2022-2023学年陕西省西安市长安区第一中学高一上学期期中考试物理试题（解析版）

长安一中2022-2023学年度第一学期高一年级期中考试物理试题

一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求）。

1. 下列说法正确的是（  ）

A. 运动员踢足球时给足球的弹力是足球发生弹性形变产生的

B. 研究足球运动如何踢出“香蕉球”时，不能将足球看成质点

C. 足球停在地面上静止时，足球受到地面的支持力和足球受到的重力是一对作用力与反作用力

D. 摩擦力对物体的运动来说总是起阻碍作用

【答案】B

【解析】

【详解】A．运动员踢足球时给足球的弹力是运动员脚部发生弹性形变产生的，故A错误；

B．研究足球运动踢出“香蕉球”时，足球的自转不能忽略，不能将足球看成质点，故B正确；

C．足球停在地面上静止时，足球受到地面的支持力和足球受到的重力是一对平衡力，故C错误；

D．摩擦力对物体的运动来说不一定总是起阻碍作用，如传送带传送物体加速运动时，摩擦力对物体的运动起促进作用，故D错误。

故选B。

2. 如图所示，作用在一个物体上的六个共点力的大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻两力间的夹角均为60°，其合力为F1；若撤去其中的一个大小为2F的力，其余五个力的合力为F2，则下列结论正确的是（  ）

A. F1=0，F2=2F，F2方向与5F方向相同 B. F1=2F，F2=2F，F2方向与2F方向相同

C. F1=2F，F2=0，F1方向与5F方向相同 D. F1=2F，F2=0，F1方向与2F方向相同

【答案】A

【解析】

【详解】如图所示

求六个共点力的合力先求共线的两个力的合力，共线的两个力的合力都为3F且两两的夹角都为120°，再求其中两个力的合力，作出平行四边形为菱形，由几何关系知合力也为3F且方向与另一个3F的力反向，故F1=0，若撤去其中的一个大小为2F的力，其余五个力的合力与2F的力等大反向，即与5F的力方向相同。

故选A。

3. 甲、乙两个物体由同一地点沿同一方向做直线运动，其v-t图像如图所示。关于两物体的运动情况，下列说法正确的是（  ）

A. 在t=2s时，甲的速度方向发生改变 B. 在6s时间内，甲乙间距最大时是在t=1s时

C. 甲乙出发后，在6s时间内会相遇2次 D. 在t=1s时，乙在甲前方1m处

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，0到6s甲的速度方向始终为正，方向没有发生变化，故A错误；

BD．根据图线与坐标轴所围面积表示物体的位移，t=1s甲在乙后，与乙相距1m，t=2s甲乙相遇，2s到6s内甲、乙的位移分别为

，

t=6s时，甲乙相距8m，故B错误，D正确；

C．由上述分析知，0～6s内，甲、乙两物体相遇1次，故C错误。

故选D。

4. 一个物体做减速直线运动时依次经过A、B、C三个位置，其中B是A、C两点连线的中点。物体在AB段的加速度大小为，在BC段的加速度大小为。现测得物体经过A、B、C三点时的速度间的关系为，则（　　）

A.  B.

C.  D. 条件不足，无法确定

【答案】B

【解析】

【详解】设两点间的距离为x，则有

又

则有

因为物体做减速直线运动，依次经过A、B、C三个位置，B是A、C两点连线的中点可知x为正，所以

故选B

5. 如图1所示，弹力带训练作为一种特殊的阻力训练，能有效增加肌肉力量。弹力带一端固定，另一端套在运动员腰部，运动员从弹力带原长O处出发沿直线远离O，位移x与运动速度v的关系如图2所示，则运动员从O点运动到x0的时间为（　　）

A. x0v0 B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】如下图所示，将位移x与运动速度v的关系图线与坐标轴围成的三角形的面积用竖线分割成n等份

当n趋于无穷大时，由微元法可知每个小四边形的面积近似等于矩形面积，根据

v=

可得

Δt=Δx

所以每个小四边形的面积等于发生该段位移所用的时间，将所有的四边形面积求和，可得运动员从O点运动到x0的时间为图像中所对应的三角形的面积，所以运动员从O点运动到x0的时间为

故选B。

6. 用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用细线连接A、B两小球，然后用外力F作用在小球A上（图中未画出F），如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小，则小球A、B分别受到力的个数可能是（  ）

A. A受2个力，B受2个力 B. A受2个力，B受3个力

C. A受3个力，B受3个力 D. A受4个力，B受3个力

【答案】A

【解析】

【详解】对B受力分析，B受竖直向下的重力和OB绳子的拉力，二力平衡，AB绳拉力为0，在对A受力分析，受外力F、竖直向下的重力和OA绳子的拉力3个力平衡，也可能是外力竖直向上与重力二力平衡，OA绳子的拉力为0，故A可能受3个力或2个力，B受2个力。

故选A。

7. 如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于拉伸状态的弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是（  ）

A. m对M的摩擦力方向向右 B. M对m的摩擦力方向向右

C. 地面对M的摩擦力方向向左 D. 地面对M的摩擦力方向向右

【答案】A

【解析】

【详解】AB．对m受力分析，受到重力，支持力，弹簧水平向右的弹力，M对m水平向左的静摩擦力，根据牛顿第三定律m对M的摩擦力方向向右，故A正确，B错误；

CD．对系统整体受力分析可知，系统受到竖直向下的重力，地面对系统竖直向上的支持力，二力平衡，所以地面对M无摩擦力的作用，故CD错误。

故选A。

8. 如图所示，A、B两轻质弹簧原长分别为l1和l2，劲度系数分别为k1和k2，竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间连接有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体缓慢向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，则（　　）

A. 此时A、B两弹簧均处于原长状态

B. 此时A弹簧处于压缩状态，B弹簧处于拉伸状态

C. 此过程m2上升的高度是

D. 此过程m2上升的高度是

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据题意开始时两弹簧都处于拉伸状态，当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，对m1的物体进行受力分析可得若A、B两弹簧均处于原长状态，可得m1的物体不能平衡；同理若A弹簧处于压缩状态，B弹簧处于拉伸状态可得m1的物体仍然不能平衡，所以可得此时A弹簧处于拉伸状态，B弹簧处于压缩状态且有两弹簧的形变量相同，AB错误；

CD．根据胡克定律及平衡条件可得开始时A弹簧的伸长量为

B弹簧的伸长量为

根据题意开始时两弹簧均处于拉伸状态，最后两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，所以可得此过程m2上升的高度即为开始时两弹簧的形变量之和，即

C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题：（本题共4个小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分）。

9. 一做变速直线运动的物体，运动过程中加速度方向不变，但加速度逐渐减小，直到为零，则该物体的运动情况可能是（　　）

A. 速度一直增大，加速度为零时速度最大，整个过程速度方向不改变

B. 速度逐渐减小，加速度为零时速度最小，整个过程速度方向不改变

C. 速度先减小后增大，加速度为零时速度最大，运动过程中速度方向发生改变

D. 速度先增大再减小，加速度为零时速度最小，运动过程中速度方向发生改变

【答案】ABC

【解析】

【详解】AD．若加速度方向与速度方向相同，则物体速度一直增大，且方向不变，因为加速度方向不变，不存在减速过程。加速度为零时，速度不变，达到最大值，A正确，D错误；

BC．若加速度与速度方向相反，则物体速度逐渐减小。当加速度减小零，速度没有减小至零时，则物体速度达到最小值，整个过程速度方向不改变；当速度减小至零，加速度没有减小至零时，物体做反向加速运动，直至加速度变为零，运动过程中速度方向发生改变，BC正确。

故选ABC。

10. 如图所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用，A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量m=3kg，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）

A. 当0<F<4N时，B与地面发生相对运动 B. 当4N<F<12N时，A、B发生相对运动

C. A、B两物块间的动摩擦因数为0.2 D. 4N<F时A才受到B的摩擦力，且方向水平向右

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据图像可得当0<F<4N时，此时B静止，B与地面间的摩擦力是静摩擦力，根据平衡条件此时随着拉力F增大B与地面间的静摩擦力在增大，A错误；

B．当4N<F<12N时，由图可知此时随着拉力F增大A、B间的摩擦力f1也在增大，此时B在地面上滑动，B与地面间为滑动摩擦力不变，AB间为静摩擦力，即A、B此时未发生相对运动，B错误；

C．当拉力为12N时AB间恰好将发生相对滑动，可得AB间的滑动摩擦力为6N，有

解得

C正确；

D．当4N<F时，B相对地面滑动，A对B的摩擦力水平向左，可得B对A的摩擦力水平向右，在这之前B静止，AB间没有摩擦力，D正确。

故选CD。

11. 如图所示，轻质滑轮两侧绳子上分别系有小球A和小球B，两球质量不等，两球从静止释放开始运动后，小球A下降，小球B上升，当A、B两个小球运动到同一水平面的瞬间恰好细线断裂，两球的落地时间差为Δt，B球上升过程中未与滑轮相碰。重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）

A. 细线断裂后小球B上升到最大高度所用时间为

B. 细线断裂时小球B的速度为

C. 细线断裂后小球B上升的最大高度为

D. 细线断裂后小球B上升的最大高度为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意，当两小球运动到同一水平面时，小球的速度大小相等，细线断裂后，A球向下做匀加速直线运动，加速度为重力加速度，B球向上做竖直上抛运动，所以两小球的落地时间差为Δt，即B球竖直上抛到回到初始抛出点的时间为Δt，根据竖直上抛运动的对称性可知，小球B上升到最大高度的时间为，故A错误；

B．根据竖直上抛的运动规律，有

故B正确；

CD．根据位移时间关系，有

故C正确，D错误

故选BC。

12. 某人驾驶一辆汽车正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方出现紧急情况，司机立即刹车，刹车后做匀减速直线运动。已知刹车后第1个2s内的位移是24m，第4个2s内的位移是1m。则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车刹车后第3个2s内的位移为8m

B. 汽车刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为0.5m/s2

C. 汽车刹车后第4s末的速度大小为6m/s

D. 汽车刹车时的初速度为12.5m/s

【答案】AC

【解析】

【详解】根据题意假设第4个2s内汽车没停止，设加速度大小为，根据匀变速运动推论有

解得

同时有

解得

得停止时间为

与假设矛盾，所以汽车在8s前已经停止，设此时加速度大小为，根据

即

汽车停止的时间为

将运动反向进行分析，可得最后2s内的位移为

联立解得

，

得汽车刹车第3个2s内的初速度即第4s末的速度大小为

可得汽车刹车后第3个2s内的位移为

故选AC。

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）

13. 弹簧是大家在生活中比较常见的机械零件，弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来工作的。实验室中有五根一模一样的弹簧，小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示，1号弹簧不挂钩码，2号挂1个钩码，3号挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。计算结果均保留3位有效数字。

（1）为了更直观地呈现出弹力大小F与伸长量的关系，小明以1号弹簧末端指针所指的位置为原点，作出竖直的y轴及水平的x轴，其中y轴代表_______，x轴代表_______。（均选填“F”或“”）

（2）为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上，米尺的100cm刻度刚好与1号弹簧末端指针在同一水平线上，测量2号弹簧末端指针位置时，示数如图乙所示，则此时弹簧伸长量为_______cm。

（3）小明依次测量3号、4号、5号弹簧的实验数据，根据测量的数据作出图像，如图丙，已知图中数据的单位均取国际单位制单位，则这些弹簧的劲度系数为_______N/m。

【答案】    ①.     ②. F    ③. 4.00    ④. 50

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2]由题图甲知，y轴代表弹簧的伸长量，x轴代表弹力大小F。

（2）[3]由题图乙知，2号弹簧末端指针位置对应的刻度为96.00cm，故弹簧伸长量

（3）[4]由题图丙得

14. 用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。

（1）实验的主要步骤：

①安装实验装置；

②测量挡光片的宽度d；

③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；

④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；

⑤读出挡光片通过光电门所用的时间t，则滑块通过光电门时的瞬时速度可表示为_________， 由此可知滑块的加速度表达式为：a=________________；（用上面测量的物理量字母表示）

⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。

（2）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k=__________m-1·s-2。已知挡光片的宽度d=6.60mm，由此进一步求得滑块的加速度a=___________m/s2。（计算结果保留3位有效数字）

【答案】    ①.     ②.     ③. （）    ④. 0.518（0.513~0.523）

【解析】

【详解】（1）[1]滑块通过光电门时的瞬时速度可表示为

[2]滑块由A到B做初速度为0的匀加速直线运动，则有

加速度表达式为

（2）[3]取图中较远的两点，如坐标分别为（0.28，1.12）和（0.64，1.98），计算的斜率为

因从图中读取数据，存在一定误差，故结果为均为正确。

[4]根据加速度表达式，图像的函数关系为

则知

解得

结果为均正确。

四、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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）

15. 如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=4.5kg的物体上，另一端施一水平向右拉力F。已知物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，物体与水平面间的动摩擦因数为0.4，g=10m/s2，则：

（1）当弹簧拉长至14.5cm时，物体恰好向右匀速运动，求弹簧的劲度系数多大？

（2）若通过弹簧向左推物块时，将弹簧压缩至6cm，求物体受到的摩擦力。

【答案】（1）400N/m；（2）16N，方向水平向右

【解析】

【详解】（1）根据胡克定律

弹簧形变量为

由平衡条件得

由物体恰好匀速运动有

联立解得

（2）将弹簧压缩至6cm时压缩量为

则

又

物体静止受静摩擦力，即
 

方向水平向右。

16. 某质点从O点由静止开始以大小为a1的加速度做匀加速直线运动，运动了时间t后立刻以反方向的另一加速度a2做匀变速直线运动，再经过时间2t质点恰好返回到O点，求

（1）质点两次加速度a1和a2的比值；

（2）物体在t时的速度v1大小与3t时物体的速度v2大小的比值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】从点由静止开始以大小为加速度做匀加速直线运动，经过时间质点的速度大小为，位移大小为，设开始运动的方向为正方向，则有

此后质点立刻以反方向的加速度的大小做匀变速直线运动，再经过相同的时间恰好回到点时的速度大小，则有

联立以上四式，计算得出

17. 甲、乙两物体在同一条直线上同时同地沿同一方向运动，甲初速度为6m/s，由于摩擦做匀减速直线运动，加速度大小为2m/s2；乙做初速度为零，加速度为1m/s2的匀加速直线运动，求：

（1）乙追上甲之前两物体间的最大距离是多少？

（2）乙经多长时间追上甲？

【答案】（1）6m；（2）

【解析】

【详解】（1）当甲、乙的速度相等时，二者距离最大，即

解得

在这内，甲的位移

乙的位移

二者间的最大距离为

（2）甲的运动总时间为

甲的运动总位移为

此过程中乙的位移为

说明甲停止后，过一段时间乙才追上甲，即乙一共运动x乙总=9m才追上甲，有

所以乙追上甲所用时间：

18. 某人骑摩托车由静止从A地沿平直公路经小村庄驶向并停在D地，B，C为小村庄的两个村口，AD总位移为，为安全起见，要求穿过村庄的速度不得超过，AB和BC段的距离分别为，，已知该摩托车的最大速度为，启动加速度大小为，刹车加速度大小为，求：

（1）分别求摩托车从静止加速到和从减速到所经过的位移；

（2）该摩托车从A到D的最短时间。

【答案】（1）200m，99m；（2）106s

【解析】

【详解】（1）摩托车从静止加速到v的运动位移

从减速到的运动位移

（2）因为，说明摩托车在段没有达到最大速度，设此过程中的最大速度为，则有

解得

则在段摩托车运动的最短时间

解得

摩托车穿过小村庄的最短时间为

摩托车在段位移为

从速度加速到的运动位移为

从减速为0通过位移

因为

则摩托车在段的最短运动时间

摩托车从到的最短时间为