学年高一第一学期期末考试物理试题附答案.docx
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学年高一第一学期期末考试物理试题附答案
2021-2022学年高一第一学期期末物理试卷
一．选择题（本题共12小题．单选题每小题3分，多选题每题4分，满分40分．1-8题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．（3分）合肥地铁3号线于2019年12月26日上午8：
56正式开通运营。
据介绍，该线东北起自瑶海区相城站，途径庐阳区、蜀山区，西南止于肥西县幸福坝站，全长37.2km，最高运行速度为80km/h，列车跑完全程大约需要70min。
根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
A．“上午8：
56”和“70min”指的都是时刻
B．从相城站到幸福坝站的路程为37.2km，这里的“路程”是矢量
C．在研究列车从相城站到幸福坝站的平均速率时，不能将列车看作质点
D．可以求得从相城站到幸福坝站的平均速率约为31.9km/h
解：
A、“上午8：
56”是时刻，“70min”是时间间隔，故A错误；
B、这里“路程”是个标量，故B错误；
C、研究地铁的平均速率时，地铁的长度与大小可以忽略不计，可以看作质点，故C错误；
D、已知该地铁的路程与运行的时间，可以由平均速率的公式求出平均速率：
v
31.9km/h，故D正确；
故选：
D。
2．（3分）一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s。
当地重力加速度为9.8m/s2．该观察者据此估测了悬崖高度。
下列选项正确的有（ ）
A．观察者估测悬高度约为44m
B．观察者估测悬崖高度约为29.4m
C．实际上空气阻力较大，因此悬崖实际高度比估测值大
D．实际上空气阻力较大，因此跳水者的加速度大于9.8m/s2
解：
AB、如果空气阻力可忽略，跳水者做自由落体运动，根据h
得，h
44m，故悬崖的高度为44m，故A正确，B错误；
CD、实际上空气阻力较大，根据牛顿第二定律，有：
mg﹣f＝ma，故a＜g，即跳水者的加速度小于9.8m/s2，
悬崖实际高度h
，即悬崖实际高度比估测值小，故CD错误；
故选：
A。
3．（3分）下列四个图象分别描写甲、乙、丙、丁四个物体的位移、速度、加速度和所受的合外力与时间的关系，四个物体初速度均为零。
其中做匀加速直线运动的物体是（ ）
A．乙和丙B．乙和丁C．甲和丁D．甲和丙
解：
甲图是位移﹣时间图象，其斜率代表物体的速度，斜率不变，说明甲物体做匀速直线运动。
乙图是速度﹣时间图象，乙图表示物体沿负方向做匀加速直线运动。
丙图是加速度﹣时间图象，由图可知物体的加速度保持不变，物体的初速度又为零，故丙物体做匀加速直线运动。
丁图是合外力F随时间变化的关系图象，由图可知F不断增大，则加速度不断增大，故物体做加速度逐渐增大的变加速直线运动，故A正确，BCD错误。
故选：
A。
4．（3分）针对下列几种运动情景，请你运用所学物理知识进行分析思考，并选择判断正确的一项是（ ）
①长征二号火箭点火后即将升空 ②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 ③运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 ④2013年第十二届全运会男子100m决赛中张培萌夺得冠军
A．①中火箭还没运动，所以加速度为零
B．②中轿车紧急刹车，速度很快减为零，所以加速度很大
C．③中高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，所以加速度很大
D．④中张培萌率先冲过终点，所以和其他运动员相比经过终点时其加速度一定最大
解：
A、火箭点火启动时，初速度是v1为零，但是下一时刻速度v2不为零；因为a
，所以加速不为零。
故A错误；
B、轿车紧急刹车，说明速度变化很快，所以加速度很大。
故B正确；
C、高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但是完全可以做匀速直线运动，所以加速度也可以为零。
故C错误；
D、和其他运动员相比经过终点时速度一定最大，但加速度不一定最大。
故D错误；
故选：
B。
5．（3分）某同学用传感器探究作用力与反作用力的关系。
实验时他把两只力传感器同时连接在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中，如图甲所示。
如图乙是他记录的两个物体间作用力和反作用力的变化图线。
根据图线可以得出的结论是（ ）
A．作用力大时反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力变化后反作用力才随之发生变化
D．图中的两个力是一对平衡力
解：
A、作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，同时产生，同时变化，同时消失。
故A错误，B正确，C错误；
D、图中得两个力是一对作用力与反作用力，故D错误
故选：
B。
6．（3分）如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度减速上升，重力加速度大小为g。
下列说法正确的是（ ）
A．人对体重计的压力大小为m（g﹣a）
B．人对体重计的压力小于体重计对人的支持力
C．人对体重计的压力大小为mg
D．此时人处于超重状态
解：
当电梯以大小为a（a＜g）的加速度减速上升，加速度的方向向下；人与电梯的加速度的方向一样，都是向下，所以人处于失重状态。
由牛顿第二定律，人受到的支持力N，则：
mg﹣N＝ma，所以：
N＝m（g﹣a）；由牛顿第三定律可知，人对体重计的压力大小也是m（g﹣a），故A正确，BCD错误。
故选：
A。
7．（3分）一辆汽车在教练场上沿着平直的道路行驶，其位移﹣时间图象如图所示，以下有关汽车运动的描述正确的是（ ）
A．0s～10s这段时间内汽车做匀加速直线运动
B．10s～20s这段时间内汽车做匀速直线运动
C．t＝30s时汽车在返回出发点的途中，且在做匀速运动
D．汽车前10s内的平均速度等于汽车前20s内的平均速度
解：
A、位移时间图象的“斜率”等于速度，则汽车在0s～10s这段时间内汽车做匀速直线运动，故A错误；
B、汽车在10s～20s内的速度为零，保持静止，故B错误；
C、根据图象的“斜率”等于速度，知20s～40s内和0～10s内汽车的运动方向相反，所以t＝30s时汽车在返回出发点的途中，且在做匀速运动，故C正确；
D、汽车前10s内和前20s内位移相同，都是30m，则汽车前10s内的平均速度大于前20s内的平均速度，故D错误；
故选：
C。
8．（3分）一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度﹣时间图象如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是（ ）
A．雨滴下落过程中只受重力
B．雨滴下落过程中加速度恒定不变
C．雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力
D．雨滴下落过程中速度随时间均匀增加
解：
A、雨滴在加速阶段，由于雨滴做变加速直线运动，不可能只受重力，故A错误。
B、根据v﹣t图象的斜率等于加速度，知雨滴的加速度逐渐减小，故B错误。
C、根据牛顿第二定律有mg﹣f＝ma，a减小，则f增大，故C正确。
D、雨滴的加速度逐渐减小，速度增加逐渐变慢，故D错误。
故选：
C。
9．（4分）小明到商场选购商品，发现商场两自动扶梯倾斜度一样，但坡面不同，如图所示。
小明站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动。
已知小明的体重为G，鞋底与扶梯间的动摩擦因数为μ，扶梯与水平面间的夹角为θ，小明在两自动扶梯上受到的摩擦力大小分别为f甲、f乙，扶梯对小明的支持力大小分别为FN甲、FN乙，则下列说法正确的是（ ）
A．f甲＝f乙＝μGcosθB．FN甲＝FN乙＝Gcosθ
C．FN甲＝GFN乙＝GcosθD．f甲＝0f乙＝Gsinθ
解：
甲图的小明受到重力和支持力，根据小明站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，所以小明受力平衡，则小明水平方向不受外力，所以水平方向的摩擦力为零，支持力和重力相等，即：
f甲＝0，FN甲＝G；
乙图中，小明受到重力、支持力和摩擦力作用，根据小明站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，所以小明受力平衡，则FN乙＝Gcosθ，f乙＝Gsinθ，故AB错误、CD正确。
故选：
CD。
10．（4分）如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙壁之间放一光滑球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（ ）
A．B对墙的压力减小B．A与B之间的作用力增大
C．地面对A的摩擦力减小D．A对地面的压力不变
解：
A、小球B受重力、A的支持力F1和墙壁的压力F2．如图1所示：
将重力G分解为G1和G2，则根据平衡可知：
F1＝G1
，
F2＝G2＝Gtanθ
当A向右移动少许，根据题意可知，A对小球B的作用力F1与竖直方向的夹角θ将减小，根据力图1分析可知：
因θ减小；故cosθ增大，tanθ减小
即墙壁对小球B的作用力将减小，A对小球B的支持力减小。
根据牛顿第三定律可知，球B对墙壁的压力将减小，球B对A的压力亦减小。
故A正确，B错误；
C、再对A进行受力分析，如图2所示，可知：
由于A的平衡，所以A受地面摩擦力f＝FBsinθ，根据题意知，B对A的压力FB减小且FB与竖直方向的夹角θ减小，故A所受地面的摩擦力f减小。
再根据牛顿第三定律，地面所受A的摩擦力减小。
故C正确；
D、对整体分析可知，整体受重力和支持力的作用，由于竖直方向受力不变，故受地面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，A对地面的压力不变；故D正确；
故选：
ACD。
11．（4分）如图所示，在光滑水平面上，轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上。
一物块在水平恒力F作用下做直线运动，接触弹簧后，压缩弹簧，直至速度为零。
整个过程中，弹簧一直在弹性限度内。
在物块与弹簧接触后向右运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块接触弹簧后立即做减速运动
B．物块接触弹簧后先加速再减速
C．物块接触弹簧后物块的加速度先减小再增大
D．当物块的速度最大时，它所受的合力为零
解：
物体与弹簧接触后，弹簧弹力不断增大，开始阶段弹簧弹力小于推力F，合力向右，加速度向右，物体做加速度不断减小的加速运动；当加速度减小为零时，速度达到最大；接下来物体由于惯性继续向右运动，弹力进一步变大，且大于推力，合力向左，加速度向左，物体做加速度不断变大的减速运动，当速度减为零时，加速度最大，故A错误，BCD正确。
故选：
BCD。
12．（4分）光滑斜面倾角为θ，用平行于斜面向上的力F，作用在质量为m的物体上，物体由静止开始运动时间t后，撤去力F，又经t时间，物体恰回到出发点，此时物体的速度大小为v。
则（ ）
A．v
B．v＝gtsinθC．3F＝4mgsinθD．F＝2mgsinθ
解：
撤去F之前物体做匀加速直线运动，有：
x
a1t2
撤去F时速度为：
v1＝a1t
撤去F后有：
x2＝vt
a2t2
物体能回到出发点x2＝﹣x1
联立以上各式得：
a2＝3a1，
CD、以物体为研究对象，对物体受力分析，撤去F前，根据牛顿第二定律得：
F﹣mgsinθ＝ma1
撤去F后根据牛顿第二定律得：
mgsinθ＝ma2
联立解得：
3F＝4mgsinθ，故C正确，D错误；
AB、回到出发点时物体的速度为：
v＝v1﹣a2t，解得：
v
gtsinθ符号表示方向沿斜面向下，故A正确，B错误。
故选：
AC。
二．填空题（本题共2小题，满分16分，把答案填在横线上或按题目要求作答．）
13．（6分）关于“验证力的平行四边形定则”的实验，请回答以下问题：
（1）实验中，除了木板、白纸、图钉、绳套、刻度尺、三角板、
量角器外，在下列器材中，还必须使用的器材有 B 和 C 。
A．天平（含砝码）B．橡皮条
C．弹簧测力计D．不同质量的钩码
（2）请将以下主要实验操作补充完整。
①把橡皮条一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套；
②用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置，
记为O；同时记录两根细绳的方向和两个测力计的示数；
③用一个弹簧测力计钩住一个绳套，拉橡皮条，使结点 同一位置 ，记录此时细绳
的方向和测力计的示数。
（3）下列实验操作合理的是 B 。
A．实验前，将两测力计水平互拉，选择读数始终相同的两测力计
B．实验时，应保持弹簧测力计、细绳、橡皮条都与木板平行
C．实验中用两个测力计拉绳套时，两个力F1和F2必须相互垂直
D．记录细绳的方向时，标记同一细绳方向的两点要尽量近一些
解：
（1）由实验原理和装置图可以知道，最重要是弹簧秤和橡皮皮，其他都是一些辅助设备，所以还需要橡皮皮和弹簧测力计；
（2）本实验是采用等效法来验证平行四边形定则的，所以两次要把橡皮皮的结点拉到同一位置；
（3）操作合理的要求是记录准确，即力的大小和方向要精确，但对两个力大小并没有严格要求，且方向不一定垂直，所以只有选项B合理。
故答案为：
（1）BC
（2）同一位置（3）B
14．（10分）用如图所示的实验装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
（1）下面列出了一些实验器材：
电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、天平（附砝码）。
除以上器材外，还需要的实验器材有 BD （选填选项前的字母）。
A．秒表B．刻度尺
C．低压直流电源D．低压交流电源
（2）实验时把长木板右端垫高，在不挂砂桶且计时器打点的情况下，轻推一下小车，使小车拖着纸带做匀速运动，这样做的目的是 平衡摩擦力 。
（3）长木板右端高度调好后，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，图a是打点计时器打出的一条清晰的纸带。
图中标出了A、B、C三个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为T．A、B间的距离x1，A、C间的距离x2．则实验中该小车加速度的大小a＝
（结果用上述字母表示）。
（4）某同学通过数据处理作出了如图b所示的加速度a随合力F变化的图象，从图中可以看出图线是一条经过原点的直线。
由此图象可得a﹣F图象的表达式为 a＝kF，k＝2.0m•s﹣2•N﹣1 ，小车和砝码的质量约为 0.50 kg（结果保留两位有效数字）
解：
（1）打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表；电磁打点计时器是需要低压交流电源工作的，且打出的纸带需要用刻度尺测量计数点之间的间隔，故BD正确，AC错误；
（2）因为探究的是小车的加速度与受到的合力的关系，而小车除受拉力外还有摩擦力，所以需要把摩擦力平衡掉，这样小车所受拉力就等于小车所受合力了；
（3）根据△x＝aT2可得加速度为：
（4）因为a﹣F图象是一条经过原点的倾斜的直线，则a与F成正比关系，即a＝kF，其中k为比例系数，数值为：
，其斜率的倒数表示小车和砝码的质量，则小车和砝码的质量为：
。
故答案为：
（1）BD；
（2）平衡摩擦力；（3）
；（4）a＝kF，k＝2.0m•s﹣2•N﹣1，0.50。
三．计算题（本题共四小题，满分44分．解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）一辆小轿车在水平路面上做匀加速直线运动，车的加速度a＝1m/s2，某时刻t0＝0时小轿车的速度v0＝2m/s。
求：
（1）从此时刻开始，t＝6s时小轿车速度v1的大小；
（2）在这6s内小轿车通过的位移大小x1；
（3）从时刻t0＝0开始，小轿车通过位移x2＝16m时速度v2的大小。
解：
（1）由匀变速直线运动速度时间公式得：
v1＝v0+at＝2m/s+1×6m/s＝8m/s
（2）由匀变速直线运动位移时间公式得：
x1＝v0
at2＝2×6m
1×62m＝30m
（3）由匀变速直线运动速度位移公式得：
2ax2＝v22﹣v02即：
（2×1×16m/s）2＝v22﹣（6m/s）2
得：
v2＝6m/s
答：
（1）从此时刻开始，t＝6s时小轿车速度v1的大小为8m/s。
（2）在这6s内小轿车通过的位移大小x1为30m。
（3）从时刻t0＝0开始，小轿车通过位移x2＝16m时速度v2的大小为6m/s。
16．（10分）如图所示，光滑斜面倾角θ＝37°，用一竖直方向的光滑挡板将球挡在斜面上，已知球重60N．
（1）在图中作出小球所受力的图示；
（2）求出斜面及挡板对球弹力的大小（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）．
解：
（1）如图所示受G、F1、F2三个力
（2）对受力进行正交分解有：
F2cosθ＝G
F2sinθ＝F1
解得：
F2
75N
F1＝Gtanθ＝45N
答：
（1）受力分析如图所示．
（2）斜面对小球的弹力为75N，挡板对小球的弹力为45N．
17．（12分）如图所示，a、b是两个半径都为R的光滑小球，球的质量均为m，现将它们用长为2R的细绳连结在一起，在细绳的中点O处用一竖直向上的恒力F拉着两个小球一起向上做匀加速直线运动。
在运动过程中，求：
（1）两球运动的加速度大小；
（2）OB段绳的拉力FB的大小；
（3）a球对b球压力FN的大小。
解：
（1）对整体应用牛顿第二定律得：
F﹣2mg＝2ma
解得：
a
g
（2）由几何关系得：
OA、OB的夹角为60°
对b球受力分析，由牛顿第二定律得：
FBcos30°﹣mg＝ma
解得：
FB
（3）在与F垂直的方向上，球b受力平衡，
由平衡条件得：
FN﹣FBsin30°＝0
解得：
FN
答：
（1）两球运动的加速度大小是
g；
（2）OB段绳的拉力FB的大小是
；
（3）a球对b球压力FN的大小是
。
18．（14分）如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的质量为M＝4kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1kg的小物块，长木板与小物块间动摩擦因数为μ＝0.2，长木板与小物块均静止。
现用F＝18N的水平恒力向右拉长木板，经时间t＝1s撤去水平恒力F。
（1）在F的作用下，长木板的加速度为多大？
（2）刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？
（3）小物块最终离长木板右端多远？
解：
（1）对木板，根据牛顿第二定律可得：
a1
代入数据解得：
a1＝4m/s2
（2）撤去F之前，小物块水平方向只受摩擦力作用，故小物块加速度为：
a2
μg＝2m/s2
小物块相对木板向左的位移为：
△x1
a1t2
a2t2
解得：
△x1＝1m
即刚撤去F时，小物块离长木板右端1m。
（3）刚撤去F时，木板的速度为：
v1＝a1t＝4×1m/s＝4m/s
小物块速度为：
v2＝a2t＝2×1m/s＝2m/s
撤去F后，长木板的加速度为：
a1′
解得：
a1′＝﹣0.5m/s2
最终速度为：
v＝v2+a2t′＝v1+a1′t′
解得：
t′＝0.8sv＝3.6m/s
在t′内，小物块相对木板向左的位移为：
△x2
解得：
△x2＝0.8m
最终小物块离长木板右端距离为：
x＝△x1+△x2＝1.8m
答：
（1）在F的作用下，长木板的加速度为4m/s2。
（2）刚撤去F时，小物块离长木板右端1m。
（3）小物块最终离长木板右端1.8m。
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