2021-2022学年吉林省松原市乾安县第七中学高一（上）期末考试物理试题含解析

乾安七中2021—2022学年度上学期期末测试

高一物理试题

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。其中1--8题是单向选择题，9--12题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1. 跳伞运动员做低空跳伞表演如图甲所示。运动员从高空悬停的直升机上跳下沿竖直方向运动，其v-t图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员在0~10s内的平均速度大小等于10 m/s

B. 10s~15s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动

C. 10s末运动员的速度方向发生改变

D. 从15s末开始运动员处于静止状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．若运动员在0～10s内做匀加速直线运动，如图中虚线所示

则其平均速度为

根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，该运动员在0～10s内的位移大于匀加速直线运动的位移，所以平均速度大于10m/s，A错误；

B．根据图像的斜率表示加速度，知10s～15s内运动员的加速度逐渐减小，速度逐渐减小，故10s～15s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动，B正确；

C．在整个过程中，运动员一直沿正方向，10s末运动员的速度方向没有发生改变，C错误；

D．从15s末开始运动员的速度不变，做匀速直线运动，D错误。

故选B。

2. 如图所示，质量为m的小球在轻弹簧和水平轻绳作用下处于静止状态，弹簧与竖直方向夹角为θ。设重力加速度为g，剪断轻绳的瞬间，小球加速度大小和方向分别为（　　）

A. g，沿竖直方向 B.  ，沿切线方向

C.  ，沿水平方向 D.  ，沿水平方向

【答案】D

【解析】

【详解】轻绳未剪断时，轻绳的拉力

当剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不能突变，则弹簧弹力与重力的合力水平向左，大小等于

根据牛顿第二定律，小球的加速度为

方向沿水平向左。

故选D。

3. 小球a、b分别从平台边缘A点水平抛出，落点如图。设二者的初速度分别为va、vb，飞行时间分别为ta、tb，不计空气阻力。可以判断（　　）

A. ta=tb，va=vb B. ta<tb，va<vb

C. ta>tb，va<vb D. ta=tb，va>vb

【答案】D

【解析】

【详解】两个球均做平抛运动，根据

有

由于高度相同，则

ta=tb

又水平位移有

由于

ta=tb

则

故选D。

4. 如图，用OA、OB两根轻绳将质量为m的花盆悬于两竖直墙之间，开始时OA与竖直墙壁夹角为60°，OB绳水平。现保持O点位置不变，改变OB绳的长度使绳右端由B点缓慢上移至B＇点，此时OB＇与OA之间的夹角θ＜90°。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB，则（    ）

A. FOA、FOB的合力将增大 B. FOA先减小后增大

C.  FOB先增大后减小 D.  FOB最小值为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据平衡条件可知，FOA、FOB的合力始终与花盆的重力平衡，所以不变，故A错误；

BCD．花盆在重力mg、FOA、FOB三力作用下处于动态平衡状态，作出一系列矢量三角形如图所示。由图可知FOA一直减小，FOB先减小后增大，且当FOB垂直于FOA时有最小值，为

故BC错误，D正确。

故选D。

5. 如图所示，船从处开出后沿直线到达对岸，若与河岸成角，水流速度为，则船在静水中的最小速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】
 

如图船速与直线AB垂直时，船在静水中的最小速度为

故选B

6. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个部分，它们的边缘有A、B、C三个点三个部分的半径分别为RA=8cm、RB=4cm、RC=32cm，用力骑行时，关于这三点的线速度、角速度周期和向心加速度的关系中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，故

vA：vB=1：1

小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等，故

ωB：ωC=1：1

根据线速度与角速度关系公式

v=ωr

有

故

vA：vB：vC=1：1：8
ωA：ωB：ωC=1：2：2

故AB错误；

C．因为

所以

TA：TB：TC=2：1：1

故C错误；

D．根据向心加速度公式

可得

aA：aB：aC=1：2：16

故D正确。

故选D。

7. 在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则（　　）

A. N1>mg B. N1<mg C. N2=mg D. N2<mg

【答案】B

【解析】

【详解】AB．汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v，半径为r，由牛顿第二定律得

可得

所以

N1＜mg

故A错误，B正确；

CD．汽车过凹形路面的最高低时，设速度为v，半径为r，由牛顿第二定律得

可得

所以

N2＞mg

故CD错误。

故选B。

8. 刀削面和板面都是太和人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外。刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为，最近的水平距离为，锅的半径为，要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可能是下列选项中的哪个（忽略空气阻力，不计面片的大小，）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】面片做平抛运动的时间为

面片的水平位移范围是

根据

可得面片的水平速度范围是

所以ABD不可能，C可能。

故选C。

9. 下列属于离心现象应用是

A. 离心沉淀器

B. 标枪运动员掷出的标枪

C. 转动伞柄可将雨伞上的水甩出

D. 家用洗衣机的甩干筒用于干燥衣物

【答案】ACD

【解析】

【详解】A. 离心沉淀器的原理，属于离心现象．故A正确；

B. 标枪运动员掷出的标枪做斜上抛运动，受到恒力的作用，所以投出的标枪的运动不属于离心现象，故B错误；

C. 通过旋转雨伞来甩干伞上的雨滴，当转动加快时雨滴所需要的向心力增加，当超过雨伞对雨的吸附力时，雨滴做离心运动，故C正确；

D. 脱水桶高速转动时，需要的向心力的大小大于水和衣服之间的附着力时，水做离心运动被从衣服上甩掉，属于离心现象．故D正确．

故选ACD

10. 电梯内有一物体，质量为m，用细绳挂在电梯的天花板上，当电梯以g的加速度沿竖直方向运动时，细绳对物体的拉力是（　　）

A.  B.  C. mg D.

【答案】BD

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律，加速上升或减速下降时：；解得：；加速下降或减速上升时：；解得：；故选BD．

11. 如图所示，用细线拴住一个质量为m小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）

A. 向心力的大小等于

B. 向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力

C. 向心力的大小等于细线对小球的拉力

D. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】ABC．小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示

小球受重力、和绳子的拉力，它们的合力总是指向圆心提供向心力，且向心力的大小等于

F合=mgtanθ

故AB正确，C错误；
D．向心力不是实际受力，是外力的合力提供的一个效果，故D错误。
故选AB。

12. 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μ，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的加速度为

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】BCD

【解析】

【详解】A．根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为

因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为

A、B间的最大静摩擦力为

故时，A、B都相对地面静止，A错误；

B．A、B恰好不相对滑动时，根据牛顿第二定律可知应当满足

且

即

则当≤F＜3μmg，A、B将一起向右加速滑动。当时，对A和B整体受力分析有

解得

故B正确。

CD．当F≥3μmg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有

F－2μmg＝2maA，

解得

，

故CD正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题共52分）

二、实验题：本题共2小题，共18分。

13. 如图所示，在“实验：研究平抛运动”中：

（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是______；

A.弹簧测力计                   B.铅垂线

C.打点计时器                   D.天平

（2）实验中，下列说法正确的是______；

A.小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些

D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来

（3）在做该实验时某同学只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知相邻两点的时间间隔相等，并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取10m/s2。

①据图像求出相邻两点的时间间隔为______s；

②据图像求出物体平抛运动的初速度大小为______m/s；

③物体运动到B点时的速度大小为______m/s。（结果可含根号）

【答案】    ①. B    ②. C    ③. 0.1    ④. 2    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线，故B正确。

故选B。

（2）[2]AB.为了使小球每次从斜槽末端抛出时的初速度相同，小球每次应从斜槽上相同的位置由静止自由滚下，而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响，故AB错误；

C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故C正确；

D.由于实验中存在误差，坐标纸上所记录的点不可能严格地分布在一条抛物线上，所以在绘制小球运动的轨迹时，应先舍去一些误差较大的点，将误差较小的点用平滑曲线连接起来，而这些点有的可能在曲线上，有的可能靠近并均匀分布在曲线两侧，故D错误。

故选C。

（3）[3]设相邻两点的时间间隔为T，则根据运动学公式有

代入数据解得

T=0.1s

[4]物体平抛运动的初速度大小为

[5]物体运动到B点时的竖直分速度大小为

则合速度大小为

14. 在“探究加速度与质量和力关系”实验中，实验装置如图1所示。

(1)实验过程中，电火花计时器应接在______（选填“直流”或“交流”）电源上。

(2)实验中平衡小车所受阻力做法是：在不挂细绳和钩码的情况下，改变板的倾斜程度，使小车能拖动纸带沿木板做______运动；

(3)在探究加速度与质量关系实验中，实验小组通过改变小车质量做了多组实验，记录实验数据，通过计算分析数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过图象法直观的确认自己的结论，须建立______（填a—m或）坐标系。

(4)图2是实验中打出的一条纸带，在纸带上每隔4个点取1个计数点，得到O、A、B、C、D几个计数点。测得OB=3.40cm，OD=8.40cm，已知电源频率为50Hz，则打B点时小车的速度为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2（计算结果请保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 交流    ②. 匀速直线    ③.     ④. 0.21    ⑤. 0.40

【解析】

【详解】(1)[1]电火花计时器利用220V、50Hz的交流电源工作。

(2)[2]本实验将线的拉力视为小车受到的合外力，需要平衡摩擦力，方法为：改变板的倾斜程度，使小车能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

(3)[3]根据牛顿第二定律可知，作出a—m图线是曲线，不能直观得到两个物理量之间的具体关系，而作出图线是一条直线，能说明在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比。

(4)[4]在纸带上每隔4个点取1个计数点，则两个计数点之间的时间间隔为，打计数点B时的速度等于计数点OD之间的平均速度，大小为

[5]根据逐差法可得加速度

三、计算题（本题共3个小题，共34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，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 中国女排在2016年奥运会上夺得冠军。如图为排球场地示意图，排球场长18.0m，宽9.0m。某运动员跳起将球垂直网面水平扣出，扣球点离地面的高度为2.45m，离球场中线的水平距离为1.0m，排球直接落到距端线3.0m处的界内。可视为质点，空气阻力不计。重力加速度。求：

(1)扣球时，排球水平飞出的速度大小

(2)排球落地前瞬间的速度大小

【答案】(1)10m/s(2)

【解析】

【详解】(1)由题意知排球运动的水平位移为

排球做平抛运动，水平方向

竖直方向

代入数据解得

，

(2)设排球落地前瞬间在竖直方向的分量为vy，则有

则排球落地前瞬间的速度大小

16. 质量为m=2kg的物体，放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对物体施加F=20N的作用力，方向与水平面成θ=（sin=0.6）角斜向上，如图所示，（g取10m/s2）求：

(1)物体运动的加速度为大小；

(2)物体在力F作用下5s内通过的位移大小；

(3)如果力F的作用经5s后撤去，则物体在撤去力F后还能滑行的距离。

【答案】(1)6m/s2；(2)75m；(3)90m

【解析】

【详解】(1)对物体受力分析如图所示

水平方向有

Fcosθ－Ff=ma

竖直方向有

Fsinθ+FN=mg

另有Ff=μFN，代入数据解得

a=6m/s2

(2)物体在5s内通过的位移

x=at2=×6×52m=75m

(3)5s末物体速度

v=at=6×5m/s=30m/s

撤去力F后，物体运动的加速度大小

a'==μg=5m/s2

则物体在撤去力F后还能滑行的距离

x'=

17. 质量m=1kg的小球在长为L=0.5m的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力=42N，转轴离地高度h=5.5m，不计阻力，g=10m/s2。

（1）小球经过最高点的速度是多少？

（2）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小以及对应的水平射程。

【答案】（1）；（2）；4m

【解析】

【详解】（1）依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有

代入数据可得小球经过最高点的速度大小为

（2）小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为

设此时小球的速度大小为v1。小球在最低点时由牛顿第二定律有

解得

此后小球做平抛运动，设运动时间为t，则对小球有在竖直方向上

代入数据求得

在水平方向上

联立可得小球做平抛运动的水平射程为