2022-2023学年江西省吉安市泰和县第二中学高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年江西省吉安市泰和县第二中学高一（上）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江西省吉安市泰和县第二中学高一（上）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 力学国际单位制中的三个基本量及基本单位是
①长度——米    ②质量——千克     ③力——牛顿     ④时间——秒

A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
2. 加速性能是指汽车迅速提高行驶速度的能力。汽车速度从0加速到100km/h所用时间越短，加速性能越好。下列关于速度和加速度的说法，正确的是(    )
A. 速度是矢量，加速度是标量 B. 速度的变化量越大，加速度越大
C. 加速度的方向就是物体运动的方向 D. 速度变化越快，加速度越大
3. 2021年举办的东京奥运会上，体操运动员引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠(身体无摆动)；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上。下列说法正确的是(    )

A. 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
B. 在上升过程中单杠对人的作用力对人做了正功
C. 若增大两手间的距离，最终悬垂时单杠对人的作用力变小
D. 若增大两手间的距离，最终悬停时单臂的拉力变大
4. 在如图所示的位移x一时间t图象和速度v一时间t图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是(    )

A. 甲、丁两车做曲线运动，乙、丙两车做直线运动
B. t1时刻甲车从后面追上乙车
C. 0∼t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远
D. 0∼t2时间内，丙、丁两车的平均速度相等
5. 如图所示，小球A被轻质弹簧和细线连接，轻质弹簧另一端固定在左侧竖直墙上，轻质弹簧与竖直方向的夹角为60°，细线另一端固定在右侧竖直墙上，且保持水平，A、B两小球由另一根竖直轻质弹簧连接。开始时A、B两球均静止，某时刻剪断细线，关于剪断细线瞬间A、B的加速度大小aA、aB，下列说法正确的是(小球B的质量是小球A的两倍，重力加速度大小为g)(    )

A. aA=aB=g B. aA=3 32g，aB=0
C. aA=3g，aB=g D. aA=3 3g﹐aB=0
6. 如图所示，一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端O固定在天花板上，另一端C与静止在水平地面上的滑块A相连，B为紧挨绳的一固定不动且与竖直面垂直的光滑小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度。当绳OC处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用，现用一水平力F作用于A，使之在地面上向右做直线运动，且在运动过程中绳一直处于弹性限度内。若滑块A与水平地面间有摩擦，且动摩擦因数恒定，那么关于滑块A所受滑动摩擦力大小的判断，下列说法中正确的是()

A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 无法确定
7. 如图所示，水平面上的小车内固定一个倾角为θ=30°的光滑斜面，平行于斜面的细绳一端固定在车上，另一端系着一个质量为m的小球，小球和小车均处于静止状态。如果小车在水平面上向左加速且加速度大小不超过a1时，小球仍能够和小车保持相对静止；如果小车在水平面上向右加速且加速度大小不超过a2时，小球仍能够和小车保持相对静止，则a1和a2的大小之比为(    )

A. 3∶1 B. 3∶3 C. 3∶1 D. 1∶3
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 结合图片中交代的情景及数据，以下判断正确的是(    )

A. 点燃火药的枪膛中的子弹的速度、加速度可能均为零
B. 轿车时速为100km/h，是指紧急刹车时，轿车的平均速度
C. 高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
D. 根据图中数据可求出刘翔在110m栏比赛中通过全程的平均速率为v=8.42m/s
9. 如图所示为A、B两人在同一直线上运动的位移图像，图像表示(    )

A. 0∼2秒内A、B两人同向而行 B. 0∼2秒内A的速度比B的速度小
C. 在5s内，A走的路程比B走的路程多 D. 在5s内，A的位移比B的位移大
10. 如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变．物体被无初速度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力(    )

A. 在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力 B. 在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力
C. 在BC段不受静摩擦力 D. 在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
11. 如图所示，用两根完全相同的橡皮筋M、N将两个质量均为m=1kg的可视为质点的小球A、B拴接在一起，并悬挂在水平天花板上，在小球A上施加一水平向左的恒力F，当系统处于静止状态时，橡皮筋M与竖直方向的夹角为60°。假设两橡皮筋的劲度系数均为k=5N/cm，且始终处在弹性限度以内，重力加速度取g=10m/s2。则(    )

A. 橡皮筋M的伸长量为4 cm
B. 橡皮筋N的伸长量为2 cm
C. 水平恒力的大小为10 3N
D. 如果将水平恒力撤去，则小球B的瞬时加速度为零
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O。再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图1所示。
(1)用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数F′=________N。

(2)实验中，在白纸上画出的测量结果如图2所示，其中O处为结点位置。图中的F与F′两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是________。
(3)物理学的科学研究方法较多，请将研究对象与所采用的方法进行配对，填在相应的横线上(填A、B、C、D)A.理想实验B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法
①伽利略理想实验________；
②研究共点力的合成________。

13. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用下图所示的装置．
(1)实验中，长木板不是直接放在水平实验台上，而是把后端略微垫高，这样做的目的是_____________．
(2)若按正确的操作，打出如图所示的一条纸带．O、A、B、C、D为依次选取的计数点，相邻计数点之间还有4个点没有画出，距离已在图中标示．打点计时器所用的电源频率为50Hz.则小车的加速度a=_______m/s2；打点计时器打下计数点C时，小车的瞬时速度v=_______m/s.(结果要求保留3位有效数字)

(3)为了探究加速度与相关因素的关系，实验中用到了控制变量法．在保持拉力F= 5 N不变时，某同学根据测出的数据，画出图线如下图中的右图．但该同学未标注横坐标所对应的量及其单位，请你将它补上，该量应是____.由该图线得到的实验结论________________________________________．


四、简答题（本大题共1小题，共12.0分）
14. 宇航员在地球表面做实验，让一小球离地面一定距离自由下落，经过时间t小球到达地面。若他在某星球上离该星球表面相同距离让该小球自由下落，需经过时间2t到达该星球表面。已知地球半径该与星球的半径之比为2：1.(忽略地球和星球的自转，空气阻力不计)试求：
(1)地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值；
(2)地球质量与该星球的质量的比值。

五、计算题（本大题共2小题，共28.0分）
15. 如图所示，一质量为0.4kg的小物块，其初速度为2m/s，在与斜面平行的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速直线运动，经2s时间物块由A点运动到B点，到达B点的速度为4m/s，已知物块与斜面的动摩擦因数μ= 33，斜面的倾角30°，g取10m/s2，斜面保持静止.求：

(1)物块的加速度大小；
(2)拉力F的大小．

16. 如图1所示，在水平面上有一质量为m1=1kg的足够长的木板，其上叠放一质量为m2=2kg的木块，木块和木板之间的动摩擦因数μ1=0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等・现给木块施加随时间t增大的水平拉力F=3t(N)，重力加速度大小g=10m/s2

(1)求木块和木板保持相对静止的时间t1；
(2)t=10s时，两物体的加速度各为多大；
(3)在如图2画出木块的加速度随时间变化的图象(取水平拉力F的方向为正方向，只要求画图，不要求写出理由及演算过程)

答案和解析

1.【答案】B 
【解析】解：国际单位制中的力学基本单位有三个：长度的单位米、质量的单位千克、时间的单位秒，故①②④正确
力的单位牛顿是根据牛顿第二定律推导出来的，是导出单位，故③错误
故选：B。
解答本题关键掌握：国际单位制中的力学基本单位有三个：米、千克、秒，其他单位是导出单位或常用单位，长度、质量、时间是国际单位制中三个基本物理量．
本题的解题关键要掌握国际单位制中三个基本单位，要注意基本物理量与基本单位的区别，不能混淆．

2.【答案】D 
【解析】解：A、加速度和速度均是既有大小又有方向的物理量，均为矢量，故A错误；物体的速度变化越快，即物体速度的变化率越快，则物体的加速度越大，故A错误
B、根据加速度的定义式a=△v△t可知，速度的变化量越大，如果用时也长，则加速度不一定越大，故B错误；
C、加速度的方向与速度变化的方向相同，并不一定与速度方向相同，故加速度的方向不是物体运动的方向，故C错误；
D、根据加速度的定义式a=△v△t可知，物体的速度变化越快，即物体速度的变化率越快，则物体的加速度越大，故D正确。
故选：D。
根据加速度的定义式a=△v△t可知物体的加速度等于物体的速度的变化率，加速度的方向就是物体速度变化量的方向，与物体速度无关，即物体的速度变化越快物体的加速度越大；知道加速度和速度均为矢量。
本题考查加速度的定义式，只要理解了加速度的概念就能顺利解决。解决本题的关键知道加速度的定义以及物理意义，知道判断物体做加速还是减速，不是看加速度的大小，而是看加速度的方向与速度方向的关系。

3.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题根据人的运动状态分析人的受力情况，人上升过程初末速度均为零，则先向上加速后向上减速，先超重后失重。悬停时两个手的合力与人的重力大小相等，方向相反，根据力的合成规律分析。做功的条件是必须在力的方向上产生了位移。
【解答】
人在上升过程中，由于身体先做加速运动，后做减速运动，人先处于超重状态，后处于失重状态，单杠对人的作用力先大于人的重力，后小于人的重力，故A错误;
在上升过程中单杠对人的作用力的作用点在手上，没有发生位移，则单杠对人的作用力对人没有做功，故B错误；
若增大两手间的距离，最终悬垂时单杠对人的作用力等于人的重力，没有变小，故C错误；
依据力的合成法则知，当增大两手间的距离，即增大两拉力的夹角，因拉力的合力不变，则单臂的拉力变大，故D正确。  
4.【答案】C 
【解析】A.位移−时间图象和速度−时间图像都只能反映直线运动，则四个物体均做直线运动，故A错误；
B.位移−时间图像的斜率代表速度，在t1时刻乙的斜率大，速度大，t1时刻乙车从后面追上甲车，B错误；
C.在t2时刻，两车速度相等，之后丁车速度小于丙车，所以在t2时刻，丁车领先丙车的距离最远，C正确；
D.速度−时间图像的面积代表位移，面积不同，丁的位移大于丙的位移，但时间相同，所以平均速度不同，D错误。
故选C。


5.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查平衡条件和牛顿第二定律的应用，关键要明确弹簧的弹力不能突变，剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化。
对小球受力分析，根据平衡条件求水平轻绳的拉力大小，剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化，绳子的拉力为零，根据牛顿第二定律求解即可。
【解答】
设小球A的质量为m，则小球B的质量为2m，以AB球整体作为研究对象，AB处于静止状态受力平衡，由平衡条件得：细线拉力T=3mgtan60°=3 3mg；
剪断细线瞬间弹簧的弹力没有变化，A球受到的合力与原来细线的拉力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律得：aA=3 3mgm=3 3g，B球的受力情况不变，合力为0，则加速度仍为0，故D正确，ABC错误。
  
6.【答案】C 
【解析】分析：
先对滑块在A点时受力分析，由竖直方向上合力为零可得出重力、支持力、弹性绳弹力三者关系，再对滑块在任意位置受力分析，由竖直方向受到的合力为零，得出重力、支持力、弹性绳弹力三者关系．
在分析摩擦力时一定要先分析物体受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力，若为滑动摩擦力由公式进行分析．
解：设开始时AB的长度为L，则开始时刻A对地面的压力F=mg−kL；
设某一时刻弹性轻绳与竖直方向的夹角为θ，则弹性轻绳的弹力为F′=kLcosθ；
其向上分力Fy=F′cosθ=kL，故物体对地面的压力为mg−kL，保持不变；
因f=μF，故摩擦力也保持不变，
故选C．

7.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿第二定律的临界状态，关键抓住两个临界状态，结合牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的灵活运用。
当小车向左加速运动时，小球保持相对静止的临界状态是绳子的拉力为零，当小车向右加速运动时，小球保持相对静止的临界状态是斜面对小球的支持力为零．根据牛顿第二定律求得即可。
【解答】
当小车向左加速运动时，刚好不发生滑动，此时绳子的拉力为零，根据牛顿第二定律可知：mgtan30°=ma1
当小车向右加速运动时，刚好不发生滑动，此时斜面对小球的支持力为零，根据牛顿第二定律可知mgtan30°=ma2
联立解得：a1a2=13，故D正确，ABC错误。
故选D。



  
8.【答案】CD 
【解析】A.位于点燃火药的枪膛中的子弹初速度为零，但是加速度不为零，故A错误；
B.轿车时速为100km/h，是指紧急刹车时，轿车的瞬时速度，故B错误；
C.当磁悬浮列车匀速行驶时，加速度为零，故C正确；
D.平均速度等于位移与时间的比值，则
v平均=xt=11013.07m/s=8.42m/s
故D正确。
故选CD。


9.【答案】BD 
【解析】
【分析】
位移−时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向．
【解答】
A.位移时间图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知0∼2s内A的斜率为负，B的斜率为正，因此两物体运动方向相反，故A错误；
B.图像斜率大小表示速度大小，由图像可知0～2s内A的速度大小vA=605m/s=12m/s，
B的速度大小vB=60−02m/s=30m/s，故B正确；
C.5s内A的路程为60m，B的路程为90m，故C错误；
D.5s内A的位移大小为60m，B的位移大小为30m，故D正确；
故选BD。  
10.【答案】AD 
【解析】
【分析】
摩擦力的产生条件：接触面粗糙、有挤压、有相对运动或者相对运动趋势，由此分析解答。
本题是摩擦力有无和方向的判断，可以结合摩擦力的产生条件、平衡条件和牛顿第三定律进行分析，基础题．
【解答】
从A到B物体向上加速运动，从B到C物体做匀速直线运动。从A到B过程，有相对滑动，接触面粗糙，故物体受到沿着皮带向上的滑动摩擦力。从B到C物体做匀速直线运动，受力平衡，合力为零，物体受重力、支持力和沿皮带向上的静摩擦力。故A、D正确。
  
11.【答案】BD 
【解析】解：A、对整体AB进行受力分析，如图所示

橡皮筋M的拉力为：FT1=2mgcos60∘=4mg
根据胡克定律有：FT1=kxM，解得：xM=8cm，故A错误。
B、对小球B，有：FT2=mg=kxN，解得：xN=2cm，故B正确。
C、水平恒力的大小为：F=2mgtan60°=20 3N，故C错误。
D、将水平恒力撤去的瞬间，橡皮筋N来不及收缩，B仍然处于平衡状态，则小球B的瞬时加速度为仍然为零，故D正确。
故选：BD。
利用整体法，把AB看成是一个整体进行受力分析，画出受力分析图，根据力的平衡条件可以求出橡皮筋M、N的弹力，在根据胡克定律可以求出橡皮筋M、N伸长量。撤去水平恒力，橡皮筋来不及收缩，B仍然处于平衡状态。
本题考查了牛顿第二定律、胡克定律、共点力的平衡等知识点。易错点：橡皮筋的弹力不会突变，水平恒力撤去的瞬间，橡皮筋来不及收缩，弹力大小不变。

12.【答案】(1)3.00；(2)F′；(3)A、B。 
【解析】解：(1)由于弹簧秤的每一小格为0.1N，所以弹簧秤的读数F′=3.00N；
(2)图中F为合力的理论值，而F′为合力的实际测量值，即一个弹簧测力计作用时的力，该力一定与橡皮筋在同一方向上。
(3)伽利略的理想实验采用理想实验法。
故选：A。
合力的作用效果与分力的作用效果相同，所以采用等效替代法。
故选：B。
故答案为：(1)3.00；(2)F′；(3)A、B。
根据弹簧秤的最小分度去读数；实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果，实验过程中要记录拉力的方向、大小以及O点的位置，再根据平行四边形定则合成进行比较。
明确实验原理是解题前提，本实验采用等效替代法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以相互替代。

13.【答案】平衡摩擦力  1.23  0.506 1mkg−1  当拉力F不变时，加速度与质量的倒数成正比 
【解析】解：(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，后端略微垫高，这样做的目的是平衡摩擦力；
(2)根据Δx=aT2得：a=xBD−xOB4T2=(4.44+5.67)−(1.98+3.21)4×0.12×10−2m/s2=1.23m/s2；
C点的瞬时速度为v=xBD2T=4.44+5.672×0.1×10−2m/s=0.506m/s；
(3)根据F=ma，保证F不变，故a=Fm，故为1mkg−1，即当拉力F不变时，加速度与质量的倒数成正比；
故答案为：(1)平衡摩擦力(2)1.23，0.506(3)1mkg−1，当拉力F不变时，加速度与质量的倒数成正比。
(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，即后端略微垫高；
(2)根据Δx=aT2求得加速度；中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度；
(3)根据F=ma即可判断横坐标的物理量。
解决本题的关键理解实验的原理，知道当m的质量远小于M的质量，m的重力可以认为等于M所受的合力．分析图象，一般从斜率、截距去分析图象，难度不大，属于基础题。

14.【答案】解：(1)小球自由下落过程中有h=12gt2
由万有引力与重力关系有GMmR2=mg
第一宇宙速度v应满足GMmR2=mv2R
则v= 2hRt
解得：v地v星=2 2
(2)同理，小球自由下落过程中有h=12gt2
由万有引力与重力关系有GMmR2=mg
解得M=2hR2Gt2
代入数据解得M地M星=16
答：(1)地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值为2 2；
(2)地球质量与该星球的质量的比值为16。 
【解析】(1)根据匀变速直线运动的规律得出加速度之比，从而得出地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值．
(2)根据万有引力等于重力求出地球质量与该星球的质量的比值．
解决本题的关键掌握万有引力等于重力GMmR2=mg，会根据重力加速度之比求出天体的质量之比．

15.【答案】(1)1m/s2(2)4.4N 
【解析】(1)物体做匀加速直线运动，根据运动学公式，有物块的加速度为 a=vB−v0t=4−22m/s2=1m/s2
(2)对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：
平行斜面方向：F−mgsinθ−Ff=ma
垂直斜面方向：FN−mgcosθ=0
其中：Ff=μFN
联立解得：F=4.4N


16.【答案】解：当F