精品解析：江苏省2021-2022学年高一（上）期末迎考物理试题

江苏省2021～2022学年高一第一学期期末迎考试卷

物理

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 2021年6月17日9时22分，“长征二号”遥十二运载火箭成功将“神舟十二号”载人飞船中的3名航天员送入预定轨道，并顺利实现与“天和”核心舱的对接。以下说法正确的是（　　）

A. 图甲：神舟飞船与“天和”核心舱对接过程，均可视为质点

B. 图乙：载人飞船加速上升过程，3名航天员均处于失重状态

C. 图丙：3名航天员环绕地球做圆周运动过程，均处于平衡状态

D. 图丁：以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．神舟飞船与“天和”核心舱对接过程，其大小和形状不能忽略，否则不能判断是否对接成功，则均不可视为质点，A错误；

B．载人飞船加速上升过程，具有向上加速度，3名航天员处于超重状态，B错误；

C．3名航天员环绕地球做圆周运动过程中，万有引力提供向心力，均处于非平衡状态，C错误；

D．飞船与核心舱的组合体绕地球一周，位移为零，平均速度为零，D正确。

故选D。

2. 明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图所示），记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系如图，则（　　）

A. 齿轮A的角速度比C的大

B. 齿轮A与B的角速度大小相等

C. 齿轮B与C边缘的线速度大小相等

D. 齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】由图可知，A、B、C三齿轮半径大小的关系为

rA>rB>rC

齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故

vA=vB

ωB=ωC

根据

v=ωr

可得

ωB>ωA

ωA<ωC

vB>vC

vA>vC

故选D。

3. 如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高．当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为(　  )

A. vsinθ B. v/cosθ C. vcosθ D. v/sinθ

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示

则绳子的速率为：

而绳子速率等于物体m的速率，则有物体m的速率为

故选C．

4. 如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为35cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）d＝5cm，拖把头的半径为10cm，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段1s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A. 拖把头边缘的线速度为1.4πm/s

B. 拖把杆向下运动的速度为0.1πm/s

C. 拖把头转动的角速度为7πrad/s

D. 拖把头的转速为1r/s

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】C．由题意知拖把头周期

则拖把头转动的角速度

故C错误；

A．拖把头边缘的线速度

故A正确；

B．拖把杆向下运动的速度

故B错误；

D．拖把头的转速

故D错误。

故选A。

5. 如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．若给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．设细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用

B. 小球线速度

C. 小球的角速度

D. 小球的向心加速度

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球只受重力和绳的拉力，向心力是根据力的作用效果命名的，不是实际受到的力，故A错误；

BC．小球做匀速圆周运动，有

可解得小球的线速度和角速度分别为

故BC错误；

D．小球做匀速圆周运动，向心加速度为

故D正确。

故选D。

6. 刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图所示是用斧头劈木柴的示意图．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开．设劈背的宽度为，劈的侧面长为，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为（    ）

A.  B.  C.  D.

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】斧头劈木柴时，受力分析如图所示：

设两侧面推压木柴的力分别为、且，利用几何三角形与力的三角形相似有，可得推压木柴的力：

A．。故A不符合题意。

B．。故B符合题意。

C．。故C不符合题意。

D．。故D不符合题意。

7. 如图所示，a 、b 两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出，其平抛运动轨迹的交点为P ，则以下说法正确的是（　　）

A. a、b 两球同时落地 B. a、b两球在P 点相遇

C. 球b先落地 D. 落地时a球速率一定大于b球速率

【7题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．做平抛运动的物体， 由竖直方向得

小球下落的时间由下落的高度决定，a 、b 两个小球从不同高度同时水平抛出，下落的时间不同，a、b 两球不能同时落地，A错误；

B．由于 a 、b 两个小球从不同高度同时水平抛出，下落到P点的时间不同，所以不能在P点相遇，B错误；

C．由于 a 、b 两个小球从不同高度同时水平抛出，球b下落高度小，由可知，球b先落地，C正确；

D．小球落地时的速率大小由水平方向的速度大小和竖直方向的速度大小共同来决定，因两球水平抛出时的初速度大小题中没有给出，所以落地时a球速率不一定大于b球速率，D错误。

故选C。

8. 物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为MA、MB，与水平面间的动摩擦因数分别为、，平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B，测得加速度a与拉力F的关系图象如图中A、B所示，则（　　）

A.    B.    C.    D.  

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】对质量为M的物体受力分析，设动摩擦因数为为，根据牛顿第二定律有

解得

故a与F关系图象的斜率表示质量的倒数，由图象可得

图象的纵轴截距表示，由图象可得

故A正确，BCD错误。

故选A。

9. 如图所示，一个同学用双手水平地夹住一叠书并使这些书悬在空中静止，已知他用手在这叠书的两端能施加的最大水平压力为F=280N，每本书重为4N，手与书之间的动摩擦因数为µ1=0.40，书与书之间的动摩擦因数为µ2=0.25，则该同学用双手最多能水平夹住这种书的本数为（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

A. 58 B. 56 C. 37 D. 35

【9题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】先将所有的书（设有n本）当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有

再考虑除最外侧两本书（n－2）本，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有

联立解得

故选C。

10. 如图所示，虚线为A、B两小球从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹，A球从台阶1的右端水平抛出后，运动至台阶2右端正上方时，B球从台阶2的右端水平抛出，经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇，不计空气阻力，则（　　）

A. 两球抛出时A的速度大于B的速度

B. 两球相遇时A的速度大小为B的两倍

C. 台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的4倍

D. 两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值为B的两倍

【10题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．两个小球都做平抛运动，水平方向都做匀速直线运动，根据

根据题意，A运动至台阶2右端正上方时，B球从台阶2的右端水平抛出，经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇，x和t都相等，所以v0相等，A错误；

B．因为水平速度相等，台阶的宽度也相等，所以两个小球在空中运动的总时间之比为2：1，所以相遇时两球竖直速度之比为2：1，合速度之比一定不等于2：1，B错误；

C．根据平抛运动

解得

台阶1、3的高度差与台阶2、3高度差之比为

所以，台阶1、2的高度差与台阶2、3高度差之比为

C错误；

D．设2、3台阶的高度差为h0，则1、3台阶的高度差为4h0，设台阶的宽度x0，根据平抛运动的推论

得

两球相遇时A的速度与水平方向的夹角的正切值与B的速度与水平方向的夹角的正切值之比为

D正确。

故选D。

二、实验题：共2小题，共14分。

11. 某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间t，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F-ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。

（1）该同学采用的主要实验方法为___________。

A.等效替代法          B.控制变量法         C.理想化模型法

（2）实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为s，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为___________。

（3）根据图乙，得到的实验结论是∶___________。

【11题答案】

【答案】    ①. B    ②.     ③. 在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法。故选B。

(2)[2] 挡光杆处的线速度为

角速度为

(3)[3] 在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。

12. 某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”。同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要平衡摩擦力。

（1）下列器材中不必要的是___________（填字母代号）。

A．低压交流电源       B．秒表        C．天平（含砝码） D．刻度尺

（2）下列实验操作中正确的是 ___________（填字母代号）。

A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源

C．平衡摩擦力时，将悬挂小桶的细线系在小车上

D．平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带

（3）图乙是某同学实验中获得的一条纸带。A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，A、C间的距离为x2，则小车的加速度a=___________（用字母表达）。

（4）图丙是小刚和小芳两位同学在保证小车质量一定时，分别以砂和小桶的总重力mg为横坐标，以小车运动的加速度a为纵坐标，利用各自实验数据作出的a-mg图像。小芳与小刚的图像有较大差异，既不过原点，又发生了弯曲，下列原因分析正确的是___________（填字母代号）。

A．图像不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过大

B．图像不过原点，可能是平衡摩擦力时木板倾角过小

C．图像发生弯曲，可能是砂和小桶的质量过大

D．图像发生弯曲，可能是小车的质量过大

【12题答案】

【答案】    ①. B    ②. AD    ③.     ④. BC

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]A．电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故A不符合题意；

B．电磁打点计时器是计时的仪器，故不需要秒表，故B符合题意；

C．验证牛顿第二定律过程中需要使用天平（含砝码）测量物体与小车的质量，故C不符合题意；

D．验证牛顿第二定律的过程中需要使用刻度尺测量运动的长度，故D不符合题意。

（2）[2]A．在实验的过程中要注意调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，才能使绳子的拉力平行于运动的方向，故A正确；

B．实验时，先接通打点计时器的电源，故B错误；

C．在调节木板倾斜程度平衡小车受到的滑动摩擦力时，需要将装有砂的砂桶摘下，故C错误；

D．平衡摩擦力时，让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带，故D正确。

（3）[3] 相邻计数点间的时间间隔为T，由匀变速直线运动的推论

可知小车的加速度

（4）[4]AB．图象不过原点，在拉力大于0的情况下，小车的加速度仍未0，说明可能是平衡摩擦力时木板倾角过小，平衡摩擦力不足，故B正确，A错误；

CD．以小车与砂和小桶组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力mg，由牛顿第二定律得

小车的加速度

小车受到的拉力

当

时，可以认为小车受到的合力等于砂和小桶的重力，如果砂和小桶的质量太大，则小车受到的合力小于砂和小桶的重力，实验误差较大，a-mg图像偏离发生弯曲，故C正确，D错误。

三、计算题：共4小题，共46分。解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

13. 质量为的砝码悬挂在轻绳和的结点上并处于静止状态与竖直方向的夹角，沿水平方向。质量为的木块与相连，在水平方向的作用下，静止于水平桌面上，物体与桌面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，如图所示。（取，，）求：

（1）轻绳的拉力的大小和的拉力的大小；

（2）拉力的最大值与最小值。

【13题答案】

【答案】（1），；（2），

【解析】

【详解】（1）由点的受力分析得

代入数据解得

（2）对受力分析，有

解得

解得

14. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨到达B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg。求：

(1)小球到B点时的速度大小？

(2)小球从B点运动到C点所用时间？

(3)小球落到斜面上C点时的速度大小？

【14题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为

在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，则有

解得

(2)小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得

解得

(3)小球落在斜面上C点时竖直分速度为

小球落到C点得速度大小

15. 如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且F=kt作用在B物体上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ。

（1）求B与地面间的最大静摩擦力大小；

（2）一段时间Δt后，A、B会相对滑动，求Δt和此时A、B间摩擦力的大小；

（3）请画出拉力传感器示数随时间t变化的图像。

【15题答案】

【答案】（1）；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）对A、B整体分析可知，B对地面的压力大小为

由题意可知B与地面间的最大静摩擦力为

（2）一段时间Δt后，A、B发生相对滑动，此时A、B间的滑动摩擦力的大小为

对B分析可知

解得

（3）对A分析可知，时刻以后，拉力传感器的示数恒定，为

假设t1时刻前，外力F与地面对B的摩擦力平衡，此过程传感器上无示数，则有

解得

由于，易知在期间，随时间t线性增大，拉力传感器的示数随时间t变化的图像如图所示。

16. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢增大

（1）圆盘角速度多大时，绳子中开始出现拉力；

（2）圆盘角速度多大时，物块A不受圆盘的摩擦力；

（3）圆盘角速度多大时，A、B相对圆盘发生滑动。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）物块B先达到最大静摩擦力，以B为研究对象，有

解得

（2）当物块A不受摩擦力时，以A为研究对象，有

以B为研究对象，有

解得

（3）A、B相对圆盘发生滑动时，沿AB连线向B外侧发生滑动，以A为研究对象，有

以B为研究对象，有

解得