2021-2022学年山西省大同市高一（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年山西省大同市高一（上）期末物理试卷

1.     下列关于物理学研究方法的叙述正确的是(    )

A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了等效替代法
B. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中主要运用了控制变量法
C. 当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
D. 在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里主要运用了类比法

2.     开车从大同市御东恒安街途经迎宾大桥至大同市第三人民医院的路程为12km，历时20分钟。迎宾大桥限速，全程道路上有违规变道和压线行驶抓拍。下列说法正确的是(    )

A. 判断汽车是否压线违规时可把小车看成质点
B. “20分钟”是指时刻
C. 汽车全程平均速度小于
D. “迎宾大桥限速”指的是限制汽车的平均速度不超过

3.     下列各组属于国际单位制的基本单位的是(    )

A. 质量、长度、时间 B. 力、时间、位移 C. 千克、米、秒 D. 牛顿、克、米

4.     下列说法正确的是(    )

A. 加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
B. 踢足球时脚对球的作用力大于球对脚的作用力
C. 在水平地面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果
D. 牛顿第一定律表明，外力的作用会改变物体的惯性

5.     2021年10月16日0时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点火升空，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并预计在轨运行6个月。12月9日下午3点40分，三位航天员进行了中国空间站首次太空授课，并展示了在完全失重的环境下出现的奇妙现象如图所示：水滴在表面张力作用下收缩成一个完美水球；浸在水中的乒乓球因浮力消失而不会浮出水面等等。下列说法正确的是(    )
    

A. 航天员在空间站中失去重力，站在体重计无法称量体重
B. 航天员在太空跑步机上锻炼时对跑步机有压力作用，不需要配戴束缚装置
C. 在空间站将装满水的杯子转动至杯口朝下，水会自动流出
D. 运载火箭加速上升时，航天员处于超重状态

6.     如图所示是某质点做直线运动的图象，由图象可知(    )

A. 质点一直处于运动状态
B. 质点前3s内的位移是4m
C. 质点前2s内的加速度是
D. 质点前6s内的平均速度大小为

7.     关于速度、速度变化量、加速度，说法正确的是(    )

A. 物体运动的速度变化量越大，加速度一定越大
B. 某时刻物体速度为零，其加速度可能很大
C. 速度很大的物体，其加速度有可能很小，但不能为零
D. 加速度很大时，运动物体的速度一定很大

8.     如图所示，A、B两物块的质量分别为2m、3m。物块B静止在轻质弹簧上弹簧下端固定于地面上，则将物块A轻放在物块B上的瞬间，物块A对物块B的压力大小为已知重力加速度为(    )

A.
B. 2mg
C.
D. mg

9.     一个质量为2kg的物体，在4个共点力的作用下保持静止。若同时撤去其中大小分别为6N和8N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是(    )

A.  B.  C.  D.

10. 如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮用细线悬挂一个重为5N的物体B，已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N。要使A静止，需加一水平向左的力，则力的取值可以为(    )

A. 10N B. 6N C. 4N D. 18N

11. 如图所示，桌面上固定一个光滑的竖直挡板，现将一个质量一定的重球A与截面为三角形的垫块B叠放在一起，用水平外力F可以缓缓向左推动B，使球慢慢升高，设各接触面均光滑，则该过程中(    )

A. A和B均受三个力作用而平衡 B. B对桌面的压力不变
C. A对B的压力越来越小 D. 推力F的大小恒定不变

12. 将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受空气阻力大小恒定，方向与运动方向相反，该过程的图象如图所示，g取。下列说法中正确的是(    )

A. 小球重力和阻力大小之比为5：1
B. 小球上升与下落所用时间之比为：
C. 小球落回到抛出点的速度大小为
D. 小球下落过程受到向上的空气阻力，处于超重状态
 

13. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
    实验时，主要的步骤是：
    A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
    B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
    C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
    D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力和的图示，并以表示、的有向线段为邻边作平行四边形，画出两有向线段所夹的对角线，在末端标上箭头表示为F；
    E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
    F.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
    上述步骤中，有重要遗漏的步骤的序号是______和______。
    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
    如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。

14. 为了探究加速度与力、质量的关系，现提供如图1所示实验装置。请思考探究思路并回答下列问题：
    
    为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是______。
    A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
    B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
    C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
    D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
    某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏大，则他所得到的关系应该是图2中的______图像。选填图像下的字母，图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力。
    消除小车与水平木板之间摩擦力的影响后，用钩码总重力代替小车所受的拉力，此时钩码质量m与小车总质量M之间应满足的关系为______；
    实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图3所示图中每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出。，，，，，。则小车的加速度______要求充分利用测量的数据，结果保留两位有效数字。
15. 汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌如图所示，以提醒后面驾车司机，减速安全通过。在夜间，有一货车因故障停驶，后面有一小轿车以的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为，制动后最大加速度为求：
    小轿车从刹车到停止所用的最短时间；
    三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞。
16. 如图所示，质量为、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为的小铁球。现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽保持相对静止一起向右做匀加速直线运动，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向夹角，取重力加速度。求：
    小铁球匀加速直线运动的加速度大小；
    恒力F的大小。

17. 在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为，斜坡AB的长度。斜坡的倾角，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取。
    人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少？
    人滑到水平面上后还能滑行多远？
18. 如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量，斜面倾角，细绳与竖直方向夹角，斜面体的质量，置于粗糙水平面上。取求：
    细绳对小球拉力的大小及斜面对小球的支持力大小；
    地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，故A错误；
B、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，因涉及多个物理量的变化，所以主要运用了控制变量法，故B正确；
C、当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限法，故C错误；
D、在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里主要运用了微元法，故D错误。
故选：B。
质点是理想化物理模型；在“探究加速度与力、质量的关系”实验中主要运用了控制变量法；瞬时速度采用极限法定义的；在推导匀变速直线运动的位移公式时，运用了微元法。
本题考查物理学中常用的基本研究方法，在学习物理的过程中要注意掌握相应的物理方法，如：比值定义法、理想模型法、微分法、放大法、等效替代法等等。
 

2.【答案】C 

【解析】解：A、判断小车是否压线违规时，小车的大小和形状不能忽略不计，所以不可以把小车看成质点，故A错误；
B、“20分钟”在时间轴上对应是一段，故为时间间隔，故B错误；
C、从大同市御东恒安街途经迎宾大桥至大同市第三人民医院的路程为12km，位移小于12km，，故平均速度，故C正确；
D、“限速60公里”指的是限制汽车的瞬时速度，故D错误；
故选：C。
物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点．
位移大小等于首末位置的距离，路程等于运动轨迹的长度。瞬时速度表示某个时刻的速度，平均速度表示某段时间内的速度；
时间间隔对应时间轴上的一段，时刻对应时间轴上的一点。
解决本题的关键知道路程和位移的区别、平均速度和瞬时速度的区别，以及知道时间和时刻的区别，基础题。
 

3.【答案】C 

【解析】解：A、质量、长度、时间是基本物理量，不是基本单位．故A错误．
B、力、时间、位移是物理量，不是单位．故B错误．
C、千克、米、秒是国际单位制中的基本单位．故C正确．
D、牛顿不是基本单位，克不是国际单位．故D错误．
故选
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而根据物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位．他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔．
国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制中的单位分别是什么，这都是需要学生自己记住的基本的知识，本题较简单
 

4.【答案】A 

【解析】解：A、加速度的方向由合力的方向决定，故加速度的方向与合力的方向总是一致的，速度与加速度方向没有决定性关系，故加速度方向与速度的方向可能相同，也可能不同，故A正确；
B、踢足球时脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
C、运动不需要力来维持，在水平地面上滑动的木块最终停下来是由于地面的阻力作用，故C错误；
D、惯性由物体的质量决定，外力的作用不会改变物体的惯性，故D错误；
故选：A。
加速度是由合外力决定，方向与合外力方向相同，但和速度没有关系；
踢足球时脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反；
运动不需要力来维持，力能改变物体的运动状态，木块最终停下来是由于地面的阻力作用；
惯性只由物体的质量决定，与外力和运动状态无关；
明确物体加速度方向与速度方向之间的关系，知道相互作用力的概念，知道牛顿第一定律。
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、航天员在空间站中处于完全失重状态，无法称量体重，但仍受地球的吸引力作用，故A错误；
B、航天员在太空跑步机上锻炼时对跑步机没有压力的作用，处于完全失重状态，故B错误；
C、由于空间站的物体处于完全失重状态，其万有引力用来提供向心力，装满水的杯子杯口朝下，水也不会流出，故C错误；
D、在运载火箭加速上升时，加速度向上，航天员处于超重状态，故D正确；
故选：D。
航天员在空间站中处于完全失重状态，与重力相关的物理现象将消失，如压力，浮力等。
本题主要考查的是处于空间站中的物体处于完全失重状态，解题关键是掌握与重力相关的物理现象将消失，如压力，浮力等。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、根据图象的斜率表示速度，可知内质点处于静止状态，故A错误；
B、质点前3s内的位移是，故B错误；
C、质点前2s内做匀速直线运动，加速度是0，故C错误；
D、质点前6s内的位移是，平均速度大小为，故D正确。
故选：D。
图象表示物体的位置随时间的变化情况，其斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，平均速度等于位移除以时间。
本题考查图象，要明确位移-时间图象表示物体的位置随时间的变化情况，图象的斜率表示速度，纵坐标的变化量表示位移。
 

7.【答案】B 

【解析】解：A、根据知，速度变化量越大，加速度不一定大，故A错误．
B、某时刻速度为零，速度变化可能很快，加速度很大，故B正确．
C、速度很大的物体，加速度可能为零，比如匀速直线运动，故C错误．
D、加速度很大的物体，速度变化很快，但是速度不一定大，故D错误．
故选：
加速度等于单位时间内的速度变化量，反映速度变化快慢的物理量．
解决本题的关键知道加速度的物理意义，知道加速度的大小与速度大小、速度变化量的大小无关．
 

8.【答案】A 

【解析】解：物块A放在物块B上之前，物块B受力平衡，物块A刚放在物块B上的瞬间，平衡状态被破坏，对物块B和物块A组成的系统，所受到的合力等于物块A的重力，根据牛顿第二定律

解得：系统的瞬间加速度为

以物块A为研究对象，根据牛顿第二定律

解得：，
根据牛顿第三定律，物块A对物块B的压力大小为，故A正确，BCD错误。
故选：A。
首先根据整体法和牛顿第二定律，计算物块A刚放在B上时的加速度，然后根据隔离法和牛顿第二定律，求解A所受到的支持力，最后根据牛顿第三定律，求出物块A对B的压力大小。
本题考查牛顿第二定律的瞬时性，解题时应注意：物块A放在物块B上的瞬间，弹簧的弹力不发生变化，系统所受合力为A的重力。
 

9.【答案】AD 

【解析】解：根据平衡条件得知，其余力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为6N和8N的两个力后，物体的合力大小范围为，根据牛顿第二定律得：物体的加速度范围为：则AD是可能的，BC是不可能。
故选：AD。
撤去大小分别为6N和8N的两个力，其余的力保持不变，则知其余力的合力与撤去的两个力合力大小相等、方向相反，即可确定出物体合力的范围，由牛顿第二定律求出物体加速度的范围．即可解答。
解决本题的关键要掌握平衡条件的推论，确定出物体的合力大小范围，从而求出加速度范围。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：由于物体B的重力为，以B为研究对象，则A和B之间的绳子拉力为；
以A为研究对象，当A受到的摩擦力方向向右达到最大时，拉力F最大，则有：；
当A受到的摩擦力方向向左达到最大时，拉力F最小，则有：；
所以要使系统静止，拉力的取值范围为：，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
可以判断出临界情况的静摩擦力的方向和大小，然后根据平衡条件求解出的范围进行选择。
解决本题的关键静摩擦力大小和方向的可变性，能够确定研究对象，根据共点力的平衡条件进行解答。
 

11.【答案】BD 

【解析】解：A、先以小球A为研究对象，分析受力情况：重力、墙的弹力和斜面的支持力三个力。B受到重力、A的压力、地面的支持力和推力F四个力。故A错误。
BCD、当柱状物体向左移动时，斜面B对A的支持力和墙对A的支持力方向均不变，根据平衡条件得知，这两个力大小保持不变。则A对B的压力也保持不变。
对整体分析受力如图所示，由平衡条件得知，
，墙对A的支持力不变，则推力F不变。
地面对整体的支持力，保持不变。则B对地面的压力不变。故C错误，BD正确。
故选：BD。
先以小球A和B为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，运用图解法得到柱状物体对球的弹力和挡板对球的弹力如何变化，再对整体研究，分析推力F和地面的支持力如何变化．
本题首先要对小球受力分析，根据共点力平衡条件分析小球受力情况，再运用整体法研究地面的支持力和推力如何变化．
 

12.【答案】ABC 

【解析】解：A、小球竖直向上抛出，受重力和阻力，做匀减速运动，则，加速度大小：，解得：，，故A正确；
B、下落过程中，小球做匀加速直线运动，，代入数据可得，由图像可知，上升的位移为，设从最高点回到抛出点所用时间为t，，代入数据得：，所以小球上升与下落所用时间之比为，故B正确；
C、小球落回到抛出点速度，故C正确；
D、小球下落过程中，加速度向下，处于失重状态，故D错误；
故选：ABC。
根据牛顿第二定律结合图像列式求出重力和阻力之比，根据匀变速直线运动的基本公式求出时间和落地速度。
本题主要考查了牛顿第二定律的应用，结合图像，求解加速度，解题关键是受力分析，列牛顿第二定律公式即可。
 

13.【答案】 

【解析】解：本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果。所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示。步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O。有重要遗漏的步骤的序号是C和E。
根据实验原理可知，两个分力与合力的作用效果相同，故ACD错误，B正确。
故选：B。
经平行四边形作出的合力理论值不一定沿AO方向，而合力的实验值由实验直接测得，故一定沿AO方向，所以方向一定沿AO方向的是。
故答案为：，E；；
本实验的原理是，采用力的图示法和等效替代的思想；两个分力与合力的作用效果相同；经平行四边形作出的合力理论值不一定沿AO方向，而合力的实验值由实验直接测得，故一定沿AO方向。
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.【答案】C B m远小于 

【解析】解：平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿着斜面的分力等于小车受到的摩擦力，所以平衡时应为：将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速做运动，故C正确，ABD错误；
故选：C。
某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏大，则时，加速度不为零，而图像一定为倾斜的直线，故B正确，AC错误；
故选：B。
设绳子拉力为F，对钩码有：
对小车有
解得：
用钩码总重力代替小车所受的拉力，所以要满足m远小于M；
根据逐差法可知，小车的加速度为：
故答案为：；；远小于M；
根据实验原理正确理解平衡摩擦力的操作；
根据牛顿第二定律分析出正确的图像；
根据牛顿第二定律分析出绳子拉力与钩码重力的关系并由此完成分析；
根据逐差法计算出小车的加速度。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，同时结合逐差法计算出小车的加速度，计算过程中要注意单位的换算，整体难度不大。
 

15.【答案】解：从刹车到停止时间为，则，
得
反应时间内做匀速运动，则
从刹车到停止的过程，
则刹车过程的位移为
小轿车从发现物体到停止的全部距离为
则
答：小轿车从刹车到停止所用的最短时间5s；
三角警示牌至少要放在车后40m远处，才能有效避免两车相撞 

【解析】根据速度时间关系求解时间
反应时间内做匀速运动，，刹车后做匀减速直线运动，由求解，进而得总位移。
此题考查匀速直线运动和匀变速直线运动的规律知反应时间内车仍匀速运动。
 

16.【答案】解析 小铁球受两个力：重力、支持力，且两力的合力方向水平向右，对小铁球受力分析如图所示

根据牛顿第二定律可得：

联立代入数据解得：
对整体根据牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
答：小铁球匀加速直线运动的加速度大小为；
恒力F的大小为30N。 

【解析】小球的加速度与凹槽的加速度相同，方向都水平向右，分别对小球和整体进行受力分析，运用牛顿第二定律即可分析求解。
解决本题时，要注意小球与凹槽的加速度相同，要灵活选择研究对象，采用隔离法和整体法结合解答比较简洁。
 

17.【答案】解：人在斜坡上下滑时，受力如图所示。设人沿斜坡下滑的加速度为a，

由牛顿第二定律得 
又
垂直于斜坡方向有 
联立解得
由，解得。
设人滑到水平面时的速度为v，则有
解得
在水平面上滑行时，设加速度大小为，根据牛顿第二定律，有，
解得
设还能滑行的距离为x，则
解得。
答：
人从斜坡顶端滑到底端的时间为6s。
人滑到水平面上后还能滑行。 

【解析】分析人在斜坡上受力情况，根据牛顿第二定律求解加速度。人在斜坡上做匀加速直线运动，根据位移时间公式求运动时间。
由速度时间公式求出人运动到B点时的速度大小，即为在水平面上匀减速直线运动的初速度，根据牛顿第二定律求出人在平水平面上的加速度，再由速度位移关系式求出人在水平面上滑行的距离。
本题中，人斜坡上运动时运用正交分解法求解加速度，要抓住两个过程之间速度的联系。第2问也可以根据动能定理求解。
 

18.【答案】解：以小球为研究对象受力分析如图甲所示.



解得

以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示
因为系统静止，所以
解得，
方向水平向左
答：细绳对小球拉力的大小为，斜面对小球的支持力大小为；
地面对斜面体的摩擦力的大小为，方向水平向左。 

【解析】对小球受力分析，根据受力平衡计算细绳对小球拉力的大小及斜面对小球的支持力大小；
以小球和斜面整体为研究对象受力分析计算地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。
对小球和斜面进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择好合适的研究对象有事半功倍的效果。