2022-2023学年陕西省西安市曲江第一中学高一上学期期末联考物理试题（解析版）

这是一份2022-2023学年陕西省西安市曲江第一中学高一上学期期末联考物理试题（解析版），共24页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 伽利略为了研究自由落体运动的规律，利用斜面做了上百次实验。如图所示，让小球从斜面上的不同位置自由滚下，测出小球从不同起点滚动的位移s以及所用的时间t。若比值为定值，小球的运动即为匀变速运动。下列叙述不符合实验事实的是（ ）
A. 当时采用斜面做实验，是为了便于测量小球运动的时间
B. 小球从同一倾角斜面的不同位置滚下，比值有较大差异
C. 改变斜面倾角，发现对于每一个特定倾角的斜面，小球从不同位置滚下，比值保持不变
D. 将小球在斜面上运动的实验结论合理外推至当斜面倾角为90°时，比值也将保持不变，因此可认为自由落体运动为匀变速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力，目的是便于测量小球运动的时间，故A正确；
BC．在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直接得到速度的变化规律，但是伽利略通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为零，而且s与t的平方成正比，则v与t成正比，则对于每一个特定倾角的斜面，小球从不同位置滚下加速度不变，比值保持不变，故B错误，C正确；
D．将斜面实验的结果合理“外推”至当斜面倾角为90°时，比值也将保持不变，说明自由落体运动是匀变速直线运动，故D正确。
本题选择不符合实验事实的，故选B。
2. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，物体在这段时间内的位移小于
B. 乙图中，物体的加速度为2m/s2
C. 丙图中，阴影面积表示t1 ~ t2时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中，t = 3s时物体的速度为25m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A．若物体做初速度为0、末速度为v0的匀加速直线运动，其位移为，根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；
B．由图得，根据公式
则得加速度大小
故B错误；
C．根据，可知丙图像中，阴影面积表示t1到t2时间内物体的速度变化量，故C错误；
D．根据
得
丁图图像可写成
对比可得
，
则时物体的速度为
故D正确。
故选D。
3. 可视为质点的M、N两车在同地、同时沿同一方向做直线运动，M做初速度为零，加速度大小为a1的匀加速直线运动，N做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零，取出发点位置为x＝0，如图所示为M、N两车在运动过程中的位置(x)-速度(v)图象，则
A. N的初速度大小为2m/s
B. M、N两车加速度大小之和为6m/s2
C. M车加速度大小是N车加速度大小的4倍
D. M车加速度大小为2m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图象可知，当x＝0时，N的速度为6m/s，即N的初速度v0＝6m/s，故A错误；
B.设M、N先后通过x＝6m处时的速度均为v，则对M：
v2＝2a1x
对N：
v2－v02＝－2a2x
联立以上两式解得
a1＋a2＝3m/s2
故B错误；
CD.设当M的速度v1＝8m/s、N的速度v2＝2m/s时，两车通过的位移均为x′，则对M：
v12＝2a1x′
对N：
v22－v02＝－2a2x
，联立以上两式解得a1＝2a2，解得a1＝2m/s2，a2＝1m/s2，故C错误,D正确．
4. 如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（ ）
A. 甲受到三个力的作用B. 甲对扶梯有摩擦力的作用
C. 乙受到三个力的作用D. 乙受到的摩擦力方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】AB．题图甲中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，重力与竖直向上的支持力平衡，不受摩擦力。重力，支持力，故AB错误；
CD．题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，受到重力G、斜面的支持力以及沿斜面向上的摩擦力f三个力作用，如图所示，故C正确，D错误。
故选C。
5. 小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成角，大小都为F。下列说法中正确的是（ ）
A. 当为时，
B. 当时，
C. 当越小时，人对水桶的作用力就越小
D. 不管为何值，两人提总比一人提省力
【答案】C
【解析】
【详解】A．当为时，对水和水桶进行分析有
解得
A错误；
B．当时，对水和水桶进行分析有
解得
B错误；
C．由于
解得
可知，当越小时，人对水桶的作用力就越小，C正确；
D．根据上述可知，越大，所需力越大，当大于某一值时，所需力可能大于一人提水桶的力，D错误。
故选C。
6. 中国人喜欢挂灯笼。如图所示，某户人家用三根细线a、b、c连接灯笼1和灯笼2，细线a一端固定在天花板上，细线c水平，一端固定在竖直墙壁上。三根细线a、b、c的弹力大小分别为、、，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设灯笼的质量为m，细线a与竖直方向夹角为α，把两个灯笼看成整体，受力如图所示，由平衡条件，则有
对灯笼2受力分析可得
可知
因α<90°，则有
因此有
A正确，BCD错误
故选A。
7. 如图是一小物体先从倾角为θ1=53°斜面滑下后再滑上倾角为θ2=37°的斜面运动过程的速度大小随时间变化的图像，两斜面动摩擦因数均为μ，图中v未知，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，取g=10m/s2，则（ ）
A. μ=0.5B. v=8m/s
C. 沿斜面下滑位移为8mD. 沿斜面上滑位移为10m
【答案】A
【解析】
【详解】AB．小物体从倾角为53°斜面滑下时，由牛顿第二定律有
滑上倾角为37°的斜面时，由牛顿第二定律有
其中
，
解得
，
故A正确，B错误；
CD．v-t图线与横轴所围区域的面积表示物体运动的位移，所以沿斜面下滑的位移为
上滑的位移为
故CD错误。
故选A。
8. 如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力（ ）
A. 与斜面倾角θ有关B. 与动摩擦因数有关
C. 与系统运动状态有关D. 与两物块质量有关
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】设P、Q的质量分别为m1、m2，Q受到绳的拉力大小为T，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。根据牛顿第二定律，对整体进行分析，有
F－（m1＋m2）gsinθ－μ（m1＋m2）gcsθ=（m1＋m2）a
对Q进行分析，有
T－m2gsinθ－μm2gcsθ=m2a
解得
T=F
可见Q受到绳的拉力T与斜面倾角θ、动摩擦因数μ和系统运动状态均无关，仅与两物块质量和F有关。
故选D。
9. 如图所示，北京首钢自由式滑雪大跳台由助滑道、起跳台、着陆坡、停止坡组成。运动员在完成一次跳台的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心，增大重力
B. 起跳时跳台对运动员的支持力大小等于运动员对跳台的压力大小
C. 起跳后运动员在完成空中动作时运动员可看作质点
D. 停止蹬地运动员就会缓慢停下，在缓慢停下的过程中滑雪板与地面间摩擦力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心，但重力不变，故A错误；
B．起跳时，跳台对运动员的支持力与运动员对跳台的压力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故B正确；
C．起跳后运动员在完成空中动作时，运动员的形状和体积不能忽略，不能看成质点，故C错误；
D．停止蹬地运动员就会缓慢停下，在缓慢停下的过程中滑雪板与地面间摩擦力为滑动摩擦力，不为零，故D错误。
故选B。
10. 两条弹簧的弹力与长度的关系如图所示。下列表述不正确的是（ ）
A. 弹簧的原长小于弹簧
B. 弹簧的劲度系数大于弹簧
C. 在弹性限度内，用大小相等力拉伸弹簧，弹簧的长度一定大于弹簧
D. 在弹性限度内，用大小相等的力压缩弹簧，弹簧的长度一定大于弹簧
【答案】D
【解析】
【详解】A．图线与横轴的交点表示弹簧原长，由图可知，弹簧a的原长小于弹簧b的原长，故A正确；
B．图线斜率表示弹簧的弹性系数，由图可知，弹簧a的劲度系数大于弹簧b的弹性系数，故B正确；
C．由胡克定律可知，在弹性限度内，施加相同的力，弹簧劲度系数越大，弹簧形变量越小，由上述分析可知，弹簧b的形变量大于弹簧a的形变量，又因为弹簧a的原长小于弹簧b的原长，故用大小相等的力F拉伸弹簧，弹簧b的长度一定大于弹簧a 的长度，故C正确；
D．由C中分析可知，在弹性限度内，用大小相等的力F压缩弹簧，b的压缩量大但是原长长，弹簧b的长度不一定大于弹簧a 的长度，故D错误。
本题选错误项，故选D。
11. 雾霾天气对公路、铁路、航空、航运等均产生重要影响，雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害，在我国治理雾霾已刻不容缓，在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵，如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车的图象，以下说法正确的是（ ）
A. 因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B. 在时追尾
C. 在时追尾D. 若刹车不失灵不会追尾
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．从图像中可以看出，小汽车刹车失灵前的加速度
刹车失灵后的加速度
假设能追尾，设追尾时间为t，则小汽车刹车失灵前的位移
小汽车刹车失灵后的位移
大卡车的位移
由
得
则假设成立，故AB错误，C正确；
D．如果刹车不失灵，则在时两车速度相同，此时小汽车的位移
大卡车的位移
故这时没有追尾，以后两车间距会越来越大，更不会追尾，故D正确。
故选CD。
12. 在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速度与乙球落至斜面时速度比较（ ）
A. 速度方向一定相同B. 速度方向一定不相同
C. 速度大小一定是2倍D. 速度大小一定不是2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示
根据平抛运动的推论
可知甲、乙两个小球速度方向一定相同，A正确，B错误；
CD．对甲有
对乙有
可得
C正确，D错误。
故选AC。
13. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4∶1∶16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小齿轮和后轮的角速度大小之比为1∶1
B. 大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4
C. 大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1∶16
D. 大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为4∶1
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．小齿轮和后轮是同轴转动，角速度相等，大小之比为1∶1，选项A正确；
B．大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，角速度大小之比为1：4，选项B正确；
C．根据v=ωr可知，小齿轮和后轮边缘的线速度之比为1:16，则大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1:16，选项C正确；
D．根据可知，大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为1：4，选项D错误。
故选ABC。
14. 某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象．在地面上称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重．电梯从t=0时由静止开始运动，到t=11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如图所示（g=10 m/s2）。则（ ）
A. 电梯为下降过程
B. 在10~11 s内电梯的加速度大小为2 m/s2
C. F3的示数为550 Ｎ
D. 电梯运行的总位移为19 m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．电梯支持力小于重力，合力向下，加速度向下，初始为静止，所以电梯为匀加速下降，支持力等于重力，平衡状态，保持末的速度匀速直线运动，支持力大于重力，合力向上，由于之前的速度向下，所以此阶段向下匀减速。选项A对；
BCD．匀加速阶段加速度
末的速度
此阶段位移
匀速阶段位移
匀减速阶段时间，初速度为末的速度，末速度等于0，所以可得此阶段加速度
根据牛顿第二定律
带入计算得此时的支持力，即，此阶段位移
总位移
C错诶BD正确；
故选ABD。
15. 如图所示，质量均为的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在光滑的水平面上，木块A上放有质量为的木块C，三者均处于静止状态。现将木块C迅速移开，若重力加速度为，则在木块C移开的瞬间（ ）
A. 弹簧的形变量不改变
B. 弹簧的弹力大小为
C. 木块A的加速度大小为
D. 木块B对水平面的压力大小迅速变为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于弹簧弹力不能突变，所以移开C的瞬间，弹簧的形变量不变，故A正确；
B．开始整体处于平衡状态，弹簧的弹力大小等于A和C的重力，即
移开C的瞬间，弹簧的形变量不变，即弹簧的弹力不变，仍为，故B错误；
C．A受到合力大小为
对木块A由牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上，故C正确；
D．对B，由平衡条件得
解得
则在木块C移开的瞬间，木块B对水平面的压力大小仍为，故D错误。
故选AC。
二、实验题：（共2小题，16题9分，17题8分，共17分）
16. 利用如题图（1）所示的装置探究加速度与力、质量的关系的实验中。
（1）下列做法正确的是______（填字母代号）
A．在安装器材时，应调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出a－m图像
C．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源
D．增减小车上的砝码即改变小车的总质量后，需要重新调节木板倾斜度
（2）在实验中打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测出相邻计数点之间的距离如题图（2），则该小车的加速度为______（结果保留两位有效数字）。
A．0.95 B．0.93 C．0.49 D．0.47
（3）在探究加速度与力的关系时，该同学根据实验数据做出的a－F图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点且BC段明显偏离直线，分析其产生的原因，下列说法正确的是______；
A．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
B．不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
C．图线BC段弯曲可能是小车质量未满足远小于悬挂物总质量的条件
【答案】 ①. A ②. D ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]A．为减少误差，提高实验的精确度，在安装器材时，应调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故A正确；
B．因为合力不变时，加速度与质量成反比，所以在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断两者间的关系，应作出图像，故B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开小车，故C错误；
D．实验中是利用重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力，既
其中质量可以约去，所以增减小车上的砝码即改变小车的总质量后，不需要重新调节木板倾斜度，故D错误。
故选A。
（2）[2]每5个点取一个计数点，则计数周期为
则该小车的加速度为
故选D；
（3）[3]AB．图线横轴有截距，既绳中有拉力后，加速度还等于零，说明没有平衡摩擦力或没有平衡完摩擦力，故A错误，B正确；
C．由
可得
实验只有在满足悬挂物的总质量m远小于小车的总质量M时，才能认为悬挂物的重力提供小车的合力F，所以 图线BC段弯曲可能是悬挂物总质量未满足远小于小车质量的条件，故C错误。
故选B。
17. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。
（1）关于实验条件的说法，正确的有___________
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末段N端必须水平
C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
（2）该实验结果可表明___________
A．两小球落地速度的大小相同
B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm，）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10。则P小球平抛的初速度的大小为___________m/s。若以a点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为___________（结果以cm为单位）。
【答案】 ①. BC##CB ②. D ③. 2 ④. （-10，-1.25）
【解析】
【详解】（1）[1] A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故不必必须光滑，故A错误；
B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故B正确；
CD．这个实验只验证竖直自由落体，水平无影响，不需要每次水平初速度相同，可以在不同位置释放，故C正确，D错误。
故选BC。
（2）[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，故ABC错误，D正确。
故选D。
（3）[3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得
代入数据，解得
根据公式，可得水平方向的速度为
[4]竖直方向，根据匀变速直线运动的推论，即中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得
可知，根据公式，可得小球运动到b点的时间为
所以，小球运动到b点时，竖直方向的位移为
解得
小球运动到b时，水平方向的位移为
解得
若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为。
三、计算题（共4小题，18题6分，19题8分，20题12分，21题12分，共38分）
18. 如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处静止状态。已知，。取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）轻绳OA、OB中的张力大小分别是多少？
（2）人受到的摩擦力大小。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）以结点O为研究对象，进行受力分析如图，根据共点力的平衡条件：与的合力与重力等大反向，由几何关系得
（2）人在水平方向仅受绳OB的拉力和地面的摩擦力作用，根据平衡条件有
19. 如图所示，质量的物体在水平面上受到大小为10N、方向与水平方向成37°角斜向上的拉力F的作用，沿水平做速度为的匀速运动。g取10m/s2，不计滑块运动过程中所受的空气阻力。（，）求：
（1）求出物体与水平面间的动摩擦因数；
（2）求撤去F后物体继续滑行的距离。
【答案】（1）0.5；（2）0.4m
【解析】
【详解】（1）对物体受力分析如图所示
根据共点力的平衡，在水平方向
在竖直方向
又有
Ff=μFN
联立并代入数据解得
μ=0.5
（2）撤去外力后，根据牛顿第二定律
Ff=μmg =ma
解得加速度的大小为
a=μg=5m/s2
撤去外力后，根据速度位移公式
0-v2=-2ax
代入数据解得
x=0.4m
20. 2020年11月24日凌晨4事30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。12月1日23时，嫦娥五号探测器在月面上空开启发动机，实施降落任务。在距月面高为H＝102 m处开始悬停，识别障碍物和坡度，选定相对平坦的区域后，先以a1匀加速下降，加速至v1＝4 m/s时，立即改变推力，以a2＝2 m/s2匀减速下降，至月表高度30 m处速度减为零，立即开启自主避障程序，缓慢下降。最后距离月面2.5 m时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，整个过程始终垂直月球表面做直线运动，取竖直向下为正方向。已知嫦娥五号探测器的质量m＝40 kg，月球表面重力加速度为1.6 m/s2。求：
（1）嫦娥五号探测器自主着陆月面时的瞬时速度大小v2；
（2）匀加速直线下降过程的加速度大小a1；
（3）匀加速直线下降过程推力F的大小和方向。
【答案】（1）；（2）；（3），竖直向上
【解析】
【详解】（1）距离月面2.5m时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，可得
解得
（2）由题意知加速和减速发生的位移为
由位移关系得
代入数据解得
（3）因为匀加速直线下降过程中加速度小于月球表面重力加速度，所以根据牛顿第二定律可得，推力F为阻力，方向为竖直向上，大小满足
解得
21. 物体与水平面间的动摩擦因数，斜面倾角为，一质量为10kg的物体（可视为质点）在斜面上恰能匀速下滑。现将该物体放在水平面上的A处，在与水平面成角的拉力作用下由静止开始向右运动，经到达斜面底端B点时撤去拉力F，物体过B点时速度大小不变。（g取，，）求：
（1）物体与斜面面间的动摩擦因数；
（2）物体到达B点时速度大小；
（3）物体沿斜面向上滑动最大距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物体在斜面上恰能匀速下滑，平行于斜面方向上的合力为零，则
解得
（2）物体在水平面受到的摩擦力大小为
由牛顿第二定律可得物体在水平面上的加速度为
物体到达B点时速度大小
（3）物体在斜面上滑时加速度大小为
方向沿斜面向下，物体沿斜面向上滑动的最大距离