2021-2022学年吉林省长春市十一高中高一（上）第二学程考试物理试题（理）含解析

长春市十一高中2021-2022学年度高一上学期第二学程

考试物理试题

第Ⅰ卷（共52分）

一、选择题：本题共12小题，共计52分。1-8为单选，每小题4分。9-12题为多选题，每小题5分，全选对的5分，选不全的3分，错选0分）

1. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向。如图所示，智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，保持静止状态，铁夹与球接触面竖直，则（　　）

A. 小球受到压力是因为小球发生形变产生的

B. 小球所受的重力与摩擦力大小相等

C. 小球所受的重力与摩擦力是一对相互作用力

D. 增大铁夹的压力，小球所受的摩擦力也增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．小球受到压力是因为铁夹发生形变产生的，A错误；

B．因为小球静止，所以小球所受的重力与摩擦力大小相等，B正确；

C．小球所受的重力与摩擦力是平衡力，C错误；

D．增大铁夹的压力，小球所受的摩擦力不增大，始终等于小球的重力，D错误。

故选B。

2. 如图所示，用平行于光滑斜面的力F拉着小车向上做匀速直线运动。若之后力F逐渐减小，则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是（    ）

A. 物体的加速度减小 B. 物体的加速度增加

C. 物体的速度可能不变 D. 物体的速度增加

【答案】B

【解析】

【详解】AB．当F减小，小车加速度为

方向沿斜面向下。加速度随F的减小而增大。选项A错误，B正确；

CD．小车速度沿斜面向上，加速度方向沿斜面向下，所以小车速度逐渐减小，选项CD错误。

故选B

3. 如图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法不正确的是（　　）

A. 从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作

B. 图中t1时刻人处于失重状态

C. 图中t2时刻人具有向上的加速度

D. “起立”的过程先超重后失重

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】ABC．图中t1时刻人处于失重状态，人先向下加速，然后向下减速，人做的是下蹲动作，同理t2时刻人的加速度向上，向上加速，然后向上减速，人做起立动作，处于超重状态，整个过程人完成了一组“下蹲-起立”动作，故A错误，BC正确；

D．起立过程中，加速度先向上后向下，人先超重后失重，故D正确。

本题选择错误的，故选A。

4. 同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，根据乙同学捏住的位置的刻度读数，就能估测其反应时间，g取10m/s2。关于这个估测方法，下列说法不正确的是（　　）

A. 乙同学捏住的位置的刻度读数越大，说明反应时间越长

B. 若乙同学的反应时间在0~0.4s之间，则所用直尺的长度至少为80cm

C. 若以相等的时间间隔在该直尺的另一面重新标记出表示反应时间的刻度线，则时间刻度线在直尺上的分布是均匀的

D. 若以相等的时间间隔在该直尺的另一面重新标记出表示反应时间刻度线，则时间刻度线在直尺上的分布是不均匀的

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．直尺下降的时间即为自由落体运动的时间，根据可得：刻度读数越大，即位移越大，时间越长，反应时间越长。故A正确；

B．若反应时间在0-0.4s之间，则所用直尺的至少长度即为自由落体运动下降0.4s的位移大小，根据

故B正确；

CD．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据匀加速直线运动的规律可知，在相等时间间隔通过的位移是不断增加的，所以每个时间间隔在直尺上对应的长度是不相等的。故C错误，D正确；

故选C。

5. 如图所示，a、b 两物体在竖直向上的恒力 F 作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b 两物体的质量分别为 M、m，重力加速度为 g，则（　　）

A. a 物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用

B. b 物体只受三个力作用

C. a 物体对 b 物体的作用力垂直于接触面

D. 恒力F大于（M m）g

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AD．对物体、整体受力分析，受重力、恒力，由于水平方向墙壁对没有支持力，否则整体不会平衡，墙壁对没有支持力，也就没有摩擦力。由平衡条件得

选项AD错误；

BC．b物体受到重力，a给它的摩擦力和支持力，由平衡条件得，摩擦力和支持力的合力与b自身重力等大反向，即a物体对b物体的作用力大小为mg，方向与重力方向相反，竖直向上。选项B正确，C错误。

故选B。

6. 如图，一辆货车载着一些相同的圆柱形光滑空油桶，底部一层油桶平整排列且相互紧贴，上一层只有一只桶C自由摆放在A、B桶之间。当向左行驶的货车紧急刹车时，桶C有可能脱离B而撞向驾驶室造成危险。已知重力加速度为g，要使油桶C不离开B，则货车刹车时加速度的最大值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】对C进行受力分析如下

只受到重力和A对C支持力，由于C加速度向后，故C的合外力水平向后，根据几关系可知

根据牛顿第二定律有

联立解得

故选C。

7. 如图所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率v运行。现使一个质量为m的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0（v0<v）从传送带左端滑上传送带。若从物体滑上传送带开始计时，t0时刻物体的速度达到v，2t0时刻物体到达传送带最右端。下列说法正确的是（　　）

A. 水平传送带的运行速率变为2v，物体加速运动时间就会变为原来的二倍

B. 时间内，物体受到滑动摩擦力的作用，时间内物体受静摩擦力作用

C. 如果使皮带逆时针转动，其它条件不变，物体到达最右端的时间可能与原来相同

D. 物体的初速度越大，其它条件不变，物体到达右端的时间一定越短

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体加速运动的时间即为与传送带达到共同速度的时间，根据匀变速运动速度公式有

当速度变为2v时，时间并不等于2t，选项A错误；

B．时间内，物体物体速度小于传送带速度，受到滑动摩擦力的作用；时间内物体与传送带具有相同的速度，不受摩擦力作用，选项B错误；

C．如果使皮带逆时针转动，其它条件不变，物体要经历先减速再加速的运动，到达最右端的时间不可能与原来相同，选项C错误；

D．物体的初速度越大，其它条件不变，与传送带达到共同速度的时间越少，物体到达右端的时间一定越短，选项D正确。

故选D。

8. 某同学做家务时，使用浸湿的拖把清理地板上的油渍。假设湿拖把的质量为2kg，拖把杆与水平方向成53°角，当对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把向前匀速运动。当遇到地板上的油渍时，如果想要把地板上的油渍清理干净，必须克服油渍与地板间的静摩擦力，该同学需将沿拖把杆向下的力至少增大到F2=25N。设拖把与地板、油渍间的动摩擦因数相等且始终不变，已知重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则此时油渍与地板间的最大静摩擦力约为（　　）

A. 7.7N B. 8.6N C. 13.3N D. 15N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】施加时，由平衡条件有

解得

当施加的力为时，摩擦力为

故选B。

9. 如图所示，清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，若工人增加悬绳的长度缓慢下移，则（ ）

A. F1逐渐变小

B. F2逐渐变小

C. F1与F2的合力变小

D. G与F1的合力变小

【答案】ABD

【解析】

【详解】工人受到重力、支持力和拉力，如图

根据共点力平衡条件，有

当工人下移时，细绳与竖直方向的夹角α变小，故F1变小，F2变小，但F1与F2的合力与重力平衡，保持不变；G与F1的合力等于F2变小 故选ABD．

10. 如图所示，一光滑轻绳左端固定在竖直杆顶端，其右端系于一光滑圆环上，圆环套在光滑的矩形支架ABCD上．现将一物体以轻质光滑挂钩悬挂于轻绳之上，若使光滑圆环沿着ABCD方向在支架上缓慢地顺时针移动，圆环在A、B、C、D四点时，绳上的张力分别为Fa、Fb、Fc、Fd，则(　　)

A. Fa＜Fb

B. Fb＞Fc

C. Fc＝Fd

D. Fd＞Fa

【答案】CD

【解析】

【详解】试题分析：设绳子两端点所悬点的水平距离为d，绳长为l，绳子拉力为T，绳子与竖直方向之间的夹角为，物体的质量为m．

根据共点力平衡：，

，

可见，d相等，T相等，所以Fa=Fb，Fc=Fd，故A、B错误，C正确；d大，T也大，Fd>Fa，D正确；故选CD．

考点：共点力的平衡

【名师点睛】以物体悬挂点为研究对象，根据对称性，两段绳子的拉力相等，与竖直方向的夹角相等，根据共点力平衡和几何关系可知：绳子长度不变时，两悬点的距离越大，绳子拉力越大，两悬点的距离不变，绳子拉力不变．

11. 甲、乙两辆车在同一水平直道上运动，其运动的位移-时间图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲车先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动

B. 乙车在0～10s内的平均速度大小为0.8m/s

C. 0～10s内，甲、乙两车相遇两次

D. 若乙车做匀变速直线运动，则图线上P所对应的瞬时速度大小一定大于0.8m/s

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．图示为图像，图线的斜率代表汽车的运动速度，所以甲先做匀速直线运动，随后静止，故A错误；

B．乙车在内的位移为8m，平均速度为

故B正确．

C．甲、乙图线相交时表示两车相遇，所以在内两车相遇两次，故C正确．

D．若乙做匀变速直线运动，则乙做匀加速直线运动，中间时刻的速度等于平均速度，所以末的速度等于，所以P点速度一定大于，故D正确。

故选BCD。

12. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连着一质量为m的物块A，A放在托盘B上，B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止，弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小，使A匀加速下降。已知重力加速度为g，A的加速度为a=0.25g，空气阻力不计，弹簧始终在弹性限度内，则在A匀加速下降的过程中，以下说法正确的是（　　）

A. B对A的支持力可能为0.85mg

B. 弹簧的最大形变量为

C. 力F对B的作用力可能为0.9mg

D. 力F对B的作用力最小值为0.65mg

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为xm，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得

解得

在此之前，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得

可得

所以B对A的支持力不可能为0.85mg，选项A错误，B正确；

CD．以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得

可得

力F对B的作用力范围为

选项C正确，D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷（共48分）

二、实验题（每空2分，共14分）

13. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图:

(1)图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是__________.

(2)对于该实验,下列说法正确是_________.

A.两细绳套必须等长

B.若将细绳换成橡皮筋,对实验结果有影响

C.记录弹簧测力计拉力的方向时应用铅笔沿细绳画直线

D.实验中,把橡皮筋伸长到O点时,两弹簧测力计之间的夹角不能太大

(3)在此实验中,假如的大小及方向确定,那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点,对来说,下面几种说法中正确的是_______.

A.可以有多个方向

B.的方向和大小可以有多个值

C.的方向和大小都是唯一确定值

D.的方向是唯一的,但大小可有多个值

【答案】    ①. F′    ②. D    ③. C

【解析】

【分析】解决本题的关键知道力的合成遵循平行四边形定则，会根据平行四边形定则进行误差分析．本实验采用是等效替代的思维方法．实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点O的位置必须相同，同时要明确实验原理和步骤，以及知道实验的注意事项．

【详解】（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；

（2）细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长．故A错误；若将细绳也换成橡皮筋，对实验结果没有影响，故B错误；在确定力的方向时，应该描绘距离尽量大些的两点确定方向，故C错误；实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间的夹角不能太大，故D正确；故选D；

（3）两个力的合力大小与方向一定，其中一个分力的大小与方向是一定的，则另一个分力的大小与方向是确定的，因此：假如F1的大小及方向固定不变，那么为了使橡皮条仍然伸长到O点，对F2来说，F2的方向和大小是唯一确定值，故C正确．

【点睛】在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．

14. 某同学用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律，其中打点计时器的打点周期为0.02s ．

（1）本实验应用的实验方法是_______

A．控制变量法        B．假设法        C．理想实验法        D．等效替代法

（2）（多选题）为了验证加速度与合外力成正比，必须做到_______

A．实验前要平衡摩擦力

B．每次实验都必须从相同位置释放小车

C．实验时拉小车的细绳必须保持与小车运动轨道平行

D．实验过程中，如拉力改变，则必须重新平衡摩擦力

（3）图乙为某次实验得到的纸带，纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度大小为a=_______m/s2(结果保留两位有效数字)

（4）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图丙所示的a－F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能有____．

A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）

B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）

C．盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M（即m<<M）

D．盘和重物的总质量m没有远小于车和砝码的总质量M

【答案】    ①. A    ②. AC    ③. 0.64    ④. BD

【解析】

【详解】（1）[1]本实验应用的实验方法是控制变量法，故A选项正确

（2）[2]为了验证加速度与合外力成正比，实验中必须做到实验前要平衡摩擦力和拉小车的细绳必须保持与轨道平行，而正确的操作应该是给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑，并且要注意平衡摩擦力时，不能将砂桶与小车相连挂在滑轮上，选项AC正确；

（3）[3]根据△x=aT2，T=0.1s运用逐差法得

（4）[4]其中图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，故A选项错误，B选项正确；其中图线在末端发生了弯曲，是因为盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M故C选项错误，D选项正确．

三、计算题（共34分，要求写出必要文字说明及解题步骤，只写答案不得分）

15. 如图所示，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线夹角，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处挂一重为40N的物体。求：

（1）求AO、BO的拉力各为多大？

（2）若AO、BO所能承受的最大拉力均为100N，则所吊重物的重不能超过多大？（，）

【答案】（1） ，（2）

【解析】

【详解】（1）对结点O的受力如图，运用合成法，得

TBO=Gtan37°=30N．

（2）由图可知，AO绳承受的拉力最大，当AO绳的拉力为100N时

F=G=TAOcos37°=80N．

16. 如图所示，质量为0.5kg的物块以某一初速度v0从斜面底端出发冲上一足够长的斜面，斜面的倾角为37°，物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。

(1)若物块的初速度为v0=8m/s时，不考虑空气阻力，求：

a.物块沿斜面向上运动的加速度a大小；

b.物块从出发至回到斜面底端所用的时间t。

(2)若物块的初速度v0较大时，除滑动摩擦力外，还需要考虑空气阻力，已知空气阻力与物块速度成正比，以沿斜面向上为正方向，定性作出物块从出发至斜面最高点的速度-时间图像。

【答案】(1)a.8m/s2，b.s；(2)见解析

【解析】

【详解】(1) a. 物块沿斜面向上运动时，受到沿斜面向下摩擦力，其加速度大小

代入数据解得

b. 物块沿斜面向上运动到最高点的过程有

解得

物块从最高点回到斜面底端，受到的摩擦力沿斜面向上，其加速度大小

代入数据解得

回到最低点的过程有

解得

所以物块从出发至回到斜面底端所用的时间

(2)因为空气阻力与物块速度成正比，物块从出发至斜面最高点过程中，受到的空气阻力逐渐减小，加速度逐渐减小，因此速度-时间图象中图线的斜率逐渐减小，如图所示：

17. 如图所示为某同学在实验室做摩擦力相关实验的装置。将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力拉动纸板，该同学发现当拉力大小不同时，砝码的运动情况也不同。已知砝码和纸板的质量分别为m1=0.4kg和m2=0.1kg，，各接触面间的动摩擦因数均为=0．2，砝码与纸板左端的距离d=0.4m，重力加速度取g=10m/s2。

(1)当水平拉力F=1.9N时，求砝码所受摩擦力的大小；

(2)当水平拉力F=2.32N时，经过多长时间砝码从薄纸板上掉下来。

【答案】(1)0.72N；(2)0.4s

【解析】

【详解】(1)纸板相对砝码运动时，砝码受到纸板的摩擦力

砝码的加速度

纸板受桌面的摩擦力为

纸板的加速度

要使纸板相对砝码运动，则有

即

解得

当水平拉力1N<F=1.9N<2N时，砝码相对纸板静止以共同的加速度运动，根据牛顿运动定律有

砝码所受静摩擦力的大小为

(2)当水平拉力F=2.32N>2N时，砝码相对纸板滑动，此时纸板的加速度

砝码从薄纸板上掉下来，则有

代入数值得

解得

t=0.4s