廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)20132014學(xué)年高一上學(xué)期期末模塊考試物理試卷一、單項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分）1.下列物理量中，屬于矢量的是（）A.質(zhì)量B.時(shí)間C.位移D.路程答案：C。矢量既有大小又有方向，位移是矢量；質(zhì)量、時(shí)間、路程只有大小沒有方向，是標(biāo)量。2.關(guān)于加速度，下列說法正確的是（）A.加速度就是速度的增加量B.加速度表示速度變化的快慢C.加速度大表示速度一定大D.加速度大表示速度變化量一定大答案：B。加速度是描述速度變化快慢的物理量，不是速度的增加量，A錯(cuò)誤，B正確；加速度大，速度不一定大，速度變化量也不一定大，還與時(shí)間有關(guān)，C、D錯(cuò)誤。3.一個(gè)物體在水平面上以恒定的加速度運(yùn)動，它的位移與時(shí)間的關(guān)系是$x=24t6t^{2}$，則它的初速度和加速度分別為（）A.$12m/s$和$6m/s^{2}$B.$24m/s$和$12m/s^{2}$C.$24m/s$和$6m/s^{2}$D.$24m/s$和$12m/s^{2}$答案：B。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移公式$x=v_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}$，與$x=24t6t^{2}$對比可得$v_{0}=24m/s$，$\frac{1}{2}a=6$，則$a=12m/s^{2}$。4.下列關(guān)于力的說法中正確的是（）A.只有直接接觸的物體間才有力的作用B.力可以離開物體而獨(dú)立存在C.力是使物體發(fā)生形變和改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因D.力的大小可以用天平測量答案：C。不直接接觸的物體間也可能有力的作用，如萬有引力，A錯(cuò)誤；力不能離開物體而獨(dú)立存在，B錯(cuò)誤；力的大小用彈簧測力計(jì)測量，天平測質(zhì)量，D錯(cuò)誤；力是使物體發(fā)生形變和改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，C正確。5.兩個(gè)大小分別為$F_{1}$和$F_{2}$（$F_{2}<F_{1}$）的力作用在同一質(zhì)點(diǎn)上，它們的合力的大小$F$滿足（）A.$F_{1}\leqF\leqF_{2}$B.$\frac{F_{1}F_{2}}{2}\leqF\leq\frac{F_{1}+F_{2}}{2}$C.$F_{1}F_{2}\leqF\leqF_{1}+F_{2}$D.$F_{1}^{2}F_{2}^{2}\leqF^{2}\leqF_{1}^{2}+F_{2}^{2}$答案：C。兩個(gè)力合成時(shí)，合力范圍為$\vertF_{1}F_{2}\vert\leqF\leqF_{1}+F_{2}$，所以$F_{1}F_{2}\leqF\leqF_{1}+F_{2}$。6.一物體靜止在斜面上，下面說法正確的是（）A.物體受斜面的作用力，方向豎直向上B.物體所受重力可分解為平行于斜面的下滑力和對斜面的正壓力C.只要物體不滑動，它受的摩擦力隨斜面傾角的增大而減小D.一旦物體沿斜面下滑，它所受的摩擦力將隨斜面傾角的增大而增大答案：A。物體受斜面的支持力和摩擦力，其合力與重力等大反向，方向豎直向上，A正確；重力的分力是效果力，不能說對斜面的正壓力，B錯(cuò)誤；物體靜止時(shí)，摩擦力$f=mg\sin\theta$，隨斜面傾角$\theta$增大而增大，C錯(cuò)誤；物體下滑時(shí)，摩擦力$f=\muN=\mumg\cos\theta$，隨斜面傾角增大而減小，D錯(cuò)誤。7.汽車在水平公路上運(yùn)動，假設(shè)所受到的阻力恒定，汽車達(dá)到額定功率時(shí)，勻速運(yùn)動的速度為$v_{m}$，以下說法中錯(cuò)誤的是（）A.汽車啟動時(shí)的加速度與它受到的牽引力成正比B.汽車以恒定功率啟動，不可能做勻加速運(yùn)動C.汽車以最大速度行駛后，若要減小行駛速度，可減少牽引功率D.若汽車勻加速啟動，則勻加速的末速度小于$v_{m}$答案：A。根據(jù)牛頓第二定律$Ff=ma$，$a=\frac{Ff}{m}$，加速度與牽引力和阻力的合力成正比，不是與牽引力成正比，A錯(cuò)誤；汽車以恒定功率啟動，$P=Fv$，速度增大，牽引力減小，加速度減小，不可能做勻加速運(yùn)動，B正確；以最大速度行駛時(shí)$P=Fv_{m}=fv_{m}$，減小功率，速度會減小，C正確；勻加速啟動時(shí)，當(dāng)功率達(dá)到額定功率后，速度還會繼續(xù)增大，所以勻加速的末速度小于$v_{m}$，D正確。8.一個(gè)物體從某一高度做自由落體運(yùn)動，已知它第一秒內(nèi)的位移恰為它最后一秒內(nèi)位移的一半，$g$取$10m/s^{2}$，則它開始下落時(shí)距地面的高度為（）A.$5m$B.$11.25m$C.$20m$D.$31.25m$答案：B。第一秒內(nèi)位移$h_{1}=\frac{1}{2}gt_{1}^{2}=\frac{1}{2}\times10\times1^{2}=5m$，則最后一秒內(nèi)位移$h=10m$。設(shè)下落總時(shí)間為$t$，則$\frac{1}{2}gt^{2}\frac{1}{2}g(t1)^{2}=10$，解得$t=1.5s$，所以下落高度$H=\frac{1}{2}gt^{2}=\frac{1}{2}\times10\times1.5^{2}=11.25m$。9.質(zhì)量為$m$的物體，在水平力$F$作用下，在粗糙的水平面上運(yùn)動，下列說法中正確的是（）A.如果物體做加速直線運(yùn)動，則$F$一定對物體做正功B.如果物體做減速直線運(yùn)動，則$F$一定對物體做負(fù)功C.如果物體做減速直線運(yùn)動，則$F$可能對物體做正功D.如果物體做勻速直線運(yùn)動，則$F$一定對物體做正功答案：ACD。當(dāng)物體做加速直線運(yùn)動時(shí)，力$F$方向與位移方向一定相同，$F$一定做正功，A正確；物體做減速直線運(yùn)動時(shí)，若$F$方向與位移方向相同，$F$做正功，若$F$方向與位移方向相反，$F$做負(fù)功，B錯(cuò)誤，C正確；物體做勻速直線運(yùn)動時(shí)，$F$與摩擦力等大反向，$F$方向與位移方向相同，$F$一定做正功，D正確。10.質(zhì)量為$m$的小球，從離桌面$H$高處由靜止下落，桌面離地面高度為$h$，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢能及整個(gè)過程中重力勢能的變化分別是（）A.$mgh$，減少$mg(Hh)$B.$mgh$，增加$mg(H+h)$C.$mgh$，增加$mg(Hh)$D.$mgh$，減少$mg(H+h)$答案：D。以桌面為參考平面，小球落地時(shí)高度為$h$，重力勢能$E_{p}=mgh$；開始時(shí)重力勢能$E_{p1}=mgH$，末態(tài)重力勢能$E_{p2}=mgh$，重力勢能變化$\DeltaE_{p}=E_{p2}E_{p1}=mg(H+h)$，即減少$mg(H+h)$。二、多項(xiàng)選擇題（每題4分，共20分。每題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對得4分，選對但不全得2分，有選錯(cuò)的得0分）11.關(guān)于速度、速度的變化和加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A.速度變化的方向?yàn)檎铀俣鹊姆较驗(yàn)樨?fù)B.物體加速度增大，速度一定越來越大C.速度越來越大，加速度可能越來越小D.速度變化越快，加速度就越大答案：CD。加速度方向與速度變化方向相同，A錯(cuò)誤；當(dāng)加速度與速度方向相反時(shí)，加速度增大，速度減小，B錯(cuò)誤；當(dāng)加速度與速度方向相同時(shí)，速度越來越大，加速度可能越來越小，C正確；加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度變化越快，加速度越大，D正確。12.下列說法中正確的是（）A.物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，該物體一定受到力的作用B.做曲線運(yùn)動的物體，受到的合外力方向在不斷改變C.做勻速圓周運(yùn)動的物體，受到的合外力一定指向圓心D.做平拋運(yùn)動的物體，加速度是恒定的答案：ACD。力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，物體運(yùn)動狀態(tài)改變一定受力，A正確；做曲線運(yùn)動的物體，合外力方向不一定不斷改變，如平拋運(yùn)動，B錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體，合外力提供向心力，一定指向圓心，C正確；平拋運(yùn)動只受重力，加速度為重力加速度$g$，恒定不變，D正確。13.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為$m_{1}$的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為$m_{2}$的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等。現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間$t$增大的水平力$F=kt$（$k$是常數(shù)），木板和木塊加速度的大小分別為$a_{1}$和$a_{2}$，下列反映$a_{1}$和$a_{2}$變化的圖線中正確的是（）答案：AC。開始時(shí)兩物體相對靜止，一起加速，加速度$a=\frac{F}{m_{1}+m_{2}}=\frac{kt}{m_{1}+m_{2}}$，$a$與$t$成正比。當(dāng)$F$增大到一定程度，兩物體相對滑動，此時(shí)木板加速度$a_{1}=\frac{\mum_{2}g}{m_{1}}$不變，木塊加速度$a_{2}=\frac{F\mum_{2}g}{m_{2}}=\frac{kt\mum_{2}g}{m_{2}}$，$a_{2}$隨$t$線性增大，所以A、C正確。14.質(zhì)量為$m$的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機(jī)的功率恒為$P$，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為$v$，那么當(dāng)汽車的車速為$\frac{v}{4}$時(shí)，汽車的瞬時(shí)加速度的大小為（）A.$\frac{P}{mv}$B.$\frac{2P}{mv}$C.$\frac{3P}{mv}$D.$\frac{4P}{mv}$答案：C。當(dāng)汽車速度達(dá)到最大時(shí)，$P=Fv=fv$，則阻力$f=\frac{P}{v}$。當(dāng)車速為$\frac{v}{4}$時(shí)，牽引力$F=\frac{P}{\frac{v}{4}}=\frac{4P}{v}$，根據(jù)牛頓第二定律$Ff=ma$，可得$a=\frac{Ff}{m}=\frac{\frac{4P}{v}\frac{P}{v}}{m}=\frac{3P}{mv}$。15.如圖所示，質(zhì)量為$m$的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為$30^{\circ}$的光滑木板$AB$托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)木板$AB$突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為（）A.$0$B.$\frac{2\sqrt{3}}{3}g$C.$g$D.$\frac{\sqrt{3}}{3}g$答案：B。木板撤離前，小球受重力、彈簧彈力和木板支持力，根據(jù)平衡條件可得支持力$N=\frac{mg}{\cos30^{\circ}}=\frac{2\sqrt{3}}{3}mg$。木板撤離瞬間，彈簧彈力不變，重力不變，支持力消失，合力大小等于原來支持力大小，方向與支持力方向相反，根據(jù)牛頓第二定律$a=\frac{F_{合}}{m}=\frac{\frac{2\sqrt{3}}{3}mg}{m}=\frac{2\sqrt{3}}{3}g$。三、實(shí)驗(yàn)題（每題5分，共10分）16.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用$M$表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用$m$表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出。（1）當(dāng)$M$與$m$的大小關(guān)系滿足______時(shí)，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖像法處理數(shù)據(jù)。為了比較容易地檢查出加速度$a$與質(zhì)量$M$的關(guān)系，應(yīng)該做$a$與______的圖像。答案：（1）$M\ggm$；（2）$\frac{1}{M}$。當(dāng)$M\ggm$時(shí)，可認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。根據(jù)牛頓第二定律$a=\frac{F}{M}$，$a$與$\frac{1}{M}$成正比，做$a$與$\frac{1}{M}$的圖像為直線，容易檢查關(guān)系。17.在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的是（）A.彈簧被拉伸時(shí)，不能超出它的彈性限度B.用懸掛砝碼的方法給彈簧施加拉力，應(yīng)保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)C.用幾個(gè)不同的彈簧，分別測出幾組拉力與伸長量，得出拉力與伸長量之比相等D.若誤將彈簧總長當(dāng)作伸長量，作出$Fl$圖像，則圖線不過原點(diǎn)答案：ABD。彈簧拉伸不能超出彈性限度，否則不滿足胡克定律，A正確；用懸掛砝碼法施加拉力，彈簧應(yīng)豎直且平衡，B正確；不同彈簧勁度系數(shù)不同，拉力與伸長量之比不一定相等，C錯(cuò)誤；若誤將彈簧總長當(dāng)作伸長量，$F=k(ll_{0})$，作出$Fl$圖像不過原點(diǎn)，D正確。四、計(jì)算題（共40分）18.（8分）汽車以$10m/s$的速度在平直公路上勻速行駛，剎車后經(jīng)$2s$速度變?yōu)?6m/s$，求：（1）剎車后$2s$內(nèi)前進(jìn)的距離及剎車過程中的加速度；（2）剎車后前進(jìn)$9m$所用的時(shí)間；（3）剎車后$8s$內(nèi)前進(jìn)的距離。解：（1）根據(jù)加速度定義式$a=\frac{vv_{0}}{t}=\frac{610}{2}=2m/s^{2}$。根據(jù)位移公式$x=v_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}=10\times2+\frac{1}{2}\times(2)\times2^{2}=16m$。（2）由$x=v_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}$，即$9=10t+\frac{1}{2}\times(2)t^{2}$，化簡得$t^{2}10t+9=0$，解得$t_{1}=1s$，$t_{2}=9s$（汽車剎車時(shí)間$t_{0}=\frac{0v_{0}}{a}=\frac{010}{2}=5s$，$9s$舍去）。（3）汽車剎車時(shí)間$t_{0}=5s$，$8s$時(shí)汽車已停止，根據(jù)$v^{2}v_{0}^{2}=2ax$，$010^{2}=2\times(2)x$，解得$x=25m$。19.（8分）如圖所示，質(zhì)量為$m=5kg$的物體，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小為$30N$的力$F$推物體，使物體沿斜面向上勻速運(yùn)動，斜面體質(zhì)量$M=10kg$，且始終靜止，斜面的傾角$\theta=37^{\circ}$，求地面對斜面體的摩擦力大小及支持力大小。（$g$取$10m/s^{2}$，$\sin37^{\circ}=0.6$，$\cos37^{\circ}=0.8$）解：對物體進(jìn)行受力分析，沿斜面方向$F=mg\sin\theta+f$，垂直斜面方向$N=mg\cos\theta$?？傻?f=Fmg\sin\theta=305\times10\times0.6=0$，$N=mg\cos\theta=5\times10\times0.8=40N$。對斜面體和物體整體受力分析，水平方向$f_{地}=F\cos\theta=30\times0.8=24N$。豎直方向$N_{地}+F\sin\theta=(M+m)g$，$N_{地}=(M+m)gF\sin\theta=(10+5)\times1030\times0.6=132N$。20.（12分）如圖所示，一質(zhì)量為$m=2kg$的物體靜止在水平面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)$\mu=0.2$，用一與水平方向成$\theta=37^{\circ}$角、大小為$F=10N$的拉力拉物體，使物體做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間$t=4s$后，撤去拉力，求物體從開始運(yùn)動到最終靜止的總位移。（$g$取$10m/s^{2}$，$\sin37^{\circ}=0.6$，$\cos37^{\circ}=0.8$）解：在拉力作用下，對物體進(jìn)行受力分析，水平方向$F\cos\thetaf=ma_{1}$，垂直方向$N+F\sin\theta=mg$，$f=\muN$。$N=mgF\sin\theta=2\times1010\times0.6=14N$，$f=\muN=0.2\times14=2.8N$，$a_{1}=\frac{F\cos\thetaf}{m}=\frac{10\times0.82.8}{2}=2.6m/s^{2}$。$4s$內(nèi)位移$x_{1}=\frac{1}{2}a_{1}t^{2}=\frac{1}{2}\times2.6\times4^{2}=20.8m$，$4s$末速度$v=a_{1}t=2.6\times4=10.4m/s$。撤去拉力后，$f'=\mumg=0.2\times2\times10=4N$，加速度$a_{2}=\frac{f'}{m}=\frac{4}{2}=2m/s^{2}$。撤去拉力后位移$x_{2}=\frac{0v^{2}}{2a_{2}}=\frac{010.4^{2}}{2\times(2)}=27.04m$?？偽灰?x=x_{1}+x_{2}=20.8+27.04=47.84m$。21.（12分）如圖所示，半徑為$R$的光滑半圓軌道$ABC$在豎直平面內(nèi)，$A$、$C$兩點(diǎn)在同一水平高度上，$B$點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn)，一小球以某一速度自$A$點(diǎn)進(jìn)入軌道，它經(jīng)過最高點(diǎn)$C$時(shí)對軌道的壓力恰好為零。求：（1）小球在$C$點(diǎn)的速度大??；（2）小球在$B$點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大??；（3）若軌道不光滑，小球自$A$點(diǎn)進(jìn)入軌道后能沿軌道運(yùn)動到$C$點(diǎn)，且在$C$點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為其重力的$\frac{1}{2}$，求小球從$A$到$C$過程中克服摩擦力做的功。解：（1）在$C$點(diǎn)，軌道對小球壓力為零，重力提供向心力，$mg=m\frac{v_{C}^{2}}{R}$，解得$v_{C}=\sqrt{gR}$。（2）從$B$到$C$，根據(jù)機(jī)械能守恒定律$\frac{1}{2}mv_{B}^{2}=\frac{1}{2}mv_{C}^{2}+2mgR$，將$v_{C}=\sqrt{gR}$代入得$\frac{1}{2}mv_{B}^{2}=\frac{1}{2}m(gR)+2mgR=\frac{5}{2}mgR$。在$B$點(diǎn)，$Nmg=m\frac{v_{B}^{2}}{R}$，$N=mg+m\frac{v_{B}^{2}}{R}=mg+5mg=6mg$，根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫?6mg$。（3）在$C$點(diǎn)，$N+mg=m\frac{v_{C}'^{2}}{R}$，已知$N=\frac{1}{2}mg$，則$\frac{3}{2}mg=m\frac{v_{C}'^{2}}{R}$，$v_{C}'=\sqrt{\frac{3}{2}gR}$。從$A$到$C$，根據(jù)動能定理$W_{f}=\frac{1}{2}mv_{C}'^{2}\frac{1}{2}mv_{A}^{2}$，因?yàn)樵诠饣壍罆r(shí)$A$到$C$機(jī)械能守恒，$v_{A}=v_{C}=\sqrt{gR}$，所以$W_{f}=\frac{1}{2}m\times\frac{3}{2}gR\frac{1}{2}mgR=\frac{1}{4}mgR$，則$W_{f}=\frac{1}{4}mgR$，克服摩擦力做功為$\frac{1}{4}mgR$。五、附加題（每題10分，共20分，不計(jì)入總分，供學(xué)有余力的同學(xué)選做）22.如圖所示，質(zhì)量為$M$的木板放在傾角為$\theta$的光滑斜面上，質(zhì)量為$m$的人在木板上跑，假如腳與板接觸處不打滑。（1）要保持木板相對斜面靜止，人應(yīng)以多大的加速度朝什么方向跑動？（2）要保持人相對于斜面靜止，木板應(yīng)以多大的