2021-2022学年河北省张家口市高一（上）期末物理试卷（B卷）（含答案解析）

2021-2022学年河北省张家口市高一（上）期末物理试卷（B卷）

1.     以下有关物理量的性质及物理单位的认识，说法正确的是(    )

A. 位移和路程都是矢量 B. 速度是矢量，加速度是标量
C. 质量是标量，并且是基本物理量 D. 牛顿、米都是基本单位

2.     下列关于速度、速度的变化量和加速度的说法正确的是(    )

A. 只要物体的速度增大，则加速度也增大 B. 只要物体的速度不为零，加速度就不为零
C. 物体的速度变化越快，则加速度就越大 D. 物体的速度变化量越大，则加速度就越大

3.     2021年在日本东京夏季奥运会上，我国选手苏炳添在男子100m半决赛中跑出的好成绩，创造了亚洲人在该项目的历史。研究录像发现，苏炳添在第1s内的位移为，前60m用了，跑到终点时速度约为，则苏炳添在本次比赛中以下说法正确的是(    )

A. 其全程平均速度约为
B. 完成百米比赛过程中最大速度一定为
C. 前60m的平均速度要大于全程的平均速度
D. 第1s末时的速度为

4.     如图所示，水平地面上有一辆向右匀加速运动的小车，车中有一光滑斜面，车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，小球下方与斜面接触。关于小球的受力，下列说法正确的是(    )

A. 小球可能只受重力和细线对它的拉力
B. 小球一定受三个力作用
C. 小球可能只受重力和斜面对它的支持力
D. 细线对小球的拉力与斜面对小球的支持力的合力等于它的重力

5.     如图所示，机动车经人行横道时应礼让行人。礼让行人是一种文明驾车行为，《中华人民共和国道路交通安全法》第47条第一款规定：机动车经人行横道时，应当减速行驶，遇行人正在通过人行横道，应当停车让行。某次一辆汽车正以的速度匀速直线行驶，行驶到车头距某路口停车线12m时，发现有行人想在人行横道通过，驾驶员经的反应时间后刹车，结果汽车停下时车头恰好在停车线处，若将汽车刹车后的运动看作匀减速直线运动，则减速过程中加速度的大小为(    )

A.  B.  C.  D.

6.     高空抛物现象会带来很大的社会危害。2019年11月，最高人民法院明确对于故意高空抛物者，根据具体情形按照以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处。小明等几位同学放学经过某高楼下时，发现一钢管笔直的插入绿化带中如图所示，几位同学经过研究得出钢管刚接触地面时速度约为，已知每层楼的高度约为3m，重力加速度g取。以下关于钢管下落的楼层最可能的是(    )

A. 11层 B. 13层 C. 16层 D. 19层

7.     如图所示为杂技“顶竿”表演，若表演中，一人A站在地上，头上顶一根竖直竹竿，另外一人B在竹竿上某位置处开始以加速度a加速度下滑，接着以同样大人的加速度减速到另一位置停下。已知两表演者质量均为M，杆质量为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是(    )

A. 当B加速下滑时A对地面的压力为
B. 当B减速下滑时A对地面的压力为
C. A对地面的压力一直为
D. B下滑过程中一直处于失重状态，所以A对地面的压力一直小于
 

8.     如图甲所示，彩虹赛道是近年来广受人们欢迎的娱乐项目，游客坐在一个特制的垫子上，从滑道顶端滑下，由于滑道较长、坡度较大，游客能体会到高速滑行的感觉。现有一游客坐在垫子上可视为质点，从滑道顶端由静止开始下滑，以滑道上某位置为参考点，游客经过参考点时开始计时，得出其在倾斜滑道下滑过程中的某一段时间内的位移一时间图像图像，如图乙所示。游客在倾斜滑道下滑过程可视为匀加速直线运动，时，图像的切线如图乙中虚线所示，关于该游客的运动下列说法正确的是(    )
    

A. 时游客距出发点的距离为
B. 在时间内游客运动的位移为
C. 时刻游客的速度大小为
D. 游客在倾斜滑道下滑时加速度的大小为

9.     在一次渡河的实战演练中，指挥部要求红、蓝两个连队按不同的要求渡过一条宽200m的河道，假设河中水流是均匀的，水的流动速度为，战士用的渡船在静水中的速度为，现要求红队以最短时间到达对岸，蓝队到达正对岸，忽略船启动及减速的时间，下列说法中正确的是(    )

A. 蓝队要到达正对岸应使船头方向朝着正对岸划船
B. 红队要以最短时间到达对岸应使船头朝着正对岸划船
C. 蓝队完成任务到达对岸用时40s
D. 红队完成任务到达对岸的最短时间为40s

10. 如图所示，在竖直墙壁和长方体木块之间放置一个光滑的柱形桶，木块置于粗糙水平面上，木块与柱形桶的接触点A与桶横截面的圆心O连线与竖直方向夹角为。现缓慢调整一下长方体木块的位置，使角增大一些，整个系统仍能处于静止状态，且球没有与地面接触。下列说法正确的是(    )

A. 柱形桶对墙壁的压力增大 B. 木块与地面间的压力减小
C. 木块与桶间的压力增大 D. 木块与地面间的摩擦力减小

11. 如图所示，一长木板放在光滑水平面上，靠近木板的左端有一个小物块，开始时二者均处于静止状态。已知小物块与木板间的动摩擦因数为，木板与小物块的质量均为m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现用水平向右的拉力F作用在小物块上，当F逐渐增大时，以下说法正确的是(    )

A. 当时木板将要与地面产生相对滑动
B. 当时小物块将要与木板产生相对滑动
C. 当时木板的加速度大小为
D. 木板的最大加速度为

12. 2021年3月14日，中国小将谷爱凌获自由式滑雪世锦赛女子坡面障碍技巧赛的冠军。如图所示，现假设运动员从跳台a处以初速度沿水平方向飞出，落在斜坡上某点b处，将斜坡等效成一个与水平面的夹角为的斜面，不计空气阻力，下列说法正确的有(    )

A. 运动员在空中运动时间与初速度成正比
B. a、b两点间的水平距离与初速度的大小成正比
C. a、b两点间的竖直距离与初速度的二次方成正比
D. 运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角与的大小无关

13. 某实验小组要测量一个木块与木板间的动摩擦因数。为使操作更加便于科学测量滑动摩擦力的大小，有如图甲所示A、B两种实验方案可供选择，应选择方案______填“A”或“B”。根据选择方案进行如下实验步骤：
    
    ①将木块质量M未知放在水平木板上，其上放一个砝码，通过水平细绳与弹簧测力计相连；
    ②施加作用力使长木板和木块产生相对滑动，待弹簧测力计示数稳定后，记录弹簧测力计的示数F及所放砝码的总重量G；
    ③逐次增加砝码个数，重复步骤②五次；
    ④根据实验记录的数据在给定坐标纸上做出图像，如图乙所示。
    由图乙中图线求得滑块和木板间的动摩擦因数______。
    由图乙中图线可得______kg。重力加速度g取，结果均保留2位有效数字
14. 某学校物理兴趣小组准备探究“加速度与力和质量的关系”，该小组中一个同学用相关器材安装了实验装置，如图甲所示。
    
    实验开始前另一同学发现该实验装置中有一处错误，请指出：______。
    多选除了装置图中器材外，下列器材中还必须使用的有______。
    A.低压交流电源
    B.220V、50Hz的交流电源
    C.天平或电子秤
    D.刻度尺
    重新调整好装置之后，实验小组开始实验，如图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出计数点B、C和D、E点之间的距离为、，如图乙所示。已知打点计时器打点频率为f，则用此纸带上测量的数据计算小车运动的加速度的表达式为______。
    多选保持小车质量一定，改变砂和砂桶的重力，探究“加速度与力的关系”时，甲、乙两位同学根据各自的实验数据分别作出的图线如图丙所示，对A、B图线的分析下列说法正确的是______。
    A.A图线不通过原点，可能是因为计算F时未计入砂桶的重力
    B.A图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力
    C.B图线不通过原点，可能是因为计算F时未计入砂桶的重力
    D.B图线不通过原点，可能是因为没有平衡摩擦力
15. 如图所示，光滑斜面倾角为，底端固定有一挡板，轻弹簧两端与挡板及物块A拴接，物块B叠放在A上但不粘连。初始时，两物块自由静止在斜面上，现用平行于斜面的力F拉动物块B，使A、B沿斜面缓慢向上运动。已知轻质弹簧的劲度系数为k，两物块A、B的质量分别为和，弹簧始终处于弹性限度内，求：
    初始状态弹簧的形变量；
    从初始状态到物块B与物块A恰好分离时，物块A移动的距离。
16. 某公路上一辆汽车甲以的速度匀速行驶，发现同一车道的正前方距离为处有一辆汽车乙正以的速度同向行驶，甲汽车的驾驶员经过后开始刹车，若刹车后甲汽车加速度大小为。求：
    甲汽车开始刹车时两车间的距离；
    通过计算判断两车是否会相撞。
17. 传送带是机场、车间、车站等场地大量使用的物资转运设备，为工农业生产及人民生活带来了极大方便。如图所示为一快递站工作时使用的传送带，水平部分长度为。在一次调试过程中，工作人员将一纸箱放在最左端，由静止启动传送带以加速度做匀加速直线运动，达到最大传动速度后即做匀速运动，当纸箱恰好与传送带速度相同时，工作人员发现问题，使传送带以的加速度做匀减速运动直到停止，当纸箱也停下来时恰好到达水平传送带的最右端。已知纸箱与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。求：
    在启动过程中，纸箱运动的加速度的大小；
    传送带最大传动速度的大小；
    纸箱在水平传送带上运动过程中与传送带间的相对位移为多大。
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、位移是矢量，路程只有大小，没有方向，是标量，故A错误；
B、速度和加速度都既有大小又有方向，运算都遵守平行四边形定则，都是矢量，故B错误；
C、质量只有大小，没有方向，是标量，而且质量是七个基本物理量之一，故C正确；
D、米是长度的单位，是基本单位；牛顿是力的单位，属于导出单位，故D错误。
故选：C。
矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量．矢量运算遵守平行四边形定则；
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位．他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔．
矢量与标量有两大区别：一是矢量有方向，标量没有方向；二是运算法则不同，矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数加减法则．
 

2.【答案】C 

【解析】解：AB、物体的速度与加速度之间没有必然联系，物体的速度增大，加速度不一定增大，物体的速度不为零，加速度可能为零，例如匀速直线运动，故AB错误；
C、加速度是描述速度变化快慢的物理量，故物体的速度变化快，加速度就大，故C正确；
D、物体的加速度由速度变化量和完成这一变化所用时间共同决定，只是速度变化量越大，加速度不一定越大，故D错误。
故选：C。
加速度表示物体速度变化的快慢，由物体所受的合力和物体的质量共同决定，与速度、速度的变化量没有直接的关系，方向与速度改变量方向一致。
本题考查加速度的定义，要注意掌握加速度的概念及其物理意义是正确解题的关键，知道加速度与速度及速度变化的关系即可正确求解。
 

3.【答案】A 

【解析】解：其全程平均速度约为，故A正确；
B.百米比赛过程中终点速度不一定是最大速度，故B错误；
C.前60m的平均速度，小于全程的平均速度，故C错误；
D.第一秒内不一定是匀加速运动，第1s末时的速度不一定等于第一秒内平均速度的2倍，即，故D错误。
故选：A。
由平均速度定义求解，瞬时速度是在某时刻或某位置的快慢，只有匀变速直线运动才可以运用平均速度是初末速度的平均值。
平均速度对应一段时间，粗略描述平均快慢程度。
 

4.【答案】C 

【解析】解：AD、小球随车在水平方向匀加速直线运动，则根据牛顿第二定律可知，小球水平方向有分力的作用，AD两项中小球水平分量为零，故AD错误；
BC、若小球只受重力和斜面对它的支持力作用，则合力可以沿水平方向，即此时细线中没有拉力，此时小球只受两个力的作用，故B错误，C正确。
故选：C。
AD、根据题意可知小球水平方向有力的作用，故可判断正确选项；
CD、结合小球的受力，进而得出小球可能的受力情况。
在处理选择题时，可以利用假设法来判断，进而得出正确答案。
 

5.【答案】B 

【解析】解：刹车时距路口停车线

减速过程中加速度的大小为
，故B正确，ACD错误；
故选：B。
驾驶员的反应时间内做匀速直线运动，先求做匀减速运动的位移，然后根据位移-时间关系进行求解。
本题考查的是匀减速直线运动中的刹车问题，关键是知道驾驶员的反应时间内做匀速直线运动，刹车后做匀减速直线运动。
 

6.【答案】C 

【解析】解；根据可得：
，所以应从16层下落的，故ABD错误，C正确；
故选：C。
根据落地速度求出下落高度，再据楼层的距离粗略计算楼层即可。
本题主要考查了自由落体运动，解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。
 

7.【答案】A 

【解析】解：当B加速下滑时，对B由牛顿第二定律可知

对A

解得

则根据牛顿第三定律可知A对地面的压力为，故A正确；
当B减速下滑时，对B由牛顿第二定律可知

对A

解得

则根据牛顿第三定律可知A对地面的压力为，故BC错误；
D.B下滑过程中先加速后减速，则先失重后超重，所以A对地面的压力先小于，后大于，故D错误。
故选：A。
人向下滑的过程中所受摩擦力向上，根据牛顿第三定律可知竹竿所受的摩擦力向下；对人受力分析可知摩擦力大小；对竹竿分析得支持力大小，从而判断超重失重。
本题的疑难在于竹竿与质量为m的人的状态不同，突破点是分别分析质量为m的人与竹竿的受力及状态。
 

8.【答案】C 

【解析】解：时游客距计时点的距离为，距离出发点的距离大于，故A错误：
在时刻的速度

在时间内的位移为，则

解得

则时刻的速度

时间内游客运动的位移为

联立解得：
故BD错误，C正确；
故选：C。
根据位移-时间公式结合图像可解得加速度，初速度与时间内游客运动的位移。
对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
 

9.【答案】BD 

【解析】解：A、根据平行四边形定则，由于静水速度大于水流速度，合速度垂直于河岸过河，故蓝队应使船头沿着河岸上游，故A错误；
B、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，故B正确；
C、蓝队过河时间，故C错误；
D、红队过河的最短时间为，故D正确。
故选：BD。
根据船在静水中速度大于水速，可知蓝队可以垂直于河岸过河，过河时间为河宽与合速度的比值，过河的最短时间为河宽与船在静水中的速度的比值。
本题考查小船渡河问题，由于本题中小船在静水中的速度大于水速，可分析小船可垂直于河岸过河，根据平行四边形定则可求过河时间；其中过河的最短时间与水速无关，仅与船头的指向有关。
 

10.【答案】AC 

【解析】解：设柱形桶的质量为m，长方体木块的质量为M
AC、柱形桶受力如图1所示

对柱形桶，由平衡条件得：
竖直方向：
水平方向：
解得：，，角增大，则增大，F增大，由牛顿第三定律可知，柱形桶对墙壁的压力增大，木块与桶间的压力F增大，故AC正确；
BD、以柱形桶和长方体木块组成的系统为研究对象，受力如图2所示，由平衡条件得：
在竖直方向：，不变
在水平方向：，增大，故BD错误。
故选：AC。
对柱形桶与柱形桶和长方体木组成的系统进行受力分析，然后应用平衡条件分析求解。
本题考查了共点力平衡条件的应用，根据题意对研究对象正确受力分析是解题的前提，应用平衡条件即可解题；解题时注意整体法与隔离法的应用。
 

11.【答案】BD 

【解析】解：水平面光滑，有力F时，木板与地面产生相对滑动，故A错误；
小物块将要与木板产生相对滑动时，物块与木板间静摩擦力最大，对整体有

对木板有

则


故BD正确；
C.当时，木板与物体一起向右运动，对整体有

解得：
故C错误。
故选：BD。
小物块将要与木板产生相对滑动时，物块与木板间静摩擦力最大，运用整体法和隔离法分析，根据牛顿第二定律求加速度和临界拉力。
板块模型是物理模型中非常重要的模型，关键要正确进行受力分析、运动分析，熟练应用牛顿第二定律和运动学公式求解。
 

12.【答案】ACD 

【解析】解：A、将平抛运动分解水平方向和竖直方向，根据解得，故A正确；
B、a、b两点间的水平距离，故B错误；
C、a、b两点间的竖直距离，故C正确；
D、运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角的正切值，由此可知为定值，与大小无关的定值，故D正确。
故选：ACD。
将平抛运动分解为水平方向和竖直方向，根据竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间的表达式；结合初速度和时间求解水平位移表达式和竖直位移表达式；平抛运动在某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，据此分析即可。
解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，一般分解的思路是将平抛运动分解为水平方向和竖直方向的分运动来处理问题。
 

13.【答案】 

【解析】解：方案A中只需要拉动木板即可，而方案B中需要匀速拉动木板，所以为使操作更加便于科学测量滑动摩擦力的大小，应该选择方案A；
由题意可得：
所以图像的斜率为，即

由图像可得：
当时，，解得：
故答案为：A；；
分析出两个方案中需要的木板的运动特点从而选择出更加合适的方案；
根据牛顿第二定律结合图像得出动摩擦因数；
根据图像代入数据计算出M的数值。
本题主要考查摩擦力的影响因素，根据牛顿第二定律结合图像分析出的大小以及M的质量即可，整体难度不大。
 

14.【答案】安装器材时应先调节滑轮高度，使细线与木板平行    AD 

【解析】解：安装器材时应先调节滑轮高度，使细线与木板平行；
为了使电火花计时器正常工作，必须有220V、50Hz的交流电源，为了称出物体质量，必须有天平或电子秤，为了测量纸带上计数点的间距，还必须要有刻度尺，故A错误，BCD正确；
故选：BCD。
由逐差法可知，
又因为
有
解得：
、A图像不通过原点，F为零时加速度不为零，可能是因为平衡摩擦力过度，故B错误；
D、B图线不通过原点，F达到某个值时物体才开始运动，可能原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，故D正确；
AC、设砂桶的质量为，沙子质量为m，小车质量为M，实验时如果计算F时未计入砂桶的重力，则有，由牛顿第二定律得：

即
会导致图线不通过原点，故A正确，C错误；
故选：AD。
故答案为：安装器材时应先调节滑轮高度，使细线与木板平行；；；
根据实验原理理解装置的正确安装；
根据实验原理选择正确的实验器材；
根据逐差法计算出加速度的表达式；
根据牛顿第二定律结合图像逐项完成分析。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合逐差法计算出加速度的表达式，解题的关键点是根据牛顿第二定律结合图线完成分析。
 

15.【答案】解：开始A、B静止处于平衡状态，由平衡条件得：，
解得弹簧的压缩量：
当A、B恰好分离时A、B间的作用力恰好为零，
对A，由平衡条件得：
解得A、B恰好分离时弹簧的压缩量：
物块A移动的距离：
解得：
答：初始状态弹簧的形变量是；
从初始状态到物块B与物块A恰好分离时，物块A移动的距离是。 

【解析】应用平衡条件求出初始状态弹簧的形变量。
、B恰好分离时A、B间的作用力恰好为零，由平衡条件求出此时弹簧的压缩量，然后求出A移动的距离。
本题考查了平衡条件的应用，根据题意分析清楚物块的运动过程与受力情况，应用平衡条件即可解题。
 

16.【答案】解：驾驶员反应时间内甲的位移：
乙的位移：
此时两车间的距离：
从甲开始刹车到速度相等的时间：
该过程中甲的位移：
乙的位移：
由于：
可知甲的速度与乙的速度相等时，甲仍然在乙的后边，此后甲的速度小于乙的速度，二者不会相撞。
答：甲汽车开始刹车时两车间的距离是50m；
两车不会相撞。 

【解析】根据速度-位移关系求出甲汽车开始刹车时两车间的距离；
根据速度-时间公式，结合速度相等的临界条件分析判断即可。
本题主要是考查匀变速直线运动的计算问题，关键是掌握匀变速直线运动的计算公式。
 

17.【答案】解：根据牛顿第二定律可得：
在启动过程中，纸箱运动的加速度的大小：；
设传送带最大传动速度的大小为v，整个运动过程中，根据速度-位移关系可得：

代入数据解得：；
纸箱加速运动或减速运动的时间相等，设为t，则：
传送带达到最大速度的时间为：
第一个过程中相对位移大小为：
代入数据解得：
第二个过程中相对位移大小为：
代入数据解得：
所以整个过程中相对位移大小为：。
答：在启动过程中，纸箱运动的加速度的大小为；
传送带最大传动速度的大小为；
纸箱在水平传送带上运动过程中与传送带间的相对位移为。 

【解析】根据牛顿第二定律求解纸箱运动的加速度的大小；
根据速度-位移关系求解速度大小；
根据速度-时间关系求解纸箱加速运动或减速运动的时间，再根据运动学公式求解相对位移。
本题考查了传送带问题，分析清楚行李的运动过程是解题的前提与关键，传送带模型是重要的模型，一定要掌握传送带问题的处理方法。