2022太原高一上学期期末物理试题含解析

这是一份2022太原高一上学期期末物理试题含解析，文件包含山西省太原市2021-2022学高一上学期期末物理试题含解析docx、山西省太原市2021-2022学高一上学期期末物理试题docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
2021~2022学年第一学期高一年级期末考试物理试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填入下表内相应位置。1. 雨滴在空气中下落的速度不太大时，受到的空气阻力与其速度成正比，与其横截面积成正比，即。则比例系数的单位是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】根据可得则比例系数k的单位是故选B。2. 如图分别是物体受到的合外力、物体运动的位移、加速度和速度随时间的变化图像，其中表示物体在做匀变速运动的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】A．该图中物体受合外力不变，加速度不变，则物体做匀变速运动，A正确；B．该图表示物体做匀速运动，B错误；C．该图表示物体做加速度增加的变加速运动，C错误；D．该图表示物体做匀速运动，D错误。故选A。3. 下列是几位同学应用物理知识对生活现象的分析，其中正确的是（　　）A. 看到王亚平在“太空行走”寸步难行，小明认为她在太空中的惯性更大B. “神州十三号”向上发射时，小立认为火箭受燃气向上的推力和空气受向下的推力是一对相互作用力C. 短视频中，一人在匀速行驶的高铁车厢内向上跳起，结果落在了车厢尾，小亮认为该视频是经过虚假处理的，他应该落在原处D. 小东认为拔河时甲、乙两队受到绳的拉力大小相等、方向相反，是一对相互作用力【答案】C【解析】【详解】A．惯性大小只与质量有关，跟所处位置和环境无关，故A错误；B．“神州十三号”向上发射时，火箭受燃气向上的推力和燃气受火箭的推力是一对相互作用力，故B错误；C．短视频中，一人在匀速行驶的高铁车厢内向上跳起，结果落在了车厢尾，小亮认为该视频是经过虚假处理的，根据惯性人应该落在原处，故C正确；D．小东认为拔河时甲、乙两队受到绳的拉力大小相等、方向相反，但不是是一对相互作用力，而是同一根绳上的张力，所以大小相等，方向相反，故D错误。故选C。4. 在对“落体运动”和“运动和力的关系”的研究中，图（a）、（b）分别表示了伽利略的实验和推理过程，下列说法正确的是（　　）A. 伽利略通过图（a）中的甲直接测量速度，得到“速度与时间成正比”的结论B. 图（a）中在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使小球的重力变小C. 通过图（b）进行逻辑推理，伽利略得出“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”D. 通过图（b）的实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的建立提供了有力的证据【答案】D【解析】【详解】AB．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，但小球的重力并没有变化，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故AB错误；CD．伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到“物体的运动不需要力来维持”，推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，但没有得出力是改变物体运动状态的原因，只是为牛顿第一定律的建立提供了有力的实验依据，故C错误，D正确。故选D5. 从2020年7月起，太原市实施的老旧小区安装电梯的惠民政策，解决了老旧小区中高龄居民上下楼的“大问题”。取竖直向上为正方向，图中记录了一居民乘电梯时速度随时间变化的关系，则以下四个时刻中，人处于超重状态的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】0s~2.1s内电梯和人向上做加速直线运动，加速度的方向竖直向上，人处于超重状态，2.1s~5.5s做匀速直线运动，5.5s~8s内电梯和人向上做减速直线运动，加速度的方向竖直向下，人处于失重状态，则1s时人处于超重状态。故选A。6. 2021年5月15日，质量为的“天问一号”着陆器进入火星大气层后，在与大气的剧烈摩擦中，经速度减为，这时打开降落伞，经过速度减为。在与降落伞分离后打开发动机进一步减速，之后在约高处悬停、探测后自由下落到火星表面。从打开降落伞开始，将着陆器视为竖直向下的运动，则（　　）A. 从进入大气层到打开降落伞，着陆器只受火星大气阻力的作用B. 从打开降落伞到与其分离，着陆器的加速度方向竖直向上C. 从打开降落伞到与其分离，着陆器受伞绳的拉力等于其重力D. 处于悬停状态时，发动机喷气的反作用力大小约为【答案】B【解析】【详解】A．在打开降落伞前，着陆器做加速下降，因此除受到火星大气阻力的作用外，还受到重力作用，故A错误；BC．在打开降落伞至分离前，除受到降落伞的拉力和大气阻力的作用外，还受到重力作用，因着陆器做减速下降，其加速度方向竖直向上，依据牛顿第二定律，则受到的合力方向竖直向上，着陆器所受伞绳拉力与大气阻力的合力大于重力，着陆器受伞绳的拉力不一定等于其重力，故B正确，C错误；D．若处于悬停状态中，发动机喷气的反作用力和重力是平衡力，着陆器质量为，但火星表面重力加速度并不是10m/s2，则发动机喷气的反作用力大小不会是，故D错误。故选B。7. 小丽同学利用所学知识测量一段长为的棉质细线的最大张力。如图所示，她将细线一端固定在点，另一端点与点在同一水平线上并可以移动，质量为的物体用光滑轻滑轮挂在细线的中点，然后缓慢移动点，当、两点位于水平直尺上图示的位置时，细线恰好被拉断，则细线所能承受的最大张力约为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】对细线与钩码接触处，受力分析，并进行力的合成，如图所示设棉质细线长为L，PQ长为d，则有解得故选B。8. 广袤的新疆是我国棉花的规模种植基地。在棉花的采收中，自动化设备极大地提高了效率。采收的棉花经设备打包后，可简化为放在“”型挡板上，如图所示。已知棉包的质量为，两板间夹角为且始终固定不变，“”型挡板可绕轴在竖直面内转动。在使板由水平位置逆时针缓慢转动的过程中，忽略“”型挡板对棉包的摩擦力，下列说法正确的是（　　）A. 当板水平时，棉包受到三个力的作用B. 在板水平时，棉包受到三个力的作用C. 当板转过时，棉包对板的作用力大小为D. 当板转动时，棉包对板的作用力大小为【答案】D【解析】【详解】A．在图中BP的位置时，棉包只受到重力和BP的支持力，AP对棉包没有作用力，否则不能平衡，故A错误；BD．当板转动时，板水平，棉包受到重力和AP的支持力，BP对棉包没有作用力，否则不能平衡，根据平衡条件可知，支持力等于棉包重力mg，根据牛顿第三定律可知，棉包对AP板的作用力大小为mg，故B错误，D正确；C．当BP板转过30°时，两板与水平面夹角都为30°，棉包受力分析如图所示由共点力的平衡条件可得解得由共点力平衡条件可知棉包受到AP板和BP板的作用力大小相等，根据牛顿第三定律可知，棉包对AP板和BP板的作用力大小相等，均为，故C错误。故选D。9. 时，汽车在平直的公路上沿直线匀速运动；t0时刻，由于前方出现事故，司机踩下刹车踏板，车辆立即开始做匀减速运动，这一过程中汽车的位移-时间图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A. 汽车减速的加速度大小为B. 2t0后汽车开始做匀速运动C. 0～t0内，汽车平均速度的大小为D. 0～2t0内，汽车平均速度的大小为【答案】D【解析】【详解】B．2t0后汽车停止运动，B错误；A．汽车的初速度为汽车的加速度大小为A错误；C．0～t0内，汽车平均速度的大小为C错误；D．t0～2t0内，汽车的位移为0～2t0内，汽车平均速度的大小为D正确。故选D。10. 小李同学用如下方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度：将一体重秤水平地放在电梯底板上，他直立站在体重秤上并与电梯保持相对静止。在电梯加速上升时体重秤示数为，减速上升时示数为。已知该电梯加速和减速过程的加速度大小相同，则可知该电梯变速运动时加速度的大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设该电梯加速和减速过程中的加速度大小为a，小李同学质量为m，根据牛顿第二定理可得，加速上升时有减速上升时有联立解得，故选C。二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。11. 太原市学府智能停车楼是我省最大的立体停车设施，采用“互联网+”智能化新技术，大幅提高了存取车的效率，如图所示。存取车时，需要把车子平行“移送”。设“移送”过程中车辆相对于水平底板始终静止，则在车子被匀速移送时（　　）A. 水平向后时，车子对底板的摩擦力方向水平向前B. 水平向前时，底板对车子的摩擦力为零C. 竖直向上时，车子对底板压力的值大于车子重力的值D. 竖直向下时，车子对底板压力的值等于车子重力的值【答案】BD【解析】【详解】由于车子被匀速移送，则合力为零。AB．水平向前或向后时，车子受到重力和底板对车子的支持力，车子和底板之间无摩擦。故A错误，B正确；CD．竖直向上或向下时，底板对车子的支持力大小等于重力，根据牛顿第三定律可知，车子对底板压力的值等于车子重力的值，故C错误，D正确。故选BD12. 今年国庆期间，我省遭遇连续60小时的强降雨侵袭，汾河决堤，洪水肆虐。救援中，橡皮艇用绳索拉向岸边的情景可简化为如图所示。设橡皮艇在水中运动时所受水的阻力不变，那么橡皮艇在匀速靠岸的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 受绳子的拉力不断增大 B. 受绳子的拉力保持不变C. 受到的浮力不断减小 D. 受到的浮力不断增大【答案】AC【解析】【详解】对小船进行受力分析，如图因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡状态，设拉力与水平方向的夹角为θ，有Fcosθ=fFsinθ+F浮=mg船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力不变，可知，cosθ减小，绳子的拉力增大， sinθ增大，所以受到的浮力减小。故选AC。13. 如图所示，正在水平路面上行驶的车厢底部有一质量为的箱子，箱子与车厢底部的动摩擦因数为。在车厢的顶部用细线悬挂一质量为的小球，某段时间内，乘客发现细线与竖直方向成角保持不变，而箱子则始终相对于车厢静止。则（　　）A. 车厢可能向左行驶 B. 车厢加速度的大小为C. 箱子受到摩擦力的大小为 D. 箱子受到摩擦力的大小为【答案】ABD【解析】【详解】AB．对小球受力分析可知mgtanθ=ma解得a=gtanθ方向向右，则车厢可能加速向右运动，或者减速向左运动，选项AB正确；CD．箱子受到摩擦力为静摩擦力，根据牛顿第二定律可知，摩擦力的大小为选项C错误，D正确。故选ABD。14. 如图所示，斜面体静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同。一质量为的木块从斜面底端开始以初速度上滑，然后又返回出发点。在上述过程中斜面体一直静止不动。下列说法正确的是（　　）A. 返回出发点时，速度大小等于B. 上滑时的加速度值大于下滑时加速度的值C. 桌面对的支持力一直等于的重力D. 上滑的时间小于下滑的时间【答案】BD【解析】【详解】A．木块要克服摩擦力做功，所以返回出发点的动能小于初动能，所以v<v0，故A错误；BD．设斜面倾角为θ，、B之间动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律可知，A上滑时加速度大小为下滑时加速度大小为可知上滑时的加速度值大于下滑时加速度的值，即a1>a2，位移大小相等，由知，t上<t下，故BD正确；C．对斜面体B进行受力分析，物体A向上滑动时，B受力如图甲所示，物体A向下滑动时，斜面体受力如图乙所示
物体B处于平衡状态，由平衡条件得FN1=G+Ncoθ-f1sinθFN2=G+Ncosθ+f2sinθ可知FN2>FN1，即桌面对B的支持力大小，上滑过程中比下滑时小，不是一直等于B的重力，故C错误；故选BD。15. 如图甲所示，在水平地面上有一长木板，其上叠放木块。假定木板与地面之间、木块与木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力作用于，、的加速度与的关系如图乙所示，取，则（　　）A. 的质量为 B. 的质量为C. 与地面间的动摩擦因数为0.2 D. 、间的动摩擦因数为0.25【答案】BC【解析】【详解】AB．在F<3N时，一起保持静止；在时，A、B保持相对静止，故地面对B的最大静摩擦力fB=3N在F≥9N时，A与B发生相对滑动，故B对A的最大静摩擦力fA=4mA当F=9N时，A、B运动的加速度可得在F=13N时，B加速度联立解得mA=0.5kg，mB=1kg故A错误，B正确；
CD．B与地面间的动摩擦因数解得μB=0.2A、B间的动摩擦因数解得μA=0.4故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。16. 某同学在利用图示装置探究弹簧弹力和弹簧伸长的关系时，将刻度尺（最小刻度为毫米）的0刻度线与弹簧的上端对齐，通过改变弹簧下端所挂钩码的质量改变弹簧的弹力，并记录弹簧长度，进而求得弹簧的劲度系数。（取）（1）当弹簧下端悬挂质量为钩码时指针位置如图所示，则弹簧的长度为________；（2）已知弹簧的原长为，根据测量的数据，求得弹簧的劲度系数________。（保留2位有效数字）【答案】    ①. 14.84    ②. 57【解析】【详解】（1）[1]由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，此时弹簧的长度为14.84cm。（2）[2]弹簧原长为7.80cm，则弹簧的伸长量为x=14.84cm-7.80cm=7.04cm弹簧的弹力大小为 F=mg=0.400×10=4.00N根据胡克定律F=kx，得弹簧的劲度系数17. 图甲为探究加速度与力、质量关系的实验装置，安装好器材后，进行了如下实验：（1）以下操作正确的是________；（填正确选项前字母）A. 调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板平行B. 补偿摩擦力时，应让小车在砝码（含托盘）的牵引下运动C. 实验时，应先放开小车，后接通电源D. 通过增减小车上的槽码改变小车的质量时，不需要重新调节木板的倾斜度（2）实验中，砝码（含托盘）的总质量为，小车及车内槽码的总质量为，若认为小车受到的拉力等于，则应_______（填“远大于”“远小于”或“等于”）；（3）当时，打出的纸带如图乙所示。纸带上相邻计数点间还有四个点没有标出，已知打点频率为，则小车的加速度为_______；（保留3位有效数字）（4）多次改变，算出对应小车的加速度。将（3）中的点描在图丙中，连同已描出的点作出图像；_______（5）由图线可知，该小组同学操作中的不当之处是：________。【答案】    ①. AD    ②. 远小于    ③. 3.00    ④.     ⑤. 平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高【解析】【详解】（1）[1]A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故A正确；B．补偿摩擦力时，应让小车带着纸带，不用砝码（含托盘）的牵引，故B错误；C．实验时先接通电源，后放开小车，故C错误；D．通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新平衡摩擦力，即不需要重新调整木板的倾斜度，故D正确。故选AD。（2）[2]对整体分析，加速度为隔离对小车分析，根据牛顿第二定律得为使砝码（含托盘）的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应满足的条件是m远小于M。（3）[3]打点频率为50Hz，则打点时间间隔为0.02s，相邻计数点间还有四个点没有标出，则相邻两计数点间的时间间隔为根据逐差法可得，小车的加速度为（4）[4]图像如图（5）[5]由图线可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该小组同学操作中的不当之处是：平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。四、计算题：本题包含5小题，共41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. 钢架雪车是第24届冬奥会的比赛项目之一，届时，我国运动员耿文强将向该项目的男子单人冠军发出强有力的冲击！钢架雪车的速度高达130km/h，为使完成比赛的雪车通过终点线尽快停下，雪车将会滑到特制海绵上，并带着海绵一起在水平冰面上减速滑行直到停止。设某次雪车以108km/h的速度冲上海绵后在水平冰面上又滑行了5s后停下，不计空气阻力，取，求：(1)雪车减速阶段加速度的大小；(2)海绵与冰面间的动摩擦因数。【答案】(1)； (2)【解析】【详解】(1)根据解得(2)根据牛顿第二定律解得19. 对太原人来说，迎泽公园的大象滑梯是一种城市记忆，它承载了几代人的童年欢乐。近日，新大象滑梯开放了！它的长鼻子是一条长为、倾角为的倾斜滑道（可视为斜面），斜面的末端与水平滑道平滑连接，水平滑道前方是一个软软的沙坑。一小朋友（可看做质点）坐在滑梯上玩耍，他与倾斜滑道的动摩擦因数为，当该小朋友从滑道顶端由静止开始滑下时，求：（）（1）小朋友下滑过程中加速度的大小；（2）小朋友滑至倾斜滑道底端时速度的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律可得代入数据，解得（2）根据可得20. 大型风洞是研发及高超声速武器的必备设施。风洞中，风力的大小和方向可以调节。对于风力大小和方向的测量，我们可以用这样的方法来理解：细长的轻质金属丝一端固定于点，另一端悬挂一质量的金属球。无风时，金属丝竖直；当风沿水平方向吹来时，金属丝偏离竖直方向，平衡时与竖直方向的夹角为。已知风对球作用力的方向与风向相同，取，，。（1）求金属球受水平风力的大小和金属丝对它拉力的大小。（2）调整风力使小球在同样的位置保持静止，求最小风力的大小及其方向与竖直方向的夹角。【答案】（1）30N，50N；（2）24N，与竖直方向的夹角为53°斜向上【解析】【详解】（1）对小球受力分析，受到重力、拉力和风力，将拉力和风力合成，合力与重力平衡，如图
由几何关系，得到F=mgtan37°=30N金属丝所受到的拉力  （2）当风力的方向垂直于细线方向时，风力最小，则最小风力为与竖直方向的夹角为53°斜向上。21. “复兴号”动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。设动车组所有车厢的质量均为，每节动车提供的牵引力都是，在水平直轨道上运行时每节车厢受到阻力都为车重的0.1倍且保持不变。已知某动车组由八节车厢组成，当它在水平直轨道上运行时，若仅第一节车厢提供动力，取，求：(1)动车组匀加速时加速度的大小；(2)第七节车厢对第八节车厢作用力的大小。【答案】(1) ；(2) 【解析】【详解】(1)根据牛顿第二定律解得(2)根据牛顿第二定律解得22. “复兴号”动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组所有车厢的质量均为，每节动车提供的牵引力都是，在水平直轨道上运行时每节车厢受到阻力都为车重的0.1倍且保持不变。已知某动车组由八节车厢组成，其中第一、第五节车厢为动车，其余为拖车。当动车组在水平直轨道上运行时，取，求：(1)动车组匀加速时，只第一节动车提供动力与两节动车同时提供动力的加速度之比；(2)当两节动车同时提供动力时，第六节车厢对第七节车厢作用力的大小。【答案】(1) ；(2) 【解析】【详解】(1) 根据牛顿第二定律解得加速度之比为(2)根据牛顿第二定律解得23.  “天宫课堂”上，“太空教师”叶光富给同学们演示了太空失重环境下的各种运动。演示中，叶老师在“天和”核心舱内通过脚蹬舱壁获得加速度匀加速起动，离开舱壁后以不变的姿态在舱内匀速运动，到达舱体另一头时伸出手臂触壁缓冲匀减速至停止。已知核心舱的全长为，叶老师脚蹬壁的力大小为，加速距离为、减速缓冲距离为，叶老师的质量为，忽略他身高的影响，求：（1）叶老师匀速运动的速度和减速过程的加速度大小；（2）演示中叶老师在舱内运动全程所用的时间。【答案】（1）2m/s；3.3m/s2；（2）9.1s【解析】【详解】（1）加速运动时的加速度 加速结束时的速度，即匀速运动的速度 减速过程的加速度 （2）加速的时间 减速的时间匀速的时间总时间t=t1+t2+t3=9.1s24. “天宫课堂”上，“太空教师”叶光富给同学们演示了太空失重环境下的各种运动。演示中，叶老师在“天和”核心舱内通过脚蹬舱壁获得加速度匀加速起动，离开舱壁后以不变的姿态在舱内匀速运动，到达舱体另一头时伸出手臂触壁缓冲匀减速至停止。为简化计算，取核心舱的长度为，叶老师脚蹬舱壁和手臂触壁缓冲减速的力均为，加速距离与减速缓冲距离都是。已知叶老师的质量为，忽略他身高的影响。(1)求叶老师在舱内运动全程所用的时间。(2)为适应太空中的失重环境，训练基地中常用人在水中所受浮力等于重力来模拟。若叶老师在水下用相同的力蹬壁，加速距离仍为。但由于水的阻力作用，从加速开始只能前进0.25L就会停止。（设水的阻力为恒力）①求叶老师在水下受到的阻力的大小。②为使一次模拟中运动的总时间和位移与在太空舱内的都相等，需在F停止作用时立刻开始划水，使他以与之前相同的加速度继续前进一段时间，停划后做匀减速运动直到触壁。求叶老师在水下匀加速前进的时间。【答案】(1)9s；(2)30N，1.25s【解析】【详解】(1)加速度为根据解得1s末的速度为匀速运动的时间为全程时间为(2)设加速度运动时的加速度为a2，减速运动时的加速度为a3，最大速度为v2，根据牛顿第二定律根据 得解得 (3)设通过划水所能达到的最大速度为v3，根据平均速度公式解得划水时间为（图中的红色线段）