陕西省西安市长安区第一中学2021-2022学年高一上学期期末考试物理试题含答案

  长安一中2021---2022学年度第一学期期末考试

高一物理试题

   时间：100分钟  分值：110分

一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分。1-10小题每小题只有一个选项符合题意，11-14每小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，不全得2分，选错或多选不得分)

1．下列说法正确的是(     ) 

A．受静摩擦力作用的物体一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的

B．牛顿最先提出的理想斜面实验说明:力不是维持物体运动的原因

C．在探究加速度、力、质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验运用了控制变量法

D．牛顿第一定律是牛顿第二定律中a=0的特殊情况

2．以14m/s的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为5m/s2 的加速度。刹车后第3s内，汽车走过的路程为（    ）

A. 1.5m           B. 1.6m           C. 2.0m         D. 4.0m

3．如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四点，测得AB＝4 m，BC＝8 m，且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为2s，则下列说法不正确的是(　 　)

A．物体加速度的大小为1m/s2                       B．CD＝12m

C．OA=0.5m                              D．物体在C点的瞬时速度为3m/s

4. 在地面上以初速度kv0竖直上抛一物体A后，又以初速度v0在同一地点竖直上抛另一物体B，若要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔Δt必须满足什么条件(已知k˃1,不计空气阻力)(　  　)

A．  B．

C.   D.

5. 如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的恒力F的作用下，沿竖直粗糙墙壁一起匀速向下运动。关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是 (　 　)

A．A一定受到四个力                      B．B可能受到四个力

C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力        D．B对A的静摩擦力沿接触面斜向上

6. 如图所示，在与水平方向成θ角的恒力F作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁匀加速上滑，加速度的大小为a.已知物块与墙壁间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ,则F的大小等于(　   　)

7．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和3m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数分别为μ和2μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为(　  　)

1. 0.1               B.  0.2                C. 0.3            D. 0.4

8.如图所示，弹簧一端固定在天花板上，另一端连一质量M＝1kg的秤盘，盘内放一个质量m＝3kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，F＝40N。当突然撤去外力F的瞬时，物体对秤盘的压力大小为(g＝10m/s2) (       )

A．30N　 B．40N

C．50N　 D．60N

9.如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，现在有三条光滑轨道AB、CD、EF，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上，三轨道都经过切点O，轨道与竖直线的夹角关系为α˂β˂θ.现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为 (      )

A．tAB>tCD>tEF          B．tAB＝tCD＝tEF　   C．tAB<tCD<tEF　      D．tAB＝tCD<tEF

10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量分别为2m和m的物体A和B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，测得两个物体的v­t图象如图乙所示(重力加速度为g)，则(　   　)

A．施加外力前，弹簧的形变量为

B．外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为m(g－a)

C．A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力大小为m(g+a)

D．从开始运动到A、B分离经历的时间为

11. 如图所示，升降机的水平底面上放有重为G的物体，升降机底面对它的支持力大小为N，它对升降机底面压力大小为F，下列说法正确的是（　   　）

A. 当升降机加速上升时，处于超重状态

B. 当升降机自由下落时，N＝0，F＝0

C. 当F>G时，物体超重，升降机的速度方向一定向上

D. 当F˂G时，物体失重，升降机的加速度方向一定向上

12.甲、乙两辆小汽车(都可视为质点)分别处于同一条平直公路的两条平行车道上，开始时(t＝0)乙车在前甲车在后，两车间距为x0，t＝0时甲车先启动，t＝3 s时乙车再启动，两车启动后都是先做匀加速运动，后做匀速直线运动，v­t图像如图所示。根据图像，下列说法正确的是(　    )

A．两车加速过程中，甲、乙的加速度之比为5:4

B．若x0＝100 m，则两车间距最小为50 m

C．若两车在t＝6 s时相遇，则在t＝8 s时再次相遇

D．若x0＝45m，则两车只相遇一次

13.如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度．已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内，且物体对水平地面始终有压力，下列说法正确的是(　    　)

A．物体所受水平面的摩擦力保持不变     B．物体所受地面的支持力先减小后增大

C．橡皮筋对轻杆的作用力先增大后减小   D．水平拉力F逐渐增大

14．水平地面上有一质量为m1=4kg的长木板，木板的左端静止放置一质量为m2=2kg的物块，如图（a）所示。从t=0开始，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取10，则（　　）

A．                       B．

C．在时间段物块与木板加速度相等

D．木板加速度所能达到的最大值为2.0

二、实验探究题（每空2分，共18分，请将正确答案写在答题纸相应位置）

15．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，将橡皮条上结点用两个弹簧秤拉到O点，记下两个弹簧秤的读数和绳套方向，再改用一个弹簧秤将橡皮条上结点仍拉到O点，这样做的目的是：___________________________________________。

16．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。

(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________ （选填“水平”或“竖直”）方向。

(2)弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度。

(3)如图是该同学根据记录数据作的图像，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与________ （选填“L0”或“Lx”）的差值。

(4)由图可知，弹簧的劲度系数为________N/m。（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2）

17．在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，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__________（选填“M”或“”）的图象。

(3)如图（a）是甲同学根据测量数据做出a-F图线，说明实验存在的问题是______________________________。

(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？

答：___________。

(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度a=___________m/s2。（保留三位有效数字）

三． 计算题（共3道题，总计36分。18题10分，19题10分，20题16分。解答应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，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）

18．（10分）A、B两列火车在同一平直轨道上同向行驶，A车在前，匀速行驶的速度是vA=10m/s；B车在后，速度vB=30m/s。因大雾影响，能见度很低，B车司机在距A车110m处才发现前方的A车，经过0.5s的反应时间后立即开始刹车。

（1）若B车刹车的加速度大小为1m/s2，A车始终按原来速度匀速前进，通过计算说明两车是否会相撞？

（2）如果两车不会相撞，则两车间的最近距离是多少？如果会相撞，则B车刹车的加速度至少变为多大时，可以避免两车相撞？（假定B车司机反应时间不变，A车保持匀速）

19. （10分）机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=1.0m/s运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距L=3.9m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.8m/s从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.85，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8,求：

（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；

（2）小包裹通过传送带所需的时间t.

20．（16分）如图所示，质量为M=1kg的木板在光滑水平面上向右运动，其速度大小为v0=4m/s, 板长L=1.25m。现将一质量为m=2kg的物块无初速置于木板的最右端，同时给物块立即施加一个水平向右的恒力F，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为S；设物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.

(1)若恒力F=0，则物块会从木板的左端滑下，求物块在木板上滑行的时间t是多少？

(2)若恒力F=20N，求出该情况下S的大小；

(3)当0.8N<F≤12N时，求S-F的函数关系式。

长安一中2021---2022学年度第一学期期末考试

高一物理参考答案

一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分。1-10小题每小题只有一个选项符合题意，11-14每小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，不全得2分，选错或多选不得分)

二、实验探究题（每空2分，共18分，请将正确答案写在答题纸相应位置）

15．  使分力产生的作用效果和合力产生的作用效果相同

16．  (1)  竖直       (3)  Lx        (4)  4.9

17. （1）  M>>m      (2)         (3)木板的一端抬得过高，平衡摩擦力过度   

(4)小车的质量M     (5) 1.58

三． 计算题（共3道题，总计36分。18题10分，19题10分，20题16分。解答应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，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）

18.（10分）【解析】(1)若B火车的加速度大小为a=1m/s2，则有：

在反应时间内，B车做匀速运动，则有x1=vBt1=15m

设当B车速度减小到vA=10m/s时，B车减速阶段的位移为x2，A车的总位移为xA，有

xA=vA(t1+t)

解得B车的总位移为xB=x1+x2=415m

xA=205m．

xB−xA=210m＞110m，所以两车会相撞． (5分)

(2)  设两车恰好相遇时速度相同，则有：

在反应时间内，B车做匀速运动，则有x1=vBt1=15m

对B火车，有         

对A火车，有   xA=vA(t1+t’)

位置关系为  x1+x2=xA+d     解得，   (5分) 

19.（10分）【答案】（1）；   （2）

【解析】（1）小包裹的速度大于传动带的速度，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上，根据牛顿第二定律可知

解得

（2）根据（1）可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动，用时

在传动带上滑动的距离为

因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力，即，所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为

所以小包裹通过传送带的时间为

20.（16分）【解析】（1）当F=0时，物块做匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动。

对物块： 加速度大小

         位移大小：

对木板： 加速度大小

         位移大小：

       位移关系：   x2-x1=L

解得：

当时，物块的速度已经超过木板的速度，不符合题意，应舍去。

因此，物块在木板上滑行的时间为               （5分）

（2）若F=20N时,物块与木板达到共同速度时，物块仍在木板上；之后，物块又从木板的右端离开。

对物块：加速度大小为

对木板：加速度大小为

 假设经过时间t,两者共速，则有：v=v0-a4t=a3t

      解得，t=0.25s,v=3m/s

物块的位移：

木板的位移：

相对位移：

则有：整个过程的相对路程S=2Δx=1m         （5分）

（3）两个临界条件：

①当F=0.8N时，两者恰好在木板的最左端共速，然后一起匀加速运动

②当F=12N时，两者共速时物块还在木板上，然后两者恰好一起匀加速运动

所以，当0.8N<F≤12N时，则有：

对物块：加速度大小为

对木板：加速度大小为

 假设经过时间t,两者共速，则有：v=v0-a’t

  v=at

         相对路程

         联立以上各式，解得函数关系式为：     （6分）