2021-2022学年安徽省宿州市十三所重点中学高一（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年安徽省宿州市十三所重点中学高一（上）期末物理试卷

1.     关于运动与力，下面说法正确的是(    )

A. 牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，可直接用实验验证
B. 伽利略通过理想实验得出结论：力不是维持物体运动的原因
C. 同一物体从地球移到月球其惯性变小
D. 笛卡尔最早提出了惯性的概念

2.     一小球做自由落体运动，落地前通过最后4m所用时间，取，则小球开始下落时距离地面的高度为(    )

A.  B.  C.  D.

3.     如图所示，工厂为晾干一批染色钢管，工人师傅将其通过一轻质细绳搁置于水平天花板和水平地面之间，关于此模型下列说法正确的是(    )

A. 细绳对钢管的拉力方向可能不沿绳
B. 钢管相对地面有向左的运动趋势
C. 钢管一定受水平向左的摩擦力
D. 地面对钢管的作用力沿竖直方向

4.     两个力和之间的夹角为，其合力为F。下列说法正确的是(    )

A. 合力F总比力和中的任何一个都大
B. 若力和大小不变，角越小，则合力F就越大
C. 若夹角不变，力大小不变，增大，则合力F一定增大
D. 若夹角不变，力和都增大，合力F一定增大

5.     力学平衡是生活中常见的自然现象。如图甲所示，在一根固定不动的树枝上，小鸟有时停在A点，有时停在B点。图乙为该现象的抽象图，对于这两个点下列分析正确的是(    )

A. 小鸟站在A点时受到的支持力较大 B. 小鸟站在A点时受到树枝的作用力较大
C. 小鸟站在A点时受到的摩擦力较大 D. 小鸟站在B点时受到树枝的作用力较大

6.     重500N的小明站在电梯内的台秤上，某一段时间内台秤示数稳定为450N，则(    )

A. 小明所受重力减小 B. 电梯在加速下降 C. 电梯在加速上升 D. 电梯在减速下降

7.     如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧O相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q水平，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是(    )

A. 轻绳P的弹力大小可能大于mg
B. 弹簧Q可能处于拉伸状态
C. 剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为g
D. 剪断轻绳P瞬间，物块的加速度大小为0

8.     如图，粗糙水平面上两木块1和2质量分别为和，中间用一劲度系数为的轻弹簧连接起来，木块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块与水平面之间动摩擦。现用水平恒力向右拉木块2，使木块2向右移动，在木块1移动的瞬时(    )

A. 弹簧的伸长量为4cm B. 弹簧的伸长量为6cm
C. 木块2的加速度 D. 木块2的加速度

9.     物理学中，将一个恒力的冲量定义为这个力与其作用时间的乘积，用字母I表示，即。关于冲量的单位，下列表达式可能正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

10. 小李讲了龟兔沿直线赛道赛跑的故事，故事情节中兔子和乌龟运动的图像如图所示。请依照图中的坐标，结合物理学术语判断下列说法中正确的是(    )

A. 故事中的兔子和乌龟在同一地点同时出发 B. 乌龟做匀加速直线运动
C. 乌龟和兔子在比赛途中相遇过两次. D. 兔子先到终点

11. 倾角、质量为的斜面体始终静止在水平桌面上，质量为的木块静止在斜面体上，m与M之间动摩擦因数，对m施加沿斜面向上大小的力以后，下列结论正确的是(    )

A. 木块受到的摩擦力大小
B. 木块受到的摩擦力大小
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是
D. 桌面对斜面体的支持力大小是

12. 如图所示，在向右加速的小车内，一物块恰好相对车静止在后车厢上，已知物体质量为m，物块与车厢间动摩擦因数为，认为最大静摩擦等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则(    )

A. 车的加速度为
B. 车对物块的作用力大小为ma
C. 物块所受摩擦力为
D. 若小车加速度增加则车对物块的作用力增大
 

13. “探究合力和分力的关系”的实验中，某同学实验装置如图所示，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．
    
    为了减小实验误差，以下观点错误的有______。
    A.两根细线应该适当长些
    B.在不超出弹簧秤量程情况下，拉力应该适当大些
    C.两根弹簧拉力方向应该尽量接近垂直
    D.实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
    已知为弹簧测力计示数，F为作图得出的合力，图中______填“甲”或“乙”是正确的。
14. 某同学进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，将实验器材按图1所示安装好，已知打点计时器的工作频率为50Hz。请完成下列相关内容：
    
    多选除了图1中已有的器材本实验还需哪些器材______。
    A.天平
    B.秒表
    C.长直尺
    D.弹簧秤
    下列选项中，哪一项是实验中必要的措施及要求？______。
    A.细绳必须与桌面平行
    B.接通电源和释放物块同时进行
    C.小车的质量远大于钩码的质量
    D.进行平衡摩擦力的操作时，要挂钩码
    实验中获得的一条比较理想的纸带如图2所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则该小车的平均加速度为______计算结果保留2位有效数字
    该同学按步骤操作后，保持小车质量不变，通过改变钩码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据。根据实验数据作出了如下图像，如图甲所示。该同学实验结论的是______。
    另一组同学通过测量做出图如图乙所示，试分析该图不过原点的原因______。
15. 以的速度行驶的汽车，制动后做匀减速直线运动，在3s内前进42m。求汽车的加速度大小及制动后6s内发生的位移。
16. 一物体在竖直拉力F作用下做向上的直线运动，拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图中甲乙，取重力加速度，求：
    
    前4秒内物体的位移大小；
    物体的质量；
    前2秒拉力F的大小。
17. 如图所示，长、质量的薄木板厚度不计静置于水平面上，质量的小物块放在木板的右端，所有接触面的动摩擦因数。现对木板施加一水平向右的恒定拉力，取。求：
    刚开始时物块和薄木板的加速度各多大；
    施加力后多长时间小物块滑掉；
    当小物块滑停时小物块和薄木板的距离。

18. 某同学设计了一个测量风速大小的装置，装置如图所示。初始时圆环被锁定，当风速的方向水平向右时，小球静止，该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为，已知圆环质量为2kg，与杆的动摩擦因数为。小球的质量，风对小球的作用力大小，其中k为比例系数，且，v为风速大小，。忽略细线质量、空气浮力和风对细线和圆环的作用力，且认为最大静摩擦等于滑动摩擦力。已知，。求：
    此时细线对小球的拉力的大小；
    解除圆环锁定，风速多大时，圆环恰不滑动；
    解除圆环锁定，若风速为，稳定后细线与竖直方向夹角的正切值多大？

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，故A错误；
B、伽利略通过理想实验得出结论：力不是维持物体运动的原因，故B正确；
C、同一物体从地球移到月球质量不变，惯性不变，故C错误；
D、伽利略最早提出了惯性的概念，故D错误；
故选：B。
牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证；
伽利略通过理想说明力不是维持物体运动的原因，是改变物体运动的原因；
质量不变，惯性不变；
伽利略是最早提出惯性概念的科学家。
知道惯性只与质量有关系，知道惯性定律不能用实验验证，知道力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。
 

2.【答案】B 

【解析】解：小球做自由落体运动，设运动的总时间为t，根据位移时间关系，全程：       ①
最后过程：   ②
联立①②解得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
小球做自由落体运动，根据位移-时间关系公式对全过程和最后过程列式后联立求解即可。
本题关键是明确小球的运动规律，然后根据运动学公式列式求解，基础问题。
 

3.【答案】C 

【解析】解：A、根据弹力的特点可知，绳子对钢管的拉力一定沿绳子收缩的方向；故A错误；
BC、钢管受到重力、绳子的拉力、地面的支持力，由于重力与支持力的方向沿竖直方向，而绳子的拉力沿绳子收缩的方向指向右上方，所以钢管有相对于地面向右运动的趋势，则钢管必定受到水平向左的摩擦力才能保持平衡，故B错误，C正确；
D、有以上的分析可知，地面对钢管的作用力包括支持力与摩擦力两个分力，合力即地面对钢管的作用力应指向左上方，故D错误。
故选：C。
绳子的拉力一定沿绳子收缩的方向；对钢管进行受力分析，结合共点力平衡的条件解答即可。
该题结合共点力平衡考查摩擦力的判断，解答的关键要注意是绳子的拉力沿绳子收缩的方向指向右上方。
 

4.【答案】B 

【解析】解：A、根据平行四边形定则可知，和的大小可能同时大于、小于或等于F，故A错误；
B、根据平行四边形定则可知，若和大小不变，角越大，则合力F就越小，角越小，则合力F就越大，故B正确；
C、若夹角大于，大小不变，增大，合力F不一定增大，如两力夹角为，且大于时，增大时，合力减小，故C错误；
D、如两力夹角为，且大于时，力和都增大，且增大较多时，合力减小，故D错误。
故选：B。
由力的合成方法可知，二力合成时，夹角越大，合力越小，两力合力的范围；一个合力与几个分力共同作用的效果相同，合力可以大于分力，可以小于分力，也可以等于分力。
本题考查对合力与分力关系的理解能力．合力与分力是等效的，合力的范围在两个分力之差与之和之间．二力合成时，夹角越大，合力越小．
 

5.【答案】C 

【解析】解：BD、小鸟停在树枝不同的位置，树枝与水平面间的夹角不同，越靠上角度越大，对其进行受力分析，小鸟受重力、支持力、静摩擦力三个力，由于小鸟静止，所受合外力为零，由于支持力和静摩擦力都来源于树枝，故树枝对小鸟的作用力与小鸟所受重力大小相等，方向相反，即小鸟在受到树枝的作用力相同，故BD错误；
AC、设树枝与水平面的夹角为，则有：
，
，
因为小鸟站在A点时倾角更大，则在A点小鸟所受支持力较小，静摩擦力较大，故A错误，C正确；
故选：C。
小鸟停在树枝不同的位置，树枝与水平面间的夹角不同，越靠上角度越大，对小鸟受力分析即可。
本题易错点在受到树枝的作用力的分析，容易当成支持力解题，忽略了摩擦力也是树枝对小鸟的作用力。
 

6.【答案】B 

【解析】解：台秤示数减小，说明人对台秤的压力小于重力，由此可知人处于失重状态；由牛顿第二定律可知人具有向下的加速度，则可能是电梯加速下降，或电梯减速上升；但小明所受到的重力不变；故B正确，ACD错误。
故选：B。
台秤示数增大，说明人对台秤的压力大于重力，由此可知人处于失重状态；由牛顿第二定律可知人具有向下的加速度，由此可判定运动形式。
本题考查对超重和失重的理解，掌握超重、失重的定义，由此作出判定即可，要知道超重对应加速度向上，失重对应加速度向下。
 

7.【答案】C 

【解析】解：AB、在竖直方向上，物块受到竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力，两个力平衡，即轻绳的弹力等于mg；在水平方向上，物体最多受一个弹簧的弹力，但一个弹力不可能使物体处于平衡状态，说明此时物块不受弹簧弹力，即弹簧处于原长的状态，故AB错误；
CD、剪断轻绳P瞬间，绳子的拉力瞬间消失，物块只受重力，不受弹簧弹力，故物块的加速度为g，故C正确，D错误；
故选：C。
对物体进行受力分析，得出轻绳的弹力和弹簧的弹力情况；
剪断绳子瞬间，拉力瞬间消失，弹簧的弹力保持不变，根据牛顿第二定律分析出物块的加速度。
本题主要考查了牛顿第二定律的应用，先对物块进行受力分析得出弹力和绳子拉力的情况，同时要理解在剪断绳子瞬间，弹簧的弹力在一瞬间是保持不变的，结合牛顿第二定律完成分析。
 

8.【答案】A 

【解析】解：AB、在木块1移动的瞬间，则
解得：，故A正确，B错误；
CD、对物块2，根据牛顿第二定律得：

解得：，故CD错误；
故选：A。
当物块1移动时，摩擦力等于弹力，结合胡克定律计算出弹簧伸长量；
对物块1进行受力分析，结合牛顿第二定律计算出加速度。
本题主要考查了牛顿第二定律，对物体1进行受力分析结合胡克定律得出弹簧的伸长量，结合牛顿第二定律计算出木块2的加速度。
 

9.【答案】BD 

【解析】解：根据牛顿二定律可知：，即则：的单位为：，故BD正确，AC错误；
故选：BD。
明确冲量的定义式以及牛顿第二定律的表达式，同时知道物理公式同时对应的物理单位的换算即可求解。
本题考查牛顿第二定律、冲量以及力学单位制，注意物理公式同时对应了物理单位的换算，知道国际单位制中力学中的基本单位有kg、m、s。
 

10.【答案】CD 

【解析】解：A、根据龟兔赛跑的故事知道，图中直线表示乌龟运动的图象，折线表示兔子运动的图象。故事中兔子和乌龟是从同一地点出发的，但是乌龟比兔子早出发时间，故A错误；
B、根据图像的斜率表示速度，知乌龟的速度不变，做匀速直线运动，故B错误；
C、在图像中交点表示相遇，从图像上可以看出，乌龟和兔子在途中相遇了两次，故C正确；
D、由图像可知，乌龟先通过了预定位移达到终点，故D正确。
故选：CD。
在图像上直接分析兔子和乌龟的出发时刻和出发位置关系，以及到达终点的先后。根据图像的斜率表示速度，分析乌龟的运动情况；根据两图像的交点表示相遇。
解决本题的关键要知道图像的斜率表示速度，交点表示两物体相遇。
 

11.【答案】AD 

【解析】解：AB、木块受到重力、斜面的支持力、拉力F以及斜面得摩擦力，沿斜面方向：，代入数据解得：，故A正确，B错误；
CD、斜面体和木块组成的整体受到重力、桌面的支持力与摩擦力、拉力四个力的作用，水平方向：，竖直方向：，故C错误，D正确。
故选：AD。
以木块为研究对象受力分析，正交分解，根据平衡条件列方程求解；斜面体和木块组成的整体为研究对象，受力分析根据平衡条件求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
 

12.【答案】AD 

【解析】解：A、对物块分析可得：
竖直方向上：；
水平方向上：
解得：，故A正确；
B、车对物体有竖直向上的摩擦力，大小为
水平向右的弹力为
则车对物体的作用力的大小为：，可知作用力F大于ma，故B错误；
C、物块所受摩擦力为，故C错误；
D、根据可知，若小车加速度增加，则车对物块的作用力增大，故D正确；
故选：AD。
对物块m进行受力分析，竖直方向上摩擦力和重力相等，水平方向上支持力提供加速度，根据勾股定理计算出车对物块的作用力，并由此判断作用力的变化情况。
本题主要考查了力的合成和分解，分方向对物块进行受力分析，结合勾股定理分析出车对物块合力的大小。
 

13.【答案】C 甲 

【解析】解：、为减小实验误差，两根细线应该适当长些，故A正确；
B、为减小实验误差，在不超出弹簧秤量程情况下，拉力应该适当大些，故B正确；
C、为减小实验误差，两弹簧拉力间的夹角应适当大些，但两根弹簧拉力方向不必尽量接近垂直，故C错误；
D、实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故D正确。
本题选择错误的，故选：C。
合力的测量值与橡皮筋在同一直线上，合力的理论值与橡皮筋不一定在同一直线上，
由图示可知，F是合力的理论值，是合力的实测值，应与橡皮筋在同一直线上，故图甲正确。
故答案为：；甲。
根据实验注意事项分析答题。
合力的测量值与橡皮筋在同一直线上，合力的理论值与橡皮筋不一定在同一直线上，根据图示分析答题。
“探究合力与分力关系”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解．
 

14.【答案】在小车质量一定的情况下，小车的加速度与小车合外力成正比  平衡摩擦力过程中倾角过大 

【解析】解：除了图1中已有的器材本实验还需天平测量出小车质量，长直尺测量出纸带上点之间的距离，打点计时器自带计时功能，不需要秒表，不需要弹簧秤测量拉力，故AC正确，BD错误；
故选：AC。
、实验中，为保证物块做匀变速直线运动或匀速直线运动，细绳必须与长木板平行，而不是与桌面平行，故A错误；
B、实验中先接通电源，再释放物块，故B错误；
C、实验中需要满足物块的质量远大于砂和砂桶的总质量，故C正确；
D、在平衡摩擦力时不需要挂钩码，故D错误；
故选：C。
根据逐差法可知，小车的加速度为：
该同学实验结论的是：在小车质量一定的情况下，小车的加速度与小车合外力成正比；
从图线可知，当时，小车已经有加速度了，产生此现象的可能原因是平衡摩擦力过程中倾角过大。
故答案为：；；；在小车质量一定的情况下，小车的加速度与小车合外力成正比；平衡摩擦力过程中倾角过大
根据实验原理选择需要的实验仪器；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据逐差法计算出小车的加速度；
根据实验现象分析出实验结论；
根据图像分析产生的原因。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合逐差法计算出小车的加速度，同时结合图像分析出产生的原因。
 

15.【答案】解：选取汽车的初速度方向为正方向
根据位移-时间公式
并代入数据得：
解得：，负号表示加速度方向与所选的正方向相反
则汽车的刹车时间为：
因为，则汽车制动6s内发生的位移等于5s内发生的位移
则
答：汽车的加速度大小为；制动后6s内发生的位移为50m。 

【解析】先根据位移-时间公式计算出汽车的加速度，然后先计算出刹车时间，再结合位移-时间公式计算出汽车的位移。
本题主要考查了汽车的刹车问题，先根据位移-时间公式计算出加速度，接着计算出刹车时间，比较刹车时间和题目给出的时间，选择正确的时间代入到运动学公式计算出汽车的位移。
 

16.【答案】解：在图像中，图像和横轴围成的面积表示物体的位移，则

在过程中，物体做匀速直线运动，说明物体处于受力平衡状态，即拉力F和物体的重力相等，即

解得：
根据图像可知，前2s物体的加速度为：
根据牛顿第二定律可知，

代入数据解得：
答：前4秒内物体的位移大小为12m；
物体的质量为1kg；
前2秒拉力F的大小为12N。 

【解析】在图像中，图像和横轴围成的面积表示位移；
根据物体的受力平衡状态分析出物体的质量；
先根据图像的斜率计算出加速度，结合牛顿第二定律得出拉力的大小。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，根据图像的斜率计算出加速度，图像和横轴围成的面积计算出位移，结合牛顿第二定理计算出拉力的大小。
 

17.【答案】解：刚开始时物体的加速度为：
薄木板的加速度为：
当物块滑离木板时，
解得：
当物块滑离木板时物块和木板的速度分别为：


小物块滑落后薄木板的加速度为：
小物块滑落到滑停位移为：
时间为：
小物块滑落到滑停时长木板位移为：
最后两者之间的距离为：
答：刚开始时物块和薄木板的加速度分别为和；
施加力后2s的时候小物块滑掉；
当小物块滑停时小物块和薄木板的距离为24m。 

【解析】根据牛顿第二定律分别计算出物块和木板的加速度；
根据运动学公式和位移关系计算出小物块滑落的时间；
分别计算出物块和木板的位移并作差即可。
本题主要考查了有拉力存在的板块模型，根据受力分析结合牛顿第二定律计算出加速度，结合运动学公式和位移关系完成解答。
 

18.【答案】解：小球受重力mg、风的作用力F和细线的拉力T，则竖直方向合力为零得，
代入数据解得：
水平方向合力为零，则


解得：
由可知，若风速为，稳定后整体具有相同的加速度，所以对整体由牛顿第二定律得


解得

对小球由牛顿第二定律得


解得

答：此时细线对小球的拉力的大小为50N；
此时风速v的大小为；
解除圆环锁定，若风速为，稳定后细线与竖直方向夹角的正切值为。 

【解析】对小球进行研究，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件求出细线对小球的拉力，再得到小球对细线的拉力．
根据平衡条件求出风力F，结合条件：，求解风速v的大小．
对于共点力平衡问题，关键是分析受力情况，运用正交分解法求解，也可以作出mg与F的合力，运用合成法求解，注意牛顿第二定律的应用．