湖南师范大学附属中学2021-2022学年高一上学期期末考试物理试卷(含答案)

湖南师范大学附属中学2021-2022学年高一上学期期末考试物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学的叙述中不正确的是(   )

A.伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法

B.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是理想模型法

C.根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

D.力学中的基本量包括力、质量、时间，他们的基本单位分别是N、kg、s

2、甲、乙两汽车从时刻从同一地点沿同一直线运动，其运动的图像如图所示，下列分析正确的是(   )

A.甲乙两车在时刻相遇

B.乙车在前时间内的平均速度等于

C.时刻乙车的加速度比甲车的大

D.甲追上乙之前两车间的最大距离为

3、小球A从离地面20m高处做自由落体运动，小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动，两球同时开始运动，在空中相遇，取，则下列说法正确的是(   )

A.相遇时，小球B的速率是15m/s

B.两球相遇位置离地面高度为15m

C.开始运动0.5s时两球相遇

D.从开始运动到相遇，A、B两球位移大小之比为1:1

4、如图所示，把球夹在竖直墙壁和木板之间，不计摩擦，设球对墙壁的压力大小为，对木板的压力大小为，现将木板缓慢转至水平位置的过程中(   )

A.都增大  B.增大、减小

C.减小、先减小后增大 D.都减小

5、如图所示，在套圈游戏中，小朋友将套圈水平抛向地面的玩具，结果套圈落在玩具的前方。不计空气阻力，为了套住玩具，则原地再次水平抛套圈时，小朋友可以(   )

A.保持抛出点高度不变，减小初速度 B.增大抛出点高度，增大初速度

C.保持抛出点高度不变，增大初速度 D.保持初速度不变，增大抛出点高度

6、如图所示，轻质弹簧一端系在质量为的小物块上，另一端固定在墙上。物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为，已知斜面倾角，斜面与小物块间的动摩擦因数，斜面固定不动。设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，（）下列说法正确是(   )

A.小物块一定受3个力 B.弹簧弹力大小一定等于

C.弹簧弹力大小可能等于 D.斜面对物块支持力可能为零

二、多选题

7、 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间(   )

A.A球加速度为  B.B球加速度为0

C.A球加速度为  D.B球加速度为g

8、如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(   )

A.绳的右端下移到C，绳子拉力不变

B.绳的两端高度差越大，绳子拉力越小

C.将杆N向左移一些，绳子拉力变大

D.若换挂质量更大的衣服，衣架悬挂点不变

9、蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。如图所示，蹦极者小张站在约40米的高处，把一端固定的长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。当小张落到离地面（或水面）一定距离时，橡皮条被拉伸、绷紧、阻止小张继续下落，直至小张下落到最低点。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等

B.当小张下降的速度达到最大时，橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等

C.从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度一直增大

D.在橡皮条处于拉伸阶段，小张可能处于失重状态

10、在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，如图甲所示。当旅客把行李放到传送带上时，传送带从静止开始启动。在某次研究性学习活动中，同学将行李箱由静止放到传送带上后，传送带开始按照如图乙所示的规律运动（向右为速度的正方向）。若行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取，传送带足够长，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是(   )

A.行李箱经过2s的时间速度与传送带相同

B.行李箱相对于传送带滑动的距离为1m

C.若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间将会变长

D.若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱相对传送带滑动的距离将保持不变

三、实验题

11、在“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验中，小明设计了如图甲所示的实验装置，弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定并与刻度尺的零刻度对齐，右端通过平行于桌面的细线跨过光滑的定滑轮与托盘相连，随后他在托盘中逐一增加砝码，待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。小明以砝码的重力为纵坐标，以弹簧的形变量为横坐标，建立坐标系，并将测得数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示曲线，g取。

（1）由图线求得弹簧的劲度系数为______N/m；（保留3位有效数字）

（2）托盘的质量为______kg；

（3）图线段发生明显弯曲，造成这种现象的主要原因是______；

（4）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的图像，下列说法正确的是______。

A.a的劲度系数比b的大 

B.a的劲度系数比b的小

C.弹力与弹簧长度成正比

12、某实验小组同学利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验步骤如下：

①将光电门A、B固定在长木板上，用刻度尺测量光电门A、B之间的距离L；

②调节长木板左端的高度，直至滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等；

③将细绳的一端与滑块相连，另一端与小球相连，细绳跨过光滑轻质定滑轮，调整滑轮，使滑块与滑轮间的细绳与长木板平行；

④将滑块置于光电门A上方某位置，由静止释放，记录滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间和；

⑤用天平测量滑块（含遮光片）的质量M，测量小球的质量m；

⑥测量出遮光片的宽度d。

回答下列问题（重力加速度为g）：

（1）实验步骤②的目的是______；

（2）滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小______；（用题中所给物理量符号表示）

（3）若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则细绳中的拉力大小______；（用题中所给物理量符号表示）

（4）若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M的条件，则牛顿第二定律在本实验中的具体表达形式为______。（用题中所给物理量符号表示）

四、计算题

13、可爱企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾斜冰面上，先以加速度大小为从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前以加速度大小为减速滑行至最高点，最后又以加速度大小为退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。求：

（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小及8s末速度大小；

（2）冰面底部至最高点的距离；

（3）企鹅从最高点退滑至冰面底部所需要的时间。

14、深圳大梅沙海滨公园位于风光旖旎的大鹏湾畔，在海滨游乐场计划设计一种滑沙的娱乐设施。如图所示，人站在滑板上（人和滑板视为质点）从斜坡的A点由静止开始滑下，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间平滑连接，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为，取重力加速度大小，不计空气阻力，斜坡倾角，。

（1）求人在斜坡上下滑时的加速度大小；

（2）若由于受到场地限制，B点到C点的水平距离。为了确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，AB的长度L应满足什么要求。

15、如图所示，一质量的长木板B静止在粗糙水平面上，其右端有一质量的小滑块A，对B物体施加一的拉力；后撤去拉力，撤去拉力时滑块仍然在木板上。已知A、B间的动摩擦因数为，B与地面的摩擦因数为，重力加速度。

（1）求有拉力时木板B和滑块A的加速度大小；

（2）要使滑块A不从木板B左端掉落，求木板B的最小长度。

参考答案

1、答案：D

解析：A.伽利略在研究自由落体运动时采用了抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，故A正确；

B.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是理想模型法，故B正确；

C.根据速度定义式，当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，故C正确；

D.力学中的基本量是质量、时间、长度，故D错误。

本题选错的，故选D。

2、答案：D

解析：A、图像与时间轴所围成的面积表示位移，可知时刻乙车的位移大于甲车位移，故A错误；

B、由匀变速直线运动推论可知，乙车在前时间内的平均速度等于中间时刻的速度，即，故B错误；

C、图像的斜率表示加速度，可得甲车的加速度始终大于乙车的加速度，故C错误；

D、甲追上乙之前，在时刻，两车速度相等，间距最大，最大距离为两图线与时间轴所围成面积之差，即，故D正确；

故选：D。

3、答案：B

解析：

4、答案：D

解析：对球受力分析如图，设木板与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件得；由牛顿第三定律可知，将木板缓慢转至水平位置的过程中，θ减小，减小，增大，则都减小，D正确。

5、答案：A

解析：设抛出点高度为h，套圈的初速度大小为，根据平抛运动规律可知第一次套圈的水平位移为

套圈落在玩具的前方，说明s偏大，为了套住玩具，应使s减小。

A.保持抛出点高度不变，减小初速度，会减小s，故A符合题意；

B.增大抛出点高度，增大初速度，会增大s，故B不符合题意；

C.保持抛出点高度不变，增大初速度，会增大s，故C不符合题意；

D.保持初速度不变，增大抛出点高度，会增大s，故D不符合题意。

故选A。

6、答案：C

解析：A.根据题意可知，故，若不受弹簧的压力，则木块不可能静止，故物块一定受弹簧的压力，还受重力、斜面支持力和静摩擦力，四个力的作用而平衡，A错误；

BC.若要物块静止，沿斜面方向有，解得，B错误，C正确；

D.由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，D错误。

故选C。

7、答案：AB

解析：设B球质量为m，则A球质量为2m。悬线剪断前，以B球为研究对象，由平衡条件可知弹簧的弹力大小：，剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，仍为，根据牛顿第二定律得，对A球：，解得，对B球：，得，故AB正确，CD错误。

故选：AB。

8、答案：AD

解析：如图所示，衣架挂钩两侧绳子的拉力相等，两侧绳子与水平方向夹角是相等的；

假设绳子的长度为x，两杆间的距离为L，则，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度x不变，两杆之间的距离L不变，则θ角度不变；

AB、两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，绳的右端下移到c或绳的两端高度差越θ大时，角不变，所以绳子的拉力不变，故A正确，B错误；

C、当杆N向左移动后，L变小，绳长x不变，由可知，θ角度增大，绳子与竖直方向的夹角变小，绳子的拉力变小，故C错误；

D、绳长和两杆距离不变的情况下，不变，所以挂的衣服质量变化，衣架悬挂点不变，故D正确。

故选：AD。

9、答案：BD

解析：A.当小张在最低点时，橡皮条对小张的弹力大于他受到的重力，有向上的加速度，故A错误；

B当小张下降的速度达到最大时，加速度为零，则橡皮条对小张的弹力与他的重力大小相等，故B正确；

C从橡皮绳开始绷紧至小张下落到最低点的过程中，他的加速度先减小到零，再反向增加，故C错误；

D在橡皮条处于拉伸阶段，弹力小于小张的重力时，小张有向下的加速度，处于失重状态，故D正确。

10、答案：AB

解析：

11、答案：（1）16.0（2）0.08（3）弹簧的弹力超出了弹性限度（4）A

解析：（1）由该图像的斜率表示弹簧的劲度系数，可得

（2）不加砝码时，弹簧的拉力等于托盘的重力，即

得

（3）图线段发生明显弯曲，则说明弹簧超出了弹性限度。

（4）由胡克定律可得

根据图像可知，a的劲度系数比b的大，弹力与弹簧长度不成正比。故BC错误，A正确。故选A。

12、答案：（1）平衡摩擦力（补偿阻力）（2）（3）（4）

解析：（1）滑块（带有遮光片）通过光电门A、B的时间相等，说明滑块在长木板上做匀速直线运动，重力沿长木板的分力与摩擦力平衡，所以实验步骤②的目的是平衡摩擦力（补偿阻力）；

（2）滑块、经过光电门A的速度为

经过光电门B的速度

由匀变速直线运动规律

得滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小为

（3）由牛顿第二定律得

解得

若小球的质量m远小于滑块（含遮光片）的质量M，则

（4）若小球的质量m不满足远小于滑块（含遮光片）的质量M，由牛顿第二定律得

解得

则

13、答案：（1）16m，4m/s（2）17m（3）

解析：（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小为

8s末速度大小

（2）匀减速的位移为

冰面底部至最高点的距离

（3）由

解得

14、答案：（1）（2）不大于75m

解析：人与滑板整体受力如图所示，设人与滑板整体质量为m

（1）设人下滑的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得

得

得

（2）人先在斜坡上下滑，后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为

在水平面上运动时，由牛顿第二定律可得

设人下滑至B点的速度为v，B点到C点做匀减速直线运动，末速度为0 ，有

人从A点到B点做初速度为0的匀加速直线运动，有

解得

当L大于75 m时，水平面的长度就得大于30 m，为了确保人身安全，AB的长度L应不大于75m。

15、答案：（1），（2）

解析：（1）对物体A根据牛顿第二定律可得：

故A的加速度大小为

方向向右；

对木板B根据牛顿第二定律可得

解得木板B加速度大小为

（2）撤去外力瞬间，A的位移为

B的位移为

撤去外力时，物块A和木板B的速度分别为

撤去外力后，物块A的受力没变，故物块A仍然做加速运动，加速度不变，木板B做减速运动，其加速度大小变为

设经过时间两者达到共速，则有

撤去外力后，A的位移为

B的位移为

故木板B的长度至少为

代入数据解得