2022-2023学年陕西省西安市高新第一中学高一上学期期末物理试题（解析版）

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2022-2023学年第一学期期末考试2025届高一物理试题一、单项选择题（本题共10小题，每题只有一个选项符合题目要求，每题3分，共30分）1. 下列说法正确的是（　　）A. 做圆周运动的物体所受合外力总是指向圆心B. 足球下落过程中惯性不随速度增大而增大C. 乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变D. 篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关【答案】B【解析】【详解】A．做匀速圆周运动的物体所受合外力总是指向圆心，故A错误；B．足球下落过程中惯性大小只与质量有关，不随速度增大而增大，故B正确；C．乒乓球被击打过程中乒乓球的形变是变化的，其受到的作用力大小改变，故C错误；D．篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向相反，故D错误。故选B。2. 在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学的叙述中不正确的是（　　）A. 伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法C. 根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法D. 力学中的基本量包括力、质量、时间，他们的基本单位分别是N、kg、s【答案】D【解析】【详解】A．伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，故A正确；B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故B正确；C．根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，故C正确；D．力学中的基本量是质量、时间、长度，故D错误。本题选错的，故选D。3. 某校有一条连接各个教学楼的连廊，连廊尽头直通食堂。假设某学生放学时从教学楼静止出发到食堂，该生先匀加速后匀速，加速度，连廊限速6m/s，把连廊看成117米的直线，则该生从教学楼到食堂的时间为（　　）A. 18s B. 20s C. 21s D. 22s【答案】C【解析】【详解】学生开始时做匀加速直线运动，有匀变速规律可知学生在此时间内的位移为则学生匀速运动的位移匀速时间所以总时间为解得故选C。4. 如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（　　）A. 方向竖直向上 B. 方向水平向左C. 大小等于mg D. 大小等于mg【答案】D【解析】【详解】擦窗工具做匀速直线运动，则其受力平衡，由平衡条件可知，摩擦力Ff与重力和拉力的合力F等大反向，擦窗工具受力如图所示，重力mg和拉力T的合力大小为     方向与水平方向夹角为45°，向右下方，可知摩擦力的大小为方向与水平方向夹角为45°，向左上方。故选D。5. 图中给出某一通关游戏的示意图，安装在轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧BCD的半径为R=2.0m，直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直平面内，小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37º，游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关.为了能通关，弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻力) A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】由题意可知弹丸从p点射出时的速度方向就是半径OP的方向.即与水平方向成37度夹角，由平抛运动规律知： 解得： ，故A对；BCD错综上所述本题答案是：A【点睛】结合水平方向上的位移以及速度偏向角可以求出水平速度，再利用竖直方向上的自由落体运动可以求出弹丸在竖直方向上的位移即高度h也可以求出．6. 一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示，其中时间内图像为直线，两边与之相切。乘客所受支持力的大小用表示，重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）A. 0~时间内，乘客处于超重状态B. 时间内，乘客的速度减小C. 时间内，乘客的加速度方向向上D. 时间内，乘客的速度减小，【答案】C【解析】【详解】A．在图中，斜率为物体的速度，0时间内，由图像可知，斜率增大，速度增大，所以乘客向下做加速运动，加速度向下，乘客处于失重状态，故A错误；B．时间内，图像为一条直线，乘客做匀速运动，故B错误；CD．时间内，乘客向下做减速运动，受力分析可知所以，乘客所受合力向上，加速度向上，故C正确，D错误。故选C。7. 台风过后，志愿者小红正在扶正被刮倒的一棵树苗，如图所示，小红向左运动，手与树苗接触点的高度为h并保持不变，当树苗与水平面的夹角为θ时，树苗的角速度为ω，则此时小红的速度大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】设小红的速度为，沿着树苗方向和垂直树苗方向分解，如图所示树苗的速度由几何关系可得联立可得故选A。8. 中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（　　）A. F B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有联立解得。故选C。9. 如图所示，轮、固定在同一转轴上，轮、用皮带连接且不打滑。在、、三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比，下列选项说法正确的是（　　）A. A、B、C三点的线速度大小之比B. A、B、C三点的线速度大小之比C. A、B、C三点的角速度之比D. 位于A、B、C三点处随轮一起转动的质量相等的质点所需的向心力大小之比【答案】B【解析】【详解】ABC．根据题意，由图可知，、两点皮带传动，则有、两点同轴转动，则有根据公式，由于则有则故AC错误，B正确；D．由公式可得，位于A、B、C三点处随轮一起转动质量相等的质点所需的向心力大小之比为故D错误。故选B10. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间摩擦力可忽略，两物体的质量mA为4kg，mB为6kg．从t=0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为FA=（8–2t）（N）和FB=（2+2t）（N）。则下列说法不正确的是（　　）A. 两物块共同运动的加速度为1m/s2B. 两物块从在开始运动到4s末恰好分离C. 4s末物体A运动的加速度为零D. 8s末物体B运动的加速度为3m/s2【答案】B【解析】【详解】A．FA、FB的大小都随时间而变化，但A、B整体受到的合力F合=FA+FB=10N保持不变，故开始一段时间内A、B以相同的加速度做匀加速运动，对整体有FA+FB=（mA+mB）a得a=1m/s2故A正确；B．当A、B恰好分离时，A、B间的弹力为零，此时两者的加速度仍相等，有即解得t=2s所以在2s内，A、B两物体一直以1m/s2的加速度做匀加速运动，t=2s后A、B两物体分离，故B错误；C．在t=4s时，A、B间无相互作用，此时FA=0所以，A所受合力为0，加速度为0，故C正确；D．在t=8s时，A、B间无相互作用，此时FB=（2+28）N=18NB的加速度为故D正确。由于本题选择错误的，故选B。二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每题至少有两个选项符合题目要求，全选对得4分，选对但不全得2分，有错选项得零分）11. 某同学在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内称其体重，至时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的图像可能是下图中的哪一个？（取电梯向上运动的方向为正）（　　）A.  B. C.  D. 【答案】AC【解析】【详解】由图像可知，人先超重，再平衡，最后失重，则电梯的加速度先向上，再匀速，后加速度向下；若电梯向上运动的方向为正，则电梯可能先匀加速向上，再匀速向上，最后匀减速向上；或者电梯可能先匀减速向下，再匀速向下，最后匀加速向下；故选AC。12. 有一个质量为的质点在xOy平面内运动，在x方向的速度—图像和y方向的位移—图像如下图所示，下列说法正确的是（　　）A. 质点所受的合力大小为3N B. 质点的初速度大小为5m/sC. 质点做匀变速直线运动 D. 质点初速度的方向与合力方向垂直【答案】AB【解析】【详解】A．根据题意，质点在轴方向做匀加速直线运动，加速度为在轴方向上做匀速直线运动，加速度为，则质点的加速度为，由牛顿第二定律可得，质点所受的合力大小为方向沿轴正方向，故A正确；B．根据题意，质点在轴方向做匀加速直线运动，初速度为在轴方向上做匀速直线运动，速度则质点的初速度大小为方向与轴正方向的夹角的正切值为故B正确；CD．由AB分析可知，质点初速度的方向与合力方向不垂直，且不在一条直线上，质点做匀变速曲线运动，故CD错误。故选AB。13. 一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底。一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在A、B之间，没有用绳索固定，桶C受到桶A和B的支持力，和汽车一起保持静止，如图所示，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）A. 当汽车向左做加速运动时，加速度变大，B对C的支持力变大B. 当汽车向左做加速运动时，加速度达到时，C将脱离AC. 汽车向左匀速运动时，速度越大，B对C的支持力越大D. 当汽车向右做加速运动时，加速度达到时，C将脱离B【答案】AD【解析】【详解】A．对桶C受力分析如图当车向左做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律有竖直方向根据平衡条件可得则B对C的支持力增大，A对C的支持力减小，故A正确；B．当汽车向左做加速运动，C将要脱离A时，A对C的支持力为零，此时有其中，解得加速度为故B错误；C．汽车向左匀速运动时，C受力平衡，无论速度多大，都有且满足支持力不变，故C错误；D．当汽车向右做加速运动，C将要脱离B时，B对C的支持力为零，此时有其中，解得加速度故D正确。故选AD。14. 某旅展开的实兵实弹演练中，某火箭炮在山坡上发射炮弹，所有炮弹均落在山坡上，炮弹的运动可简化为斜面上的平抛运动，如图所示，重力加速度为g。则下列说法正确的是（  ）A. 若将炮弹初速度由变为，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面的夹角不变B. 若将炮弹初速度由变为，则炮弹下落的竖直高度变为原来的C. 若炮弹初速度为，则炮弹运动到距斜面最大距离时所需要的时间为D. 若炮弹初速度为，则运动过程中炮弹距斜面的最大距离【答案】ACD【解析】【详解】A.炮弹落到斜面上时，竖直方向位移与水平方向位移关系为可得所以速度偏转角的正切值不变，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面夹角不变，故A正确；B.由炮弹落到斜面竖直方向位移与水平方向位移关系，可以解得炮弹的飞行时间为所以炮弹速度变为原来一半时，飞行时间也变为原来一半，由竖直位移公式可知，竖直位移为原来的，故B错误；C.炮弹与斜面距离最大时，速度方向与斜面平行，此时竖直方向速度与水平速度的关系为解得飞行时间为故C正确；D.建立如图所示坐标系，对炮弹初速度和加速度进行分解，当y轴方向速度减小为0时，炮弹距离斜面最远，则最远距离为故D正确。故选ACD。三、实验题（每空2分，共20分）15. 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确．(1)乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力__________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的．实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是__________(填正确选项前字母)．A．两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小B．橡皮条沿同一方向伸长C．橡皮条伸长到同一长度D．橡皮条沿同一方向伸长同一长度(2)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为__________N．【答案】    ①. （1）F；     ②. D；    ③. （2）9.0．【解析】【详解】（1）F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的．该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，故ABC错误，D正确，故选D．（2）由图丙所示弹簧测力计可知，其分度值为1N，所示为：9.0N．【点睛】本题考查了实验数据处理与弹簧测力计读数，知道实验原理与实验数据处理方法是解题的前提与关键；对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，然后再根据指针位置读数．16. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（1）关于实验条件的说法，正确的有___________；A． 斜槽轨道必须光滑B． 斜槽轨道末段N端必须水平C． P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放D． P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放（2）在实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，则频闪相机的闪光周期为___________s，该小球平抛时的速度大小________m/s。（重力加速度g取）【答案】    ①. BD##DB    ②. 0.04    ③. 0.8【解析】【详解】（1）[1]A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误；B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故B正确；CD．本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动，不需要每次水平初速度相同，所以小球可以在不同位置释放，故C错误，D正确。故选BD。（2）[2][3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得代入数据，解得所以水平方向速度大小为17. 某实验小组同学利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验步骤如下：①将光电门A、B固定在长木板上，用刻度尺测量光电门A、B之间的距离L；②调节长木板左端的高度，直至滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等；③将细绳的一端与滑块相连，另一端与小球相连，细绳跨过光滑轻质定滑轮，调整滑轮，使滑块与滑轮间的细绳与长木板平行；④将滑块置于光电门A上方某位置，由静止释放，记录滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间和；⑤用天平测量滑块（含遮光片）的质量M，测量小球的质量m；⑥测量出遮光片的宽度d。回答下列问题（重力加速度为g）：（1）实验步骤②的目的是______；（2）滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小______；（用题中所给物理量符号表示）（3）若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则细绳中的拉力大小______；（用题中所给物理量符号表示）（4）若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M的条件，则牛顿第二定律在本实验中的具体表达形式为______。（用题中所给物理量符号表示）【答案】    ①. 平衡摩擦力（补偿阻力）    ②.     ③.     ④. 【解析】【详解】(1)[1]滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等，说明滑块在长木板上做匀速直线运动，重力沿长木板的分力与摩擦力平衡，所以实验步骤②的目的是平衡摩擦力（补偿阻力）；(2)[2]滑块、经过光电门A的速度为经过光电门B的速度由匀变速直线运动规律得滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小为(3)[3]由牛顿第二定律得解得若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则(4)[4]若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M，由牛顿第二定律得
 解得则四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分）18. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀飞快地削下一片片很薄的面片，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.8m，锅的直径为0.4m。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，面片可视作质点。求：(1)面片落到锅中所用时间；(2)若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件。【答案】（1）0.4s；（2）【解析】【分析】【详解】（1）面片落到锅中所用时间代入数据（2）平抛的水平位移因锅的直径为0.4m，若保证削出的面片落入锅中，面片水平位移应满足所以，初速度的范围为19. 如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角，斜面倾角，物块A和B的质量分别为，，弹簧的劲度系数为，重力加速度。求：（1）弹簧的伸长量x；（2）物块A对斜面的摩擦力f的大小和方向。【答案】（1）；（2）5N，沿斜面向下【解析】【详解】（1）以轻绳OB和物块B为研究对象，受力如图并根据平衡条件，在x上有在y轴上有联立解得，（2）假设物体A所受摩擦力方向沿斜面向下，则物块A受力如图据平衡条件，在方向上有解得与假设的方向相反，故方向沿斜面向上。则物块A对斜面的摩擦力f的大小为5N，方向沿斜面向下。20. 防疫工作人员利用传送带从飞机上卸防疫物资。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a；（2）小包裹通过传送带所需的时间t；（3）小包裹在传送带上留下的划痕的长度l。【答案】（1）；（2）；（3）1.25m【解析】【详解】（1）小包裹的速度v2大于传送带的速度v1，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（3）小包裹滑行时传送运动的距离为小包裹在传送带上留下的划痕的长度21. 如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若纸板和砝码的质量分别为和，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。（1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力大小；（2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；（3）某次实验中，，，，砝码与纸板左端的距离d=0.15m，取。若砝码移动的距离超过l=0.002m，人眼就能感知，为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？【答案】（1）；（2）；（3）32.8N【解析】【详解】（1）当纸板相对砝码运动时，桌面对纸板的摩擦力大小为     则砝码对纸板的摩擦力大小为则有纸板所受的摩擦力大小为（2）设纸板的加速度为a1，砝码的加速度为a2，由牛顿第二定律可得，对纸板则有对砝码则有要使纸板相对砝码运动，则需要满足a1> a2，解得（3）为确保实验成功，即砝码移动的距离不大于l=0.002m，纸板抽出时，砝码运动的最大距离为纸板运动的距离纸板抽出后砝码运动的距离又有由题意可知代入数据解得纸板所需的拉力至少为