精品解析：广东省珠海市2021-2022学年高一（上）期末物理试题

珠海市2021-2022学年度第一学期期末普通高中学生学业

质量监测高一物理

本试卷共18小题，满分100分：考试时间90分钟

第Ⅰ卷选择题（共48分）

一、单项选择题（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，只有一项符合题目要求）

1. 北京时间2021年10月16日零点23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后神州十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功，关于神州十三号的发射，下列说法正确的是（　　）

A. 计算神州十三号从发射到进入预定轨道所用时间，可以把神州十三号看作质点

B. 北京时间2021年10月16日零时23分，指的是时间间隔

C. 发射过程中，三名航天员相对地球来讲是静止的

D. 神州十三号是轨道上绕地球一周，路程为零

【答案】A

【解析】

【详解】A．计算神州十三号从发射到进入预定轨道所用时间，神州十三号大小可以忽略，可以把神州十三号看作质点，故A正确；

B．北京时间2021年10月16日零时23分，指的是时刻，故B错误；

C．发射过程中，三名航天员相对地球来讲是运动的，故C错误；

D．神州十三号是轨道上绕地球一周，位移为零，路程不为零，故D错误。

故选A。

2. 一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有开关，玻璃管可以与外界相通，把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，如图所示，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察下落情况，下列说法正确的是（　　）

A. 玻璃管内存在空气时，金属片和羽毛均做自由落体运动

B. 玻璃管内存在空气时，金属片和羽毛下落的加速度相同

C. 玻璃管抽成真空后，金属片和羽毛下落一样快

D. 玻璃管抽成真空后，金属片比羽毛下落快

【答案】C

【解析】

【详解】AB．玻璃管内存在空气时，由于金属片和羽毛的形状和质量不同，则所受重力和空气阻力不同，则金属片和羽毛以不同的加速度向下加速，故AB错误；

CD．玻璃管抽成真空后，没有了空气阻力，金属片和羽毛均做自由落体运动，根据

可知

则下落高度一样，下落所用时间一样，故金属片和羽毛下落一样快，故D错误C正确。

故选C。

3. 如图所示，李辉用水平力推停在水平地面上的汽车，但没有推动，下列说法正确的是（　　）

A. 李辉的推力与汽车对李辉的力相互抵消，所以汽车不动

B. 李辉的推力与汽车对李辉的力是作用力与反作用力

C. 李辉的推力与汽车对地面的摩擦力是作用力与反作用力

D. 李辉的推力与汽车对李辉的力是一对平衡力

【答案】B

【解析】

【详解】AC．汽车处于静止状态，在水平方向李辉的推力与地面对汽车的静摩擦力相互平衡，是一对平衡力，AC错误；

BD．李辉的推力与汽车对李辉的力是作用力和反作用力的关系，不能相互抵消，B正确，D错误。

故选B。

4. 甲、乙两车由同一位置出发，沿同一方向做匀加速直线运动，速度时间图象（图）如图所示，由图象可知内（　　）

A. 两车的加速度相同

B. 两车同时以相同的初速度运动

C. 甲的平均速度大于乙的平均速度

D. 3s末乙在甲的前方4.5m处

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据速度时间图像的斜率表示加速度，则可得甲的加速度为

乙加速度为

可知，两车加速度不同，A错误；

B．由速度时间图像可知，两车不是同时以相同的初速度运动，B错误；

C．根据速度时间图像图线与时间轴围成的面积表示位移，则可得

故甲的平均速度小于乙的平均速度，C错误；

D．由速度时间图像可得

故3s末，乙在甲的前方4.5m处，D正确。

故选D。

5. 某兴趣小组为研究超重与失重现象，在电梯中放置一台体重计，一个质量为53kg的学生站在体重计上，在电梯运动过程中，体重计示数如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A. 该学生处于超重状态

B. 该学生处于失重状态

C. 电梯一定向下运动

D. 电梯可能做匀速直线运动

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由题图的体重计示数大于该学生的体重，可知处于超重状态，A正确，B错误；

C．当该学生处于超重状态时，电梯是处于加速向上运动，或减速向下运动， C错误；

D．当该学生处于超重状态时，电梯不可能做匀速直线运动，D错误。

故选A。

6. 如图所示，质量为m的小球用一水平轻弹簧系住，并用倾角为53°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态，在木板AB突然向下撤离的瞬间，（，）小球的加速度为（　　）

A. 0

B. 大小为g，方向竖直向下

C. 大小为，方向垂直木板指向右下方

D. 大小为，方向垂直木板指向右下方

【答案】D

【解析】

【详解】在木板AB撤离前，小球恰好处于静止状态，小球受重力、支持力和弹簧的弹力，由共点力的平衡条件，可得小球受重力和弹簧的弹力的合力大小等于支持力，则有

木板AB突然向下撤离的瞬间，弹簧不能突变，所以小球受重力和弹簧的弹力的合力不变，因此小球的加速度大小为

方向垂直木板指向右下方，ABC错误，D正确。

故选D。

7. 纳米微吸材料是一种新型材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图所示，一手机被吸附在由纳米微吸材料制成的手机支架上，此时手机处于静止状态。若手机质量为m，手机和水平面的夹角为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 手机支架受到的压力大小为

B. 手机支架对手机的作用力大小为

C. 若使增大（手机保持静止），手机支架对手机的作用力也增大

D. 若使增大（手机保持静止），手机支架对手机的作用力始终竖直向上

【答案】D

【解析】

【详解】A．手机支架受到的压力大小为mgcos，A错误；

B．手机处于静止状态，受力平衡，手机受重力、支架对手机的作用力，由平衡条件可知，手机支架对手机的作用力大小为手机的重力mg，方向竖直向上，B错误；

CD．若使增大（手机保持静止），由平衡条件可知，手机支架对手机的作用力大小为手机的重力，不变化，方向始终竖直向上，C错误；D正确。

故选D。

8. 如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个长方体ABCD。在墙壁和长方体之间放置光滑球，球心为O，且OB与竖直方向的夹角为，开始时长方体和球均保持静止。现使长方体缓慢向右移动直到为零，在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 墙壁对球的弹力逐渐变大

B. 墙壁对球的弹力先变小后变大

C. 长方体对球的弹力逐渐变小

D. 长方体对球的弹力先变大后变小

【答案】C

【解析】

【详解】使长方体缓慢向右移动直到为零，对小球受力分析，其动态变化如图所示

由图可知，墙壁对球的弹力逐渐变小，长方体对球的弹力逐渐变小。

故选C。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）

9. 国际单位制由7个基本单位、2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成，其中与力学单位有关的基本单位是（　　）

A. 米（m） B. 千克（kg）

C. 秒（s） D. 牛顿（N）

【答案】ABC

【解析】

【详解】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，故 ABC正确，D错误。

故选ABC。

10. 如图所示，为港珠澳大桥上连续四段110m的等距跨钢箱梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则（　　）

A. 通过cd段的时间为

B. 通过ac段的时间为

C. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度

D. ac段的平均速度等于c点的瞬时速度

【答案】B

【解析】

【详解】AB．汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过连续相等的位移所用时间之比为

又通过ab段的时间为t，故汽车通过cd段的时间为，通过ac段的时间为，故A错误B正确；

CD．汽车做匀加速直线运动，在一段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，b点和c点都不是ac中间时刻，所以ac段平均速度不等于b点与c点的瞬时速度，故CD错误；

故选B。

11. 打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张纸压力大小为，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因素为，纸张与纸张之间，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（　　）

A. 搓纸轮对1张纸的摩擦力方向向右

B. 第2张与第3张之间的摩擦力大小为

C. 第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为

D. 一定大于

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．因为是搓纸轮带动第一张向右运动，第1张纸上表面受到搓纸轮施加的摩擦力f，方向向右，故A正确；

D．第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有

F为搓纸轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进入则需满足

由题知，故必有，故D正确；

BC．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力，根据受力平衡可知，大小均为，故B错误，C正确；

故选ACD。

12. 高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始编号的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢，每节车厢质量均为m。当列车在平直轨道上匀加速启动时，每节动力车厢牵引力大小均为F，每节车厢所受阻力为车厢重力的k倍，重力加速度为g。则（　　）

A. 启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上

B. 整列车的加速度大小为

C. 第3节车厢对第2节车厢的作用力大小为0

D. 第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．启动时车厢对乘客竖直方向有竖直向上支持力，水平方向有沿动车运动方向的水平摩擦力两个力的合力方向斜向上方，故A错误；

B．对整体列车，根据牛顿第二定律

4F-8kmg=8ma

解得

故B正确；

C．对第1、2节车厢的整体，根据牛顿第二定律

F32+F-2kmg=2ma

解得

F32=0

故C正确；

D．对第1节车厢，根据牛顿第二定律

F21-kmg=ma

解得

故D错误；

故选BC。

第Ⅱ卷：非选择题（共52分）

三、实验题（本题共2小题．有6空，每空2分，共12分）

13. 在水平面内进行“验证力的平行四边形定则”实验，操作如下：

（1）如图所示，橡皮条的原长为GE，一端固定在G点，另一端与轻质小圆环相连；

（2）如图乙所示，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、、三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO；

（3）如图丙所示，撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，使______；

（4）与的合力是______（选填“”或“”），记录并作出这3个力的图示，验证是否满足“平行四边形定则”

（5）为减小实验误差，以下操作最为有效的是哪一个______；

A．使橡皮条伸长量适当大些

B．使与的夹角尽量大些

C．使所作平行四边形尽量大些

【答案】    ①. 使它仍静止于O点    ②.     ③. A

【解析】

【详解】（3）[1]如图丙所示，撤去、，改用一个力单独拉住小圆环，使小圆环静止于O点，即使橡皮条伸长的长度也为EO。

（4）[2] 因与共同作用的效果与单独作用的效果相同，所以与的合力是，记录并作出这3个力的图示，验证应满足“平行四边形定则”；

（5）[3] A．为减小实验误差，使橡皮条伸长量适当大些，这样合力会适当大些，A正确；

B．使与的夹角尽量大些，这样合力会小些，对减小实验误差不明显，还可能会增大实验误差，B错误；

C．使所作平行四边形尽量大些，这样对减小实验误差没有直接关系，C错误

故选A。

14. 在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系实验”中，某同学做了如图甲所示的实验改进、增加了力传感器来测细线中的拉力。

（1）实验时，下列操作或说法正确的是哪一个______；

A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量

B．先接通电源并释放小车，再记录拉力传感器的示数

C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

（2）实验中得到如图乙所示的某条纸袋，已知交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，则小车的加速度大小是______；（计算结果保留2位有效数字）

（3）以小车的加速度a为纵坐标，以力传感器示数F为横坐标，作出关系图。由于未平衡摩擦力，测得图线不过原点，图线斜率为k，则小车质量______。（用k表示）

【答案】    ①. B    ②. 1.0    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验用力传感器测量细线中的拉力，不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，A错误；

B．先接通电源并释放小车，再记录拉力传感器的示数，B正确；

C．为减小误差，由力传感器测量出细线中的拉力，实验中不必保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，C错误。

故选B。

（2）[2]已知交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，所以纸带上相邻两计数点之间的打点周期为

小车的加速度由可得

（3）[3]以小车的加速度a为纵坐标，以力传感器示数F为横坐标，由于未平衡摩擦力，测得图线不过原点，图线斜率为k，由牛顿第二定律可知

则得图线斜率为

k =

解得

四、计算题（本题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和解题过程，有数值计算的要注明单位）

15. 2020年10月6日，ZIC摩托车赛在珠海国际赛车场激情开赛，下表为某赛车手在直跑道上飞驰时测量的数据。请根据测量数据，完成下列问题。（假设变速过程加速度恒定）

（1）求摩托车变速阶段的加速度大小；

（2）求摩托车20s内总位移的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由表格数据得前12s摩托车做匀加速运动，根据速度时间公式得

带入数据解得

（2）12s前的位移大小

12s后匀速运动，位移

摩托车20s内总位移的大小为

16. 生活中经常可以见到如下图所示两种拉箱子的方式，为了研究两种方式下的拉力大小，将其简化为如图甲、乙所示的模型。箱子质量为m，与地面间动摩擦因数为，甲图中拉力方向水平，乙图中拉力方向与水平面夹角为。假设箱子都做匀速直线运动，已知重力加速度为g，试求：

（1）甲图中拉力F的大小：

（2）乙图中拉力的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对甲图中的箱子受力分析，并画出受力分析如图所示

由平衡条件知

又

联立可得

（2）对乙图中的箱子受力分析，并画出受力分析如图所示

由平衡条件

又

解得

17. 如图所示，倾斜传送带AB的长度为，倾斜角为37°，以的速度顺时针匀速转动。足够长的木板CD固定在水平面上且与传送带底端平滑连接。质量的小物块（可视为质点）由传送带的顶端无初速释放，物块与传送带间的动摩擦因数为，物块与木板上表面的动摩擦因数为，请通过计算回答以下问题。（）

（1）物块到达传送带AB底端的瞬时速度的大小；

（2）物块在木板CD上滑行的距离s。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由牛顿第二定律

得

加速到与传送带共速需位移

因，故物块一直加速到传送带B端，由

得

（2）物块在木板上

由

得

18. 如图所示，a、b、c、d是竖直方向固定的四根钢索，一个质量为的正方体货箱可沿着钢索在竖直方向做直线运动，且正常情况下货箱与钢索之间无摩擦。OA，OB、OC、OD四根细绳的长度相等，对称分布，且与竖直方向夹角均为60°。用电机、若干细绳和质量为的挂钩牵引货箱，使其从水平地面上由静止开始匀加速上升，细绳对挂钩提供的牵引力恒为。速度达到时，牵引力立即调节为。请通过计算回答以下问题（不计空气阻力和细绳重力，g取）。

（1）货箱匀加速上升的过程中OA、OB、OC、OD四根细绳的拉力均为多大？

（2）速度达到时货箱底部离地面的高度是多少？此后做什么运动？

（3）当货箱底部离地面高度9.55m时，细绳OA、OB、OC、OD突然断裂。货箱内的传感器感应到完全失重后触发制动器，使货箱与钢索之间产生大小恒定，方向始终与货箱运动方向相反的摩擦力。感应过程需时0.1s。为保证安全，货箱坠向地面的速度不能超过2m/s。请问货箱受到的总摩擦力至少多大？（结果可含根号）

【答案】（1）；（2）6.25m，匀速上升；（3）

【解析】

【详解】（1）对货箱和挂钩整体应用牛顿第二定律有

解得

对货箱应用牛顿第二定律有

解得

（2）货箱加速到

需上升

因

故此后货箱匀速上升。

（3）根据题意可知，绳断时速度为，感应时间

则感应时间后货箱速度为

开启制动后，上升过程有

下降过程有

又

解得