精品解析：云南省普洱市景东县第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理试题（解析版）

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云南省景东县第一中学2022-2023学年高一下学期期末考试
高一 物理
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2kg 的另一物体B（可视为质点）以水平速度v0＝2m/s滑上原来静止的A的上表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g取10 m/s2）（　　）

A. A获得的动能为2J B. 系统损失的机械能为4J
C. A的最小长度为2m D. A、B间的动摩擦因数为0.1
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图乙可知，A、B的加速度大小均为

二者合力都是摩擦力提供，大小相等，所以根据牛顿第二定律知二者质量相等，A获得的动能为

故A错误；
B．系统损失的机械能

故B错误；
C．由题图乙可求出A、B相对位移为

即A的最小长度为1m，故C错误；
D.对物体B分析，根据牛顿第二定律得

解得

故D正确。
故选D。
2. 如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重量是2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（　　）

A. 大小为2 N，方向平行于斜面向上
B. 大小为2 N，方向竖直向上
C. 大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D. 由于未知形变大小，无法确定弹力的方向和大小
【答案】B
【解析】
【分析】小球保持静止状态，合力为零，小球受重力和弹力，根据二力平衡条件可判断弹力的大小和方向．
【详解】小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F，由于小球处于静止状态，弹力与重力平衡，故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上，大小为F=G=2N．故选B．
【点睛】本题关键结合平衡条件对物体受力分析，要注意杆的弹力方向可以与杆平行，也可以与杆不共线．
3. 如图所示，轻杆AB的B端用铰链接在竖直墙上．A端与细绳AC、AD拴接．细绳AC的C端挂一重物P，细绳AD在拉力作用下使整个装置处于静止状态．开始时轻杆AB与细绳AD垂直．现保持轻杆AB的位置不变，将细绳AD绕A点沿逆时针方向转过一定的角度到AD＇处（在竖直方向与AB之间）．在这一过程中，细绳AD受到的拉力F1、轻杆AB对A点的作用力F2的变化情况是

A. F1增大、F2减小
B. F1增大、F2先减小后增大
C. F1先增大后减小、F2减小
D. F1先增大后减小、F2先减小后增大
【答案】B
【解析】
【分析】对结点A受力分析；利用图示法分析当细线AD从垂直于AB的位置逐渐转到竖直位置时两个力的变化；然后分析当细绳AD从竖直位置逐渐旋转到AD′位置时两个力的变化.
【详解】对结点A受力分析；如图所示：当细线AD从垂直于AB的位置逐渐转到竖直位置时，AD的拉力F1逐渐增大到G；AB轻杆的拉力逐渐减小到零；

当细绳AD从竖直位置逐渐旋转到AD′位置时，AB的支持力F2逐渐变大，细绳AD的拉力F1逐渐变大；即整个过程中F1一直增大、F2先减小后增大；故选B.
4. 甲、乙两物体运动过程的图像分别如图所示，其中甲图为位移－时间图像，乙图为速度－时间图像，关于两物体的运动下列说法不正确的是（　　）

A. 甲做加速直线运动 B. 乙物体的加速度不变
C. 甲前4 s的平均速度为2 m/s D. 1 s末两物体速度相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图为位移－时间图像，图像斜率表示速度，则甲做匀速直线运动，故A错误，符合题意；
B．乙图为速度－时间图像，图像斜率表示加速度，则乙物体的加速度不变，故B正确，不符合题意；
C．甲前4 s的平均速度为

故C正确，不符合题意；
D．甲做匀速直线运动1 s末速度为2m/s，由乙图可知乙物体1 s末速度为2m/s，则速度相等，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出，测出小球的水平射程为L.已知火星的半径为R，引力常量为G，不计火星大气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（　　）
A. 火星表面的重力加速度 B. 火星的第一宇宙速度为v1=
C. 火星的质量为 D. 火星的平均密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在火星上做平抛运动，则


解得火星表面的重力加速度为

故A错误；
B．在火星表面

则

故B正确；
C．在火星表面

解得火星的质量为

故C错误；
D．火星的平均密度为

故D错误。
故选B。
6. 在全国铁路第六次大提速后，列车最高时速可达250km/h，若某列车正以216km/h的速度匀速行驶，在列车头经过路标A时，司机突然接到报告要求紧急刹车，因前方900m处出现特殊情况，为避免危险发生，列车至少应以多大加速度刹车？（　　）
A. 1m/s2 B. 1.5m/s2 C. 2m/s2 D. 2.4m/s2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】列车从刹车开始到停止运动滑行位移为x＝900m，则
v0＝216km/h＝60m/s
末速度v＝0，取列车前进方向为正方向，由关系式
v2－v02＝2ax
解得a=-2m/s2，即列车的加速度大小至少应为2m/s2，C正确。
故选C。
7. 一个做匀加速直线运动的物体，在第1个2s内经过的位移为6m，在第2个2 s内经过的位移是14 m，关于这个物体的加速度和第1个2s末速度，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度大小为1m/s2
B. 加速度大小为2m/s2
C. 第1个2s末速度大小为6m/s
D. 第1个2s末速度大小为4m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．已知第1个2s内的位移是x1=6m，第2个2s内的位移为x2=14m，由△x=aT2得

解得：

故A错误，B正确；
CD．中时速度等于平均速度，第1个2s末速度大小为

故CD错误．
8. 有三个力：F1=3N，F2=5N，F3=9N，则（ ）
A. F1可能是F2和F3的合力 B. F2可能是F1和F3的合力
C. F3可能是F1和F2的合力 D. 上述结论均不正确
【答案】D
【解析】
【详解】三个力F1=3N、F2=5N，合力范围为[2N，8N]，F3=9N不在两个力合力范围内，所以三个力的合力不为零。故三个力中任何一个力都不可能是另外两个力的合力。
故选D。
二、多选题（共4小题，每题4分，共16分）
9. 如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，物体保持静止，下列说法中正确的是（　　）

A. 水平力F与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B. 物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C. 水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D. 物体对墙壁压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．水平力F与墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在一条直线上，是一对平衡力，A错误；
B．物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体的竖直向上的静摩擦力作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B正确；
C．水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力方向相同，不是平衡力，也不是相互作用力，C错误；
D．物体对墙壁压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，D正确。
故选BD。
10. 原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方．由此可判断，此时升降机的运动可能是（　　）

A. 加速上升 B. 减速上升 C. 加速下降 D. 减速下降
【答案】BC
【解析】
【详解】当升降机静止时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力．当升降机有向下的加速度（加速下降或减速上升）时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力，而弹簧的弹力又未改变，故只有在这种情况下A才可能被拉向右方，故BC正确，AD错误．
11. 如图所示，倾角为和的两斜面下端紧靠在一起，固定在水平地面上。在纸面所在的竖直平面内将小球a和b从左侧斜面上的A点以不同的初速度向右平抛，下落相同高度，a落到左侧的斜面上，b恰好垂直击中右侧斜面，忽略空气阻力，则（　　）

A. a、b的水平位移大小之比为1∶3
B. a、b的初速度大小之比为
C. a、b击中斜面时的速率之比为
D. 若减小初速度，a球落到斜面时的速度方向发生改变
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设a、b球运动的时间为t，对a球，由几何关系知

将b球速度分解，有

解得
，
故A错误；B正确；
C．由

有
，
则

故C正确；
D．设a球落在斜面上与水平方向的夹角为，有

解得

即为定值。故D错误。
故选BC。
12. 在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P（可视为质点）从弹簧原长处由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示，其中a0和x0为已知量，（弹簧的弹性势能表达式为Ep=kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量）。下列说法中正确的是（　　）

A. 当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度为零
B. 当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度最大
C. 弹簧劲度系数为
D. 当弹簧压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为ma0x0
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当弹簧压缩量为x0时，小球P的加速度为零，速度最大，故A错误，B正确；
C．当弹簧压缩量为x0时，小球重力等于弹簧弹力，有

弹簧劲度系数为

故C错误；
D．当弹簧压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为

故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 小星利用气垫导轨设计了一个“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示，在导轨旁边固定一与导轨平行的刻度尺，然后用一手机固定于导轨上方，使摄像头正对导轨，开启视频录像功能，调节导轨的倾斜角度（通过量角器量出），使滑块从导轨顶端静止滑下，并用手机记录下滑块做匀加速直线运动的全程情况，然后通过录像回放。取滑块出发点为参考点，得到滑块相对于该点的距离x和所用时间t（通过手机读取）的数据，然后改变轨道倾角，得到多组x、t值（已知滑块的质量为kg，，，，结果保留两位小数）

（1）若小星在实验中得到了如下数据：当倾角时，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________________，动能的增加量为__________________。
（2）小星改变导轨倾角，使，取cm，测得s，则滑块在此过程中重力势能的减小量为__________________，动能的增加量为__________________。由以上数据，你能得到的结论是__________。
（3）但小星通过推理发现可画图像来验证机械能是否守恒，结果她得到的图像如图：该直线不过原点的原因为___________________。

【答案】 ①. 0.81J ②. 0.81J ③. 3.92J ④. 3.84J ⑤. 在误差允许范围内，机械能守恒 ⑥. 空气阻力
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由题知重力势能的减小量为

[2]因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为

故动能增量为

(2)[3]重力势能的减小量为

因初速度为0，故匀加速直线运动的末速度为

[4]动能增量为

[5]由以上数据可得，在只有重力做功时，在误差允许的范围内，物体的机械能守恒；
(3)[6]由

得

故图线应为过原点直线，当有外部阻力时，由

得

可知有外部阻力，是空气阻力。
14. 某同学在研究平抛运动的实验中，在方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点，如图所示（轨迹已擦去），已知方格纸上的每一个小方格边长均为L=2.5cm，g取10m/s2，请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：

(1)小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间_________（选填“相等”或“不相等”）。
(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差，求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是_________s。
(3)根据水平位移，求出小球做平抛运动的初速度v0=_________m/s。
(4)从抛出点到b点所经历时间是_______________s。
【答案】 ①. 相等 ②. 0.05 ③. 1 ④. 0.075
【解析】
【详解】(1)[1] 平抛运动在水平方向做匀速直线运动，a→b，b→c，c→d水平位移相等，所需时间相等．
(2)[2]平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，a→b，b→c竖直方向位移差
△y=aT2=gT2

(3)[3] 水平方向x=v0T，得

(4)[4] 设b点竖直方向的分速度vy，则

又由vy=gt，得
t=0.075s
四、计算题（共3小题）
15. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s。因大雾能见度低，B车在距A车x0=80m时才发现A车，这时B车立即刹车，但B车要经过225m才能够停下来。求：
(1)B车刹车时A仍按原速率行驶前进，两车是否会相撞；
(2)若B车在刹车的同时发出信号，A车司机收到信号后立即加速前进，则A车的加速度至少多大才能避免相撞。
【答案】(1)会相撞；(2)0.5m/s2
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据
v2-v02=2ax
得

经时间t速度相等
vA=vB+at
得
t=10s
则速度相等时两列火车的位移分别为
xA=vAt=100m

由于
xB>xA+x0
故两车会相撞
(2)设A车加速度为aA时恰好追上，则有两列车速度相等时处在同一位置，则有
vB+aBt′=vA+aAt′
xB=vBt′+aBt′2（或）
xA=vAt′+aAt′2（或）
xA+x0=xB
联立求解得
aA=0.5m/s2
则A车的加速度至少0.5m/s2才能避免相撞。
16. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有

竖直方向，有

由几何知识可得

联立解得

（2）对于星球表面质量为m0的物体，有


所以

（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故


解得

17. 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为的长木块以一定的初速度向右匀速运动，将质量为的小铁块无初速度地轻放到木块右端，小铁块与木块间的动摩擦因数为，当小铁块在木块上相对木块滑动时与木块保持相对静止，该过程中长木块对地的位移为，求这个过程中：
（1）系统产生的热量；
（2）小铁块增加的动能；
（3）木块减少的动能；
（4）系统机械能的减少量。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【分析】
【详解】画出这一过程两物体位移的示意图，如图所示

（1）小铁块相对木块滑动的距离为，根据功能关系有

即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量。
（2）对小铁块，根据动能定理有

其中为小铁块相对地面的位移，从上式可看出

说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量．
（3）摩擦力对木块做负功，根据动能定理有

即木块减少的动能等于克服摩擦力做的功。
（4）系统机械能的减少量等于系统产生的热量。