2021-2022学年黑龙江省哈尔滨市宾县第二中学高一（上）期末物理试题含解析

宾县第二中学2021-2022学年度上学期期末考试

高一物理试卷

（考试时间：90分钟；总分：100分）

一、选择题（1-8题为单项选择题，9-12题为不定项选择题，每道题4分，计48分）

1. 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示．

①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；

②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动．

通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接结论是(　　  )

A. 自然界的一切物体都具有惯性

B. 光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力

C. 如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D. 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

【答案】B

【解析】

【详解】理想斜面实验只能说明钢球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿，A错误；伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，B正确；如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变，这是牛顿得出的，C错误；小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律内容，D错误．

2. 某物体运动的图像如图所示，根据图像可知，该物体（　　）

A. 第末与第时速度方向相反

B. 在0到末的时间内，位移为

C. 第内与第内加速度方向相同

D. 在0到末的时间内，加速度为

【答案】B

【解析】

【详解】A．第1s末图象在时间轴上方，速度为正，第末速度图象也在时间轴上方，速度也为正，故方向相同，A错误；

B ．0-5s内物体的位移为

B正确；

C．第1s内图线的斜率为正值，加速度沿正方向，而第5s内图线的斜率为负值，加速度方向沿负方向，则第1s内与第5s内物体的加速度方向相反，C错误；

D．在0到2s末的时间内物体物体的加速度为

D错误。

故选B。

3. 已知力F的一个分力F1跟F成θ角，F1大小未知，如图，则另一个分力F2的最小值为（　　）

A. F

B.

C.

D. 无法判断

【答案】B

【解析】

【详解】F、F1、F2三个力恰好组成一个三角形，所以F2最小时应该是F2和F1相互垂直时，所以最小值为，故B正确；

综上所述本题答案是：B

4. 如图所示，甲乙两人在冰面上“拔河”，两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢，若绳子质量不计，冰面可看成光滑的，则下列说法正确的是（　　）

A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力

C. 若甲的质量比乙小，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利

D. 若甲的质量比乙小，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利

【答案】D

【解析】

【详解】A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错误；

B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力同时作用在同一物体（绳子）上，不是作用力与反作用力，选项B错误；

CD．因两人受到的力大小相等，根据

可知，质量小的加速度大，则若甲的质量比乙小，则甲加速度较大，会先越过分界线，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利，选项C错误，D正确。

故选D。

5. 在倾角为30°的光滑斜面上，小滑块A和B之间用轻质弹簧连接，A的上端用细线固定，小滑块A的质量是小滑块的B质量的一半。开始两个物块均静止，现在把细线OA剪断，在剪断细线瞬间A和B的加速度大小分别是（　　）

A. g，0 B. ， C. ，0 D. g，g

【答案】C

【解析】

【详解】设A的质量为m，则B的质量为2m，剪断细线前细线的拉力为

剪断细线的瞬间，细线的拉力立刻减为零，而弹簧的弹力不变，则B的加速度为零，A的加速度为

故选C。

6. 蹦级是一种极限体育项目，可以锻炼人的胆量和意志．运动员从高处跳下，弹性绳被拉展前做自由落体运动，弹性绳被拉展后在弹性绳的缓冲作用下，运动员下落一定高度后速度减为零．在这下降的全过程中，下列说法中正确的是

A. 弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态

B. 弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态

C. 弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态

D. 运动员一直处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：弹性绳拉展前运动员做自由落体运动，所以处于完全失重状态；弹性绳拉展后的一段时间内，运动员先做加速度减小的加速运动，当拉力大于重力时做加速度增加的减速运动，所以弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态．选项B正确．

考点：牛顿定律及超重失重．

7. 物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，如图，此时a处于静止状态，下列说法正确的是（　　）

A. F增大时，a受的摩擦力大小不变

B. F增大时，a受的摩擦力增大

C. F减小时，a仍然会处于静止状态

D. a受的摩擦力方向始终竖直向下

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．a处于静止状态时，对于a受力分析，由于墙壁光滑，受到重力、b对a的压力、墙壁的弹力、b对a的摩擦力，则b对a的摩擦力大小等于a的重力，方向竖直向上；F增大，摩擦力大小不变，始终等于a的重力。故A正确，BD错误；

C． F减小时，b对a的压力减小，a、b间的最大静摩擦力减小，当最大静摩擦力小于a的重力时，a会下滑，故C错误。

故选A。

8. 图为某城市雕塑的一部分．将光滑的球放置在竖直的高挡板AB与竖直的矮挡板CD之间，C与AB挡板的距离小于球的直径．由于长时间作用， CD挡板的C端略向右偏移了少许．则与C端未偏移时相比，下列说法中正确的是（　　）

A. AB挡板的支持力变小，C端的支持力变小

B. AB挡板的支持力变小，C端的支持力变大

C. AB挡板的支持力变大，C端的支持力变大

D. AB挡板的支持力变大，C端的支持力变小

【答案】C

【解析】

【详解】对球受力分析，由图可知

当CD挡板的C端略向右偏移少许时，θ变大，则F1和F2均变大；

故选C。

9. 两个质点A、B在同一水平面上，由静止开始从同一位置沿相同方向同时开始做直线运动，其运动的v-t图象如图所示．对A、B运动情况的分析，下列结论正确的是（     ）

A. 在t=3t0时刻，A、B相距最远

B. 在t=6t0时刻，A、B相遇

C. A、B在加速阶段平均速度相同

D. A、B在减速阶段加速度相同

【答案】BD

【解析】

【详解】;
A、速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移,当AB速度相等时,相距最远,由图象可以知道,在 和 之间相距最远,故A错误;
B、当AB图象与坐标轴围成的面积相等时,相遇,根据图象可以知道,在时刻,A、B位移相等,相遇,所以B选项是正确的.

C、由公式 知 ； 故C错误；

D、速度时间图象的斜率表示加速度,则A减速时的加速度大小为 ,B减速时的加速度大小为 所以A、B在减速阶段加速度相同，故D正确

综上所述本题答案是：BD

点睛：速度时间图象斜率表示加速度,速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移,当AB速度相等时,相距最远,当AB图象与坐标轴围成的面积相等时,相遇.

10. 如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图b所示（g=10m/s2），则正确的结论是（　　）

A. 物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B. 物体的加速度大小为5m/s2

C. 物体的质量为2kg

D. 弹簧的劲度系数为750N/m

【答案】BC

【解析】

【详解】A．物体与弹簧分离时，弹簧的弹力为零，所以弹簧处于原长状态，故A错误；

BCD．未施加外力F之前，物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有

从图中可知施加拉力后当x=0时，即当拉力为10N时，弹簧未发生移动，即弹簧弹力和重力仍平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有

物体与弹簧分离后，拉力为30N，根据牛顿第二定律，有

联立三式解得

，，

故BC正确，D错误。

故选BC。

11. 如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则（　　）

A. 水平面对C的摩擦力方向一定向左

B. B受到C的摩擦力一定为零

C. 水平面对C的支持力一定小于B、C的总重力

D. A的质量一定大于B的质量

【答案】AC

【解析】

【详解】AC．对B、C整体受力分析，如图所示

根据平衡条件，水平面对C的摩擦力为

方向水平向左，水平面对C的支持力大小为

一定小于B、C的总重力，AC正确；

BD．当B所受重力沿斜面向下的分力等于绳的拉力时，B不受摩擦力，当B所受重力沿斜面向下的分力不等于绳的拉力时，B受摩擦力，且A与B的质量大小无法比较，BD错误。

故选AC。

12. 如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型。紧绷的传送带始终保持v = 0.4 m/s的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ = 0.2，A、B间的距离为2 m，g取10 m/s2。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，则下列说法正确的是（　　）

A. 开始时行李的加速度大小为2 m/s2

B. 行李经过2 s到达B处

C. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08 m

D. 若传送带速度足够大，行李最快也要才能到达B处

【答案】AD

【解析】

【详解】A．开始时行李的加速度大小为

选项A正确；

B．行李加速的时间

加速的位移：

 匀速的时间

则行李到达B点的时间

t=t1+t2=5.1s

选项B错误； 

C．行李加速阶段传送带的位移

行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m-0.04m=0.04 m，选项C错误；

D．若传送带速度足够大，行李一直加速到达B点的时间最短，则最短时间

选项D正确；

故选AD。

二、实验题（各题均为单项选择题，要求按照题号涂卡，每道题2分，计16分）

13. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．本实验采用的科学方法是（ ）

A. 理想实验法 B. 等效替代法

C 控制变量法 D. 建立物理模型法

【答案】B

【解析】

【分析】在“验证力的平行四边形定则”的实验中采用了两个力合力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”。

【详解】F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故选B。

【点睛】本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别。

14. “探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。乙图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是（　　）

A. F B. F′

【答案】B

【解析】

【详解】F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F'方向并不在重合。

故选B。

15. “探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。关于此实验下列说法正确的是（　　）

A. 两个分力F1、F2间夹角要尽量大些

B. 拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板但不需要与木板平面平行

C. 两个分力F1、F2的方向一定要垂直

D. 两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置

【答案】D

【解析】

【详解】A．实验要方便、准确，两分力的夹角合适就好，故A错误；

B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故B错误；

C．实验中两力夹角不宜太大，也不宜太小，两个分力F1、F2的方向不一定要垂直，故C错误；

D．为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，故D正确。

故选D。

16. 如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，砂和砂桶的总质量为m，小车（含车内砝码）总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，小车运动加速度用a表示。实验中打点计时器应接（　　）电源。

A. 交流 B. 直流

【答案】A

【解析】

【详解】由打点计时器的工作原理可知，打点计时器需使用交流电源，A正确；

故选A。

17. 如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，砂和砂桶的总质量为m，小车（含车内砝码）总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，小车运动加速度用a表示。实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是（　　）

A. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

C. 将长木板带有定滑轮的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

D. 将长木板远离定滑轮的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

【答案】D

【解析】

【详解】实验中接下来还需要进行的一项操作是平衡摩擦力，题中给出的是砂和砂桶的总质量为m，即实验中用砂和砂桶的总重力代替拉力，在平衡摩擦时应将沙和沙桶撤去，具体操作为将长木板远离定滑轮的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，D正确；

故选D。

18. 如图为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，砂和砂桶的总质量为m，小车（含车内砝码）总质量为M，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，小车运动加速度用a表示。在探究加速度与小车受力关系的过程中，要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是（　　）

A. M＝100g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g

B. M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g

C. M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g

D. M＝100g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g

【答案】C

【解析】

详解】平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律可知，对小车

T=Ma

对整体

解得

要使细线的拉力近似等于小车的牵引力，则需满足

M>>m

则题中C组最合理。

故选C。

19. 如图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB＝4.20cm、SBC＝4.65cm、SCD＝5.10cm、SDE＝5.54cm、SEF＝6.00cm、SFG＝6.46cm，已知打点计时器的工作周期为0.02s，则小车的加速度a＝（　　）m/s2。（结果保留2位有效数字）

A. 0.45 B. 45 C. 0.41 D. 41

【答案】A

【解析】

【详解】相邻两个计数点之间的时间间隔

由逐差法求加速度

代入数据得

A正确，BCD错误。

故选A。

20. 在探究加速度与小车质量关系的过程中，应保持砂和砂桶的总质量不变，通过增减小车中砝码改变小车质量M，实验测出几组a、M数据，下列图线能直观合理且正确反映a-M关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由牛顿第二定律得

可知应为一条直线，F为直线的斜率，对砂和砂桶由牛顿第二定律得

可见当M质量减小加速度增大时斜率将逐渐减小，且M越小越明显，故图像应为开始时近似直线后逐渐向下弯曲，C正确；

故选C。

三、解答题（本题共4小题，共计36分，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）

21. 用弹射器从地面竖直上抛质量m=0.05kg的小球，如果小球在到达最高点前1s内上升的高度是它上升最大高度的，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：

(1)小球上升的最大高度；

(2)小球抛出时的初速度大小。

【答案】(1)20m；(2)20m/s

【解析】

【详解】(1)根据逆向思维法可知，小球到达最高点前1s内上升的高度为

h1=gt2=×10×12m=5m

由题意可得小球上升的最大高度为

H=4h1=4×5m=20m

(2)由运动学公式知

v02=2gH

所以小球的初速度大小

v0=20m/s

22. 如图，质量为5kg的物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用与水平方向成θ=37°的F=25N的力拉物体，使物体由静止加速运动，10s后撤去拉力，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：

(1)物体在两个阶段的加速度各是多大；

(2)物体从运动到停止总的位移。

【答案】(1)2.6m/s2，2m/s2；(2) 299m

【解析】

【详解】(1)物体的受力如图所示，则有：

Fcos37°-Ff=ma

FN＋Fsin37°=mg

Ff=μFN

联立三式代入数据解得

a=2.6m/s2

撤去拉力后，加速度大小为

a′==μg=2m/s2

(2)10s末物体的速度为

v=at=26m/s

则物体的总位移

23. 如图所示，物块的质量m=30kg，细绳一端与物块相连，另一端绕过光滑的轻质定滑轮，当人用100N的力斜向下拉绳子时，滑轮两侧细绳与水平方向的夹角均为30°，物体在水平面上保持静止，滑轮上端的悬绳竖直（取g=10m/s2）．求：

（1）地面对物体的弹力大小和摩擦力大小；

（2）滑轮上方竖直悬绳的拉力大小．

【答案】（1）250N，（2）100N

【解析】

【详解】试题分析：(1)如图所示对物体受力分析并正交分解有

①

②

由①②得

N

(2)如图，

对绳上一点受力分析有

解得

考点：物体平衡条件应用

24. 如图所示，质量M = 1kg，长L = 1m的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1= 0.1，在木板的左端放置一个质量m = 1kg，大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2= 0.4，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g = 10m/s2，若在铁块上加一个水平向右的恒力F = 8N，则经过多长时间铁块运动到木板的右端？

【答案】1s

【解析】

【详解】铁块的加速度大小为

木板的加速度大小为

设经过时间t铁块运动到木板的右端，则有

解得

t = 1s