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

  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=4m，BC=8m，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必须满足什么条件（已知，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（　　）

A.            B.

C.            D.

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和，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时，物块A、B刚好要滑动，则的值为（　　）

A. 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和的物体A和B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为的匀加速直线运动，测得两个物体的图象如图乙所示（重力加速度为），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

C. A、B在时刻分离，此时弹簧弹力大小为

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的物体，升降机底面对它的支持力大小为，它对升降机底面压力大小为，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，，

C. 当时，物体超重，升降机的速度方向一定向上

D. 当时，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（）乙车在前甲车在后，两车间距为，时甲车先启动，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，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

B. 若，则两车间距最小为

C. 若两车在时相遇，则在时再次相遇

D. 若，则两车只相遇一次

13. 如图所示，橡皮筋一端固定在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

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还拉到O点的目的是：________。

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________ （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________  （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___________的图象。

(3)如图（a）是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___________。

(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=___________。（结果保留三位有效数字）

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. 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. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距。工作人员沿传送方向以速度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，取重力加速度，，，求：

（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小；

（2）小包裹通过传送带所需的时间。

20. 如图所示，质量为的木板在光滑水平面上向右运动，其速度大小为，板长。现将一质量为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，物块与木板间的动摩擦因数为。当恒力取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为；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。

（1）若恒力，则物块会从木板的左端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？

（2）若恒力，求出该情况下的大小；

（3）当时，求的函数关系式。

答案

1-10 CBDDA  CBDAC  11.AB  12.BC  13.AD  14.ABC 

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    ②. Lx    ③. 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

18. （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

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

解得B车的总位移为

所以两车会相撞。

（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

对B火车，有

对A火车，有

位置关系为

解得

19. （1）小包裹的速度大于传送带的速度，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律可得

解得

（2）小包裹从传送带顶端推下做匀减速直线运动到与传送带共速，所用时间为

此过程在传送带上滑行的距离为

由于小包裹所受最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，即

所以小包裹与传送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. （1）当时，物块做匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动，物块的加速度大小为

物块的位移大小为

木板的加速度大小为

木板的位移大小为

根据位移关系

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，故物块在木板上滑行的时间为。

（2）设当恒力为时，物块刚好运动到木板左端两者共速，则有物块的加速度大小为

木板的加速度大小为

假设经过时间，两者共速，则有

物块的位移大小为

木板的位移大小为

相对位移为

联立解得

设当恒力为时，物块与木板共速后，两者恰好可以保持相对静止一起做匀加速运动，以物块和木板为整体，则有

以木块为对象，则有

联立解得

可知时，物块与木板达到共速后，物块从木板的右端离开，物块刚滑上木板时的加速度大小为

木板的加速度大小为

假设经过时间，两者共速，则有

解得

，

物块的位移大小为

木板的位移大小为

相对位移为

则整个过程的相对路程为

（3）当时，物块与木板两者可以达到共速且保持相对静止一起做匀加速直线运动，物块的加速度大小为

木板的加速度大小为

假设经过时间，两者达到共速，则有

相对路程为

联立以上各式，解得的函数关系式为