2022-2023学年山东省菏泽市高一上学期期末物理试题（解析版）

2022-2023学年度高一第一学期学习质量检测

高一物理试题

100分，考试时间90分钟。

第I卷（40分）

一、单项选择题（每小题3分，共计24分）

1. 下列关于位移和路程的说法中正确的是（　　）

A. 作直线运动的物体位移的大小和路程总是相等的，但位移是矢量，而路程是标量

B. 位移是描述直线运动的，路程可以描述曲线运动

C. 若物体发生了一段位移，则它一定通过了一段路程

D. 学校操场上参加400m比赛的同一组的8位同学，他们通过的路程和位移都是相同的

【答案】C

【解析】

【详解】A．位移的大小一般小于路程，只有当物体做单向直线运动时，两者才相等，故A错误；

B．位移、路程均可以描述直线运动和曲线运动，故B错误；

C．物体发生了位移，它一定通过了一段路程，但物体通过了一段路程，它发生的位移可能为零，故C正确；

D．运动操场为弯道，故在运动会上，由于400m比赛中8位同学的起点不同，他们的位移也不同，但路程相同，故D错误；

故选C。

2. 如图所示是A、B两物体从同一地点出发，沿相同的方向做直线运动的v－t图像，由图像可知（　　）

A. A比B早出发5s

B. 第15s末A、B速度相等

C. 前15s内B的位移比A的位移大75m

D. 第20s末A的位移比B的位移大25m

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可知，B物体比A物体早出发5s，故选项A错误；

B．由图像可知，10s末A、B速度相等，故选项B错误；

C．由于位移的数值等于图线与时间轴所围面积，所以前15s内B的位移为150m，A的位移为，B的位移比A的位移大50m，故选项C错误；

D．将图线延伸可得，前20s内A的位移为，B的位移为200m，A的位移比B的位移大25m，故选项D正确。

故选D。

3. 2012年6月1日．空降兵某部官兵使用新装备从260米超低空跳伞成功．如图所示，若跳伞空降兵在离地面224 m高处．由静止开始在竖直方向做自由落体运动．一段时间后．立即打开降落伞，以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降．为了空降兵的安全，要求空降兵落地速度最大不得超过5 m/s(g取10 m/s2)．则(　　)

A. 空降兵展开伞时离地面高度至少为125 m，相当于从2.5 m高处自由落下

B. 空降兵展开伞时离地面高度至少为125 m，相当于从1.25 m高处自由落下

C. 空降兵展开伞时离地面高度至少为99 m，相当于从1.25 m高处自由落下

D. 空降兵展开伞时离地面高度至少为99 m，相当于从2.5 m高处自由落下

【答案】C

【解析】

【详解】设空降兵做自由落体运动的高度为h时速度为v，此时打开伞开始匀减速运动，落地时速度刚好为5m/s，这种情况空降兵在空中运动时间最短，则有

v2=2gh

vt2－v2=2a（H－h）

解得

h=125m

v=50m/s

为使空降兵安全着地，他展开伞时的高度至少为

H－h=224m－125m=99m

他以5m/s的速度着地时，相当于从h′高处自由落下，由

vt2=2gh′

得

h′=1.25m

故选C。

4. 如图示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且。则下列描述正确的是（　　）

A B可能受到3个或4个力作用

B. 斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向上

C. A对B摩擦力可能为0

D. A、B整体可能受4个或5个力作用

【答案】B

【解析】

【详解】C．对木块A，受力如图

水平方向受平衡力，因此一定有静摩擦力与水平力F平衡，故C错误；

A．对木块B，受力如图

其中斜面对木块B的摩擦力可能为0，因此木块B可能受4个或5个力作用，故A错误；

BD．对A、B整体，一定受到重力、斜面支持力、水平力F，如图所示

这三个力可能使整体平衡，因此斜面对A、B整体的静摩擦力可能为0，可能沿斜面向上，也可能沿斜面向下，A、B整体可能受3个或4个力作用,故B正确，D错误.

故选B。

5. 如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为（　　）

A. G和G B. G和G C. G和G D. G和G

【答案】B

【解析】

【详解】日光灯受力如图所示

将T1，T2分别向水平方向和竖直方向分解，则有

T1sin=T2sin，T1cos+T2cos=G

解得

T1=T2=

故选B。

6. 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为45kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图示，在这段时间内下列说法中正确的是（　　）。

A. 晓敏同学所受的重力变小了

B. 体重计对晓敏的支持力小于晓敏对体重计的压力

C. 电梯一定在竖直向下加速运动

D. 电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体的质量不变，重力加速度不变，故晓敏同学所受的重力不变，A错误；

B．根据牛顿第三定律可知，体重计对晓敏的支持力与晓敏对体重计的压力是一对相互作用力，故这两个力大小相等，方向相反，B错误；

CD．根据晓敏的受力，由牛顿第二定律可知

代入数据解得

加速度方向向下，故她可能向上做减速运动，也可能向下做加速运动，C错误，D正确。

故选D。

7. 如图所示装置，位于竖直平面内的固定光滑圆轨道与水平轨道面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆轨道的圆心。已知在同一时刻，a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点。则（　　）

A. a球最先到达M点

B. b球最先到达M点

C. c球最先到达M点

D. a、c、b三球依次先后到达M点

【答案】C

【解析】

【详解】设圆轨道半径为R，据“等时圆”理论

B点在圆外，有

tb>ta

C球做自由落体运动，有

tc＝

故有

tc<ta<tb

故选C。

8. 如图所示，两黏连在一起的物块a和b，质量分别为和，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力和水平拉力，已知，则a对b的作用力（    ）

A. 必为推力

B. 必为拉力

C. 可能为推力，也可能为拉力

D. 不可能为零

【答案】C

【解析】

【详解】将a、b看做一个整体，加速度

单独对a进行分析，设a、b间的作用力为，则

即

由于不知道与的大小关系，故可能为正，可能为负，也可能等于0，故C正确。

二、多项选择（每题4分，共16分，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选的得0分）

9. 汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动，途中用了6s时间经过A、B两根电线杆，已知A、B间的距离为60m，车经过B时的速度为15m/s，则（　　）

A. 车从出发到B杆所用时间为9s

B. 车的加速度为15m/s2

C. 经过A杆时的速度为5m/s

D. 出发点到A杆的距离为7.5m

【答案】ACD

【解析】

【详解】C．据位移公式

解得

C正确；

B．根据匀变速直线运动速度时间关系可知，车的加速度为

B错误；

A．根据匀变速直线运动速度时间关系可知，车从出发到B杆所用时间

A正确；

D．根据匀变速直线运动速度位移关系可知，出发点到A杆的距离为

D正确。

故选ACD

10. 在一条水平直赛道上，分别放着甲、乙两辆玩具汽车（可视为质点），它们同时从同一地点沿同一方向做直线运动，两辆汽车达到它们最大速度后就匀速运动，观测到它们速度的平方随位移变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 在加速过程中，甲车的加速度比乙车的加速度小

B. 在x=0.5m处，甲、乙两车速度不相等

C. 在x=0.5m处，甲、乙两车未相遇

D. 在1.25s末，甲、乙两车相遇

【答案】CD

【解析】

【详解】A．在加速过程中，根据速度位移公式，如图可得

，

A错误；

BC．如图所示，在x=0.5m处，图线相交，甲、乙两车速度相等，但两车加速度不同，不是同时到达该处，所以二者未相遇，B错误，C正确；

D．因为，，甲加速到最大速度的时间

乙加速到最大速度的时间

在1.25s末，甲、乙两车的位移分别为

即甲、乙两车相遇，D正确。

故选CD

11. 如图所示，光滑圆柱A和半圆柱B紧靠着静置于水平地面上，二者半径均为R。A的质量为m，B的质量为，B与地面间的动摩擦因数为。现给A施加一拉力F，使A缓慢移动，运动过程中拉力F与圆心连线O1O2的夹角始终为60。保持不变，直至A恰好运动到B的最高点，整个过程中B保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. A、B间弹力逐渐增大

B. A、B间弹力先增大后减小

C. 拉力F逐渐减小

D. A、B间弹力的最大值

【答案】BCD

【解析】

【详解】ABC．根据题意，以A为研究对象，A受到重力mg、拉力、B对A的弹力FN，由题意知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图所示

在FN转至竖直的过程中，A、B间的弹力先增大后减小，拉力F逐渐减小，故B正确、C正确；

D．当夹角（水平向右）时，A、B间弹力最大，且最大值为

故D正确。

故选BCD。

12. 如图所示一辆运输集装箱的卡车开上倾角为的斜面，箱子的顶部用细线挂了一个小球，某个时刻悬挂小球的细线与虚线的夹角为（虚线垂直与车厢底面），关于汽车的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 若卡车匀速开上斜坡，则

B. 若卡车匀减速开上斜坡，则

C. 若卡车匀加速开上斜坡，则卡车的加速度为

D. 若卡车匀加速开上斜坡，则卡车的加速度为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．若卡车匀速开上斜坡，则小球匀速直线运动，受到的合外力为0，小球竖直方向上重力和绳子拉力相等，细线在竖直方向上，则，根据几何关系可知

故A正确；

B．若卡车匀减速开上斜坡，则小球受到绳子拉力和重力的作用，由于做减速运动，则加速度沿斜面向下，故细线向右偏，但由于加速度的大小不确定，所以夹角的大小不确定，故B错误；

CD．若卡车匀加速开上斜坡，则小球受到的合外力沿斜面向上，对小球受力分析，小球受重力和细线的拉力，如图所示

由正弦定理与几何关系可得

解得

卡车加速度与小球加速度相同，故C正确，D错误。

故选AC。

第II卷（非选择题，共60分）

三、实验题（13题4分，14题8分，共12分）

13. 某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，和为细绳，本实验主要运用“等效替代”的科学思想，体现为两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。

（1）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是合力的理论值（填“F”或“”）。

（2）实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果___________发生变化。（选填“会”或“不会”）

【答案】    ①. F    ②. 不会

【解析】

【详解】（1）[1]由图丙可知F是根据平行四边形法则作出的理论值，F'是实验所得；

（2）[2]实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿OB、OC方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果不会发生变化。

14. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图（a）所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小

(1)实验时，一定要进行的操作是________；

A.用天平测出砂和砂桶的总质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

(2)甲同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带，已知打点计时器打点周期为T，根据纸带可求出小车的加速度为________（用T及x1，x2，x3，x4，x5，x6和数字表示）。

（b）

(3)甲同学根据测量数据作出如图（c）所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是________；

(4)乙同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图线是一条直线，如图（d）所示，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量________；

A.     B. C.     D.

【答案】    ①. BC    ②.     ③. 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够    ④. C

【解析】

【详解】(1)[1]因为用力传感器测绳子拉力，所以对沙和沙桶的质量没有要求，为了让拉力等于小车的合外力，需要平衡摩擦力。开始做实验时，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数

故选BC；

(2)[2]由逐差法可知，小车的加速度为

(3)[3]从图像(c)可知，有一定的拉力后，小车才运动，所以没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；

(4)[4]由牛顿第二定律得

变形为

所以

解得

故选C。

四、计算题（本题共4小题，共计48分，请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）

15. 刚刚结束的2022年卡塔尔世界杯是首次在北半球冬季举行，最终阿根廷队夺冠，法国队获得亚军。如图所示，用细线通过网兜把质量为m的足球挂在光滑墙壁上，不计网兜质量。已知足球的径为R，悬点到足球球心的距离为三分之五倍的R（即），重力加速度为g，（细线延长线通过足球球心，，）求∶

（1）足球对墙壁的压力；

（2）若悬绳不断变短，悬绳对球的拉力如何变化（不用写分析过程）

【答案】（1），方向水平向右；（2）不断变大

【解析】

【详解】（1）设细线与墙壁的夹角为，则由几何知识得

则

解得

由牛顿第三定律可得对墙壁的压力为，方向水平向右

（2）由于悬绳对球的拉力为

若悬绳不断变短，则变大，则变小，故拉力不断变大。

16. 菏泽牡丹机场位于菏泽市定陶区孟海镇，目前共有7家航空公司开通13条航线，极大方便了菏泽人的出行。乘客登机所带行李箱往往通过航站楼内的行李转盘托运。简化模型如图所示，传送带与地面倾角θ＝37°，从A到B长度为L＝3.2m，传送带以v0＝2m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为m＝1kg的物块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。求：

（1）当物块的速率与传送带相同时物块离A点的距离；

（2）物块从A运动到B的时间。

【答案】（1）0.2m；（2）1.2s

【解析】

【详解】（1）开始阶段由牛顿第二定律

解得

a1=10m/s2

物块加速至传送带速度相同时需要的时间

与传送带相同时物块离A点的距离

（2）第二阶段由牛顿第二定律

解得

a2=2m/s2

物块继续匀加速到B端的位移为

解得

t2=1s

则物块从A运动到B的时间

t=t1+t2=1.2s

17. 某市开展文明驾驶专项行动，一辆违章小轿车以15m/s的速度在一条平直公路上匀速行驶，当其从公路边值勤的交警身边驶过时，被交警发现准备启动警车追赶。若不计交警的反应时间，警车启动时间t=1.5s，启动后警车以a2m/s2的加速度做匀加速直线运动。已知警车的最大速度vm=25m/s，试求：

（1）警车在追赶违章车的过程中，两车间的最大距离；

（2）启动后警车追上小轿车所需的时间。

【答案】（1）78.75m；（2）17.875s

【解析】

【详解】（1）特警在追赶罪犯小轿车的过程中，当两车间的速度相等时，它们的距离最大，设经时间t1两车的速度相等，则有

v=at1

解得

t1=7.5s

此时间内罪犯小轿车的位移

x1=v（∆t+t1）=135m

警车发生的位移

所以两车间的最大距离

xx1x2=78.75m

（2）设警车先加速的时间为t3，有

vm=at2

解得

t2=12.5s

设警车追上罪犯小轿车的时间为t4，由位移相等可知

解得

t3=17.875s

18. 一神器，外形可忽略、体积可为零；飞天遁水，无往不利；坚如磐石、滑洁如丝；必要的时候它可以带电、也可以突破引力、甚至可以光速行进！它折磨了几代莘莘学子，我们为它痴狂不已，它就是传说中的——小滑块。滑块类问题是我们高中常见的模型之一。假设质量为M=1kg足够长的木板放在水平地面上，木板左端放有一质量为m=1kg大小不计的小滑块，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，小滑块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4。开始时滑块和木板都静止，现给滑块施加一水平向右的恒力F=8N，经过1s，撤去恒力F，（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2）求：

（1）撤去外力F时，滑块速度大小；

（2）木板的总位移大小。

【答案】（1）2m/s；（2）

【解析】

【详解】初始阶段，对m

F-μ2mg=ma1

对M

μ2mg-μ1（M+m）g=Ma2

解得

a1=4m/s2，a2=2m/s2

经过t1=1s，两者的速度为

v1=a1t1=4m/s

v2=a2t1=2m/s

x1=a2t121m

（2）当撤去F时，对m

a3=4m/s2

又经t2两者速度相同

v1a3t2v2a2t2

解得

x2v2t1+a2t12m

两者速度相同之后，二者一块减速直到停止.

则木板的总位移为