2022-2023学年陕西省西安市西北大学附属中学高一上学期期末物理试题（解析版）

2022-2023学年度第一学期高一年级物理学科期末试卷

本试卷共6页，19题，满分100分。时间100分钟

第Ⅰ卷（选择题 共56分）

一、单项选择题（共8小题，每题4分，共32分）

1. 疫情终于结束，小帅同学开心地从家里返回学校学习，在此过程中下列说法正确的是（   ）

A. 研究他从家到学校所用时间不能将他视为质点

B. 他6:30从家出发，6:30指的是时刻

C. 他从家走到学校，他的位移大小和路程相等

D. 比较他和一辆自行车的运动快慢时，可以选择骑这辆自行车的同学为参考系

【答案】B

【解析】

【详解】A．研究他从家到学校所用时间时，由于他的运动轨迹长度远大于他的身体尺度，可以将他视为质点，A错误；

B．他6:30从家出发，6:30指的是时刻，B正确；

C．他从家走到学校，由于他的运动不可能是单向直线运动，他的位移大小小于路程，C错误；

D． 比较他和一辆自行车的运快慢时，由于骑这辆自行车的同学与自行车是相对静止关系，故不可以选择骑这辆自行车的同学为参考系，D错误。

故选 B。

2. 下列关于速度、速率和加速度的说法，正确的是（   ）

A. 速度、速率和加速度均为矢量

B. 速度越大，加速度也一定越大

C. 速率等于位移与经过这段位移所用时间的比值

D 速度变化越慢，加速度越小

【答案】D

【解析】

【详解】A．速度和加速度为矢量，速率为标量，故A错误；

B．速度的大小与加速度的大小之间没有必然联系，速度越大，加速度不一定越大，故B错误；

C．速率等于路程与经过这段路程所用时间的比值，速度等于位移与经过这段位移所用时间的比值，故C错误；

D．速度变化越慢，加速度越小，故D正确；

故选D。

3. 小帅没追上公交车，眼看着车由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，下列错误的是（   ）

A. 车的加速度保持不变

B. 车在任意1s的时间内末速度比初速度大2m/s

C. 车在前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比为1:3:5

D. 车在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1:2:3

【答案】C

【解析】

【详解】A．车做匀加速直线运动，加速度不变，A正确；

B．由于车以加速度为2m/s2匀加速，所以在任意1s的时间内末速度比初速度大2m/s，B正确；

C．由初速为零的匀加速直线运动推论可知，车在前1s内、前2s内、前3s内的位移大小之比为1:4:9，C错误；

D． 由初速为零的匀加速直线运动推论可知，车在1s末、2s末、3s末的速度大小之比为1:2:3，D正确。

本题选错误的，故选C。

4. 如图所示的位移（x）—时间（t）图像和速度（v）—时间（t）图像中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（　　）

A. 甲车做曲线运动，乙车做直线运动

B. 时间内，甲车通过的路程大于乙车通过的路程

C. 时间内，丙、丁两车在时刻相距最远

D. 时间内，丙、丁两车的平均速度相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据位移—时间图像的斜率表示速度，由图像可知：乙图线的斜率不变，说明乙的速度不变，做匀速直线运动，甲做速度越来越小的变速直线运动，选项A错误；

B．在时刻两车的位移相等，又都是单向直线运动，所以两车路程相等，选项B错误；

C．由图线与时间轴围成的面积表示位移可知：在时刻面积差最大，所以丙、丁两车相距最远，选项C正确；

D．0—时间内，丙的位移小于丁的位移，时间相等，平均速度等于位移与时间的比值，所以丙车的平均速度小于丁车的平均速度，选项D错误。

故选C。

5. 如图所示，某物体受五个共点力作用，处于静止状态。若F1的大小不变，方向沿顺时针转过120°，其余四个力的大小和方向均不变，则此物体受到的合力大小变为（　　）

A. F1 B. 2F1 C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】F2、F3、F4、F5和F1五个共点力合力为零，则F2、F3、F4、F5四个力的合力F与F1等大反向。将F1方向沿顺时针转过120°后，F与F1的夹角为60°，根据矢量运算法则，结合三角形知识，可得此时物体所受合力大小为

故选D。

6. 快到学校时，小帅发现车顶悬挂的小球如图所示，小球质量为m，车厢底板上放一个质量为M的木箱，车厢底板与木箱间的动摩擦因数为μ。当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为θ，木箱和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是（   ）

A. 汽车可能向右匀减速运动

B. 汽车的加速度大小为gtanθ

C. 细线对小球的拉力大小为mgcosθ

D. 木箱受到的摩擦力大小为μMg

【答案】B

【解析】

【详解】A．对小球受力分析可知，小球所受的合外力向右，则加速度向右，汽车可能向左匀减速运动或向右匀加速，选项A错误；

B．对小球

则汽车的加速度大小为

选项B正确；

C．细线对小球的拉力大小为

选项C错误；

D．木箱受到的摩擦力为静摩擦力，大小为

选项D错误。

故选B。

7. 上数学课时小帅发现同桌小美不认真听讲，偷偷望着窗外的小鸟。小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢运动如图所示，于是他向小美提出了以下问题，在小鸟从A运动到B的过程中（   ）

A. 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大

B. 树枝对小鸟的合力先减小后增大

C. 树枝对小鸟的弹力先减小后增大

D. 树枝对小鸟的弹力保持不变

【答案】A

【解析】

【详解】A．对小鸟受力分析如图所示

由题意得

因为从A运动到B的过程中，先减小后增大，则树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大，故A正确；

B．由题意知，树枝对小鸟的合力与小鸟的重力等大反向，所以树枝对小鸟的合力不变，故B错误；

CD．由题意知，树枝对小鸟的弹力

因为从A运动到B的过程中，先减小后增大，则树枝对小鸟的弹力先增大后减小，故CD错误。

故选A。

8. 体育课前小帅和小美帮体育老师搬体操垫，将垫子A叠放在垫子B上，将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，两物体均一直保持静止状态

B. 发生相对运动时，A和B的加速度是

C. 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

D. 两物体始终不发生相对运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．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，故A错误；

BCD．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Ff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

F-Ff=mAa

再以B为研究对象，B受水平向右的静摩擦力

Ff=mBa

当Ff为最大静摩擦力时，解得

此时

F=48N

由此外力F由0增大到45N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BC错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题（共6小题，每题4分，共24分，全对得4分，漏选得2分，含错误选项得0分）

9. 课堂上物理老师和同学们在一起回顾物理学的发展进程，提出科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用。小帅提出的下列关于物理学史及物理学思想的说法中正确的是（　　）

A. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证

B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里运用了微元思想

C. 伽利略研究自由落体运动时只用到了实验验证方法

D. 在探究加速度与力和质量关系的实验中，“将砝码和砝码盘的重力近似等于细线的拉力”利用了近似计算的思想

【答案】BD

【解析】

【详解】A．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，研究的是物体不受外力作用下的情景，而实际上物体不存在不受外力作用的情景，因此牛顿第一定律不能用实验直接验证，A错误；

B．在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里运用了微元法思想，B正确；

C．伽利略研究自由落体运动时用到了逻辑推理，假设与实验验证，合理外推方法，C错误；

D．在探究加速度与力和质量关系的实验中，当砝码和砝码盘的质量远远小于小车的质量时，可以“将砝码和砝码盘的重力近似等于细线的拉力”，这里利用了近似计算的思想，D正确。

故选BD。

10. 小美在草稿本上画了一个力的示意图，小帅想到可以把这个力分解。若该力，把F分解为和两个分力，已知分力与F夹角为，则的大小（  ）

A 一定小于10N B. 可能等于10N

C. 可能大于10N D. 最小一定等于5N

【答案】BCD

【解析】

【详解】

作合力和分力F1的示意图，根据三角形定则作图，通过不同三角形的比较，可知当F与F2垂直时，F2最小，且最小值为

Fsin30°=5N

根据图知，F2无最大值，即

F2≥5N

故选BCD。

11. 休息时间小帅和小美一起用实验室的木块和弹簧搭积木，搭出了如图所示两组模型，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量均为m，2、4质量均为，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为、、、，重力加速度大小为g，则有（   ）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】AC

【解析】

【详解】将两木板沿水平方向突然抽出后的瞬间，由于物块1、2间用刚性轻质杆连接，轻质杆对物块1、2的弹力突变为零，则对物块1、2和刚性轻质杆为整体，由牛顿第二定律得

即

由于物块3、4间的轻质弹簧形变不能发生突变，则弹簧对物块3向上的弹力和对物块4向下的弹力仍为mg，所以对物块3和物块4分别满足

故选AC。

12. 调皮的小帅把积木小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，如图所示，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是（   ）

A. 小球的速度一直减小

B. 速度先增大后减小

C. 小球的加速度先减小后增大

D. 小球的加速度先增大后减小

【答案】BC

【解析】

【详解】小球向下运动过程中，弹簧弹力一直增大，小球受两个力作用，根据牛顿第二定律有

随着x的增大，a减小，当弹力与重力大小相等时，a=0，此时速度最大，小球继续向下运动，则弹力大于重力，加速度方向向上且逐渐增大，小球做加速度增大的减速运动，直到速度为零时，压缩至最低，加速度最大。

故选BC。

13. 小帅突然想起自己的物理试卷没带，于是中午放学生地铁回家去取，过安检时将书包放在传送带上，如图所示。绷紧的水平传送带足够长，始终以的恒定速率运行。书包放到传送带上的初速度大小为，从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带。若从书包滑上传送带开始计时，书包在传送带上运动5s后与传送带的速度相同，则（   ）

A. 书包未与传送带速度相同时，受到的摩擦力方向水平向右

B. 书包的加速度大小为

C. 书包与传送带之间的相对位移大小为4.5m

D. 书包与传送带之间的相对位移大小为12.5m

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据受力分析可知，书包与传送带速度相等之前，书包相对传送带向左运动，故书包受到的摩擦力是向右的，A正确；

B．以向右为正方向，根据匀变速直线运动的速度时间关系可知

解得书包的加速度大小为

B错误；

CD．这个过程书包的位移为

解得

传送带的位移为

故书包与传送带之间相对位移大小为

C错误，D正确。

故选AD。

14. 某同学气喘吁吁乘电梯从1楼回32楼的家。电梯先由静止开始向上加速，加速度为以的加速度向上加速，当速度达到10m/s时做匀速运动，最后做匀减速运动到达家所在楼层，减速过程中人对电梯的压力为450N，全过程共向上运动112m，设该同学的体重为50kg，，则下列说法正确的有（   ）

A. 加速过程中，人处于失重状态

B. 电梯向上加速时，地面对人的支持力是600N

C. 减速过程的位移是25m

D. 小帅乘电梯从1楼到32楼共用了18.7s

【答案】BD

【解析】

【详解】A．电梯向上加速过程，人有向上的加速度，处于超重状态，A错误；

B．电梯向上加速时，由牛顿第二定律

可得

N1=600N

B正确；

C．减速过程中人对电梯的压力为450N，由牛顿第二定律

可得

则减速时间为

减速过程的位移为

C错误；

D．加速阶段的位移为

则匀速阶段的时间为

则全过程总时间为

D正确。

故选BD。

第I卷（非选择题共44分）

三、实验填空题（每空2分，共14分）

15. 实验课同学们在一起完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。

（1）粗心的小帅在接通电源进行实验之前，将实验器材组装成如上图所示的装置图。小美指出该装置中有以下错误或不妥之处，你认为小美的观点中正确的有_______

A．打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源

B．平衡摩擦力时，应将长木板倾斜，挂上钩码，利用重力的分力平衡摩擦力

C．释放小车的初始位置离打点计时器太远

D．为保证绳子对小车的拉力F约等于小盘和重物的总重力mg，小盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是m远小于M。

（2）改正实验装置后，小帅顺利完成了实验。下图是他在实验中得到的一条纸带，（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）

（3）小美想到还可以用D1S装置（由位移传感器、数据采集器、计算机组成，可以直接显示物体的加速度）探究加速度与力的关系，如图a：

①小美改变所挂钩码的数量多次重复测量，并根据测得的多组数据画出关系图线，如图b所示：分析此图线OA段可得出的实验结论是___________________。

②小帅发现图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是__________。（填选项前字母）

A．小车与轨道之间存在摩擦              B．轨道保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大                D．所用小车的质量太大

【答案】    ①. ACD    ②. 0.80    ③. 小车质量m不变，加速度a与合外力F成正比    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]A．打点计时器不应使用干电池，应使用交流电源，A正确；

B．平衡摩擦力时，应将长木板倾斜，去掉钩码，应使小车的重力沿斜木板的分力平衡摩擦力，B错误；

C．释放小车的初始位置靠近打点计时器，不能离打点计时器太远，C正确；

D．为保证绳子对小车的拉力F约等于小盘和重物的总重力mg，小盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是m远小于M，D正确。

故选ACD。

（2）[2]每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出，可知纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为

T=0.02×5s=0.1s

由可得小车的加速度大小为     

（3）①[3]小美改变所挂钩码的数量多次重复测量，并根据测得的多组数据画出关系图线，如图b所示：分析此图线OA段可得出的实验结论是：当小车的质量不变时，小车的加速度a与小车所受的合外力F成正比，即。

②[4]小帅发现图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：当小盘和重物的总质量m与小车的质量M在不满足时，测得小车的加速度随m的逐渐增大而减小，使加速度a与绳的拉力F不再是成线性变化。

故选C。

16. 小美和小帅课堂上还做了用等效代替法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，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。

（1）本实验中“等效代替”含义是__________。

A．橡皮筋可以用细绳替代

B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果

C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果

D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代

（2）图乙中的F与两力中，方向一定沿着AO方向的是__________。

（3）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是_______。

A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些

B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行

C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些

D．使拉力和的夹角很小

【答案】    ①. D    ②.     ③. AB##BA

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。

故选D。

（2）[2]由于用一根弹簧秤拉橡皮筋时，拉力的方向一定与橡皮及共线，故方向一定沿着方向的是，图中是、通过平行四边形定则画出的合力，是合力的理论值。

（3）[3]A．拉橡皮筋的绳细一些且长一些，确定拉力方向时较为准确，故A正确；

B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，避免形成垂直纸面方向的分力，产生误差，故B正确；

C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，确定拉力方向时较为准确，故C错误；

D．若拉力和的夹角很小，做出来的平行四边形较狭长，误差较大，故D错误。

故选AB。

四、计算题（共3小题，17题8分，18题10分，19题12分，共30分）

17. 晚上小帅激动地和朋友一起看世界杯，克罗地亚VS巴西的比赛紧紧扣住了他的心弦。看完球赛后他对点球大战中守门员扑不住球的原因感到非常困惑，于是查到了以下数据：点球点到球门线的距离为，球门宽度为，。

（1）假设进攻球员沿水平方向朝球门边缘Р点踢出足球，球的速度达到了且做匀速直线运动。守门员站在球门中间（身体所占位置不计），他从看到球射出到身体做出反应需要的时间最短极限为0.2s。守门员做出反应后匀速直线向旁边跑去扑球，速度与博尔特百米赛跑的最快爆发速度相等为，通过计算说明守门员在看到球射出后再作出反应，能否成功扑到足球？

（2）克罗地亚胜利之后球员激动地在场上奔跑欢呼。10号球员从点球点出发，以的速度向中线匀速奔跑，守门员在他正后方球门线处同时由静止开始以的加速度开始追，世界杯足球场长度为105m，守门员能否在到达足球场边缘前追上10号球员?

【答案】（1）不能，见详解；（2）不能，见详解

【解析】

【详解】（1）设足球到达P点所用的时间为，守门员的反应时间为，反应后扑到P点的时间为，有题可知

因此可知守门员从反应到扑到P点共需，大于足球运动到P点的时间，因此，守门员不能扑到足球。

（2）设守门员的加速度为，10号球员运动到球场边缘所用的时间为，守门员追上10号球员的时间为，球场的长度为根据题意，当守门员恰好追上10号球员时有

解的

而10号运动员运动到球场边界的时间为

由于

因此守门员不能在到达足球场边缘前追上10号球员。

18. 比赛结束后，小帅激动不已跑到楼下玩了一会滑滑梯，他爬到滑滑梯最高处，沿着斜槽飞滑而下，随后滑入水平槽。设小帅质量为60kg，在斜槽和水平槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍，斜槽的坡度为，若人从斜槽顶部由静止开始滑行18m，经过斜槽的底部O点进入水平槽（经过O点前后速度大小不变，取）。求：

（1）人沿斜槽下滑的加速度的大小；

（2）人滑到斜槽底部О点时的速度大小；

（3）人进入水平槽后15s内滑行的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）72m

【解析】

【详解】（1）对人进行受力分析，根据牛顿第二定律可得

解得

（2）由匀加速直线运动规律可得

解得

（3）人接入水平槽后，根据牛顿第二定律可得

故

由于

即人进入水平槽后12s末时速度为0，人在15s内滑行的距离为

19. 冷静下来后，小帅意识到胜利不会像山坡上的蒲公英一样唾手可得，学习需要全力以赴才行，于是他利用家里的木块和木板开始复习物理。如图所示，他把质量的长木板放在光滑的水平面上，在长木板右端加一水平恒拉力，当长木板向右运动的速度达到1.5m/s时，在长木板前端轻轻地放上一个大小不计，质量为2kg的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数，长木板足够长。（）

（1）小物块放后，小物块及长木板的加速度各为多大?

（2）经多长时间两者达到相同的速度?

（3）从小物块放上长木板开始，经过小物块的位移大小为多少?

【答案】（1）2m/s2，0.5 m/s2；（2）1s；（3）2.1m

【解析】

【详解】（1）小物块的加速度大小为

长木板的加速度大小为

（2）设经t0时间两者达到相同的速度v，则有

解得

t0=1s

v=2m/s

（3）从小物块放上长木板在1s时间內的位移

小物块及长木板达到相同的速度时，两者的加速度为

接下在0.5s时间內小物块的位移

則有从小物块放上长木板开始，经过小物块的位移大小为