2021-2022年陕西省西安市长安区第一中学高一（下）期末文科物理试题含解析

长安一中2021——2022学年度第二学期期末考试

高一物理（文科）试题

时间：100分钟：分值：100分

第一部分：选择题（共60分）

一、选择题（共20小题，每小题3分，计60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. 下列各组物理量中，都是矢量的一组是（　　）

A. 位移、路程、加速度

B. 力、位移、速度

C. 力、时间、质量

D. 速度、位移、速率

【答案】B

【解析】

【详解】A．位移与加速度这两个物理量有大小、有方向，且遵循平行四边行法则，属于矢量；路程有大小、没方向，遵循代数加减法，为标量，故A错误；

B．力、位移、速度这三个物理理都是有大小、有方向，且遵循平行四边行法则，属于矢量，故B正确；

C．力、时间、质量这三个物理量中，时间与质量这两个物理量，有大小没方向、且遵循代数加减法，为标量；只有力矢量，故C错误；

D．速度、位移、速率这三个物理量中，速度与位移为矢量；而速率为速度的大小、没有方向，为标量，故D错误。

故选B。

2. 加速度的单位是（　　）

A.  B.

C  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据加速度的定义式有

速度的单位为m/s，时间的单位为s，则通过单位运算，加速度的单位为，ACD错误，B正确。

故选B

3. 17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列说法正确的是（　　）

A. 该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的

B. 该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律

C. 该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论

D. 该实验反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律，A错误，B正确；

C．该实验否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，C错误；

D．在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律，D正确。

故选BD。

4. 一架战机起飞前从静止做加速度为a的匀加速直线运动，达到起飞速度v所需的时间为t，则战机起飞前运动的距离表达式错误的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】因为战机静止做加速度为a的匀加速直线运动，则战机起飞前运动的距离为

且已知起飞速度，则战机起飞前运动的距离也可表示为

根据匀变速直线运动推论知，战机起飞前运动的距离也可表示为

故选A。

5. 做匀加速直线运动的物体，初速度，它在第4秒初的速度是，则它的加速度为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】第4秒初速度是，即末时的速度是，根据加速度定义式可得

C正确，ABD错误。

故选C。

6. 一质点做直线运动的图像如图所示，由图像可知（　　）

A. 质点沿x轴正方向做匀速运动

B. 质点沿x轴负方向做匀速运动

C. 时，质点的速度是5m/s

D. 时，质点的速度是

【答案】B

【解析】

【详解】AB．在图像中，图线的斜率表示物体运动的速度，由图像可知质点的斜率不变，所以沿x轴负方向做匀速运动。故A错误；B正确；

CD．时，质点的速度是

故CD错误。

故选B。

7. 下列图像中，表示物体做匀加速直线运动的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．该图表示物体静止，选项A错误；

B．该图表示物体做匀速直线运动，选项B错误；

C．该图表示物体做匀速直线运动，选项C错误；

D．该图表示物体做匀加速直线运动，选项D正确。

故选D。

8. 如图所示，货物与传送带无滑动地向上运动，则货物受到的摩擦力

A. 是滑动摩擦力，沿皮带向下

B. 是滑动摩擦力，沿皮带向上

C. 是静摩擦力，沿皮带向上

D. 是静摩擦力，沿皮带向下

【答案】C

【解析】

【详解】由题意分析知物体与传送带无滑动地向上运动，分析知物体受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力，把重力分解为垂直斜面向下的力和沿斜面向下的力，因物体受合力为零，那么，沿斜面方向上的合力也零，所以受到的静摩擦力沿斜面向上，故A、B、D错误，C正确；故选C．

【点睛】静摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反，可用平衡法来判断．可以是阻力，也可以是动力，运动物体也可以受静摩擦力．方向的判断方法：1、假设法：首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力；若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同．然后根据“静摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反”确定静摩擦力的方向．2、平衡法：根据二力平衡的条件可以判定静摩擦力的方向．3、反推法：从研究物体表现出的运动状态与受力情况反推它必须具有的条件，可判断出摩擦力的方向．

9. 关于惯性的说法正确的是（　　）

A. 宇航员从地球到达太空，惯性减小

B. 火箭升空时速度增大，惯性增大

C. 战斗机作战前抛掉副油箱，惯性增大

D. 空卡车装满货物后，惯性增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体的惯性只与物体的质量有关，与所在位置无关，宇航员从地球到达太空，惯性不变，故A错误；

B．物体的惯性只与物体的质量有关，故B错误；

C．战斗机战斗前抛掉副油箱，质量减小，惯性减小，故C错误；

D．给空卡车装满货物，质量增大，卡车的惯性增大，故D正确。

故选D。

10. 如图所示，一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡。现保持1N、2N、4N三个力的方向和大小不变，而将3N的力绕O点顺时针旋转120°，此时作用在物体上的合力大小为（　　）

A. 13N B. N C. N D. N

【答案】C

【解析】

【详解】1N、2N、4N三个力的方向和大小不变，三个力的合力大小为3N，方向与没有旋转前的方向相反，当将3N的力绕O点顺时针旋转120°后，此时相当于求两个大小为3N，方向夹角为60°的力的合力，由力的三角形法则可知，此时物体的合力大小为3N。

故选C。

11. 轻弹簧的两端各受20N拉力F的作用，弹簧伸长了10cm（在弹性限度内），则该弹簧的劲度系数为（　　）

A.  B. 4

C. 200 D. 400

【答案】C

【解析】

【详解】根据胡克定律可得该弹簧的劲度系数为

故选C。

12. 两物体A、B置于粗糙水平面上，中间用细线相连，现用一力F作用在物体上，已知，，，，，则中间细线上的张力多大（　　）

A. 12N B. 5N C. 6N D. 7N

【答案】C

【解析】

【详解】对整体

对物体B

解得

T=6N

故选C。

13. 将一个物体以10 m/s的速度从5 m的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角为（不计空气阻力，取g=10 m/s2）（　　）

A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°

【答案】B

【解析】

【详解】物体做平抛运动，落地时竖直分速度

设落地时它的速度方向与水平地面的夹角为α。根据平行四边形定则知

得

α=45°

故选B。

【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，运用分运动公式进行求解。

14. 如图所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动且相对筒无滑动，关于物体受力的说法正确的是（　　）

A. 重力、静摩擦力

B. 重力、滑动摩擦力、向心力

C. 重力、弹力、静摩擦力

D. 重力、弹力、滑动摩擦力、向心力

【答案】C

【解析】

【详解】物体做匀速圆周运动，由合力充当向心力。对物体受力分析，物体受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的弹力，如图

其中重力G与静摩擦力f平衡，由弹力N提供向心力。

故选C。

15. 通常的手表上，分针正常动时的角速度大约是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】分针的周期是60分钟，则分针正常动时的角速度大约是

故ACD错误，B正确。

故选B。

16. 甲、乙两颗人造卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知卫星甲的轨道半径为r，卫星乙的轨道半径为2r，若卫星乙的线速度大小为v，则卫星甲的线速度大小为(　　)

A. 2v B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力：，解得：，所以，则，故B正确，ACD错误．

17. 如图所示，物体在力F的作用下沿水平面移动了一段位移L，甲、乙、丙、丁四种情况下，力F和位移L的大小以及夹角均相同，则力F做功相同的是

A 甲图与乙图 B. 乙图与丙图 C. 丙图与丁图 D. 乙图与丁图

【答案】D

【解析】

【详解】图甲中的力做功为：W=Fxcos(180°-θ)；图乙中做功W=Fxcosθ；图丙的是W=Fxcos(180°-θ)；丁中力做功W=Fxcosθ；故做功相同的是甲和丙，乙和丁；故选D．

【点睛】本题考查功的计算公式的应用，要特别注意公式中的夹角的确定．

18. 如图所示，重为20N的物体，沿固定的斜面由静止开始下滑，经过1s下降了1m的高度，在此过程中重力做功的平均功率为

A. 50W

B. 40W

C. 30W

D. 20W

【答案】D

【解析】

【详解】物体沿固定的斜面由静止开始下滑过程重力做功为，根据平均功率公式可得此过程中重力做功的平均功率为，故选项D正确，A、B、C错误．

19. 如图所示，质量m=0.5kg的小球，从距桌面h1=1.2m高处的A点由静止自由下落到地面上的B点，桌面高h2=0.8m。以桌面为重力势能的参考平面，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是（    ）

A. 小球在A点时的重力势能为10J

B. 小球在B点时的重力势能为0J

C. 小球在B点时的动能为10J

D. 小球在B点时的机械能为10J

【答案】C

【解析】

【详解】AB．以桌面为参考平面，A点的重力势能为

B点的重力势能为

故AB错误；

C．小球从A点运动到B点，根据动能定理得

即物体下落到B点时的动能为

故C正确；

D．物体在B点的重力势能为，动能为，所以B点的机械能为6J，故D错误。

故选C。

20. 2022年4月16日上午10时左右，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功直立着陆，本次载人飞行任务取得圆满成功。在飞船进入大气层后，下降的过程中有一段过程可视为匀速运动，那么在这段过程中飞船的机械能的变化是（　　）

A. 不变 B. 减小

C. 增大 D. 无法判断

【答案】B

【解析】

【详解】在飞船进入大气层后，下降的过程中有一段过程可视为匀速运动，即次过程中飞船的动能不变。但由于飞船离地面的高度逐渐降低，则飞船重力势能减小，所以在这段过程中飞船的机械能减小。

故选B。

第二部分：非选择题（共40分）

二、填空题（共4小题，计18分）

21. 英国物理学家卡文迪许在实验室里利用扭秤装置，通过几个铅球之间万有引力的测量，比较准确的得出了G的数值．目前推荐的标准为________（填单位）

【答案】

【解析】

【详解】根据引力定律

可知有

因力的单位为N、距离的单位为m、质量的单位为kg，可知引力常量G的单位为。

22. 秋千由四根长均为5m的秋千绳平行地连接秋干板构成。若有一质量为50kg的人（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为36km/h。绳的质量忽略不计，则此时每根秋千绳受到的拉力大小约为________N。

【答案】375

【解析】

【详解】运动到最低点的速度为

设此时每根秋千绳的拉力为F，此时根据牛顿第二定律有

代入数据得到

23. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：

（1）为了探究加速度与质量的关系，应保持_____________不变；

（2）为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作___________图像（选填“”或“”）。

【答案】    ①. 力    ②.

【解析】

【详解】（1）[1]在“探究加速度与力、质量关系”实验中，为了探究加速度与质量的关系，应保持力不变；

（2）[2]根据

可得

可知力保持不变时，加速度与质量成反比，图像是双曲线，很难直观地判断加速度与质量的数量关系，而图像是过原点的一条倾斜直线，故为了直观地判断加速度与质量的数量关系，应作图像。

24. 用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V 的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C．用天平测量出重物的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，接通电源开关打出一条纸带；

E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．

其中没有必要进行的步骤是__________；操作不恰当的步骤是___________．

（2）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图所示，0点为起始点，测得3 点、6 点、9点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cm，hB=7.00cm，hC=15.70cm，交流电的周期是0.02s，当地的重力加速度g=9.8m/s2，设重物的质量是m=1.00kg，则从0 点到6 点，重物的动能增量ΔEk=____J，重物重力势能减少量ΔEp=____________J．（有效数字均保留两位）

【答案】    ①. C    ②. BD    ③. 0.68    ④. 0.69

【解析】

【详解】（1）没有必要进行的步骤是C，本实验是用自由落体运动验证机械能守恒，验证的是，所以质量可测可不测；操作不恰当的步骤是BD，打点计时器连接的应该是交流电源，操作时应该先打开电源后释放重物．

（2）从0 点到6 点，重物的动能增量，所以，重物重力势能减少量ΔEp=mghB=0.69J

三、填空题（共3小题，计22分）

25. 如图所示，有一直角三角形粗糙斜面体ABC，已知AB边长为h，BC边长为2h。第一次将BC边固定在水平地面上，小物体从顶端沿斜面恰能匀速下滑；第二次将AB边固定于水平地面上，让该小物体从顶端C由静止开始下滑，已知当地重力加速度为g，斜面体的各接触面与小物体的动摩擦因数都相同。

（1）求斜面体的各接触面与小物体的动摩擦因数；

（2）求第二次小物体下滑至斜面低端过程中的加速度大小。

【答案】（1）0.5；（2）

【解析】

【详解】（1）第一次小物体从顶端沿斜面恰能匀速下滑，设,则

则

（2）第二次物体下滑，受力分析得

则

26. 如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为，一小球在圆轨道左侧的A点以速度平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g。求A点与B点间的水平距离。

【答案】

【解析】

【详解】因为恰好沿B点的切线方向进入圆轨道，则小球运动至B时速度与水平方向夹角为α，水平分速度和竖直分速度有

，

得

则

则A点与B点间的水平距离

27. 如图所示，ABC是竖直放置的半径R=0.5m的四分之一粗糙圆弧轨道，一木块从A点以的初速沿轨道滑下，到达底端C时速度大小仍为9m/s。木块质量m=2kg，重力加速度为g=。

（1）求该过程中木块克服摩擦力所做的功；

（2）求木块运动至C点时对轨道的压力大小。

【答案】（1）10J；（2）344N

【解析】

【详解】（1）由动能定理得

该过程中木块克服摩擦力做功

代入数据则得

Wf=10J

（2）木块运动至C点时，由牛顿第二定律可得

代入数据解得

由牛顿第三定律，可得木块运动至C点时对轨道的压力大小为344N。