2023鄂尔多斯一中高一上学期期末考试物理含解析

市一中2022-2023学年度第一学期期末自测题

高一物理试题

考试说明：1、考试时间100分钟　　2、总分100分

一、单选题（1-5为单项选择题，6-8为多项选择题，每小题4分，共32分）

1. 下列说法中，正确的是（　　）

A. 千克、秒、牛顿都是国际单位制中的基本单位

B. 牛顿第一定律在非惯性系中仍然是成立的

C. 已知合力和两个分力的方向（不在同一直线上），分解结果是唯一的

D. 速度、加速度、重力、路程均是矢量，相加时遵循平行四边形定则

【答案】C

【解析】

【详解】A．千克、秒是国际单位制中的基本单位，牛顿不是国际单位制中的基本单位，A错误；

B．牛顿运动定律只在惯性系中成立，B错误；

C．已知合力和两个分力的方向（不在同一直线上），分解结果是唯一的，C正确；

D．速度、加速度、重力是矢量，相加时遵循平行四边形定则；路程标量，相加时遵循代数相加规律，D错误。

故选C。

2. 科学地佩戴口罩，对于新冠肺炎、流感等呼吸道传染病具有预防作用，既保护自己，又有利于公众健康。如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，一侧的口罩带是由直线、弧线和直线组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为的弹性轻绳（遵循胡克定律），在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了，此时段与水平方向的夹角为段与水平方向的夹角为，弹性绳涉及到的受力均在同一平面内，不计摩擦，已知，则耳朵受到口罩带的作用力（　　）

A. ，方向与水平向右成角 B. ，方向与水平向左成角

C. ，方向与水平向左成角 D. ，方向与水平向右成角

【答案】B

【解析】

【详解】耳朵分别受到、段口罩带的拉力、，且

将两力正交分解如图所示

水平方向合力

竖直方向合力

解得

耳朵受到口罩的作用力

方向与水平向左成角。

故选B。

3. 如图所示，物体P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G＝15N的重物Q，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F＝15N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则下列说法正确的是（　　）

A.  B.  C.  D. 质量未知，无法判断

【答案】A

【解析】

【详解】挂重物时，选P和Q为研究对象，根据牛顿第二定律，有

可得共同运动的加速度大小为

当改为F＝15N拉力后，由牛顿第二定律，有

可得P的加速度为

由此可知

故选A。

4. 如图所示，挡板垂直于斜面固定在斜面上，一滑块m放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一球M搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止，现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态，则与原来相比（　　）

A. 斜面对滑块的弹力增大 B. 滑块对球的弹力增大

C. 挡板对球的弹力减小 D. 拉力F减小

【答案】C

【解析】

【详解】BC．以球为研究对象受力分析如图

滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离，则挡板对球的弹力减小，滑块对球的弹力减小，故C正确，B错误；

AD．对滑块和球整体进行受力分析，整体受重力、斜面的支持力、挡板的弹力及拉力，各力的方向不变，由于挡板对球的弹力减小，则拉力F增大，在垂直斜面方向上，斜面对滑块的弹力不变，故AD错误。

故选C。

5. 如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）．与稳定在竖直位置时相比，小球高度

A. 一定升高 B. 一定降低

C. 保持不变 D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

【答案】A

【解析】

【详解】

试题分析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，

弹簧的伸长x1＝，即小球与悬挂点的距离为L1=L0+，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2＝＝，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=（L0+）cosα=L0cosα+＜L0+=L1，所以L1＞L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A正确，BCD错误．

故选A．

6. 甲乙两质点在同一直线上运动，从t＝0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，图像如图甲所示，已知甲图像过、、三个点。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ）

A. t＝0时刻，甲的速度2m/s B. 甲的加速度大小

C. 经过，甲追上乙 D. 经过2.5s，甲追上乙

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．对甲图有

将、、三个点代入上式解得

，，

A错误，B正确；

CD．对乙图有

变形为

结合图像可知

，

由运动学公式

代入数据解得，甲追上乙的时间为

C正确，D错误。

故选BC。

7. 如图所示，光滑水平桌面放置着物块A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块B，已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度大小为g，静止释放物块A、B后（　　）

A. 相同时间内，A、B运动的路程之比为2：1

B. 物块A、B的加速度之比为1：1

C. 细绳的拉力为

D. 当B下落高度h时，速度为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．同时间内图中A向右运动h时，根据动滑轮的特点可知B下降一半的距离，即为，故A、B运动的路程之比为2：1，故A正确；

B．任意相等时间内，物体A、B的位移之比为2：1，根据

可知加速度之比均为2：1，故B错误；

C．设A的加速度为a，则B的加速度为0.5a，根据牛顿第二定律，对A有

对B有

联立解得

，

故C正确；

D．B加速度为

根据速度位移公式有

解得

故D正确；

故选ACD。

8. 如图甲所示，质量分别为m、M的物体A、B静止在劲度系数为k的轻弹簧上，A与B不粘连。以两物体静止时的位置为坐标原点。现对物体A施加竖直向上的拉力，使A、B一起竖直向上运动，两物体的加速度随位移变化的图像如图乙所示，重力加速度为，则下列说法正确的是（    ）

A. 在图乙PQ段中，拉力逐渐增大

B. 在图乙QS段中，B减速上升

C. 位移大小为x1时，A、B之间弹力大小为

D. 位移大小为x3时，A、B速度大小均为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．开始时，A、B两物体均处于静止状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力的大小

图乙段中，A、B的加速度大小与方向都不变，由牛顿第二定律有

随物体向上运动，弹簧的弹力逐渐减小，可知拉力逐渐增大，A正确；

B．在图乙段中，A、B两物体加速度方向仍竖直向上，大小逐渐减小，所以A、B两物体做加速度减小的加速运动，B错误；

C．当A、B两物体竖直向上运动x1时，弹簧弹力大小

以B为研究对象，由牛顿第二定律有

解得

C正确；

D．从P到Q的运动中，物体的加速度不变，有

从Q到S的运动中，物体的加速度随位移均匀减小，则有

联立解得

D错误。

故选AC。

二、实验填空题（每空2分，共22分）

9. 物体的质量为，两根轻绳和的一端连接于竖直墙上（、在同一竖直线上），另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成角的拉力，若要使两绳都能伸直，如图所示，伸直时与墙面垂直，绳与绳间夹角为，求拉力的大小范围（取），____________。

【答案】    ①. 20    ②. 80

【解析】

【详解】[1][2]物体受力如图所示

A静止处于平衡状态，由平衡条件得方向

方向

解得

要使两绳都能伸直，则有

，

所以解得

10. 某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：

①如图甲所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结），将制图板竖直固定在铁架台上。

②将质量为m=0.2kg的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0，用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A1；逐渐增大水平力，重复5次……。

③取下制图板，量出A1、A2、A3、A4、A5…各点到O的距离、、、、，…，量出各次橡皮筋与水平线之间的夹角α1、α2、α3、α4、α5…。

④在坐标纸上作出的图像如图乙所示，已知重力加速度g=10m/s2。

完成下列填空：

（1）当橡皮筋与水平线间的夹角为30°时，橡皮筋所受的拉力大小为__________N。

（2）由图像可得橡皮筋的劲度系数k=__________N/m，橡皮筋的原长l0=__________m。

【答案】    ①. 4.0##4    ②. 400    ③. 0.19

【解析】

【详解】（1）[1]由三力合成可知

解得橡皮筋所受的拉力大小为

（2）[2]由胡克定律可知

整理的

则可知 图像的斜率为 ，取图像相距较远的两点可知斜率为

解得劲度系数为

[3]由图像横轴截距为橡皮筋的原长，读图得l0=19cm=0.19m。

11. 用下列器材测量小车质量M：小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块，细线、打点计时器、纸带、频率为50Hz的交流电源、直尺、6个槽码。（每个槽码的质量均为m＝10g）

（1）完成下列实验步骤中的填空：

i.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拔小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点测出加速度a；

iii.试依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤；

iv.以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出-关系图线。

（2）已知重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：

①下列说法错误的是______；

A.接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

B.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

C.实验中无须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量

D.若细线下悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小______m/s，加速度大小______；

③写出随变化的关系式______（用M，m，g，a，n表示）；

④测得关系图线的斜率为，则小车质量______kg。

【答案】    ①. 等间距    ②. D    ③. 0.723    ④. 0.820    ⑤.     ⑥. 0.234

【解析】

【详解】（1）[1]若小车匀速下滑则a=0，由

故纸带上打出一系列等间距的点。

（2）①[2]A．先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放，故A正确，不符题意；

B．小车下滑时，为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行，故B正确，不符题意；

C．由于该实验每个槽码的质量已知道，故不需要使质量远小于小车质量，故C正确，不符题意；

D．匀速运动时有

若细线下端悬挂着2个槽码，整体牛顿第二定律有

解得加速度为

故D错误，符合题意。

本题选错误的，故选D。

②[3]频率为50Hz的交流电源，相邻计数点间均有4个点未画出，则两计数点间的时间间隔为

根据图乙，点5是点4、6的中间时刻，则有打“5”点时的速度为4、6间的平均速度

[4]由

可得

③[5]对于小车匀速时有

减小n个槽码后，对小车和槽码分别有

，

则

即

④[6]由③可得斜率

即得

三、解答题

12. 2022年2月第24届冬季奥运会在北京举行。下图为一滑雪赛道的简化示意图。AB为一条倾角的长直滑道，AB长度L＝60m。BC为水平滑道，B处与水平滑道平滑连接。滑板与滑雪赛道之间动摩擦因数恒定。一可视为质点、含装备质量为80kg的滑雪运动员从A点以2m/s的初速度沿山坡匀加速下滑，用时5s滑到B点，在B点有一细小的圆弧，运动员通过B点后速度大小不变，方向变为水平向右，过B点后运动员在水平滑道做匀减速运动，最终停止在C处，取，，。求：

（1）滑板与雪道之间的摩擦因数为多少？

（2）运动员到达B点时瞬时速度的大小；

（3）BC长度为多少米。

【答案】（1）0.25；（2）22m/s；（3）96.8m

【解析】

【详解】（1）运动员在AB滑道上运动时，根据运动学公式有

代入数据解得

运动员在AB滑道上运动受力分析有

代入数据解得

（2）运动员运动到B点时有

解得

（3）运动员在水平滑道运动根据牛顿第二定律有

运动员从B到C过程有

代入数据联立解得

13. 如图所示，在竖直平面内，有一直角三角形金属框架，底边水平。质量为的小球a和质量为m的小球b套在框架上，可以无摩擦地滑动。之间通过不可伸长的细线连接。当系统处于平衡时，求：（重力加速度为g）

（1）细线上的拉力大小F和细线与金属框架形成的夹角θ；

（2）金属框架对b球的作用力大小。

【答案】（1），；（2）

【解析】

详解】（1）对a球、b球受力分析，如图所示，根据平衡条件，对a球有

对b球有

解得

（2）对b球，有

解得

14. 如图甲所示，质量m=1kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t=0.5s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间变化的关系图像（v-t图像）如图乙所示，g取10m/s2，求：

（1）2s内物块的位移大小x和通过的路程L；

（2）拉力F的大小；

（3）斜面对物块的滑动摩擦力Ff的大小。

【答案】（1）0.5m，1.5m；（2）8N；（3）1.5N

【解析】

【详解】（1）图像与时间轴所围面积表示位移，在2s内，由题图乙可知，物块上滑的最大距离为

x1=×2×1m=1m

物块下滑的距离为

x2=×1×1m=0.5m

所以，2s内物块的位移大小为

x=x1-x2=0.5m

路程为

L=x1+x2=1.5m

（2）0～0.5s，物块沿斜面加速上滑，受力分析如图

0.5～1s，物块沿斜面减速上滑，受力分析如图所示

由题图乙知，两个阶段加速度的大小分别为

a1=4m/s2，a2=4m/s2

设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为Ff，据牛顿第二定律可得，在0～0.5s内

F-Ff-mgsinθ=ma1

在0.5～1s内

Ff+mgsinθ=ma2

联立解得

F=8N

（3）由题图乙可知，在1～2s内物块的加速度大小为

a3=1m/s2

受力分析如图所示

由牛顿第二定律可得

mgsinθ-Ff=ma3

解得

Ff=1.5N

15. 如图，质量为1kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.25，A的右边被一根弹簧用1.5N的水平拉力向右拉着而保特静止。现在要使弹簧作用下物块A相对木箱移动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。

（1）如果让木箱在竖直方向上运动，其加速度应满足什么条件？

（2）如果让木箱在水平方向运动，且其加速度应满足什么条件？

【答案】（1）向下加速或者向上减速，；（2）向左加速或向右减速，

【解析】

【详解】（1）要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动，物块A受到的木箱对它的最大静摩擦力要小于弹簧对它的拉力，即

由

解得

所以要使A处于失重状态，即A的加速度要向下，大小为

所以要让木箱在竖直方向向下加速或者向上减速运动，加速度大小

（2）如果让木箱在水平方向运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱地面向右运动，则物块的加速度要向左，由牛顿第二定律有

代入数据解得

所以木箱要向左加速运动或向右减速运动，且加速度大小

16. 如图所示，方形木箱及内物体总质量为，其内用两轻绳将一质量的小球悬挂于P、Q两点，两细绳与水平的车顶面的夹角为和。水平传送带AB长，以的速度顺时针转动，木箱与传送带间动摩擦因数（）。求

（1）设木箱为质点，且木箱由静止放到传送带上，那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处；

（2）木箱放到传送带A点后，在木箱加速的过程中，绳P和绳Q的张力大小分别为多少？

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）对木箱（含小球），根据牛顿第二定律可得

解得

设木箱到达右端B前，已经与传送带共速，则木箱加速过程的时间为

加速过程的位移为

木箱匀速过程的时间为

则木箱从A运动到传送带的另一端B处所用时间为

（2）当绳P伸直但无拉力时，以小球对象，根据牛顿第二定律可得

解得

木箱加速阶段

所以小球已经飘起，绳P已经松弛，故有

此时小球只受重力和绳Q的拉力，根据牛顿第二定律可得

解得

17. 如图，质量为1.5kg的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为0.5。这时铁箱内一个质量为1.5kg的木块（可视为质点）恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，求：

（1）木块对铁箱压力的大小；

（2）水平拉力F的大小；

（3）减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，之后当箱的速度为3m/s时撤去拉力，木块刚好不与箱子右壁发生碰撞，则铁箱的长度是多少？

【答案】（1）60N；（2）135N；（3）1.2m

【解析】

【详解】（1）对木块在竖直方向由平衡条件得

则

FN=60N

由牛顿第三定律得，木块对铁箱的压力

FN′=FN=60N

（2）对木块在水平方向有

FN=ma

得

a=40m/s2

对铁箱和木块整体有

得水平拉力

F=135N

（3）撤去拉力F，铁箱和木块的速度均为v=3m/s，因μ1>μ2，以后木块相对箱滑动，木块加速度大小

铁箱加速度大小

得

a1=7.5m/s2

由于

可知铁箱速度先减为0，要木块刚好不与铁箱右壁发生碰撞，则木块刚好到达铁箱右壁速度减为0；铁箱速度减为0时的距离

木块速度减为0时的距离

木块刚好不与箱子右壁发生碰撞，则铁箱的长度

联立各式代入数据解得