天津市耀华中学2022-2023学年高一物理上学期期末试题（Word版含解析）

天津市耀华中学2022-2023学年度第一学期期末考试高一年级物理学科一、单项选择题（每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中有一个选项正确。）1.理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律．以下实验中属于理想实验的是（）A.伽利略的斜面实验B.用打点计时器测定物体的加速度C.验证平行四边形定则D.利用自由落体运动测定反应时间【答案】A【解析】【详解】A．伽利略的斜面实验，抓住主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地反映了自然规律，属于理想实验，故A正确；B．用打点计时器测物体的加速度是在实验室进行是实际操作的实验，故B错误；C．平行四边形法则的科学探究属于等效替代法，故C错误；D．利用自由落体运动测定反应时间是实际进行的实验，不是理想实验，故D错误．故选A．2.小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了如图中1、2、3、4、5所示的小球在运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度均为d。根据图中的信息，全科免费下载公众号-《高中僧课堂》下列判断正确的是（　　）A.位置1是小球释放的初始位置B.小球做匀速直线运动C.小球下落的加速度为D.小球在位置3的速度为【答案】D 【解析】【详解】BC．由题图可知，两相邻的T内小球运动的位移之差均为d，所以小球做匀加速直线运动，不是匀速直线运动，B错误；设小球下落的加速度大小为a，则解得故C错误；D．小球在位置3的速度等于在2、4两位置间的平均速度，即故D正确；A．小球在位置1的速度为所以位置1不是小球释放的初始位置，故A错误。故选D。3.一质点位于处，时刻沿x轴正方向做直线运动，其运动的图象如图所示。下列说法正确的是（　　）A.内和内，质点的平均速度相同B.第内和第内，质点加速度的方向相反C.第内和第内，质点位移相同D.时，质点在处【答案】D【解析】【详解】A．根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则知0～2s内和0～4s内，质点的位移相同，但所用时间不同，则平 均速度不同，故A错误；B．速度图线的斜率表示加速度，直线的斜率一定，加速度是一定的，则知第3s内和第4s内，质点加速度的方向相同，故B错误；C．图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则第3s内和第4s内，质点位移大小相同，方向相反，选项C错误；D．0-2s内质点的位移为△x=×（1+2）×2m=3m则t=4s时质点的位移为3m，t=0时质点位于x=-1m处，则t=4s时，质点的位置为x′=x+△x=2m故D正确；故选D。4.如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧形变量不可能是（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】根据题意，以小球a、b整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图根据平衡条件可知，F与的合力与整体重力总是大小相等、方向相反，由力的合 成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为根据胡克定律有解得即弹簧的形变量的取值范围为本题选不可能的，故选B。5.如图所示，半径为3R的半圆柱体P静止在水平地面上，静止于P上的光滑小圆柱体Q质量为m，半径为R，此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A.Q受到的P的弹力为B.Q受到的挡板MN的弹力为C.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时，P受到地面的摩擦力变大D.若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P仍静止时，Q受到P的弹力变小【答案】C【解析】【详解】AB．对圆柱体Q受力分析，受到重力mg、挡板MN弹力N1和P对Q的弹力N2，如图 由几何关系得所以根据平衡条件得，故AB错误；CD．对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的弹力和地面对其向右的摩擦力，根据共点力平衡条件，有MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角不断变小，故f变大，N2变大，故C正确，D错误。故选C。6.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大小为FN2。以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中（　　） A.FN1始终减小，FN2始终增大B.FN1始终减小，FN2始终减小C.FN1先增大后减小，FN2始终减小D.FN1先增大后减小，FN2先减小后增大【答案】B【解析】【详解】对小球进行受力分析如图所示，设木板与竖直方向夹角为，则，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此FN1也越来越小，FN2越来越小，故ACD错误，B正确。故选B。7.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为和的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°刚好要滑动，则的值为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图 沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知对B物块受力分析如图沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力根据平衡条件可知两式相加，可得解得故选A。8.将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在直角墙壁上，如图甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力F的作用下沿杆向上运动。该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙、丙所示。取，则下列说法正确的是（　　） A.在2~4s内小球的加速度大小为B.小球质量为2kgC.杆的倾角为30°D.小球在0~4s内的位移为8m【答案】C【解析】【详解】A．由v-t图像可知，在2～4s内小球的加速度为故A错误；BC．由图可知，在0～2s的时间内小球做匀速直线运动，F1=5N时，由平衡条件可得F1-mgsinα=0    ①在2～4s的时间内小球做匀加速运动，F2=5.5N时，由牛顿第二定律可得F2-mgsinα=ma   ②代入数据联立①②解得m=1kg，sinα=0.5故α=30°故B错误，C正确；D．小球在0～4s内的位移为故D错误。故选C。9.如图所示，一箱苹果沿着倾角为的斜面，以加速度匀加速下滑。在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的方向（　　）A.垂直斜面向上B.沿斜面向下C.沿斜面向上D.竖直向 上【答案】A【解析】【详解】对一箱苹果整体分析，由于整体的加速度a=gsinθ，所以不受摩擦力，只受重力和斜面的支持力，如图所以；可知苹果的加速度也为gsinθ，而苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等于mgsinθ，如图所以其他苹果对该苹果的作用力F果等于mgcosθ，方向垂直斜面向上。故选A。10.如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上表面放置小滑块A.木板B在水平拉力F作用下，其加速度a随拉力F变化的关系图象如图乙所示，则小滑块A的质量为()A4kgB.3kgC.2kgD.1kg 【答案】C【解析】【详解】刚开始AB两个一起做加速，根据牛顿第二定律可知：结合图像斜率可知当加速度大于等于，AB分开各自加速，设B受到的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律可知：结合图像斜率可知：联立以上公式可求得：故选C11.如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力，整个系统处于静止状态，取g=10m/s2．某时刻将细线剪断，则剪断细线瞬间A.B的加速度大小为B.A的加速度大小为C.B对A的压力大小为0ND.B对A的压力大小为20N【答案】A【解析】【详解】AB．剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F=mAg=30N，剪断细线的瞬间，弹簧形变量不变，弹力仍为30N．对整体分析，整体加速度为： 故物体A、B的加速度大小均为4m/s2．故A符合题意，B不符合题意．CD．隔离对B分析，mBg-FN=mBa，解得：FN=mBg-mBa=20-2×4N=12N故CD不符合题意．12.如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，物块以初速度滑上水平传送带，从A点运动到B点的v－t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.物块的初速度B.传送带转动的速度v=4m/sC.AB两点间的距离为3mD.物块留在传送带上摩擦痕迹长为0.5m【答案】D【解析】【详解】AB．由图乙可知，物块的初速度为4m/s，传送带的速度为2m/s，AB错误；C．v－t图像的面积等于位移，则AB两点间的距离为C错误；D．0-0.5s内，物块速度大于传送带速度，相对位移等于划痕长度，即D正确。故选D。13.如图所示，小物块，放在长木板上，，和之间的动摩擦因数，与地面间的动摩擦因数，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取）则下列说法正确的是（　　） A.当F=9N时，的加速度为B.当F=15N时，的加速度为C.要使、发生相对滑动，F至少为8ND.当F=12N时，的加速度为【答案】B【解析】【详解】AC．拉力作用在上，m1和m2恰好不滑动时，m1和m2之间的静摩擦力达到最大静摩擦力，对根据牛顿第二定律有对整体有联立解得，要使m1、m2发生相对滑动F至少为，当F=9N时，m1加速度为2m/s2，故AC错误；B．F=15N时，m1和m2相对滑动，对m2有解得故B正确；D．当F=12N时，m1和m2相对滑动，对m1有解得故D错误。故选B。14.如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为（　　）（重力加速度为g） A.gB.gC.0D.g【答案】A【解析】【详解】弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N和弹簧的拉力F，根据共点力平衡条件，有解得，现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律得故A正确，BCD错误。故选A。15.下列选项中均属于国际单位制中基本单位的是（　　）A.千克（kg）、牛顿（N）、小时（h）B.千克（kg）、米（m）、秒（s）C.米/秒（m/s）、厘米（cm）、米（m）D.米/秒（m/s）、米（m）、牛顿（N）【答案】B【解析】【详解】属于国际单位制中基本单位的是千克（kg）、米（m）、秒（s）。故ACD错误；B正确。 故选B二、多项选择题（每小题4分，共40分。全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）16.一质点在连续的6s内做匀加速直线运动，在第一个2s内位移为12m，最后一个2s内位移为36m，下列说法正确的是（　　）A.质点的加速度大小是B.质点在第2个2s内的平均速度大小是18m/sC.质点在第2s末的速度大小是9m/sD.质点在第1s内的位移大小是6m【答案】AC【解析】【详解】A．设第一个2s内位移、第二个2s内位移、第三个2s内位移分别为x1、x2、x3。由匀变速直线运动的规律得解得故A正确；B．质点在第2个2s内的平均速度大小故B错误；C．由匀变速直线运动的推论：中间时刻的速度等于平均速度。所以质点第2s末的速度大小是前4s内的平均速度故C正确；D．由匀变速直线运动的推论：中间时刻的速度等于平均速度。以质点第1s末的速度大小是前2s内的平均速度质点的初速度大小为质点在第1s末的速度大小 质点在第1s内的位移大小为故D错误；故选AC。17.物块B放在光滑的水平桌面上，其上放置物块A，物块A、C通过细绳相连，细绳跨过定滑轮，如图所示，物块A、B、C质量均为m，现释放物块C，A和B一起以相同加速度加速运动，不计细绳与滑轮之间的摩擦力，重力加速度大小为g，则细线中的拉力大小及A、B间的摩擦力大小分别为（　　）A.FT=mgB.FT=mgC.Ff=mgD.Ff=mg【答案】BD【解析】【分析】【详解】以C为研究对象，由牛顿第二定律得mg－FT=ma以A、B为研究对象，由牛顿第二定律得FT=2ma联立解得FT=mg，a=g以B为研究对象，由牛顿第二定律得Ff=ma得Ff=mg 故选BD。18.蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（　　）A.运动员的质量为60kgB.运动员的最大加速度为C.运动员离开蹦床后上升的最大高度为10mD.9.3s至10.1s内，运动员一直处于超重状态【答案】AB【解析】【详解】A．由图知运动员的重力为初始情况的弹力F，即解得故A正确；B．运动员加速度最大时，此时受到的弹力最大，为。根据牛顿第二定律可得解得故B正确；C．在运动员稳定后，运动员离开蹦床后的高度最大，此时在空中运动的时间为下落时间最大高度为 故C错误；D．蹦床弹力大于重力，运动员处于超重状态，蹦床弹力小于重力，运动员处于失重状态，在9.3s至10.1s内，蹦床弹力从0开始增大到最大，然后减小为0，则运动员先处于失重状态，然后处于超重状态，最后失重状态，故D错误。故选AB。19.如图所示，水平地面上固定一斜面，初始时物体A沿斜面向下做匀变速运动，其加速度大小为；若在物体A上施加一竖直向下的恒力F，其加速度大小变为，已知斜面倾角为，A与斜面间的动摩擦因数为，则（　　）A.若，则B.若，则C.若，则D.若，则【答案】BC【解析】【详解】AB．若μ＞tanθ，即重力下滑分力小于滑动摩擦力，物体原来是向下做减速运动，加速度大小为施加F后加速度大小为故A错误，B正确；CD．若μ<tanθ，即重力下滑分力大于滑动摩擦力，物体原来是向下做加速运动，加速度大小为 施加F后加速度大小为故C正确，D错误。故选BC。20.如图所示，Oa、Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d位于同一圆周上，c为圆周的最高点，a为最低点，为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未画出），两个滑环从O点无初速度释放，一个滑环从d点无初速度释放，用、、分别表示滑环沿Oa、Ob、da到达a或b所用的时间。下列关系正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】CD【解析】【详解】设Ob与竖直方向的夹角为θ，由几何关系得Oa与竖直方向的夹角为，环沿Oa下滑时的加速度大小为沿Ob下滑时的加速度大小为设Ob长为L，由几何关系得Oa长为，根据运动学公式有，解得 ，由此得到t1＜t2根据等时圆原理可得到因此t1=t3，t2＞t3=t1故AB错误，CD正确。故选CD。21.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（　　）A.当时，A、B都相对地面静止B.当时，A加速度为C.当时，A相对B滑动D.无论F为何值，B的加速度不会超过【答案】BC【解析】【详解】A．A、B间的最大静摩擦力为B与地面间的最大静摩擦力为因为，所以当时，都相对地面静止，A错误；C．当A的加速度aA大于B的加速度aB的时候，开始相对滑动，对A列牛顿第二定律 对B列牛顿第二定律由，得解得此时相对滑动，C正确；B．当时，A和B还未发生相对滑动，对A、B整体列牛顿第二定律解得B正确；D．对B列牛顿第二定律得当fAB最大时，aB最大，所以无论为何值，的加速度不会超过，D错误。故选BC。22.如图所示，cd为固定在小车上的水平横杆，物块M串在杆上，靠摩擦力保持相对杆静止，M又通过轻绳悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ。小车的加速度增加到2a时（　　） A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对M的弹力不变C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍【答案】AB【解析】【详解】AB．对小球和物块组成的整体分析受力如图所示：根据牛顿第二定律得，水平方向竖直方向则当加速度增加到2a时横杆对M的摩擦力f增加到原来的2倍；横杆对M的弹力等于两个物体的总重力，保持不变。故A正确，B正确；CD．以小球为研究对象，分析受力情况如图所示：由牛顿第二定律得 可得当a增加到两倍时，变为两倍，但θ不是两倍；细线的拉力为可见a变为两倍，T不是两倍，故C错误，D错误。故选AB23.如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则下列说法正确的是（　　）A.c对b的摩擦力始终增加B.地面对c的支持力一直变大C.地面对c的摩擦力始终不变D.细绳对滑轮的作用力方向始终不变【答案】BD【解析】【详解】A．对b受力分析：b受重力，a给它的拉力，斜面给它的支持力，摩擦力未画出，如图 摩擦力有多种情况：一、若F大于重力沿斜面向下的分力，则摩擦力沿斜面向下，在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，摩擦力先变小到零后反向变大。二、若F小于重力沿斜面向下的分力，则摩擦力沿斜面向上，在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，摩擦力一直变大。故A错误；BC．选整体为研究对象，受力分析如图根据整体受力平衡可知在a中的沙子缓慢流出的过程中，拉力F变小，故地面对c的支持力N一直变大，地面对c的摩擦力减小，故B正确，C错误；D．a、b、c都处于静止状态，故绳子方向不发生变化，所以细绳对滑轮的作用力方向始终不变，故D正确。故选BD。24.机场和火车站的安全检查仪用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图所示模型。紧绷的传送带始终保持v＝1m/s的恒定速率向左运行，旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离为2m，g取10m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（　　）A.乘客与行李同时到达B处B.乘客提前0.5s到达B处C.若增大行李与传送带之间的动摩擦因数μ，行李可以早于旅客到达B处D.若传送带速度足够大，行李最快也要2s才能到达B处【答案】BD 【解析】【详解】AB．行李无初速度地放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动，加速时历时达到共同速度，位移此后行李匀速运动到达B处共用时2.5s，乘客到达B处时故A错误，B正确；C．若增大行李与传送带之间的动摩擦因数μ，虽然行李加速阶段加速增大，加速时间变小，但加速阶段的平均速度小于旅客，所以行李加速阶段时间内的位移还是小于旅客的位移，所以行李不可能早于旅客到达B处，故C错误；D．若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间故D正确。故选BD。25.如图（a）所示，一物体沿倾角为θ=370的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比．物体在斜面上运动的加速度a与风速v的关系如图（b）所示，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（）A.当风速为3m/s时，物体沿斜面向下运动 B.当风速为5m/s时，物体与斜面间无摩擦力作用C.当风速为5m/s时，物体开始沿斜面向上运动D.物体与斜面间的动摩擦因数为0.25【答案】AD【解析】【详解】A.由图看出，当风速为5m/s时，加速度为零，物体静止，当风速为3m/s时，风力减小，则物体应沿斜面向下运动，A正确；B.设风速为v时，风力为kv．当风速为5m/s时，物体的受力分析，斜面对物体有支持力，则物体与斜面间有摩擦力作用，B错误；C.当风速为5m/s时，物体的加速度为零，物体静止，C错误；D.由图知v=0时，a=4m/s2，此时风力为零，物体沿斜面向下运动，根据牛顿第二定律得，代入解得μ=0.25，D正确．故选：AD三、填空题：（每空2.5分，共15分，填写答案时候不写单位。）26.下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。（1）为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力，故在组装器材完毕后需补偿阻力：补偿阻力时______（选填“需要”或“不需要”）挂上砂桶；（2）正确操作后，在长木板右端下放一块垫木，以调整长木板右端的高度，放上小车后，轻推小车使之运动，打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带（纸带上打点方向为由A到B），则需要将垫木向______（选填“左”或“右”）移动；（3）本实验操作过程中，______（选填“需要”或“不需要”）满足砂桶及砂的质量远小于小车质量；（4）下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带，已知相邻两点间还有4个点未画出，则根据纸带可得此次小车的加速度a＝______（结果保留3位有效数字）； （5）若某次实验过程中，求得小车加速度的大小为a，则砂桶的加速度为______；（6）如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像，其中符合实验事实的是______（选填“甲”“乙”或“丙”）。【答案】①.不需要②.左③.不需要④.1.93⑤.2a⑥.乙【解析】【详解】（1）[1]为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力，故在组装器材完毕后需补偿阻力，补偿阻力时不需要挂上砂桶。（2）[2]由图可知小车运动越来越慢，说明补偿阻力不足，需要将垫木向左移动；（3）[3]实验中，根据传感器的读数可直接求出小车受到的拉力，因此不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量。（4）[4]小车的加速度（5）[5]设经过时间t小车的位移为x，则砂和砂桶的位移为2x，根据匀变速运动规律有解得（6）[6]设小车质量为M，弹簧测力计示数为F，对小车根据牛顿第二定律有整理得因此符合实验事实的是乙。