2021-2022学年四川省遂宁市卓同国际学校高中部高一（上）期中物理试题含解析

遂宁卓同教育高中部2021年下期半期考试

高2021级物理试题

第I卷（选择题）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，其中1-8题为单项选择题；9-12为多项选择题）

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 位移大小一般比路程小，但当物体做直线运动时，位移大小等于路程

B. 绳对物体的拉力方向总是沿绳方向的，但可以不指向绳收缩的方向

C. 摩擦力的大小总是与接触面间的压力成正比

D. －6m/s的速度比2m/s的速度大

【答案】D

【解析】

【详解】A．只有当物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，故A错误；

B．绳对物体的拉力方向总是沿绳方向的，且一定是指向绳收缩的方向，故B错误；

C．滑动摩擦力的大小总是与接触面间的压力成正比，静摩擦力不遵循上述规律，故C错误；

D．负号只描述速度的方向，并不描述其大小，比较速度大小时要比较其绝对值，所以－6m/s的速度比2m/s的速度大，故D正确。

故选D。

2. 下列关于分力与合力的说法中，正确的有（　　）

A. 分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上

B. 将两个力合成为一个合力，若两个分力的夹角不变，其中一个分力增大，合力一定增大

C. 合力只能大于分力，不能小于分力

D. 若分力大小不变，则夹角越大，合力越大

【答案】A

【解析】

【详解】A．分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上，故A正确；

B．将两个力合成为一个合力，当两个分力的夹角为180°时，其中一个较小的分力增大，合力减小，故B错误；

C．合力既可以大于分力，等于分力，也可以小于分力，故C错误；

D．若分力大小不变，则夹角越大，合力越小，故D错误。

故选A。

3. 汽车以20 m/s的速度在平直公路上行驶，急刹车时的加速度大小为5 m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，经过2 s与5 s汽车的位移之比为（　　）

A. 5∶4 B. 4∶5 C. 3∶4 D. 4∶3

【答案】C

【解析】

【详解】汽车速度减为零的时间为

2 s时位移

刹车5 s内的位移等于刹车4 s内的位移为

所以经过2 s与5 s汽车的位移之比为3∶4，故选项C正确，ABD错误。

故选C。

4. 如图所示为一边长为1m的立方体包装纸箱，有一只聪明的蚂蚁沿纸箱表面以最短的路程从顶点A到达顶点G用了10s时间，则该过程中蚂蚁的平均速度大小和平均速率分别是（　　）

A. 、 B. 、

C. 、 D. 、

【答案】A

【解析】

【详解】根据几何关系，可得蚂蚁的位移为AG两点的直线距离，则有

所以平均速度为

由题可知，展开ADHE面即可得蚂蚁所走过的最短路程，如图所示

根据几何关系，可得最短路为

则平均速率为

故选A。

5. 如图，小球a、b的质量分别为m、2m，且两小球均可视为质点，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，保持Oa与竖直方向夹角为不变。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧形变量的最小值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】以小球a、b为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图，如图

根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力3mg和总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置

F的最小值为

根据胡克定律，可得

所以有

ABC错误，D正确。

故选D。

6. 中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，如图所示。则在向右行笔的过程中（　　）

A. 镇纸受到向左的摩擦力

B. 毛笔受到向右的摩擦力

C. 白纸只受到向右的摩擦力

D. 桌面受到向右的摩擦力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡，镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，A错误；

B．在书写的过程中毛笔相对纸面向右运动，受到向左的摩擦力，B错误；

C．白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到毛笔对白纸向右的摩擦力以及桌面对白纸向左的摩擦力，C错误；

D．根据牛顿第三定律，白纸对桌面的摩擦力向右，D正确。

故选D。

7. 一质点的s﹣t图象如图所示，那么此质点的v﹣t图象可能是下图中（）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】x-t图象的切线斜率表示速度，由图象可知：0～t1/2时间内图象的斜率为正且越来越小，在t1/2时刻图象斜率为0，即物体正向速度越来越小，t1/2时刻减为零；从t1/2～t1时间内，斜率为负值，数值越来越大，即速度反向增大，故A正确，BCD错误．

故选A．

8. 如图，一木块放在水平桌面上，在水平方向受到两个推力、在粗糙水平面上向右做匀速直线运动，其中，撤去的瞬间（　　）

A. 物体所受摩擦力4N，方向向左

B. 物体所受摩擦力为11N，方向向左

C. 物体所合外力为4N，方向向右

D. 物体所受合外力为零

【答案】B

【解析】

【详解】AB．木块向右做匀速直线运动，有

解得

方向水平左，撤去的瞬间，由于惯性木块继续向右运动，物体受到地面的滑动摩擦力不变，即大小为11N，方向水平向左，故A错误，B正确；

CD．撤去的瞬间物体所合外力为

故CD错误。

故选B。

9. 一质点做匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 速度的变化率恒定

B. 在某段时间内速度变化量可能为0

C. 在相等的时间内位移大小可能相等

D. 0 时刻到 2s 末与 2s 末到 4s 末的位移之比一定为 1：3

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．质点做匀变速直线运动，加速度不变，则速度的变化率恒定，选项A正确；

B．质点的加速度不为零，则在某段时间内速度变化量不可能为0，选项B错误；

C．若物体做有往复的匀变速直线运动，相等时间内的位移大小可能相等，故C正确。

D．初速度为零的匀加速直线运动，0时刻到2s末与2s末到4s末的位移之比才一定为1：3，质点的初速度不一定为零，故D错误；

故选AC。

10. 如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态.则（       ）

A. B 受到 C 的摩擦力一定不为零

B. C 受到水平面的摩擦力一定不为零

C. 水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等

D. 若将细绳剪断后， B 物体依然静止在斜面上，则水平面对 C 的摩擦力为零

【答案】BD

【解析】

【分析】充分利用整体法和隔离体法对物体进行受力分析，结合摩擦力产生的条件，可判断各接触面是否存在摩擦力，把BC看作一个整体进行受力分析，可判定地面的支持力和二者重力的关系。

【详解】A．当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小相等，即

时，B在斜面上没有运动趋势，此时BC间没有摩擦力。选项A错误。

B．把BC当做一个整体进行受力分析，可知绳子的拉力在水平方向上的分量不为零，整体有向右的运动趋势，所以C受到地面的摩擦力不会为零。选项B正确。

C．把BC当做一个整体进行受力分析，在竖直方向上有:

绳子的拉力在竖直方向上的分量不为零，所以水平面对C的支持力与B C的总重力大小不相等。选项C错误。

D．若将细绳剪断，B物体依然静止在斜面上，以BC为整体进行受力分析，受重力和地面的支持力作用，在水平方向没有力作用，所以水平面对C的摩擦力为零。选项D正确。

故选BD。

【点睛】用整体法和隔离法。

11. 甲、乙两辆玩具汽车在平直的互相平行的两条轨道上同向行驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（　　）

A. 在t=0时，甲车在乙车前1.5m

B. 在t=1s时，甲车在乙车后

C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间的距离为8m

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由于在图像中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，两车在时并排行驶，此时

所以时甲车在前，距乙车的距离为

选项A正确；

BC．当时，

此时

所以另一次并排行驶的时刻为，选项BC项错误；

D．两次并排行驶的位置沿公路方向相距，选项D项正确。

故选AD。

12. 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放另一截面也为半圆的柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示。设墙对的作用力为，B对A的作用力为，地面对A的作用力为。在B上加一物体C，整个装置仍保持静止。设除A与地面外，其余的接触面均光滑，则（　　）

A. 保持不变 B. 增大 C. 增大 D. 增大

【答案】BCD

【解析】

【详解】

ABC．设B的质量为mBg，C的质量为mCg，根据牛顿第三定律知，B对A的压力与A对B的支持力大小相等，都为F2，加上物体C后对球BC受力分析，受重力、墙壁支持力和半圆柱体的支持力，如图所示，由平衡条件知

可见在B上加一物体C时，F1、F2都增大；故A错误BC正确；

D．因为A静止，重力、F2的合力与地面的支持力、地面的摩擦力的合力(F3)等大，反向，因为F2增大，且方向不变，所以重力与 F2的合力增大，即F3增大，故D正确。

故选BCD。

第II卷（非选择题）

二、实验题（本小题共2题，每空2分，共14分）

13. 某同学利用如图（a）所示装置探究求合力的方法，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。

①为了确定两个分力的大小和方向，需要记录的是_______；

A．橡皮条原长

B．结点O位置和两细绳套方向

C．橡皮条伸长后的总长度

D．两个弹簧秤的读数

②图（b）是正确操作后在白纸上根据实验结果画出的图，其中方向沿AO方向的是_______（填F或F′）；

③图（c）是某次实验记录的部分信息，其中合力，分力F1= 2N，分力F2与合力F方向确定且二者夹角为30°，则F2的大小可能是_______ N或_______N。

【答案】    ①. BD##DB    ②. F′    ③. 4    ④. 2

【解析】

【详解】（1）①[1]该实验的目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两个弹簧秤的读数和结点位置及两细绳套的方向。

故选BD。

（2）②[2]由于误差的存在，通过平行四边形定值得出的合力值与由弹簧秤直接测得的力并不完全相等，故F′是由弹簧秤直接测得的，F是通过平行四边形定值得出的合力值，即图（b）中的F与F′两个力中，方向一定沿图（a）中AO方向的是F′。

（3）③[3][4]已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角（如图中的虚线代表的分力F2的方向）知

另一个分力的最小值为

而另一个分力大小为2N，大于分力的最小值，小于合力F，根据力的平行四边形定则，结合几何性质，所以F2的情况有两解。根据余弦定理有

解得

F2= 2N或4N

14. 某同学测定匀变速直线运动加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D、……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如下图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的。

（1）在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是______；

（2）打A纸带时，物体的加速度大小是_______m/s2；（结果保留三位有效数字）

（3）物体带动纸带A的运动方向______（填“0→1”或“1→0”）。

【答案】    ①. 乙    ②. 3.11    ③. 1→0

【解析】

【详解】（1）[1]由于纸带做匀变速直线运动，则相邻两相同计时间隔的位移之差为定值，则

解得

所以属于纸带A的是乙。

（2）[2]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为

根据前面计算可知

打A纸带时，物体的加速度大小是

（3）[3]纸带上计数点间距从左往右逐渐增大，所以物体拖动纸带向左做匀加速运动，即物体带动纸带A的运动方向为1→0。

三、计算题（本题共4小题，共38分，请在答题卷上相应的位置作答，并写出必要文字说明）

15. 如图所示，轻绳OA、OB在结点O悬挂一个重力G = 60N的重物，绳OA与竖直方向的夹角θ = 30°，绳OB沿水平方向。整个装置处于静止状态，求：

（1）绳OA中的弹力大小；

（2）若各段轻绳承受的最大弹力均为100N，此装置能悬挂重物的最大重力。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）以结点O为研究对象，受力分析如图

则

FOC = G

由平衡条件得知

（2）由于

随着悬挂物体重力的增加，绳OA和绳OB的弹力都增大，根据以上分析可知，OA绳先达到最大值，则当OA绳上弹力达到最大时，悬挂重物重力为Gmax，即为该装置所能悬挂的最大重力

解得

16. 某物理实验小组设计一个测量游泳池深度的小实验，将一个小木球离水面5m高静止释放（不计空气阻力），经1.40s后落入池底速度刚好为零。假定木球在水中做匀减速运动，重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）木球刚接触水时的速度

（2）木球在水中运动加速度

（3）游泳池水的深度

【答案】（1）10m/s；（2）-25m/s2；（3）2m

【解析】

【详解】（1）木球刚接触水时的速度

（2）在空中运动的时间

在水中的时间

t2=0.4s

木球在水中运动的加速度

（3）游泳池水的深度

17. 如图,A、B两物体叠放在水平地面上,一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与水平方向的夹角为37°·已知A、B的质量分别为mA=1kg,mB=2kg,A、B之间,B与地面之间的动摩擦因数都为μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6．当用水平外力F将物体B匀速向右拉出时,求：

(1)轻绳对A物体的拉力大小;

(2) A物体对B物体摩擦力的大小和方向；

(3) 水平外力F的大小．

【答案】(1) (2)     方向水平向左  (3)

【解析】

【分析】将物体B匀速向右拉出过程中，A物体保持静止状态，受力均平衡．分别分析两个物体的受力情况，根据平衡条件求解绳对A的拉力和摩擦力的大小；对AB为整体进行受力分析应用平衡条件即可解题．

【详解】（1）（2）对A受力分析如图所示：

对A应用平衡条件
在水平方向：Tcos37°-f1=0

竖直方向：T sin37°-N1+mAg=0
摩擦力为：f1=μN1

联立可得：T=10N  f1=8N  摩擦力方向水平向左

（3）对AB为整体进行受力分析有：

水平方向：

竖直方向：

摩擦力为：

联立解得：

【点睛】本题是两个物体平衡问题，采用隔离法研究，关键是分析物体的受力情况，作出力图后根据平衡条件列方程求解．

18. 在沿东西方向的平直公路上，甲车正以15m/s的速度向东匀速运动，乙车以20m/s的速度向西匀速运动，当两车交错瞬间，乙车司机发现甲车司机是自己的一位熟人，且有要事相商，他立即以大小为4m/s2的加速度刹车，速度为零后再用时5s原地掉头同时打电话给甲，随后乙从静止开始以大小为6.5m/s2的加速度加速追赶甲车，同时甲开始以加速度大小为1m/s2开始刹车。已知该路段限速26m/s。试求：

（1）乙车刹车距离是多少？

（2）从乙车开始刹车起，经多少时间两车相距最远?最远距离是多少？

（3）乙车追上甲车时，距离甲乙两车首次相遇的地点多远？

【答案】（1）50m；（2）12s；215m（3）262m

【解析】

【详解】(1)对乙车，有

(2)乙车先匀减速至0，设所需时间为，有

s

接着掉头所用时间为s，再加速至两车速度相等时需，有

解得

s

则总时间

s

乙车位移

m

甲车位移

m

两车最远距离

m

(3)乙车掉头前，两车相距

m

乙车掉头后，经过时间达到限速

s

此时乙的位移

m

甲的位移

m

此时甲的速度为

m/s

此后乙匀速追赶甲，设经过时间追上，则

得

s

此时距离甲乙两车首次相遇的地点的距离为

解得