2022张掖某重点校高一上学期期中物理试题含解析

2021-2022学年度上学期高一年级期中考试物理

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题  共52分）

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 牛顿提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是（　　）

A. 物体对地面先产生压力，然后地面才对物体产生支持力

B. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力

C. 人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力

D. 物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体对地面的压力和地面对物体的支持力，是同时产生的，A错误；

B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，B错误；

C．人推车前进，人对车的作用力等于车对人的作用力，C错误；

D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等，D正确。

故选D。

2. 在力学中我们经常遇到重力、弹力、摩擦力这三种性质的力，有时需要对力进行合成与分解，下面是关于力的一些说法，其中正确的是（　　）

A. 运动的物体受到的滑动摩擦力一定与物体的运动方向相反

B. 静止在斜面上的物体，其重力可分解为沿斜面下滑的力和对斜面的压力

C. 、、三个共点力的合力的最小值为0

D. 运动的物体不可能受到静摩擦力，静止的物体不可能受到滑动摩擦力

【答案】C

【解析】

【详解】A．运动的物体受到的滑动摩擦力方向总是与物体间的相对运动方向相反，但可以与物体的运动方向相同，故A错误；

B．静止在斜面上的物体，其重力可分解为使物体沿斜面下滑的分力和垂直于斜面方向的分力，但不能说成是对斜面的压力，压力是由形变而产生的，故B错误；

C．根据两个力的合力范围可知、的合力

由于落在该范围之内，所以这三个力的合力最小值为0，故C正确。

D．运动的物体也可能受到静摩擦力的作用，比如：随着倾斜传送带一起斜向上运动的物体，受到的摩擦力就是静摩擦力；静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用，比如：在地面上滑行的物体，物体对地面的摩擦力就是滑动摩擦力，故D错误。

故选C。

3. 关于物体的惯性，下列说法中正确的是　　

A. 物体受到的外力大，则惯性小；受到的外力小，则惯性就大

B. 静止的火车启动时，速度变化馒，是因为静止的火车惯性大

C. 乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球惯性小的缘故

D. 运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大

【答案】C

【解析】

【详解】惯性是物体固有的属性，惯性和物体的运动状态无关，质量大，其惯性也大，惯性的大小与速度和受力情况等无关，故ABD错误；乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球质量小，惯性小的缘故，故C正确；故选C．

4. 水平桌面上的三个物体A、B、C叠放在一起，在水平力F1=5N，F2=3N的作用下A、B、C均保持静止状态，以下说法中正确的是（　　）

A. B所受的重力和支持力平衡 B. B对C的摩擦力为水平向右，大小为3N

C. B对C压力等于B的重力 D. C对地的摩擦力为水平向右，大小为2N

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．B所受重力、A的压力和C的支持力三力平衡，A错误；

C．B对C的压力等于A、B的重力之和，C错误；

B．把A、B看成一整体，由二力平衡可知，C对B的摩擦力与拉力F1平衡，大小为5N，方向水平向左，据牛顿第三定律可知，B对C的摩擦力水平向右，大小为5N，C错误；

D．把A、B、C看成一整体，水平方向F1、F2的合力水平向右，大小为2N，故受到地面的静摩擦力水平向左，大小为2N，则C对地的摩擦力水平向右，大小为2N，D正确。

故选D。

5. 有三个力矢量F1、F2、F3，恰好可围成一个封闭的直角三角形，在下列四个选项表示的情形中（如下图），三个力的合力最大的是

A  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据矢量合成三角形法则可知，A图中三力合力为2F1，B图中合力为零，C图中合力为2F2，D图中合力为2F3，因此C图中三力的合力最大。

A.图像与分析不符，故A错误；

B.图像与分析不符，故B错误；

C.图像与分析相符，故C正确；

D.图像与分析不符，故D错误。

故选：C。

6. 利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动的小车的速度～时间图像如图所示，由此图像可知（　　）

A. 小车在10s～30s内的加速度方向相同

B. 时小车回到出发点

C. 小车在0～10s内的平均速度大于其在10s～20s内的平均速度

D. 小车在20～40s内做加速度恒定的匀变速直线运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．小车在10s～30s内的加速度方向相同，始终向负方向，A正确；

B．前20s内小车的速度一直为正值，表明小车一直向正方向运动，时小车距离出发点最远，B错误；

C．面积表示位移，小车在0～10s内的位移小于其在10s～20s内的位移，所以小车在0～10s内的平均速度小于其在10s～20s内的平均速度，C错误；

D．小车在20～30s内小车的加速度向负方向，30～40s内小车的加速度向正方向，加速度不恒定，D错误。

故选A。

7. 如图所示，在无风的情况下，一件质量为M的球衣挂在等腰三角形的衣架上，衣架通过轻绳悬挂在天花板上。已知衣架质量为m，衣架顶角为，此时衣架底边水平。不计衣服与衣架间的摩擦，重力加速度为g，则竖直轻绳受到的拉力大小和衣架左侧对衣服的作用力大小F分别为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】对衣服和衣架整体分析，根据平衡条件可得

再对衣服分析，根据几何关系可知衣架两侧对衣服的作用力之间的夹角为

根据平衡条件以及对称性可知

解得

故选D

8. 如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力拉物块时，物块做匀速直线运动，当改用与水平方向成30°角的力推物块时，物块仍做匀速直线运动，若和的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】对两种情况下的物体分别受力分析，如图

将正交分解为和，正交分解为和，则有

而

则有

①

②

又根据题意有：

③

联立①②③解得

故选A。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

9. 如图所示，固定的竖直杆上端带有定滑轮C，轻杆AB通过铰链与竖直杆相连于A点，另一端B悬挂一物体，用一轻绳绕过定滑轮C与B端相连。用力F拉轻绳，使AB杆由图示位置缓慢转到水平位置，忽略滑轮的形状，不计一切摩擦。此过程中（　　）

A. 轻杆的弹力大小不变

B. 轻杆的弹力方向不一定沿杆

C. 力F逐渐变小

D. 段轻绳在水平方向的分力逐渐增大，在竖直方向的分力不变，所以段轻绳的拉力逐渐变大

【答案】AC

【解析】

【详解】ACD．以B点为研究对象，受重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力的示意图如图所示

根据三角形相似可得

又

解得

根据牛顿第三定律得缓慢移到水平时，AC、AB保持不变，CB逐渐变小，则N的大小保持不变，F逐渐变小，即BC段轻绳的拉力逐渐减小，故AC正确，D错误；

B．因AB是轻杆且A端用铰链连接，则轻杆的弹力方向一定沿杆方向，选项B错误；

故选AC。

10. 如图所示，一小球沿足够长的固定斜面以初速度v向上做匀减速直线运动，依次通过A、B、C、D到达最高点E。已知，，小球从A到C和从C到D所用的时间均为4s，测小球沿斜面向上运动的过程中（　　）

A. 小球的加速度大小为

B. 小球经过A点时的速度大小为2m/s

C. 小球在AE段的平均速度大小为3m/s

D. 小球从D到E所用的时间为4s

【答案】AB

【解析】

【详解】A．小球的加速度大小为

A正确；

B．小球经过C点时的速度为

逆向思维，根据速度公式，小球经过A点时的速度大小为

B正确；

C．小球在AE段的平均速度大小为

C错误；

D．小球从A到E所用的时间为

小球从D到E所用的时间为

D错误。

故选AB。

11. 如图所示，重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点，O、B间轻绳的长度是A、B间轻绳长度的2倍。现将一拉力F作用在小球B上，使三段轻绳都伸直，且O、A间和A、B间的两段轻绳分别处于竖直和水平方向上，则下列说法正确的是（　　）

A. 段轻绳的拉力为0 B. 段轻绳的拉力不为0

C. 拉力F的最小值为G D. 拉力F的最小值为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．对A分析，由于OA处于竖直方向，所以根据平衡条件可知A在水平方向不受外力作用，即段轻绳的拉力为0，故A正确，B错误；

CD．由题意，根据几何关系可知OA和OB间夹角为30°，对B分析，作出一系列平衡状态下力的三角形如图所示，可知当F与OB垂直时有最小值为

故C错误，D正确。

故选AD。

12. 如图所示，一质量为m的物体A放在质量为M、倾角为θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，现用平行于斜面向下的大小为F的力拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，则下列说法正确的是（　　）

A. 斜面B对物体A的作用力方向偏向右上方

B. 地面对斜面B的静摩擦力大小为Fcosθ

C. 地面对斜面B的支持力大小为(M+m)g+Fsinθ

D. 斜面B与物体A之间的动摩擦因数为tanθ

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．对物体A分析，拉力F和重力的合力向左下方，根据平衡条件，斜面对A的支持力和斜面对A的摩擦力的合力向右上方，所以斜面B对物体A的作用力方向偏向右上方，A正确；

D．根据平衡条件得

解得

D错误；

B．对整体根据平衡条件得，地面对斜面B的静摩擦力大小为Fcosθ，B正确；

C．对整体根据平衡条件得

C正确

故选ABC。

第Ⅱ卷（非选择题  共48分）

三、非选择题：本题共5小题，共48分。

13. 某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。

（1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是___________；

（2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。由图像可知，弹簧自由下垂时的长度___________，弹簧的劲度系数___________；（结果均保留三位有效数字）

（3）实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果___________。（填“有影响”或“无影响”）

【答案】    ①. 根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小    ②. 10.0    ③. 40.0    ④. 无影响

【解析】

【详解】（1）[1]实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小。

（2）[2][3]根据胡克定律有

所以图像的横截距表示L0，斜率表示劲度系数，即

（3）[4]根据前面分析可知，弹簧自重体现在图像会出现横截距，但对图像的斜率无影响，所以对弹簧劲度系数的测量结果无影响。

14. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图甲所示，橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条的长度为GE。用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，如图乙所示，橡皮条伸长的长度为。撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，如图丙所示，使小圆环仍处于O点。

（1）在实验操作中，力F单独作用时与力、共同作用时都使小圆环在O点保持静止，这样做的目的是使___________，体现___________的物理思想；

（2）具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是___________；（填正确答案标号）

A．图乙中，与的方向必须相互垂直

B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同

C．用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两弹簧测力计示数之差应尽可能大一些

D．使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线

（3）某同学在坐标纸上画出了如图丁所示的两个已知力和，图中小正方形的边长表示，两力的合力用F表示，、与F的夹角分别为和，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号）

A．     B．     C．     D．

【答案】    ①. 力F单独作用时与力、共同作用时对橡皮条的作用效果相同    ②. 等效替代    ③. D    ④. BC##CB

【解析】

【详解】（1）[1][2]在实验操作中，力F单独作用时与力、共同作用时都使小圆环在O点保持静止，这样做的目的是力F单独作用时与力、共同作用时对橡皮条的作用效果相同，体现了等效替代的物理思想；

（2）[3]A．图乙中，与的方向不一定要相互垂直，夹角在60~100°范围内为宜，故A错误；

B．对于同一次探究过程，圆环O的位置必须与前一次相同，但重复实验再次进行探究时，圆环O的位置不一定要与前一次相同，故B错误；

C．本实验中为了减小力的相对测量误差，应使两弹簧测力计的示数适当大些，但对两弹簧测力计示数之差没有要求，故C错误；

D．使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线，故D正确。

故选D；

[4]A．由图可知

故A错误；

B．根据平行四边形定则作出F的图示如图所示，可知

故B正确；

C．由图可知F水平向右，所以

故C正确；

D．根据正弦定理可知

所以，故D错误。

故选BC。

15. 如图所示，物块A悬挂在轻绳和的结点上，与竖直方向的夹角为，水平，且经光滑定滑轮与木块B相连，连接B的轻绳与水平方向的夹角为。已知A的质量，B的质量，木块B静止在水平面上。，，取。求：

（1）轻绳的拉力大小和轻绳的拉力大小；

（2）木块B与水平面间的摩擦力大小和水平面对木块B的支持力大小。

【答案】（1）10N，6N；（2），

【解析】

【详解】（1）对P点受力分析，由平衡条件得

解得

，

（2）对B受力分析，由平衡条件得

解得

16. 如图所示，质量为的木板B放在水平地面上，质量为的货箱A放在木板B上，一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面上。已知货箱A与木板B之间及木板B与地面之间都是粗糙的。现用水平力将木板B从货箱A的下面匀速抽出，此时轻绳的拉力大小为，轻绳与水平方向的夹角为。，，取。求：

（1）货箱A与木板B之间的动摩擦因数。

（2）木板B与地面之间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对A进行受力分析如图甲所示

根据平衡条件可得

解得

（2）对B进行受力分析，如图乙所示

根据平衡条件得

由牛顿第三定律得

解得

17. 为确保行车安全，汽车在不同公路、不同路况行驶时都有不同速要求。长直公路上有一汽车以72km/h的速度匀速行驶，司机突然发现正前方45m处有一匀速骑行者，经0.5s的反应时间后，司机立即刹车，汽车做匀减速运动，保证了安全通行。已知骑行者的速度为18km/h，求：

（1）汽车刚刹车时与骑行者间距离；

（2）汽车刹车后减速运动的加速度最小值；

（3）若某雾天能见度为30m，汽车刹车时的加速度为（2）问所求数值，骑行速度及司机反应时间不变，为保证两者通行安全，计算该雾天汽车的最大行驶速度。

【答案】（1）37.5m；（2）3m/s2；（3）17m/s

【解析】

【详解】（1）汽车开始刹车时，两者之间的距离为

（2）最小加速度为a，达到共同速度的时间为t1，此时二者恰好相遇

（3）该雾天汽车的最大行驶速度，由于加速度不变，汽车开始减速到达到共同速度的时间

由位移关系得

解得