湖南省永州市2021-2022学年高一物理上学期期末试卷（Word版附解析）

永州市2021年下期高一期末质量监测试卷物理考生注意：1．本试卷包括四道大题，共16道小题．满分100分，考试时量75分钟．2．考生务必将各题的答案填写在答题卡的对应位置，在本试卷上作答无效．3．考试结束时，只交答题卡．─、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）1.2021年9月26日，第十四届全运会中浙江队组合吴江/徐佳炜以1分35秒42的成绩获得皮划艇静水男子500米双人皮划艇决赛冠军．下列正确的是（　　）A.冲刺到达终点瞬间，可以将皮划艇视为质点B.“1分35秒42”是比赛的时刻C.加速冲刺过程，桨对水作用力等于水对桨的作用力D.冲刺到达终点瞬间的瞬时速度约为【答案】C【解析】【详解】A．在冲刺瞬间，船的长度不能忽略不计，此时不能将船视为质点，A错误；B．“1分35秒422”是指比赛的时间，B错误；C．桨对水的作用力与水对桨的作用力是一对相互作用力，大小相等，C正确；D．根据题给条件可能计算出比赛全过程皮划艇平均速度而全程的平均速度与冲刺时的瞬时速度之间没有任何必然联系，D错误。故选C。 2.2020年9月6日，未来科学大奖新闻发布会公布：中国科学院院士卢柯获物质科学奖。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。下列关于物理学研究方法的叙述中不正确的是（　　）A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法D.牛顿第一定律是在伽利略的理想斜面实验的基础上通过逻辑推理得出的规律【答案】B【解析】【详解】A．忽略物体本身的大小和形状，用质点代替物体，采用的科学方法是理想模型法，故A正确，不符合题意；B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了控制变量法，故B错误，符合题意；C．在推导匀变速运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里采用微元法，故C正确，不符合题意；D．牛顿第一定律是牛顿在伽利略等科学家分析的基础上进一步分析事实、再进一步概括、推理得出的定律，故D正确，不符合题意。故选B。3.如图所示，A、B两物体从同一位置开始做直线运动，从A、B两物体的位移—时间图像可知下列正确的是（　　）A.A、B两物体同时从同一位置向同一方向运动B.A、B两物体在A出发后时距出发点处相遇C.A、B两物体速度大小均为 D.A、B两物体从同一位置向同一方向运动，B比A晚出发【答案】D【解析】【详解】AD．A、B两物体从同一位置出发，由图可知，二者均向x轴正方向运动，B比A晚出发，故A错误，D正确；B．位移—时间图像交点表示相遇，所以A、B两物体在A出发后4s在距原点20m处相遇，故B错误；C．位移—时间图像的斜率表示速度，两条直线的斜率的绝对值不同，所以速度大小不同，故C错误。故选D。4.如图所示，三个小球从同一高度处的O点分别以水平初速度抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，是O在水平面上的射影点，且。若不计空气阻力，则下列正确的是（　　）A.B.三个小球下落的时间之比为1∶3︰5C.三个小球从抛出到落地的位移大小之比为1∶3∶5D.三个小球落地时的速度大小之比为1∶3︰5【答案】A【解析】【详解】AB．根据知，三个小球平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，由于水平位移之比为，根据知，初速度之比，故A正确，B错误；C．水平位移之比为，下降的高度相同，根据平行四边形定则知，落地时的位移之比不等于，故C错误；D．平抛运动的时间相等，根据知，三个小球落地的竖直分速度相等，而水平速度之 比为，根据平行四边形定则知，落地的速度之比不等于，故D错误。故选A。5.一艘小船在静水中的速度是，一条河宽，河水流速为，下列正确的是（　　）A.小船在这条河中运动的最大速度是B.小船在这条河中运动的最小速度是C.小船渡过这条河的最短时间是D.小船渡过这条河的最小位移是【答案】D【解析】【详解】AB．当小船在静水中的速度与水流速度同向，小船速度最大，为7m/s，当小船在静水中的速度与水流速度反向，小船速度最小，为1m/s，故A、B错误；C．当小船在静水中的速度与河岸垂直时，渡河时间最短故C错误； D．因为小船在静水中的速度小于水流速，可知合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不能垂直到对岸，当小船在静水中的速度方向垂直于合速度方向时，位移最小故D正确。6.如图所示，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，P、Q均处于静止状态，现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中（　　） A.Q受到墙壁的弹力逐渐变小B.细绳的拉力逐渐变大C.Q将从墙壁和小球之间滑落D.Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大【答案】B【解析】【详解】B．对P分析，P受到重力、拉力和Q对P的弹力处于平衡状态，设拉力与竖直方向的夹角为θ，根据共点力平衡，细绳拉力为Q对P的支持力为铅笔缓慢下移的过程中，θ增大，则拉力F增大，Q对P的支持力增大，故B正确； ACD．对Q分析知，在水平方向上P对Q的压力增大，则墙壁对Q的弹力增大，在竖直方向上重力与摩擦力相等，所以Q受到的摩擦力不变，Q不会从墙壁和小球之间滑落，故ACD错误。 故选B。7.如图所示，质量为M的木板放在水平桌面上，木板上放有一质量为m的物块，已知木板上表面水平，物块与木板间的动摩擦因数均为，木板与桌面间的动摩擦因数为，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少大于（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】当物块和木板刚好不发生相对滑动时，板块具有相同的加速度（设为a）且它们之间的摩檫为最大静摩擦，设此时的拉力为F0。对物体和木板这个整体，根据牛顿第二定律有 对物块有解得所以要以水平外力F将木板抽出，则故选C。二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）8.2021年8月8日，东京奥运会落下帷幕，我国运动健儿奋力拼搏，最终以38枚金牌位列金牌榜第2位。下列关于各种项目中运动员在运动过程中（不计空气阻力）的状态描述正确的是（　　）A.跳高运动员在空中上升和下落过程中均处于失重状态B.游泳运动员仰卧在水面静止不动时，处于失重状态C.举重运动员将杠铃举过头顶停在最高点时，杠铃处于平衡状态D.蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大【答案】AC【解析】【详解】A．跳高运动员在空中上升和下落过程中，加速度方向都向下，都处于失重状态，故A正确；B．游泳运动员仰卧在水面静止不动加速度为零，处于平衡状态，故B错误；C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内，杠铃合力为零，处于平衡状态，故C正确；D．物体的惯性只与质量有关，蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中，质量不变，所以惯性不变，故D错误。故选AC。9.为了模拟跳水运动员的运动规律，某同学将一小球（看做质点）从平台边缘竖直向上抛出， 从小球抛出时开始计时，小球的速度—时间图像如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A.小球开始进入水面B.跳台与水面的高度差是C.小球已浮出水面D.内小球始终向下运动【答案】ABD【解析】【详解】ACD．由图可知，小球在空中竖直上升，小球自由下落，时间内进入水中向下做减速运动，故AD正确，C错误；B．由图可知上升时间为0.4s，上升高度自由下落的高度为跳台与水面间的距离为h＝h2−h1＝32m−0.8m＝2.4m故B正确。故选ABD。10.如图所示，物块a质量为、b和c的质量均为m，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，在剪断细线的瞬间，将物块a的加速度的大小记为，和相对于原长的伸长量分别记为和，重力加速度为g，则（　　） A.B.C.D.【答案】BD【解析】【详解】剪断细绳的瞬间，绳子的拉力消失，弹簧的弹力还没有来得及改变。AB．剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知，弹簧S1的拉力T1T1＝2mg设弹簧S2的拉力为T2，则T2＝mg则T1＝2T2根据胡克定律得故A错误，B正确；CD．剪断细绳的瞬间，a受到重力和弹簧S1的拉力T1，合力加速度 故C错误，D正确。故选BD。11.如图所示，水平面上固定一倾角为的足够长光滑斜面，斜面上有质量为的小球A和质量为m的小球B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的恒力F，使A、B一起以大小为g的加速度沿斜面向上做匀加速直线运动，此时弹簧的长度为l，重力加速度为g，则弹簧原长和恒力F的大小分别为（　　）A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】以整体为研究对象，受力分析如图所示沿斜面方向，根据牛顿第二定律有①以A为研究对象，对其受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有②③联立①②③得，故选BC。三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分．将答案填在答题卡的指定位置）12.某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验，步骤如下：（1）在弹簧测力计的下端悬挂一重物M，记下重物静止时弹簧测力计的示数F；（2）将贴有白纸木板竖直放置，三个细线套一端共系于一个结点，另一端分别系于弹簧测力计A、B和重物M上，测力计A挂于固定点P，手持测力计B的端拉动细线，使结点静止于O点，如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数、及______。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中弹簧测力计B的示数只为______N；（3）本实验中采用的科学方法是______；A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法 （4）关于本实验，下列做法合理的是______。A.三根细线必须等长B.要使两弹簧测力计的读数非常接近C.每次实验时弹簧测力计B始终保持水平D.使弹簧测力计、细线都位于同一竖直平面内【答案】①.画出两细线的方向②.2.70③.B④.D【解析】【详解】（2）[1]因要验证平行四边形法则，则需要知道力的方向，故需画出两细线的方向。[2]由图可读出弹簧测力计为2.70N。（3）[3]本实验中让两弹簧测力计的作用效果与重物的重力相同，故采用的方法为等效替代法，故选B。（4）[4]A．本实验对三根细线长度没有要求，故A错误；B．本实验对两弹簧测力计示数没有要求，故B错误；C．本实验中不需要弹簧测力计B始终保持水平，故C错误；D．本实验必须使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内，这样才能保证力的准确性，故D正确。故选D。13.两实验小组分别作“探究加速度和力、质量的关系”实验。（1）A小组用如图甲所示的实验装置做实验。在正确规范的操作中，打出一条如图乙所示的纸带，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的频率为。打计数点“4”时小车的速度________；小车做匀加速直线运动的加速度_______。（结果均保留三位有效数字） （2）B小组用如图丙所示装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板板面平行，传感器可直接显示绳上拉力的大小。①做实验时，下列操作必要且正确的是_______________A．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量B．把长木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节长木板的倾斜度，使小车在不受砂桶牵引时能拖动纸带沿长木板匀速运动C．用天平测出砂和砂桶的质量D．先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录传感器的示数②某同学将长木板水平放置操作得到如图丁小车加速度a与拉力传感器示数F的图像，横轴、纵轴截距分别为与，依据图像可求得小车质量__________．【答案】①.1.14②.1.60③.B④. 【解析】【详解】（1）[1]相邻的两个计数点之间的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s，打第4个计数点时小车的速度等于第3到第5个计数点之间的平均速度[2]用逐差法求小车运动的加速度（2）[3]AC．绳子的拉力由拉力传感器测出，不需要用砂和砂桶的重力去代替绳子拉力，不需要测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AC错误；B．为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节长木板的倾斜度，使小车在不受砂桶牵引时能拖动纸带沿长木板匀速运动，故B正确；D．为了能稳定地打出足够多的点，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D错误。故选B。[4]对小车由牛顿第二定律即由题意可知解得四、计算题（本题共3小题，共36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）14.我国自主研制了运-20重型运输机。已知飞机质量，从静止开始沿平直跑道做匀加速直线运动，在跑道上滑行，达到起飞离地的速度，飞机在跑道上滑行时所受阻力为飞机重力的0.1倍。重力加速度。求：（1）飞机在跑道上滑行时的加速度的大小；（2）飞机在跑道上滑行的距离；（3）飞机在跑道上滑行时受到的水平牵引力的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）加速度的大小为（2）飞机在跑道上滑行的距离（3）根据牛顿第二定律有解得水平牵引力的大小15.如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个质量为M的正方体，在墙壁和正方体之间放置一质量为m的光滑球，正方体和球均恰好保持静止。球的球心为O，O、B的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）球对正方体和竖直墙壁的压力大小；（2）正方体与水平地面间动摩擦因数。 【答案】（1）；mgtanθ；（2）【解析】【详解】（1）以球为研究对象，受力如图1所示球受力平衡，根据三角形法则可知正方体对球的支持力墙壁对球的支持力N2=mgtanθ根据牛顿第三定律，球对正方体的压力为球对墙壁的压力为N′2=mgtanθ（2）以正方体为研究对象，受力分析如图2所示， 正方体受力平衡，根据共点力的平衡条件可知竖直方向FN=Mg+N1′cosθ水平方向N1′sinθ=Ffm又Ffm=μFN联立上式解得16.如图所示，A点距水平面的高度，与光滑圆弧轨道相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角，圆弧和倾斜传送带相切于E点，的长度为，一质量为的小物块从A点以的速度水平抛出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点。当经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，随后物块滑上传送带，已知物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。求：（1）物块做平抛运动时水平方向的位移的长度；（2）物块到达C点时速度；（3）若物块能被送到F端，则传送带顺时针运转速度应满足的条件及物块从E端到F端所用时间的范围。（结果可保留根式） 【答案】（1）4.8m；（2），方向与水平方向夹角；（3）；【解析】【详解】（1）物块从A到C做平抛运动，下落时间水平位移的长度为（2）物体运动到C点时，竖直方向的速度C点时速度大小为设与水平方向的夹角，则得所以物块到达C点时速度大小为，方向与水平方向夹角为；（3）已知，设传送带的最小速度为v，物块刚滑到传送带时，物块的速度大于传送带的速度，物块的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律可知 解得加速度大小达到传送带速度所需时间为通过的位移为达到相同速度后，由于，故物块继续向上做减速运动，根据牛顿第二定律可得解得加速度大小当到达F点时，速度恰好为零，则，联立以上各式解得，t1＝0.5s，t2＝2.5s上滑所需最大时间若传送带的速度始终大于滑块向上滑动时的速度，则物块在传送带上一直以加速度a2向上做减速运动，则解得 故传动带顺时针运转的速度应满足的条件为物块从E端到F端所用时间的范围为