2021山西省高一上学期期末考试物理试题含答案

这是一份2021山西省高一上学期期末考试物理试题含答案，共17页。

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
1.2020年11月10日，“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m，其最大荷载是240，巡航速度可达0.56。潜水器可承受压强超过110，外侧机械手持重能力超过600N，创造了中国载人深潜的新记录！下列说法正确的是
A.“N”与“m”都是国际单位制中的基本单位
B.“”与“”都是国际单位制中的基本单位
C.“”是国际单位制中的导出单位
D.在力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能用其他单位
2.为最大限度减少交通事故造成的伤亡，山西公安开展了“一盔一带”安全守护行动，对驾乘摩托车不戴头盔、驾乘车辆不按规定使用安全带的交通违法行为进行严格管理。下列说法正确的是
A.安全带可有效减小驾乘人员的惯性，避免严重交通事故伤害
B.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，惯性越大
C.摩托车转弯时要控制适当的速度和角度，也就是调控人和车的惯性
D.超载运行的大货车不容易停下来是因为其质量大、惯性大
3.教室里的竖直黑板上通常吸有一些小磁铁（如图中小兔），“小兔”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案等。则“小兔”
A.受到黑板的吸引力大于受到的弹力
B.受到黑板的吸引力与弹力是一对相互作用力
C.受到黑板的摩擦力与它受到的重力是一对平衡力
D.受到黑板的弹力与黑板受到的压力是一对平衡力
4.如图，楔形物块M固定在水平地面上，其斜面的倾角为。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦。用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，则m的受力示意图大致正确的是
A.B.
C.D.
5.2020年12月31日，龙城太原开启地铁时代。如图是地铁2号线大南门站内的换乘电梯，一名质量为50的乘客乘坐该竖直电梯上楼，其图像如图所示，取，则
A.0～1s内，乘客对电梯压力的大小为600N
B.1～3s内，乘客对电梯的压力就是乘客所受的重力
C.3～5s内，电梯对乘客支持力的大小为550N
D.0～5s内，乘客随电梯向上运动了10m
6.三个共点力、、可用如图所示的有向线段表示，它们围成封闭的三角形。则这三个力的合力最大的是
A.B.
C.D.
7.如图，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一小滑块在水平力F的作用下自P点沿曲面缓慢上滑。设滑块受球面的支持力为，则在小滑块缓慢上升的过程中
A.逐渐增大B.逐渐减小C.F大小不变D.F逐渐减小
8.如图，小车a处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a与竖直墙壁连接；a的水平上表面放有物块b。现给a和b向左的相同速度，在之后的运动过程中，a与b始终保持相对静止。则在弹性绳从刚好拉直到长度最大的过程中
A.b对a的摩擦力保持不变B.b对a的摩擦力一直增大
C.a受到的合力一直减小D.a的加速度一直减小
9.2020年12月12日，太郑高铁正式通车运营，将太原至郑州的运行时间压缩至2个多小时。现有一辆由12节车厢编组的列车，第1、4、5、7和11共五节为动力车厢，其余为非动力车厢，每节车厢质量都为m。当列车在平直轨道上匀加速起动时，若每节动力车厢提供的牵引力大小均为F，每节车厢所受阻力均为车重的k倍，则起动时
A.乘客对车厢的作用力方向竖直向下
B.列车的加速度大小为
C.第1节车厢对第2节车厢的作用力大小为
D.第11节车厢对第12节车厢的作用力大小为
10.2020年12月1日，山西省残疾人旱地冰壶比赛在太原开幕。将运动员推冰壶的情景简化为图甲的模型，时，运动员对冰壶施加一水平向右的推力F，图像如图乙所示；冰壶的图像如图丙所示。由此可知冰壶的质量及冰壶与地面间的动摩擦因数分别为（取）
A.1，0.05B.1，0.1C.2，0.1D.2，0.05
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11.在物理学的重大发现中，科学家总结出了许多科学研究方法，推动了物理学的发展和人类文明的进程。关于力和运动关系的研究，下列说法符合史实的是
A.亚里士多德提出了力的概念，认为物体的运动不需要力来维持
B.伽利略理想斜面实验的结论是完全基于实验事实归纳得出的
C.笛卡尔认为运动物体如果没有受到力的作用，将以同一速度沿同一直线运动
D.牛顿指出物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因
12.2020年12月1日，嫦娥五号探测着陆组合器从距离月面约15处开始实施动力下降，速度从约1.7降为零后成功着陆月面。之后，探测器开始月面挖掘工作。如图是探测器在月球表面静止后升起国旗并留下“脚印”的图片，下列说法正确的是
A.组合器动力下降阶段处于超重状态
B.组合器动力下降阶段处于失重状态
C.在月面上留下“脚印”，是因为探测器对月面的压力大于月面对探测器的支持力
D.探测器对月面的压力是由于探测器支撑柱发生形变而产生的
13.甲、乙两汽车在同一条平直公路上运动，其位置-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示，下列说法正确的是
A.时刻，两车的速率相等B.时刻，两车到达同一位置
C.时间内，甲车的速率先减小后增大D.时间内，乙车速度最小时受到的合力为零
14.“奇迹石”，是挪威最负盛名的旅游景点，这块有5大的石头卡在绝壁间，吸引着世界各地的旅行者，如图甲所示。将该景观简化成如图乙的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为，石头的质量为m，忽略石头与山崖间的摩擦。若石头对左壁的压力为，石头对右壁的压力为，则
A.，
B.，
C.若由于左侧崖壁风化使得减小，则增大
D.若由于左侧崖壁风化使得减小，则m受到的合力增大
15.如图，在足够长的、倾角为30°的光滑斜面上，档板C与斜面垂直。质量均为m的A、B两相同物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连，在C的作用下处于静止状态。现给A施加沿斜面向上的恒力F，使A、B两物块先后开始运动。已知弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是
A.F作用前A、B静止时，弹簧的形变量为
B.恒力F的值一定大于
C.物块B开始运动时，物块A的加速度值为
D.物块B开始运动时，A发生位移的值为
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将正确答案填在答题卡中的横线上，或按要求作答。
16.（6分）
某同学利用图（a）的装置探究在弹性限度内弹簧弹力和伸长量的关系。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
（1）当所挂钩码质量m为30g时，指针所指刻度如图（a）所示，则读数x为______；
（2）该同学根据所测数据，建立了如图（b）的坐标系，并描出了5组测量数据，请将（1）中读出的数据描在坐标系中（用“·”表示），并作出关系图线；
（3）根据图像可求得该弹簧的劲度系数为______（取，结果保留2位有效数字）。
17.（8分）
某小组用图（a）的装置做“探究小车质量一定时，加速度与力的关系”的实验。
（1）调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行。为让细线对小车的拉力等于小车所受的合力，以下最恰当的一项操作是______；
A.将木板水平放置，使小车在砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否匀速运动
B.将木板的一端垫起适当高度，不挂砂桶，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否匀速运动
C.将木板的一端垫起适当高度，撤去纸带及砂桶，轻推小车，观察判断小车是否匀速运动
（2）在平衡摩擦力后，为使小车所受拉力近似等于砂和砂桶的总重力，应使小车的质量______（选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）砂和砂桶的总质量；
（3）实验得到的一条纸带如图（b）所示（相邻两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器采用的是频率为50的交流电，可求得小车加速度的值为______；
（4）若小组中甲、乙两同学先后用该装置进行实验，其中一位同学在小车中添加了砝码。两同学各自得到的图像分别如图（c）中甲、乙所示，则在小车中所加砝码质量是小车质量的______倍。
四、计算题：本题包含4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
18.（8分）
2020年6月21日，时速600公里的高速磁浮试验样车在上海同济大学成功试跑，标志着我国高速磁浮交通系统研发取得重大突破！某次试跑时，质量为的样车从车站由静止开始做匀加速直线运动，前进m时速度达到120。（取）
（1）求样车加速过程中加速度的大小。
（2）当速度为100时，样车所受阻力的大小为车重的0.15倍，求样车此时受牵引力的大小。
19.（8分）
在太原市汾河公园雨污分流改造施工中，预制构件需用起重机送至深深的排水沟内进行安装。如图，起重机将构件放到预定的深度时悬空保持静止，井下工人通过拉固定在O点的轻绳将构件微调到准确位置。已知构件的质量，则当绳水平、绳与竖直方向的夹角且构件保持静止状态时。（取，，）
（1）求、绳拉力的大小。
（2）设最大静摩擦力等于滑动摩擦擦力，那么站在水平台板上质量为60的工人，鞋底与台板间的动摩擦因数至少是多大？
20.（8分）
2020年12月3日23时10分，嫦娥五号上升器在月面点火，先竖直上升5分钟，再经姿态调整等阶段后顺利进入预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞……在上升器的竖直上升阶段，发动机的推力恒为3000N，上升器的质量为500保持不变。已知嫦娥五号着陆器在降落月面的过程中，从0.8m高处由静止自由下落到月面所用时间为1.0s，不考虑月球表面及附近高空重力加速度的变化，求：
（1）月球表面的重力加速度。
（2）从点火开始经过5，上升器速度的大小及其上升的高度。
21.（12分）
北京冬奥会即将到来，高级雪道上驰骋着适应雪道、提升技术的运动员。将雪场中的高级雪道简化为如图的模型：为倾角的山坡雪道，为水平雪道，与平滑相连。为适应赛道，一位质量（含装备）的运动员，时从A点处由静止在滑雪杆的助力下开始滑行，4.0s时到达山坡雪道上的P点，P点与坡底B点的距离为20m，然后停止助力，自由滑到B点后进入水平雪道，在B、C间滑行270m后停下。已知雪板与两部分雪道间的动摩擦因数均为0.1，运动员在、间沿直线运动且通过B点前后的速率不变，忽略空气阻力，取，，。
（1）求运动员到达P点时速度的大小。
（2）若运动员助力滑下阶段做匀加速直线运动，且助力方向平行雪坡向下，求滑雪者助力的大小。
五、附加题：本题包含2小题，共20分。
22.（10分）
飞机场常利用如图的传送带将地面上的行李运送到飞机上，传送带与地面的夹角，传送带的长度、以的恒定速度向上运动。在传送带底端A轻轻放上一质量的行李箱，已知行李箱与传送带间的动摩擦因数，取，求：
（1）行李箱从A端运送到B端所需的时间；
（2）行李箱相对传送带滑动的距离。
23.（10分）
风筝滑雪是一种新兴的冬季运动，滑雪者借助风的力量在雪地或者冰面上滑行，时速可达上百公里。如图所示，运动员站在滑雪板上，在细风筝线的牵引下在水平雪面上以10的速度匀速滑行，测得风筝线与水平方向的夹角。已知运动员和滑雪板的总质量，风筝质量，滑雪板与雪面间的动摩擦因数，取，，，不考虑空气阻力的影响。、
（1）求风筝所受风力F的大小及方向。
（2）某时刻，运动员滑到动摩擦因数为0.015的冰面上，设风筝所受的风力不变，经多长时间运动员时速可达上百公里？
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物理参考答案
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
三、实验题：本题包含2小题，共14分。
16.（6分）
（1）7.15（±0.01）
（2）如图所示
（3）26
（每空2分）
17.（8分）
（1）B
（2）远大于
（3）0.750（或0.75）
（4）（或0.67）
（每空2分）
四、计算题：本题包含4小题，共36分。
18.（8分）
（1）设车加速度的大小为a，由运动学规律有
解得：
（2）当车速时，阻力的大小，设此时车所受牵引力的大小为F，由牛顿第二定律有
解得：
19.（8分）
（1）、绳拉力的大小分别为、，由平衡条件得
解得：、
（2）站在水平台板上的工人受到的摩擦力大小为f，鞋底与台板间的动摩擦因数至少为
解得：
20.（8分）
（1）设月球表面重力加速度的大小为g
解得：
（2）设上升器加速度的大小为a
解得：
发动机工作时间为5，上升器速度的大小
解得：
上升器上升的高度
解得：
21.（12分）
（1）在段加速度的大小为，根据牛顿第二定律
解得：
设滑雪者到达P点时速度的大小为，到达B点时速度的大小为
滑雪者在水平雪道加速度的大小为，根据牛顿第二定律
解得：
（2）滑雪者助力滑下的加速度大小为，根据牛顿第二定律
解得：
五、附加题：本题包含2小题，共20分。
22.（10分）
（1）行李箱放在传送带上，行李箱由静止开始做匀加速直线运动。以行李箱为研究对象，由牛顿第二定律得
解得：
行李箱匀加速运动的时间
行李箱匀加速运动的位移
因为，故此后行李箱随传送带一起向上做匀速运动，运动的位移
匀速运动的时间
行李箱从A到B所需的时间
（2）设时间内，传送带位移为
行李箱在传送带上留下的划痕长度
解得：
23.（10分）
（1）对于运动员，设其受风筝线拉力的大小、地面的支持力大小分别为T和N
对于风筝，设风筝所受风力的大小为F，风力与竖直方向的夹角为
解得：，
（3）设运动员加速到，需用时t，对运动员和风筝整体有
解得：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
C
B
A
D
A
B
C
D
11
12
13
14
15
CD
AD
BC
BC
AC