精品解析：河南省三门峡市2021-2022学年高一（上）期末教学质量检测物理试题

★2022年1月21日

2021一2022学年上学期高一年级期末教学质量检测

物理

考生注意：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将答题卡交回。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 科技进步正逐渐改变我们的生活，手机导航为出行带来便利，如图所示是某导航软件的截图。图中有选定起点和终点后的三个路线的三组数据，下列说法正确的是（　　）

A. 24分钟和28分钟均表示时刻

B. 14公里表示按第一个“推荐”路线行驶的位移大小

C. 按第二个“大路优先”路线行驶的路程最长

D. 根据图中三组数据可以求出按各个路线行驶平均速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．24分钟和28分钟表示运动的时间间隔而不是时刻，A错误；

B．14公里表示按推荐路线行驶的路程而不是位移的大小，B错误；

C．由三个路线的路程数据可知第二个方案“大路优先”路程最长，C正确；

D．由平均速度定义式，应该是位移与时间的比值，由图中数据无法获取位移，所以无法求出行驶的平均速度，D错误。

故选C。

2. 地球上的物体都会受到重力作用，下列关于重力的说法正确的是（　　）

A. 地球表面的物体，受到的重力方向都相同

B. 形状规则的物体，重心都在物体几何中心处

C. 同一个物体地球表面不同位置，所受重力大小不一定相同

D. 形状不规则的物体，都可以用悬挂法测重心

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体的重力方向竖直向下，由于地球表面是曲面，地球表面的物体，受到的重力方向不相同，故A错误；

B．形状规则的物体，如果质量分布不均匀，重心不一定在物体几何中心处，故B错误；

C．同一个物体在地球表面不同位置，所受重力大小不一定相同，故C正确；

D．形状不规则的物体，不一定都可以用悬挂法测重心，较薄的物体可以，故D错误。

故选C。

3. 我国的高速铁路正式投入运营的里程数全球第一。若列车向前运行过程中，牵引力逐渐减小并且始终大于阻力，下列关于列车运动说法正确的是（　　）

A. 列车加速度逐渐增大，速度逐渐减小

B. 列车加速度逐渐增大，速度逐渐增大

C. 列车加速度逐渐减小，速度逐渐减小

D. 列车加速度逐渐减小，速度逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】当牵引力大于阻力时，牵引力逐渐减小，合力逐渐减小，加速度也逐渐减小，列车受到合力向前，加速度方向与速度方向相同，列车速度逐渐增大。

故选D。

4. 一辆小汽车由静止开始做匀加速直线运动，已知第n秒的位移为s，下列判断正确的是（　　）

A. 第2n秒的位移为2s

B. 第2n秒的位移为4s

C. 第1秒的位移为

D. 前3秒的位移为

【答案】D

【解析】

【详解】由公式得

解得加速度为

即第n秒的位移等于前n秒的位移减n-1秒的位移，则第2n秒的位移为

第1秒的位移为

前3秒的位移为

故ABC错误，D正确。

故选D。

5. 竖直放置的轻质弹簧下端固定，上端放一质量为的小球，平衡时弹簧长度为，如图1所示。现把该轻弹簧挂在天花板上，下端悬挂质量为的小球，平衡时长度为，如图2所示。重力加速度为，弹簧始终处于弹性限度内，则轻弹簧的劲度系数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】设弹簧的原长为l，劲度系数为k，图1由平衡条件可得

图2由平衡条件可得

联立解得

D正确。

故选D。

6. 小球从A点以水平初速度v0做平抛运动落到水平地面上，当小球运动过程中水平位移和竖直位移相等时，小球的瞬时速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设小球平抛经时间t，水平位移和竖直位移相等，由平抛运动规律有

解得

此时竖直分速度为

则此时小球速度为

故ABC错误，D正确。

故选D。

7. 牛顿第一定律又称为惯性定律，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车空载时比满载时容易制动，是因为汽车空载时惯性小

B. 质量相同的汽车低速时比高速时惯性小

C. 马拉车一起匀速前行，说明马和车的惯性一样大

D. 物体不受外力作用时，一定处于静止状态或匀速直线运动状态

【答案】AD

【解析】

【详解】A．汽车空载时质量小于满载时的质量，所以空载时惯性小，更容易制动，故A正确；

B．质量相同的汽车，惯性相同，故B错误；

C．马和车的质量不一定一样大，故惯性也不一定一样大，故C错误；

D．物体不受外力作用时，一定处于静止状态或匀速直线运动状态，故D正确。

故选AD。

8. 如图，沿东西方向（以水平向右为东）直线行驶的列车顶部用细线悬挂一小球A，质量为m的物块B始终相对列车静止在桌面上。某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，且A相对列车静止，重力加速度为g，则此刻（　　）

A. 列车可能向东减速运动 B. 列车可能向西减速运动

C. B受摩擦力大小为mgtanθ，方向向西 D. B受摩擦力大小为mgtanθ，方向向东

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．列车的加速度方向向右即向东，可能向东做匀加速运动，也可能向西做匀减速运动，故A错误，B正确；

CD．对A受力分析

解得

方向水平向右即向东，故对于B加速度也为，根据牛顿第二定律

方向水平向东，C错误，D正确。

故选BD。

9. 甲、乙两车由同一地点沿同一平直公路行驶，其v-t图像分别如图中甲、乙两条曲线所示，t0时刻两车速度均为v0，在0~t0时间内，下列说法正确的是（　　）

A. 两车存在加速度相等的时刻 B. 在t0时刻两车运动方向相反

C. 甲车的加速度大小先增大后减小 D. 甲车的平均速度大于

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．v-t图像上各点切线的斜率表示瞬时加速度，由图像可以看出，乙图线斜率不变，说明乙是在做匀加速直线运动；甲图线斜率先为正值逐渐减小，后为负值逐渐增大，说明甲是先沿正方向做加速度减小的加速运动，后沿正方向做加速度增大的减速运动，在甲图线上存在某点的切线与乙图线平行的时刻，这个时刻就是两者加速度相等的时刻，故A正确，C错误；

B．v-t图像上各点的纵坐标表示物体的速度，甲、乙在t0时刻速度都为正值，说明都在沿正方向运动，故B错误；

D．v-t图像中图线与坐标轴所围的面积表示物体的位移，乙是匀加速直线运动，所以在0~t0内的平均速度等于时刻的瞬时速度，甲在0~t0时间内图线所围面积大于乙此段时间图线与坐标轴所围的面积，平均速度是物体位移与所用时间的比值，由于甲此段时间位移大于乙的位移，所以甲平均速度大于，故D正确。

故选AD。

10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A拴接，物块A、B、C、D紧挨在一起放在光滑水平面上，在水平向左的外力F的作用下整个装置处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，物块A、B、C、D的质量分别为m、2m、3m、4m，突然撤去外力F瞬间，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的压缩量为 B. A的加速度大小为

C. B对A的作用力大小为 D. B对C的作用力大小为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．根据胡克定律可知，弹簧的压缩量为

选项A错误；

B．突然撤去外力F瞬间，整体的加速度都相同，则A的加速度大小为

选项B正确；

C．对BCD的整体，则A对B的作用力大小为

根据牛顿第三定律可知，B对A的作用力大小为

选项C正确；

D．对CD整体，由牛顿定律可得，B对C的作用力大小为

选项D错误。

故选BC。

二、非选择题：本题共6小题，共60分。

11. 某学校物理兴趣小组用如图1所示的装置研究小球做平抛运动，用描绘的运动轨迹测定小球的初速度。已知当地重力加速度为g。

(1)在实验中，下列操作合理的有__________。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B.每次小球释放的初始位置可以任意选择

C.每次小球应从同一高度由静止释放

D.为描绘出小球运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

(2)小丁同学用一张印有小方格的纸记录轨迹，如图2所示，小方格的边长为L。若小球平抛运动轨迹中的几个位置如图2中的a、b、c所示，则小球平抛初速度的计算式为__________。

(3)另一同学绘出了运动轨迹如图3所示，只记下了过抛出点O的竖直线y，测量数据m、n和h如图3所示，则小球平抛的初速度为__________。

【答案】    ①. AC    ②.     ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；

BC．每次小球应从同一高度由静止释放，以保证到达底端的速度相等，选项B错误，C正确；

D．为描绘出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连接，选项D错误。

故选AC。

(2)[2]水平方向

竖直方向

解得

(3)[3]由平抛运动的规律可知，从O点到M点

从O点到N点

联立解得

12. 某校学生学习牛顿第二定律后，甲同学充分利用身边的材料：铁块、木板、易拉罐和细沙等。设计了一套方案，如图1所示是甲同学验证牛顿第二定律的实验装置，其步骤如下：

(1)易拉罐内装入适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在铁块上，铁块连接纸带。合理调整木板倾角，轻推铁块，当观察到纸带上____________现象，就说明铁块P沿木板匀速下滑。

(2)取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及铁块质量M。

(3)换一条纸带，让铁块由静止释放，打出的纸带如图2（中间部分未画出）。每相邻5个点取一个记数点a、b、c和d，测出、和间的距离分别为、和，已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g，可知铁块的加速度为__________。（用、、和f表示）

(4)多次改变木板与水平方向的夹角，重复步骤(1)(2)(3)，记录每次对应的m和a。然后在坐标纸上以m和a分别为横、纵坐标，把记录的每组m和a在坐标纸上描点连线，得到一条__________（填“过原点”或“不过原点”）的直线，且斜率k=__________（用题给字母表示），这就说明铁块的加速度与其合外力成正比。

【答案】    ①. 点迹均匀    ②.     ③. 过原点    ④.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]易拉罐内装入适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在铁块上，铁块连接纸带。合理调整木板倾角，轻推铁块，当观察到纸带上点迹均匀，就说明铁块P沿木板匀速下滑。

(3)[2]由题意可知

相加可得

即

解得

(4)[3][4]根据牛顿第二定律

其中

则

即

则a-m图像是过原点的直线，斜率为

13. 如图所示，一重物被细绳a、b、c所悬挂，O′是三细绳的结点。细绳a跨过O点处的轻质定滑轮与轻质弹簧相连，轻质光滑定滑轮被轻质竖直硬杆固定在天花板上，整个装置处于静止状态，此时b绳保持水平，a绳与c绳夹角为120°，弹簧与竖直方向夹角为30°，弹簧处于弹性限度内，重物质量为2kg，弹簧的劲度系数为100N/m，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）弹簧伸长量；

（2）悬挂小滑轮的轻质杆对滑轮的作用力大小。

【答案】（1）0.4m；（2）N

【解析】

【分析】

【详解】（1）以O′为研究对象，cO′绳张力大小等于重物的重力，根据三力平衡得a绳张力为

得弹簧弹力

根据胡克定律

可得

（2）以小滑轮为研究对象，a绳和拉弹簧的绳子为同一根绳子，故张力大小相等，均为Fa，由几何关系可知，两绳夹角为90°，根据三力平衡得轻质杆对滑轮的作用力大小为

14. 为了探测某星球，科学家们需要把探测器着陆在该星球表面。探测器着陆过程可以简化为如下过程：先从距星球表面50m处由静止自由下落一段距离，然后打开减速装置，以大小为2m/s2的加速度匀减速下降，到达星球表面时的速度为4m/s，已知该星球表面的重力加速度g取4m/s2。请根据以上数据计算落地过程中。求：

(1)探测器自由下落的距离；

(2)探测器在空中运动的总时间。

【答案】(1)18m；(2)7s

【解析】

【分析】

【详解】(1)探测器自由下落的距离为

探测器减速运动的距离为

则有

联立并代入数据解得

 (2)由自由落体运动公式

解得加速下落的时间

探测器减速到达地面的时间为

则探测器在空中运动总时间为

15. 质量M=2kg的木板在光滑水平面上匀速运动，速度v0=3m/s。某时刻，将质量m=1kg的滑块（视为质点）由静止轻放在木板的右端，如图所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）相对运动时，滑块和木板的加速度大小；

（2）若滑块没有滑离木板，滑块和木板的最终速度大小。

【答案】（1），；（2）v=2m/s

【解析】

【详解】（1）设滑块、木板的加速度分别为a1、a2，滑块受向右的滑动摩擦力而加速运动，由牛顿第二定律

又

带入数据可解得

，

木板受向左的滑动摩擦力而做减速运动，由牛顿第二定律

带入数据可得

（2）设从滑块放上木板到二者速度相同所用时间为t，末速度为v，对滑块，由运动学公式

v=a1t

对木板

v=v0-a2t

由以上式子并代入数据解得

v=2m/s

16. 如图所示，O为竖直面内圆周的圆心，半径为R，P和Q为同一条竖直线与圆周的交点，O到的距离为。在O点第一次把小球水平向右抛出，恰经过圆周上的Р点。现在第二次在O点把小球水平向右抛出，同时对小球施加一个竖直方向的恒力，经过圆周上的Q点，且经过Q时的水平速度为第一次平抛初速度的倍。已知小球质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。

(1)求第一次小球水平向右抛出的速度大小；

(2)求第二次施加的恒力大小。

【答案】(1)；(2)14mg

【解析】

【分析】

【详解】(1)第一次小球水平向右抛出经过了P点，则结合几何关系可知

解得

(2)第二次水平方向

竖直方向

其中

解得

a=13g

F=14mg