2021-2022学年天津市和平区耀华中学高一（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年天津市和平区耀华中学高一（上）期末物理试卷

1.     对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(    )

A. 采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性
B. “强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了
C. 货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性
D. 摩托车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的

2.     关于、及它们的合力F，下列说法中正确的是(    )

A. 合力F一定与、共同作用产生的效果相同
B. 、与F是物体同时受到的三个力
C. 两分力夹角小于时，合力的大小随两分力夹角增大而增大
D. 合力的大小一定大于分力中最大者

3.     若在某次运算中，得出了某物体位移s的大小同其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

4.     如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为，球对木板的压力大小为以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(    )
    

A. 始终减小，始终增大 B. 始终减小，始终减小
C. 先增大后减小，始终减小 D. 先增大后减小，先减小后增大

5.     如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球则(    )

A. A对地面的压力大于 B. A对地面的摩擦力方向向左
C. B对A的压力大小为 D. 细线对小球的拉力大小为

6.     如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为重力加速度为(    )

A.  B.  C. 0 D.

7.     如图甲所示，质量为的同学，双手抓住单杠做引体向上。他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取，由图像可知(    )

A. 时，他的加速度约为
B. 时，他正处于超重状态
C. 时，他受到单杠的作用力的大小约为618N
D. 时，他正处于超重状态

8.     如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于足够大的光滑水平面上，A、B质量分别为、。A、B之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。若作用在A上的外力F由0增大到45N，则此过程中(    )

A. 在拉力之前，物体一直保持静止状态
B. 两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始发生相对运动
C. 两物体从受力开始就有相对运动
D. 两物体始终不发生相对运动

9.     如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为，OB绳与水平方向的夹角为，则球A、B的质量之比和杆对A、B的弹力之比分别为(    )

A.
B.
C.
D.

10. 如图所示，一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达，，，则(    )

A. 物体到达、、点时的速度相同 B. 物体分别在三条轨道上的运动时间相同
C. 物体到达的时间最短 D. 在所在的轨道上运动的加速度最小

11. 如图所示，一物体沿倾角为的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比。物体在斜面上运动的加速度a与风速v的关系如图 所示，则(    )

A. 当风速为时，物体沿斜面向下运动
B. 当风速为时，物体与斜面间无摩擦力作用
C. 当风速为时，物体开始沿斜面向上运动
D. 物体与斜面间的动摩擦因数为

12. 机场和火车站的安全检查仪用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图所示模型。紧绷的传送带始终保持的恒定速率向左运行，旅客把行李可视为质点无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数，A、B间的距离为2m，g取。若乘客把行李放到传送带的同时也以的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则(    )

A. 乘客与行李同时到达B处
B. 乘客提前到达B处
C. 若增大行李与传送带之间的动摩擦因数，行李可以早于旅客到达B处
D. 若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处

13. 某同学用如图所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，橡皮筋的一端固定在水平木板上的P点，另一端系有两个绳套。实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮筋，将橡皮筋拉至某一位置O。再只用一个弹簧测力计，通过绳套把橡皮筋拉到与前面相同的位置O。
    
    下列关于操作过程的说法正确的是______。填正确选项前的字母
    A.橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内
    B.两细绳之间的夹角一定要取，以便计算合力的大小
    C.拉橡皮筋的细绳要短一些，标记同一细绳方向的两点要近一些
    D.同一次实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，结点的位置必须与用两只弹簧测力计拉时的位置重合
    “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图所示，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。
    ①图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。
    ②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
14. 某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，图1所示为实验装置简图交流电源的频率为。
    
    图2所示为某次实验得到的纸带，其上的点迹为打点计时器连续打出的计时点，根据纸带可求出小车的加速度大小为______。结果保留两位有效数字
    保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据做出了加速度a随合力F变化的图线，如图3所示。该图线不通过原点，其主要原因是______。
    保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如表。

某同学在坐标纸中画出了图线，并由图线得到小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式为，若k值保留一位有效数字，k值为______。

15. 质量的物块恰好能沿倾角为的斜面匀速下滑，现给物块施加与斜面成斜向上的拉力F，使物块沿斜面匀速上滑，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力取，，，求：
    物块与斜面间的动摩擦因数；
    拉力F的大小。
16. “娱乐风洞”是一集高科技与惊险的娱乐项目，表演者通过调整身姿，来改变所受的向上风力大小，人体可上下移动的空间总高度为假设站立时表演者所受的向上风力为体重的，横躺时表演者所受的向上风力为体重的2倍。如图所示，表演开始时开启风力，表演者先以站立身姿从A点静止下落，经过B点时立即调整为横躺身姿，运动到最低点C处恰好减速为零，重力加速度为g，求：
    表演者在AB段运动时的加速度大小；
    段的距离。
17. 如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为，传送带AB足够长，传送带以大小为的恒定速率顺时针转动．一包货物以的初速度从A端滑上倾斜传送带，货物与传送带之间的动摩擦因数，且可将货物视为质点。取，已知，
    货物刚滑上传送带时加速度为多大？
    当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间？这时货物相对于地面沿传送带方向运动了多远？
    从货物滑上传送带开始计时，到货物再次滑回A端共用了多少时间？
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素无关，故AB错误；
C、摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变惯性，故C正确；
D、人和车的质量不变，则其惯性不变，故D错误。
故选：C。
惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。
惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起。
 

2.【答案】A 

【解析】解：合力与分力是等效替代关系，合力F与两分力共同作用的效果相同，故A正确；
B.合力与分力是等效替代关系，、与F不是物体同时受到的三个力，故B错误；
D.合力大小的取值范围是

故合力可以比分力中任何一个小，故D错误；
C.两分力夹角小于时，合力的大小随两分力夹角的增大而减小，故C错误。
故选：A。
合力与分力之间为等效替代关系，根据平行四边形定则，合力的大小不一定大于其中的任何分力。
该题涉及知识点为合力与分力的关系、平行四边形定则或者矢量三角形法则，属于较为简单题目。
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、如果物体的初速度为0，则由匀变速直线运动速度与位移关系，得，故A错误；
BD、Fs表示的是外力做的功，由动能定理可得，可得，故B错误，D正确；
C、Ft表示的是冲量，由动量定理可得，不等于位移s，故C错误。
故选：D。
从匀变速运动规律、动能定理、动量定理几个规律入手解决。
本题考查几个物理规律的记忆和理解，也可以从物理量纲角度判断。
 

4.【答案】B 

【解析】

【分析】
本题运用函数法研究动态平衡问题，也可以运用图解法直观反映力的变化情况．
以小球为研究对象，分析受力情况：重力、木板的支持力和墙壁的支持力，根据平衡条件得到两个支持力动态变化的情况；然后根据牛顿第三定律得知，木板对球的支持力大小等于球对木板的压力大小，球对墙面的压力等于墙面对球的压力大小，即可解答。
【解答】
以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力和木板的支持力，如图所示：

根据平衡条件得：，
木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置增大，则始终减小，始终减小；故B正确，ACD错误。
故选：  

5.【答案】C 

【解析】解：AB、对AB整体受力分析，受重力和支持力，相对地面无相对滑动趋势，故不受摩擦力，根据平衡条件，支持力等于整体的重力，为；根据牛顿第三定律，整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力，大小相等，故对地面的压力等于，故A、B错误；
CD、对小球受力分析，如图所示：
根据平衡条件，有：，
其中，，
故：，，故C正确，D错误。
故选：C。
先对整体受力分析，然后根据共点力平衡条件分析AB选项，再隔离B物体受力分析后根据平衡条件分析CD选项。
本题关键是采用整体法和隔离法，受力分析后根据平衡条件列式分析。
 

6.【答案】A 

【解析】解：弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N和弹簧的拉力F，

根据共点力平衡条件有


又
联立解得：，，
现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律

解得：，
故A正确，BCD错误。
故选：A。
弹簧剪断前，小球处于平衡态，根据共点力平衡条件先求出各个力，弹簧剪断瞬间，小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，求出合力后即可求出加速度。
本题关键对物体受力分析，求出各个力，撤去一个力后，先求出合力，再求加速度．
 

7.【答案】B 

【解析】解：根据速度-时间图像斜率表示加速度可知，时，由，则可知他的加速度约为，故A错误；
B.时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，故B正确；
C.时他的速度达到最大值，图线斜率为零，表示加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力600N，故C错误；
D.时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，故D错误。
故选：B。
速度-时间图象的斜率表示加速度，根据图象求出不同时刻的加速度，再根据牛顿第二定律求出单杠对该同学的作用力，根据加速度方向分析人的运动状态。
解答本题的关键是知道速度-时间图象的斜率表示加速度，能根据图象求出加速度，并能结合牛顿第二定律求解。
 

8.【答案】D 

【解析】解：先分析两物体的运动情况，由于水平面光滑，所以只要有拉力，两物体就会运动。B运动是因为受到A对它的静摩擦力，但静摩擦力存在最大值，所以B的加速度存在最大值，可以求出此加速度下F的大小；如果F再增大，则两物体间会发生相对滑动，所以这里存在一个相对滑动的临界点，就是A、B间静摩擦力达到最大值时的大小。以A为研究对象进行受力分析，A受水平向右的拉力、水平向左的静摩擦力，则有

再以B为研究对象，B受水平向右的静摩擦力

当为最大静摩擦力时，解得
，
此时

由此可知此过程中A、B间的摩擦力达不到最大静摩擦力，A、B间不会发生相对运动；故D正确，ABC错误。
故选：D。
先根据牛顿第二定律分析两物体没有相对运动的拉力最大值，再根据受力大小分析两物体可能的运动状态。
本题属于连接体问题，处理时可以先整体求共同加速度，再隔离求相互作用力。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：分别对AB两球分析，运用合成法，如图：
由几何知识得：
 
 
故：：：：1
杆的弹力
则：，故AC正确，BD错误；
故选：AC。
分别对AB两球分析，运用合成法，用T表示出A、B两球的重力，同一根绳子上的拉力相等，即绳子AB两球的拉力是相等的．
本题考查了隔离法对两个物体的受力分析，关键是抓住同一根绳子上的拉力处处相等结合几何关系将两个小球的重力联系起来．
 

10.【答案】C 

【解析】解：A、根据机械能守恒可知，得三条轨道的竖直高度相同，都从静止释放，则物体到达、、的速度大小相等，但方向不同，所以速度不同，故A错误；
D、设斜面的倾角为，由牛顿第二定律得：，解得：，斜面倾角越大，加速度越大，故物体在所在的轨道上运动的加速度最大。故D正确；
BC、设斜面的高度为h，则有：，解得，可见，斜面倾角越大，时间越短，故在上下滑时所用时间最短，故B错误，C正确。
故选：C。
物体下滑过程中，只有重力做功，根据机械能守恒或动能定理分析物体到达、、点时速度的大小关系；根据牛顿第二定律得到加速度与斜面倾角的关系，即可判断加速度的大小；用高度表示位移，由运动学公式分析运动时间关系。
本题关键是根据牛顿第二定律和运动学公式得到加速度以及运动时间与斜面倾角的关系，其中位移都用高度来表示。要注意速度是矢量，只有大小和方向都相同时速度才相同。
 

11.【答案】AD 

【解析】

【分析】由图读出时，，此时风力为零，根据牛顿第二定律求出动摩擦因数。由图读出时，分析物体沿斜面的受力情况，判断物体的运动情况，再判断风速为时，物体的运动方向。
本题首先要读懂图象的意义，抓住坐标轴截距，由牛顿第二定律求解动摩擦因数。
【解答】
A.由图看出，当风速为时，加速度为零，物体沿斜面向下做匀速直线运动，当风速为时，风力减小，则物体应沿斜面向下运动，故A正确；
B.设风速为v时，风力为kv，当风速为时，物体的受力情况如图，可见斜面对物体有支持力，则物体与斜面间有摩擦力作用，故B错误；
C.当风速为时，物体的加速度为零，开始沿斜面向下做匀速直线运动，故C错误；
D.由图知：时，，此时风力为零，物体沿斜面向下运动，根据牛顿第二定律得：
    ，代入解得  ，故D正确。
故选AD。  

12.【答案】BD 

【解析】解：行李无初速度地放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动，加速时

达到共同速度所用时间

位移

此后行李匀速运动

到达B处共用时，乘客到达B处时

故A错误，B正确；
C.若增大行李与传送带之间的动摩擦因数，虽然行李加速阶段加速增大，加速时间变小，但加速阶段的平均速度小于旅客，所以行李加速阶段时间内的位移还是小于旅客的位移，所以行李不可能早于旅客到达B处，故C错误；
D.若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间

故D正确。
故选：BD。
行李在传送带上先加速运动，然后再和传送带一起匀速运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出行李运动的时间。乘客匀速运动，根据位移-时间公式求其运动时间，再进行比较。
本题考查传送带问题，关键要搞清行李在传送带的运动情况，知道行李在传送带上先加速运动，然后再和传送带一起匀速运动。当行李一直做匀加速运动，行李从A到B的时间最短。
 

13.【答案】 

【解析】解：实验中为了减小误差，橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内，这样才能正确的确定弹力方向，故A正确；
B.实验过程中两弹簧的夹角要适当，并非要求达到，非特殊角度也可，故B错误；
C.拉橡皮筋的细绳要适当长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些，能减小误差，故C错误；
D.同一次实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，为了保证效果相同能够等效替代，结点的位置必须与用两只弹簧测力计拉时的位置重合，故D正确；
故选AD。
与的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值，所以图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是；
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
故答案为，B
两根细绳用来确定两分力的方向，故不必等长；橡皮条应与两绳夹角合适方便实验就行；为减小误差，使记录的数据真实可靠，在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行；两个分力大小不用相等，要注意不超过量程就行；两个分力的作用效果必须与合力的作用效果相同；合力的实验值由实验直接测得，故一定沿AO方向；图中作出和的合力，用两分力为平行四边形的临边作平行四边形，其对角线即为合力。
力是矢量，通过探究力的合成规律，为以后矢量的合成与分解打基础，学生应该重视此题。
 

14.【答案】没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足  2 

【解析】解：，根据匀变速直线运动规律，采用逐差法计算小车的加速度为

图像不过原点，说明外力增大到一定程度后小车才具备加速度，原因可以是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。
由表格中数据图像得斜，根据题意知
则k值为2。
故答案为：；没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足；
根据逐差法计算出小车的加速度大小；
根据图像的横截距分析产生的原因；
根据表中数据大致计算出斜率，从而得出k的大小。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理分析图像的可能原因，结合逐差法得出小车的加速度，根据数学知识计算出斜率，并由此得出k值。
 

15.【答案】解：物块恰好沿斜面匀速下滑，则物块沿斜面方向受力平衡，有
代入数据解得：
物块沿斜面匀速上滑时，物块的受力情况如图甲所示在x方向


在y方向


联立代入数据解得：
答：物块与斜面间的动摩擦因数为；
拉力F的大小为。 

【解析】物块恰好沿斜面匀速下滑，根据平衡条件求解动摩擦因数；
物块沿斜面匀速上滑时，建立直角坐标系，根据平衡条件结合摩擦力的计算公式求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 

16.【答案】解：设表演者质量为m，站立时向上风力为，横躺时向上风力为，依题意有，，
站立时由牛顿第二定律得
解得。
横躺时由牛顿第二定律得：
解得，
设表演者匀加速运动位移为，匀减速运动位移为，
加速过程：
减速过程：
又
解得。
答：表演者在AB段运动时的加速度大小为；
段的距离为。 

【解析】根据牛顿第二定律求出表演者在AB段的加速度大小。
根据牛顿第二定律求出BC段的加速度，结合速度位移公式，抓住AB和BC段的总位移等于H，求出BC段的距离。
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度方向与合力方向相同，加速度是联系力学和运动学的桥梁。
 

17.【答案】解：设货物刚滑上传送带时加速度大小为，货物相对传送带向上运动，所以货物受到的摩擦力沿传送带向下，货物受力如图所示．

根据牛顿第二定律得


又，
联立解得：；
货物速度从减至与传送带速度v相同所用时间

位移大小
；
过了后货物所受摩擦力沿传送带向上，设此时货物的加速度大小为，同理可得

解得：，方向沿传送带向下，
设货物再经时间，速度减为零，则

沿传送带向上滑动的位移大小
，
上滑的总距离为

货物到达最高点再次下滑时的加速度大小为，设下滑时间为，由
，
解得：
则货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为
；
另解：过了时刻，货物的加速度大小变为，设从到货物滑回A端的过程所用时间为，则
，
代入数值，解得

货物从A端滑上传送带到再次滑回A端的总时间为
。
答：货物刚滑上传送带时加速度为；
当货物的速度和传送带的速度相同时用了1s，这时货物相对于地面沿传送带方向运动了7m；
从货物滑上传送带开始计时，到货物再次滑回A端共用了。 

【解析】货物刚滑上传送带时，对货物受力分析，根据牛顿第二定律求加速度；
根据运动学规律求货物与传送带共速时间和位移；
货物滑上传送带后先向上减速，与传送带共速后摩擦力反向，继续减速为零后沿传送带向下回到A点，根据运动学规律求出各段时间即可。
本题考查牛顿第二定律在传送带问题的应用，分段分析是解题关键，物体先向上做匀减速运动，和皮带达到共速后，因最大静摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，物体继续向上做匀减速运动，速度减为零后，沿斜面向下做匀加速运动，计算时间可以分阶段计算，也可以用整体法计算。