2022-2023学年辽宁省阜新市第二高级中学高一上学期期末物理试题含解析

  高一上学期期末考试物理试卷

满分：100分      答题时间：60分钟

一、单项选择题（每题5分，共10题，请把唯一正确的选项填涂到答题卡上）

1. 下列说法中正确的是

A. 从树上落下的苹果所受的重力小于它静止时受的重力

B. 因重力的方向总是竖直向下的，故重力一定和地面垂直

C. 摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同

D. 书放在桌面上受到向上的支持力，这是由于书发生微小形变而产生的

【答案】C

【解析】

【详解】重力与物体运动状态无关，无论是静止还是运动，重力是不变的，A错误；重力的方向是竖直向下的，但重力并不一定与地面垂直，B错误；摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反，有时跟物体运动方向是相同的（如：在传送带上物体受到的摩擦力为动力，其方向与物体运动的方向相同），有时跟物体运动方向相反，C正确；书放在桌面上要受到一个向上的弹力，是由于桌面发生形变而产生的，D错误．

2. 同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是(　　)

A. 3 N、4 N、5 N

B. 3 N、5 N、9 N

C. 4 N、6 N、11 N

D. 5 N、6 N、12 N

【答案】A

【解析】

【详解】3N和4N的合力范围为1N～7N，5N在其合力范围内，三个力的合力可能为零，则物体可能处于静止状态，故A正确；3N和5N的合力范围为2N～8N，9N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故B错误；4N和6N的合力范围为2N～10N，11N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故C错误；5N和6N的合力范围为1N～11N，12N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故D错误．所以A正确，BCD错误．

3. 如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G。则（　　）

A. 两绳对日光灯拉力的合力大小等于G

B. 两绳的拉力和重力不是共点力

C. 两绳的拉力大小均为G

D. 两绳的拉力大小均为

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】B．对日光灯受力分析如图，两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点，这三个力是共点力。故B错误；

A．由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于静止状态，所以两绳的拉力的合力与重力G等大反向。故A正确；

CD．由于两个拉力的夹角成直角，且都与竖直方向成45°角，则由力的平行四边形定则可知

G＝，F1＝F2

解得

F1＝F2＝G

故C正确；D错误。

故选AC。

4. 如图所示，质量为m的物体受到推力F作用，沿水平方向做匀速直线运动，已知推力F与水平面的夹角为θ，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力大小为（　　）

A. Fcos θ B. μmg C. μF D. μFsin θ

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受力如图所示

由平衡条件可知，在水平方向上有

f=Fcosθ

故A正确；

BCD．在竖直方向上有

FN=mg+Fsin θ

则

f=μFN=μ(mg+Fsin θ)

故BCD错误。

故选A。

5. 用如图所示的装置研究静摩擦力，逐渐增大弹簧测力计的水平拉力，当拉力小于10 N时，物体保持静止；等于10 N时，物体恰好开始运动下列说法正确的是

A. 物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10 N

B. 物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关

C. 当弹簧测力计的示数为15 N时，物体仍受到静摩擦力作用

D. 当弹簧测力计的示数为5 N时，物体受到的静摩擦力大小为10 N

【答案】A

【解析】

【详解】物体受重力、支持力、拉力和摩擦力；当拉力等于10N时，物块刚刚开始运动，说明最大静摩擦力为10N，故A正确；当物体没拉动时，根据平衡条件可知，静摩擦力大小等于水平拉力大小，故B错误；当弹簧秤的示数为15N时，物体加速运动，受到滑动摩擦力，滑动摩擦力约等于最大静摩擦力，为10N，故C错误；当弹簧秤的示数为5N时，没有拉动，物体保持静止，受静摩擦力，大小为5N，故D错误；故选A．

【点睛】本题关键是明确滑块的受力情况，要分静摩擦力和滑动摩擦力两种情况讨论，明确当拉力小于最大静摩擦力时物体处于静止状态，受静摩擦力．

6. 关于力学知识和物理学史，下列说法正确的是（　　）

A. 牛、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位

B. 在任何单位制中，牛顿第二定律的公式中F=kma中的k都等于1

C. 伽利略通过理想斜面实验表明，力是维持物体运动状态的原因

D. 牛顿第一定律不可以用实验直接验证

【答案】D

【解析】

【详解】A．千克、米、秒是国际单位制中的三个基本单位，牛顿是导出单位．故A错误；

B．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的公式中F=kma中的k才等于1，故B错误；

C．伽利略通过理想斜面实验，得出力不是维持物体运动状态的原因的结论，故C错误；

D．牛顿第一定律是由理想斜面实验得出的结论，不可以用实验直接验证，故D正确。

故选D。

7. 海底世界的“海狮顶球”节目因其互动性强而深受小朋友们的喜爱。海狮把球顶向空中，并等其落下。下列说法正确的是（忽略空气阻力）（　　）

A. 球在最高点时受到重力和海狮对它的弹力作用

B. 球在最高点时速度为零，但加速度不为零

C. 球在上升过程中处于超重状态

D. 球在下落过程中处于超重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．竖直上抛运动是初速度向上，只在重力作用下的运动，球在最高处只受到重力，故A错误；

B．球上升到最高点时受到重力的作用，速度为零，加速度为g，故B正确；

CD．竖直上抛运动上升和下落过程都是只受到重力的作用，加速度大小为g，方向竖直向下，处于失重状态，故CD错误。

故选B。

8. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为α=37°，如图乙所示。已知运动员的质量为50 kg，降落伞的质量也为50 kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比，即Ff=kv（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。则下列判断正确的是（　　）

A. 打开降落伞前人下落的距离为25 m

B. k=100 N·s/m

C. 打开伞瞬间运动员的加速度a=30 m/s2，方向竖直向上

D. 悬绳能够承受的拉力至少为625 N

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图甲可知，打开降落伞时的速度大小为，打开降落伞前人做自由落体运动，则有

故A错误；

B．当速度为时，运动员做匀速直线运动，对整体，根据受力平衡可得

解得

故B错误；

C．打开伞瞬间，对整体，根据牛顿第二定律得

解得

方向竖直向上，故C正确；

D．打开伞瞬间，向上的加速度最大，绳子的拉力最大，以运动员为对象，根据牛顿第二定律可得

解得

所以悬绳能够承受的拉力至少为，故D错误。

故选C。

9. 如图所示，质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端，轻弹簧的一端与A球相连，另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g．则剪断轻绳的瞬间（　　  ）

A. A的加速度为零，B的加速度大小为g

B. A,B的加速度大小均为0.5g

C. A,B的加速度均为零

D. A的加速度为零，B的加速度大小为0.5g

【答案】B

【解析】

【分析】对整体分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力大小，剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对A、B分析，运用牛顿第二定律求出A、B的加速度大小．

【详解】设小球质量为m，对整体分析，弹簧的弹力F=2mgsin30°=mg，

剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A分析，

B的加速度为：故B正确，A、C、D错误．

故选B．

【点睛】本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，抓住剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解．

10. 如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成角。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 小铁球受到合外力方向水平向左

B. F＝（M＋m）gtan

C. 系统的加速度为a＝gsin

D. F＝Mgtan

【答案】B

【解析】

【分析】本题先利隔离小球求解加速度，再利用整体法求解推力

【详解】A．根据小铁球与光滑凹槽相对静止可知，系统具有向右的加速度，小铁球受到的合外力方向水平向右，故A错误；

BCD．小铁球受力分析，则

系统加速度为

则

故B正确，CD错误；

故选B。

二、实验填空题（本题共21分，每空3分）

11. 某同学利用如图甲装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

（1）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=___________cm，劲度系数k=___________N/m；

（2）他又利用本实验原理把该弹簧做成一个弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度为___________cm。

【答案】    ①. 5    ②. 40    ③. 15

【解析】

【详解】（1）[1]图像与横坐标的交点就是弹簧的原长，因此该弹簧的原长为5cm；

[2]在图像中，图像的斜率表示劲度系数，劲度系数为

（2）[3]根据

可得

此时弹簧的总长为

12. 某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：

(1)该同学在平衡摩擦力后进行实验，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件．

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出) S1=3.59cm，S2=4.39cm，S3=5.19cm，S4=5.99cm，S5=6.79cm，S6=7.59cm．则小车的加速度a=________m/s2，打点计时器在打B点时小车的速度 vB=______m/s.(结果均保留两位有效数字)

(3)通过实验得到如图丙所示的a-F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角________(选填“偏大”或“偏小”)．

【答案】    ①.     ②. 0.80    ③. 0.40    ④. 偏大

【解析】

【分析】（1）当M＞＞m时，可以用钩码的重力代替小车的拉力；
（2）根据△x=aT2求得加速度，利用中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求得；
（3）根据a-F图象可知，当F=0时，加速度a＞0，判断出原因即可

【详解】（1）小车运动过程中，砝码和盘向下做加速运动处于失重状态，砝码和盘对细线的拉力小于其重力，小车在运动过程中受到的拉力小于砝码和盘的总重力；当小车质量M远大于砝码和盘总质量m时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和盘的重力．
（2）计数点间的时间间隔为T，由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知，加速度： B点的瞬时速度为

（3）当F=0时，小车已经具有了加速度，在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角偏大.

【点睛】教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．

三、计算题（32分）

13. 如图所示，倾角为30°的光滑斜面上放质量为2kg的小球，球被竖直挡板 挡住处于静止，g取10m/s2.求：

（1）球对挡板的压力大小；

（2）球对斜面的压力大小；

【答案】（1）N；（2）N

【解析】

【详解】（1）小球的受力如图所示；

由平行四边形法则可得

N

据牛顿第三定律，球对挡板的压力为N；

（2）由平行四边形法则可得

N

据牛顿第三定律，球对斜面的压力为N。

14. 如图所示，装卸工要将质量为50kg木箱（可视为质点）移到卡车上，他找来长为5.5 m的直木板，做了一个倾角为的固定斜面。装卸工用大小为550N、方向沿斜面向上的拉力F将木箱从斜面底端由静止拉上卡车。已知木箱与木板间的动摩擦因数μ=0.5，，，g取10 m/s2。求：

（1）木箱沿斜面向上加速运动时加速度的大小；

（2）要将木箱拉上卡车，拉力F至少需作用多长的距离。

【答案】（1）1m/s2；（2）5m

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律

解得

（2）设至少作用的距离为x1，则

后续拉力撤掉后，加速度大小满足

解得

因此后续位移为

根据题意

解得