2021-2022学年高一物理上学期期末考试试卷（Word版附解析）

湖南师大附中2021—2022学年度高一第一学期期末考试物理一、选择题（本大题共10小题，共44分，1~6小题只有一个选项正确，每小题4分；7~10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分选对得3分，错选或不选得0分）1.在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学的叙述中不正确的是（　　）A.伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法B.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C.根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法D.力学中的基本量包括力、质量、时间，他们的基本单位分别是N、kg、s【1题答案】【答案】D【解析】【详解】A．伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，故A正确；B．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，故B正确；C．根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，故C正确；D．力学中的基本量是质量、时间、长度，故D错误。本题选错的，故选D。2.甲、乙两汽车从时刻从同一地点沿同一直线运动，其运动的图像如图所示，下列分析正确的是（　　） A.甲乙两车在时刻相遇B.乙车在前时间内平均速度等于C.时刻乙车加速度比甲车的大D.甲追上乙之前两车间的最大距离为【2题答案】【答案】D【解析】【详解】A．图线与时间轴所围的面积表示位移，可知时刻乙车的位移大于甲车的位移，乙在甲前面，没有相遇，故A错误；B．由匀变速直线运动推论可知，乙车在前时间内的平均速度等于中间时刻的速度，即等于，故B错误；C．图线的斜率表示加速度，可得甲车的加速度始终大于乙车的加速度，故C错误；D．甲追上乙之前，在时刻，两车速度相等，间距最大，最大距离为两图线与时间轴所围面积之差，即故D正确。故选D。3.小球A从离地面20m高处做自由落体运动，小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动，两球同时开始运动，在空中相遇，取，则下列说法正确的是（　　）A.相遇时，小球B的速率是15m/sB.两球相遇位置离地面高度为15mC.开始运动0.5s时两球相遇D.从开始运动到相遇，A、B两球位移大小之比为1∶1【3题答案】【答案】B【解析】详解】AC．A、B两小球相遇时，位移之和等于20m，即 相遇时间相遇时小球B的速度故AC错误；BD．相遇时A位移两球相遇位置离地面高度B球位移大小从开始运动到相遇，A、B两球位移大小之比为1∶3，故D错误，B正确。故选B。4.如图所示，把球夹在竖直墙壁和木板之间，不计摩擦，设球对墙壁的压力大小为，对木板的压力大小为，现将木板缓慢转至水平位置的过程中（　　）A.、都增大B.增加、减小C.减小、先减小后增大D.、都减小【4题答案】【答案】D【解析】【详解】以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力图 设木板与水平方向夹角为，根据平衡条件得由牛顿第三定律可知将木板缓慢转至水平位置的过程中，减小，减小，增大，则、都减小。故ABC错误，D正确。故选D。5.如图所示，套圈是我国民众喜爱的传统游戏，在套圈游戏中，小朋友将套圈水平抛向地面的玩具，结果套圈落在玩具的前方。不计空气阻力，为了把套圈套住玩具，则原地再次水平抛套圈时，他可以（　　）A.减小抛出点高度，同时减小初速度B.增大抛出点高度，同时增大初速度C.保持抛出点高度不变，增大初速度D.保持初速度不变，增大抛出点高度【5题答案】【答案】A【解析】【详解】设小球平抛运动的初速度为，抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，则平抛运动的时间为 水平位移为由此可知，要减小水平位移x，可保持抛出点高度不变，减小初速度，或可保持初速度大小不变，减小降低抛出点高度，或减小抛出点高度，同时减小初速度，BCD错误，A正确。故选A。6.如图所示，轻质弹簧一端系在质量为的小物块上，另一端固定在墙上。物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为，已知斜面倾角，斜面与小物块间的动摩擦因数，斜面固定不动。设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，（）下列说法正确是（　　）A.小物块一定受3个力B.弹簧弹力大小一定等于C.弹簧弹力大小可能等于D.斜面对物块支持力可能为零【6题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据题意可知，故 若不受弹簧的压力，则木块不可能静止，故物块一定受弹簧的压力，还受重力、斜面支持力和静摩擦力，四个力的作用而平衡，A错误；BC．若要物块静止，沿斜面方向有解得B错误，C正确；D．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，D错误。故选C。7.如图所示，、两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（　　）A.球加速度为B.球加速度为0C.球加速度为D.球加速度为g【7题答案】【答案】AB【解析】【分析】剪断悬线瞬间，绳子拉力突变为零，而弹簧是明显形变，弹力不会突变，可以通过剪断前的受力分析得出剪断悬线后弹簧的弹力。【详解】A、C．剪断悬线前，、两球均静止不动，对受力分析，可知弹簧弹力剪断悬线瞬间，绳子拉力突变为零，对受力分析，有 解得A正确C错误；B、D．剪断悬线前后瞬间，B都受到向下的重力和向上的弹簧的弹力，依旧保持平衡状态，故B的加速度为0，B正确，D错误。故选AB。8.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（　　）A.绳的右端下移到C，绳子拉力不变B.绳的两端高度差越大，绳子拉力越小C.将杆N向左移一些，绳子拉力变大D.若换挂质量更大的衣服，衣架悬挂点不变【8题答案】【答案】AD【解析】【详解】如图所示，衣架挂钩两侧绳子的拉力相等，两侧绳子与水平方向夹角是相等的 假设绳子的长度为x，两杆间的距离为L，则绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度x不变，两杆之间的距离L不变，则θ角度不变AB．两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，绳的右端下移到c或绳的两端高度差越大时，角θ不变，所以绳子的拉力故A正确，B错误；C．当杆N向左移动后，L变小，绳长x不变，由xcosθ=L可知，θ角度增大，绳子与竖直方向的夹角变小，绳子的拉力变小，故C错误；D．绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，衣架悬挂点不变，故D正确。故选AD。9.蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面（或水面）一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）A.当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等B.当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等C.从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大D.在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态 【9题答案】【答案】BD【解析】【详解】ABC．小张在开始的一段时间内做自由落体运动，当橡皮条开始绷紧之后，其对小张的弹力竖直向上，且不断增大，小张所受合外力逐渐减小，竖直向下的加速度逐渐减小，当橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等时，小张的加速度减小至零，且速度达到最大值，之后橡皮条的弹力开始大于小张的重力，小张开始做加速度不断增大的减速运动，当小张下降至最低点时，速度减为零，此时橡皮条对小张的弹力大于他的重力，综上所述可知AC错误，B正确；D．小张在达到最大速度之前，他的加速度向下，处于失重状态，故D正确。故选BD。10.在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，如图甲所示。当旅客把行李放到传送带上时，传送带从静止开始启动。在某次研究性学习活动中，同学将行李箱由静止放到传送带上后，传送带开始按照如图乙所示的规律运动（向右为速度的正方向）。若行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取，传送带足够长，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是（　　）A.行李箱经过的时间速度与传送带相同B.行李箱相对于传送带滑动的距离为C.若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间将会变长D.若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱相对传送带滑动的距离将保持不变【10题答案】【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．由图乙可知传送带的最大速度为2，行李箱的加速度为 则行李箱速度与传送带相同得时间为故A正确；B．行李箱在2s内的对地位移为传动带2s内的位移为则行李箱相对于传送带滑动的距离为故B正确；C．若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间为不会发生改变，故C错误；D．若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，行李箱的对地位移不发生改变，由于传动带启动加速度增加了，则传送带加速的时间减少，以最大速度运行的时间增长，则传送带对地位移变大，则行李箱相对传送带滑动的距离将变大，故D错误。故选AB。二、实验题（本题共11、12两道小题，其中11题8分，12题8分，每空2分）11.在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，小明设计了如图甲所示的实验装置，弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定并与刻度尺的零刻度对齐，右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连，随后他在托盘中逐一增加砝码，待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。小明以砝码的重力为纵坐标，以弹簧的形变量为横坐标，建立坐标系，并将测得数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示曲线，g取。 （1）由图线求得弹簧的劲度系数为______N/m；（保留3位有效数字）（2）托盘的质量为______kg；（3）图线段发生明显弯曲，造成这种现象的主要原因是______；（4）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像，下列说法正确的是______。A.a的劲度系数比b的大B.a的劲度系数比b的小C.弹力与弹簧长度成正比【11题答案】【答案】①.16.0②.0.08③.弹簧的弹力超出了弹性限度④.A【解析】【详解】（1）[1]由该图像的斜率表示弹簧的劲度系数，可得（2）[2]不加砝码时，弹簧的拉力等于托盘的重力，即得 （3）[3]图线段发生明显弯曲，则说明弹簧超出了弹性限度。（4）[4]由胡克定律可得根据图像可知，a的劲度系数比b的大，弹力与弹簧长度不成正比。故BC错误，A正确。故选A。12.某实验小组同学利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验步骤如下：①将光电门A、B固定在长木板上，用刻度尺测量光电门A、B之间的距离L；②调节长木板左端的高度，直至滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等；③将细绳的一端与滑块相连，另一端与小球相连，细绳跨过光滑轻质定滑轮，调整滑轮，使滑块与滑轮间的细绳与长木板平行；④将滑块置于光电门A上方某位置，由静止释放，记录滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间和；⑤用天平测量滑块（含遮光片）的质量M，测量小球的质量m；⑥测量出遮光片的宽度d。回答下列问题（重力加速度为g）：（1）实验步骤②的目的是______；（2）滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小______；（用题中所给物理量符号表示）（3）若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则细绳中的拉力大小______；（用题中所给物理量符号表示）（4）若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M的条件，则牛顿第二定律在本实验中的具体表达形式为______。（用题中所给物理量符号表示）【12题答案】 【答案】①.平衡摩擦力（补偿阻力）②.③.④.【解析】【详解】(1)[1]滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等，说明滑块在长木板上做匀速直线运动，重力沿长木板的分力与摩擦力平衡，所以实验步骤②的目的是平衡摩擦力（补偿阻力）；(2)[2]滑块、经过光电门A的速度为经过光电门B的速度由匀变速直线运动规律得滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小为(3)[3]由牛顿第二定律得解得若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则(4)[4]若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M，由牛顿第二定律得 解得则三、解答题（本题共13、14、15三个小题，共计40分，其中13题14分，14题14分，15题12分）13.可爱企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾斜冰面上，先以加速度大小为从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前以加速度大小为减速滑行至最高点，最后又以加速度大小为退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。求：（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小及8s末速度大小；（2）冰面底部至最高点的距离；（3）企鹅从最高点退滑至冰面底部所需要的时间。【13题答案】【答案】（1）16m，4m/s；（2）17m；（3）【解析】【详解】（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小为 8s末速度大小（2）匀减速的位移为冰面底部至最高点的距离（3）由解得14.深圳大梅沙海滨公园位于风光旖旎的大鹏湾畔，在海滨游乐场计划设计一种滑沙的娱乐设施。如图所示，人站在滑板上（人和滑板视为质点）从斜坡的A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间平滑连接，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，斜坡倾角θ=37°，sin37°=0.6。（1）求人在斜坡上下滑时的加速度大小；（2）若由于受到场地限制，B点到C点的水平距离x=30m。为了确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，AB的长度L应满足什么要求。【14题答案】【答案】（1）2m/s2；（2）不大于75m【解析】【详解】人与滑板整体受力如图所示，设人与滑板整体质量为m （1）设人下滑的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得得得a=2m/s2（2）人先在斜坡上下滑，后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为a1在水平面上运动时，由牛顿第二定律可得设人下滑至B点的速度为v，B点到C点做匀减速直线运动，末速度为0，有人从A点到B点做初速度为0的匀加速直线运动，有解得L=75m当L大于75m时，水平面的长度就得大于30m，为了确保人身安全，AB的长度L应不大于75m。15.如图所示，一质量的长木板B静止在粗糙水平面上，其右端有一质量的小滑块A，对B物体施加一的拉力；后撤去拉力，撤去拉力时滑块仍然在木板上。已知A、B间的动摩擦因数为，B与地面的摩擦因数为，重力加速度。（1）求有拉力时木板B和滑块A的加速度大小；（2）要使滑块A不从木板B左端掉落，求木板B的最小长度。【15题答案】【答案】（1）a1=1m/s2，a2=2m/s2；（2）L=5.25m【解析】【详解】（1）对物体A根据牛顿第二定律可得： 故A的加速度大小为a1=1m/s2方向向右；对木板B根据牛顿第二定律可得解得木板B加速度大小为a2=2m/s2（2）撤去外力瞬间，A的位移为B的位移为撤去外力时，物块A和木板B的速度分别为撤去外力后，物块A的受力没变，故物块A仍然做加速运动，加速度不变，木板B做减速运动，其加速度大小变为设经过时间两者达到共速，则有撤去外力后，A的位移为B的位移为故木板B的长度至少为 代入数据解得