增大B．A对斜面的压力将减小
C．A受到的静摩擦力不变D．A受到的合力将增大
6．如图所示，用两根轻绳AO和BO系住一小球，手提B端由OB的水平位置逐渐缓慢地向上移动，一直转到OB成竖直方向，在这过程中保持θ角不变，则OB所受拉力的变化情况是（ ）
A．一直在减小B．一直在增大
C．先逐渐减小，后逐渐增大D．先逐渐增大，后逐渐减小
7．在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力情况为（ ）
A．等于受到的弹力
B．大于受到的弹力
C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力
D．和受到的弹力是一对平衡力
8．如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动过程中a、b两质点（ ）
A．线速度大小相同B．角速度大小相同
C．向心力大小相同D．向心加速度大小相同
9．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动，已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）
A．线速度v=B．线速度v=
C．运行周期T=2πD．向心加速度a=
二．实验题
10．如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 ．
（2）A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x= ；C点对应的速度是 （计算结果保留三位有效数字）．
11．在“验证牛顿运动定律”的实验中，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）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与 的图象．
（3）如图2，甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是 ．
三．计算题
12．交叉路口处有一辆静止的小汽车等候信号灯，当绿灯亮时，它以2m/s2的加速度起动，与此同时，一辆大卡车以10m/s的速度从小汽车旁边驶过．此后小汽车保持加速度不变做匀加速直线运动，大卡车仍以原来速度直线行驶．问：
（1）小汽车追上大卡车时距起动位置多远？
（2）小汽车追上大卡车时的速度是多大？
（3）小汽车追上大卡车以前，两车之间的最大距离是多少？
13．如图所示，质量m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做匀速直线运动．求：
（1）金属块与地板间的动摩擦因数；
（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离．
2016-2017学年陕西省延安市延川中学高三（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题（1-6单选，7-9多选，每题6分，共54分）
1．关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．加速度方向为正时，速度一定增加
B．速度变化得越快，加速度一定越大
C．加速度方向保持不变，速度方向一定保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小一定不断变小
【考点】加速度；速度．
【分析】根据加速度的定义式a=，加速度等于速度的变化率．物体的速度变化量大，加速度不一定大．加速度与速度无关，当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动．
【解答】解：A、当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，速度增大，加速度方向为正时，若速度方向为负，则速度减小．故A错误；
B、加速度等于速度的变化率，速度变化得越快，加速度就越大，故B正确；
C、加速度方向保持不变，速度方向可能改变，故C错误；
D、加速度方向与速度方向相同时，虽然加速度减小，但物体速度将越来越大．故D错误；
故选：B．
【点评】本题考查了学生对加速度概念的理解情况，明确速度、加速度、加速度变化量的关系，知道当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动．
2．甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶，在t=0到t=t1的时间内，它们的v﹣t图象如图所示．在这段时间内（ ）
A．汽车甲的平均速度比乙的大
B．汽车乙的平均速度等于
C．甲乙两汽车的位移相同
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
【考点】匀变速直线运动的图像；平均速度．
【分析】在速度时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，时间轴上方速度是正数，时间轴下方速度是负数；切线代表该位置的加速度，向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负；图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负．
【解答】解：A、C、平均速度等于位移与时间的比值，在v﹣t图象中，图形的面积代表位移的大小，根据图象可知道，甲的位移大于乙的位移，由于时间相同，所以汽车甲的平均速度比乙的大，故A正确，C错误；
B、由于乙车做变减速运动，平均速度不等于，故B错误；
D、因为切线的斜率等于物体的加速度，汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小，故D错误．
故选：A．
【点评】本题是为速度﹣﹣时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义．
3．如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对球的作用力，则F（ ）
A．一定是拉力
B．一定是推力
C．一定等于0
D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于0
【考点】向心力．
【分析】小球通过最高点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力，故杆的弹力的方向一定与杆平行，但可能与杆同向，也可能与杆反向．
【解答】解：小球做竖直面上的圆周运动，在最高点时的向心力大小与速度有关．
（特值法）特殊情况下，F向=mg，小球只受重力；
当v＞，小球受重力和拉力；
当v＜，小球受重力和推力．
由于轻杆可以产生推力，而且v的大小未知，因此三种可能都存在；
故选：D．
【点评】本题关键在于杆求出无弹力的临界情况，杆对小球可以是拉力，可以是支持力，也可以没有力，而绳子对球只能是拉力．
4．如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
A．ta＞tb，va＞vbB．ta＞tb，va＜vbC．ta＜tb，va＜vbD．ta＜tb，va＞vb
【考点】平抛运动．
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移相等，比较初速度的大小．
【解答】解：根据h=知，，可知ta＞tb．
由于水平位移相等，根据x=v0t知，va＜vb．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
5．如图所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上．已知mA=2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统保持静止．下列说法正确的是（ ）
A．细绳对A的拉力将增大B．A对斜面的压力将减小
C．A受到的静摩擦力不变D．A受到的合力将增大
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【分析】先对B物体受力分析，受重力和拉力，得到拉力等于B的重力，然后对物体A受力分析，根据共点力平衡条件，结合正交分解法列式分析．
【解答】解：先对B物体受力分析，受重力和拉力，根据共点力平衡条件，有
T=mBg ①
再对物体A受力分析，受拉力T、重力GA、支持力N，静摩擦力f可能没有，也有可能沿斜面向上，还有可能沿斜面向下，先假设沿斜面向上，如图
根据共点力平衡条件，有
x方向 T+f﹣mAgsinθ=0 ②
y方向 N﹣mAgcosθ=0 ③
由①式，当θ由45°增加到50°时，细绳对A的拉力不变，故A错误；
由③式，当θ由45°增加到50°时，斜面对物体A的支持力N将变小，故根据牛顿第三定律，A对斜面的压力将减小，故B正确；
由②式，当θ由45°增加到50°时，斜面对物体A的静摩擦力一定变化，故C错误；
物体A保持静止，合力一直为零，故D错误；
故选B．
【点评】本题关键先对B，再对A受力分析，然后根据共点力平衡条件，结合正交分解法列式分析．
6．如图所示，用两根轻绳AO和BO系住一小球，手提B端由OB的水平位置逐渐缓慢地向上移动，一直转到OB成竖直方向，在这过程中保持θ角不变，则OB所受拉力的变化情况是（ ）
A．一直在减小B．一直在增大
C．先逐渐减小，后逐渐增大D．先逐渐增大，后逐渐减小
【考点】共点力平衡的条件及其应用．
【分析】对小球受力分析，受重力、两个拉力，三力平衡，其中重力是恒力，AO绳的拉力方向不变，根据图示法分析．
【解答】解：对小球受力分析，受重力、两个拉力，如图所示
将两个拉力合成，其合力与第三个力：重力平衡，由图象可以看出，OB绳所受的拉力先减小后增大，当两绳子垂直时取最小值；故C正确．
故选：C．
【点评】本题是三力平衡中的动态分析问题，其中一个力为恒力，第二个力方向不变大小变，第三个力大小和方向都变，根据平衡条件并结合合成法作图分析即可．
7．在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力情况为（ ）
A．等于受到的弹力
B．大于受到的弹力
C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力
D．和受到的弹力是一对平衡力
【考点】作用力和反作用力；物体的弹性和弹力．
【分析】磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动，受力平衡，根据平衡条件即可分析．
【解答】解：冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故AD正确，BC错误；
故选：AD
【点评】本题主要考查了平衡条件的直接应用，知道一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动，受力平衡，难度不大，属于基础题．
8．如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动过程中a、b两质点（ ）
A．线速度大小相同B．角速度大小相同
C．向心力大小相同D．向心加速度大小相同
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】a、b两点共轴转动，角速度相等，根据转动半径的大小比较线速度和向心加速度大小．
【解答】解：a、b两点共轴转动，角速度相等，由于转动的半径不等，根据v=rω知，线速度大小不等，根据a=rω2、F=mrω2知，向心加速度大小、向心力大小都不等．
故选：B．
【点评】解决本题的关键知道共轴转动的点，角速度大小相等，知道线速度、角速度、向心加速度、向心力之间的关系，并能灵活运用．
9．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动，已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）
A．线速度v=B．线速度v=
C．运行周期T=2πD．向心加速度a=
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
【分析】研究月航天器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出问题．
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所要求解的物理量选取应用．
不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力
【解答】解：根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出：
A、，解得线速度v=，故A错误；
B、得：v=，故B正确；
C、得：周期T=2π，故C正确；
D、得：a=，故D错误，
故选：BC
【点评】本题要知道万有引力提供向心力，计算速度、周期，同时要掌握黄金代换公，难度适中．
二．实验题
10．如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．
（1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 0.02s ．
（2）A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x= 0.70cm ；C点对应的速度是 0.100m/s （计算结果保留三位有效数字）．
【考点】探究小车速度随时间变化的规律．
【分析】（1）打点计时器打点周期与交变电流的周期相同．
（2）由t=0.02s（n﹣1），算出计数点间的时间隔T，根据坐标可明确AB间的距离，BD间平均速度近似等于C点的速度．
【解答】解：（1）纸带上打相邻两点的时间间隔T===0.02s；
（2）刻度尺最小分度为0.1cm，故由图可知，A、B间的距离S=0.70cm．
因中间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为T'=5T=0.1s； 所B、D间的时间间隔t=2T'=0.2s
则vc==cm/s=10.0m/s=0.100m/s
故答案是：（1）0.02s，（2）0.70cm，0.100m/s
【点评】本题考查利用打点计时器探究小车速度变化规律，注意打点计时器问题常常根据匀变速运动的推论：①根据平均速度公式求解瞬时速度； ②由△x=aT2加速度．
11．在“验证牛顿运动定律”的实验中，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 M＞＞m 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）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与 a﹣ 的图象．
（3）如图2，甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，说明实验存在的问题是 平衡摩擦力过度 ．
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】（1）根据牛顿第二定律，运用整体法和隔离法求出绳子拉力的表达式，结合表达式分析绳子拉力等于盘及盘中砝码重力的条件．
（2）为了得出a与M的线性关系图线，应作a﹣图线．
（3）根据F=0时，加速度a不等于零，分析图线不过原点的原因．
【解答】解：（1）对整体分析，加速度a=，隔离对小车分析，则拉力F=Ma=，当M＞＞m时，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）运用图象法得出a与M的关系，应作出a与M的线性关系图线，由于a与M成反比，可知应作a﹣图线．
（3）当F等于零时，加速度a不等于零，可知平衡摩擦力过度．
故答案为：（1）M＞＞m，（2），（3）平衡摩擦力过度．
【点评】在本实验中有两个认为：1、认为绳子的拉力等于小车的合力，前提需平衡摩擦力，2、认为绳子拉力等于盘及盘中砝码重力，前提是m＜＜M．
三．计算题
12．交叉路口处有一辆静止的小汽车等候信号灯，当绿灯亮时，它以2m/s2的加速度起动，与此同时，一辆大卡车以10m/s的速度从小汽车旁边驶过．此后小汽车保持加速度不变做匀加速直线运动，大卡车仍以原来速度直线行驶．问：
（1）小汽车追上大卡车时距起动位置多远？
（2）小汽车追上大卡车时的速度是多大？
（3）小汽车追上大卡车以前，两车之间的最大距离是多少？
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．
【分析】（1）抓住位移相等，结合位移公式求出追及的时间，再根据位移公式求出小汽车追上大卡车时的位移．
（2）通过追及的时间，根据速度时间公式求出小汽车追上大卡车的速度．
（3）当两车速度相等时，相距最远，结合速度时间公式求出速度相等所需的时间，再结合位移公式求出相距的最大距离．
【解答】解：（1）根据得，t=．
此时距离启动位移的距离x=v0t=10×10m=100m．
（2）根据速度时间公式得，v=at=2×10m/s=20m/s．
（3）当两车速度相等时，经历的时间．
此时大卡车的位移x1=v0t′=10×5m=50m，
小汽车的位移，
则两车之间的最大距离△x=x1﹣x2=50﹣25m=25m．
答：（1）小汽车追上大卡车时距起动位置100m．
（2）小汽车追上大卡车时的速度是20m/s．
（3）小汽车追上大卡车以前，两车之间的最大距离是25m．
【点评】本题考查运动学中的追及问题，知道速度相等时，两车相距最远，结合位移关系，运用运动学公式灵活求解．
13．如图所示，质量m=2.2kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做匀速直线运动．求：
（1）金属块与地板间的动摩擦因数；
（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离．
【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系．
【分析】（1）分析金属块的受力情况，根据平衡条件和滑动摩擦力公式求解动摩擦因数；
（2）撤去拉力后金属块水平方向只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出加速度，再由位移速度公式求解金属块在桌面上滑行的最大距离．
【解答】解：（1）因为金属块匀速运动，受力平衡则有
Fcos37°﹣μ（mg﹣Fsin37°）=0
得μ=
（2）撤去外力后金属块的加速度大小为：a=μg=5m/s2
金属块在桌面上滑行的最大距离：s==2.5m
答：（1）金属块与地板间的动摩擦因数为0.5；
（2）如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离为2.5m．
【点评】本题是物体的平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出力图．撤去F后动摩擦因数不变．