2022-2023学年河北省廊坊市第一中学高一上学期期末物理试题含解析

廊坊一中2022～2023学年高一上学期期末考试

物理试题

第Ⅰ卷（选择题，44分）

（本试卷共4页，17小题，满分100分．考试用时75分钟．）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1. 下列物理量属于标量，并且其单位属于国际单位制中基本单位的是（　　）

A. 位移  m B. 质量  kg C. 力  N D. 速度  m/s

【答案】B

【解析】

【详解】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位。在四个选项中只有质量是标量，其它都是矢量。

故选B。

2. 在今年东京奥运会女子单人10米跳台决赛中，14岁中国小女孩全红婵完美夺冠，全程教科书级别发挥几乎没有扣分点，第一次参加奥运会就开启全红婵的跳水时代。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系，以其离开跳台为计时起点。则（　　）

A. 时刻运动员到达最高点

B. 时刻进入水面

C. 时间内运动员速度方向竖直向上

D. 全红婵对跳板施加压力之后跳板才对全红婵施加支持力

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．全红婵起跳时的速度方向向上，由图可知，t1时刻速度为零，说明全红婵达到最高点；在0∼t2时间内，图像斜率不变，加速度不变，所以全红婵在空中运动，t2时刻开始进入水面，t3时刻到达水中最深处，时间内运动员速度方向竖直向下；故B正确，AC错误；

D．全红婵对跳板的压力与跳板对全红婵的支持力是一对作用力和反作用力，同时产生同时消失，故D错误。

故选B。

3. “电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（    ）。

A. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力

B. “电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小

C. “电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上

D. “电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力

【答案】B

【解析】

【详解】AC．“电动平衡车”加速行驶时，车对人在竖直方向的作用力等于人的重力，，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度，故车对人的作用力大于人的重力，车对人的作用力方向斜向上，故AC错误；

BD．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力只有竖直方向的支持力，故车对人的作用力大小等于人对车的压力大小；根据受力平衡可得，平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力，故B正确，D错误。

故选B。

4. 热气球用绳子系着一个重物，从地面以的速度匀速竖直上升，当到达高度时，绳子突然断开，重物从断开到落地过程有（）（　　）

A. 空中运动时间为 B. 空中运动时间为

C. 落地速度大小为 D. 落地速度大小为

【答案】D

【解析】

【详解】绳子断开瞬间，气球速度向上大小为20m/s，从断开到落地，以向下为正，位移为正值25m，初速度为负值-20m/s，有

解得

t=5s

落地速度

故选D。

5. 将一个质量为的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的图像如图所示，g取。下列说法中正确的是（　　）

A. 小球所受阻力大小为

B. 小球落回到抛出点时的速度大小为

C. 小球上升过程与下落过程所用时间之比为

D. 小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态

【答案】A

【解析】

【详解】A．小球向上做匀减速运动的加速度大小

根据牛顿第二定律得

阻力为

故A正确；

B．小球上升的高度

小球下降的加速度大小

根据

得

则小球落回到抛出点时的速度大小为

故B错误；

C．上升的时间和下落的时间之比为

故C错误；

D．下落过程中，加速度向下，处于失重状态。故D错误。

故选A。

6. 如图所示，夹在物块A、B之间的轻弹簧劲度系数为，物块A、B的质量分别为和，两物块与地面之间的动摩擦因数均为，现用与水平方向成角的恒定拉力作用在物块B上，当系统达到稳定状态时A、B间保持相对静止，已知，，重力加速度为，此时弹簧的伸长量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】将F正交分解有

对整体根据牛顿第二定律有

代入数据解得

以A为研究对象，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

故选C。

7. 随着超级高楼越来越多，高速电梯对于人们的日常生活越来越重要。某人乘坐高速电梯从大厦1楼到110楼，设此过程中人随电梯一起先做加速直线运动，再做匀速运动，最后做减速直线运动到停止。则（　　）

A. 人在电梯中一直处于超重状态

B. 人在电梯中一直处于失重状态

C. 人在减速上升过程中，人对电梯底板的压力小于人自身的重力

D. 人在加速上升过程中，若加速度逐渐减小，则人对电梯的压力小于其重力

【答案】C

【解析】

【详解】AB．当电梯先竖直向上做匀加速运动时，电梯的加速度的方向向上，电梯处于超重状态，；当电梯向上做匀速直线运动的过程中，电梯没有加速度，处于平衡状态；当电梯向上做减速运动的过程中，电梯的加速度的方向向下，所以电梯处于失重状态。故AB错误；

C．人在减速上升过程中，加速度向下，合力向下，电梯对人支持力小于人重力，根据牛顿第三定律可知，人对电梯底板的压力小于人自身的重力，故C正确；

D．人在加速上升过程中，若加速度逐渐减小，加速度始终向上，处于超重状态，则人对电梯的压力大于其重力，故D错误；

故选C。

8. 一弹簧一端固定在墙上O点，可自由伸长到B点，其右端连接一小物体m，今将弹簧压缩到C点，然后释放，小物体能向右最远运动到A点，物体与水平地面动摩擦因数恒定，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 物体从C到B的速度越来越大

B. 物体从C到A受到的摩擦力一直向左

C. 物体从B到A受到的弹力一直向右

D. 物体从C到B一直做加速运动，从B到A一直做减速运动

【答案】B

【解析】

【详解】AD．由于水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，弹力与形变量成正比，滑动摩擦力为恒力，从C到B过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，则知物体先加速后减速，从B到A过程，摩擦力方向向左，弹簧伸长，弹力也向左，物体一直做减速运动，故AD错误；

B．物体从C到A向右运动，物体与地面之间的摩擦力是滑动摩擦力，摩擦力方向一直水平向左，故B正确；

C．从B到A过程，物体向右运动，弹簧处于伸长状态，弹力向左，故C错误；

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

9. 甲、乙两辆汽车都从同一地点由静止出发做加速直线运动，加速度方向不变，在第一段时间间隔T内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的五倍，接下来，汽车甲的加速度大小增大为原来的五倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的，则（　　）

A. 在末，两车第二次相遇

B. 在末时，甲、乙两车的速度之比为

C. 甲、乙两车从0到这段时间，所经历位移大小之比为

D. 甲、乙两车从0到这段时间，所经历的位移大小之比为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．设开始运动的0~T时间内，甲车的加速度为a，则乙车的加速度为5a，则T时刻末甲乙两车的速度、位移分别为

，

，

在，甲车的加速度为5a，则乙车的加速度为a，对甲车有

对乙车有

则末两车位移大小关系为

甲车在前，乙车在后，故A错误；

B．在末时，甲的速度

乙的速度

则甲乙的速度之比

故B正确；

CD．从0到这段时间内，甲、乙两车位移分别为

所经历的位移大小之比为，故C正确，D错误。

故选BC。

10. 如图所示，木板B放在水平地面上，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上，A、B质量都为m，且各接触面间动摩擦因数相同，用大小为F的力向左拉动B，使它以速度v匀速运动，弹簧测力计稳定后的示数为T。则下列说法正确的是（　　）

A. A对B的摩擦力大小为T，方向向右 B. B受到地面的摩擦力大小为

C. AB接触面间的动摩擦因数为 D. B与地面接触面间的动摩擦因数为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．以A为研究对象，根据平衡条件，在水平方向可得

故B对A的摩擦力大小为T，方向向左；根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力大小为T，方向向右，故A正确；

B．以B为研究对象，根据平衡条件，在水平方向可得

整理可得

故B错误；

C．以A为研究对象，根据平衡条件，在竖直方向可得

又因为

联立可得

故C正确；

D．以B为研究对象，根据平衡条件，在竖直方向可得

又因为

联立可得

故D错误。

故选AC。

11. 如图所示，质量为的长木板A放在光滑水平地面上，质量为的物块B静止在木板上，A、B之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的拉力F作用在长木板上，下列说法中正确的是（    ）

A. 时，B受到A的摩擦力为，方向水平向右

B. 时，A、B之间会发生相对滑动

C. 时，B的加速度大小为

D. 若A与地面动摩擦因数为，当时，A、B没有相对滑动

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．时，假设A、B一起加速运动，共同加速度为

B受到A的摩擦力为

假设成立，A正确；

B．取A、B之间发生相对滑动的临界状态来研究，对B

对整体

联立解得

B错误；

C．由以上分析知时，A、B已经发生相对滑动，所以对B有

解得

C正确；

D．假设A、B没有相对滑动，则对整体

解得

假设成立，D正确。

故选ACD。

第Ⅱ卷（非选择题，56分）

三、实验题（18分）

12. 某次实验中，记录小车做匀变速直线运动情况的纸带如图所示（纸带左端与小车相连），图中A、B、C、D、E为相邻的五个计数点，相邻的两计数点间的时间间隔。

（1）根据纸带可判定小车做______（选填“加”或“减”）速运动。

（2）根据纸带计算B点瞬时速度______m/s，小车运动的加速度______。（计算结果保留三位有效数字）

【答案】    ①. 加    ②. 1.38    ③. 12.6

【解析】

【详解】（1）[1]由于纸带左端与小车相连，由图中可以看出两点之间的间距越来越大，故小车做加速运动；

（2）[2]相邻的两计数点间的时间间隔，B点瞬时速度等于AC间的平均速度，即

[3]根据逐差法可知

13. 要测量滑块与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验装置．

（1）要保证打点计时器正常工作，电源应采用______（填“交流电”或“交流电”）；还需要的器材有__________（填“复写纸”或“墨粉纸盘”）。

（2）实验需要注意的地方有______。

A．应调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与长木板平行

B．应保持砝码的质量远小于滑块的质量

C．应在接通电源的同时释放纸带

D．应将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，保证轻推后滑块在长木板上匀速滑动

（3）若测得滑块的质量M，砝码的质量为m，当地的重力加速度为g，则滑块与长木板间的动摩擦因数为______（用已知和测得的物理量符号表示），因未考虑砝码盘的质量，导致测量的结果比真实值______（填“偏大”或“偏小”）。

【答案】    ①. 220V交流电    ②. 墨粉纸盘    ③. A    ④.     ⑤. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1][2]要保证电火花打点计时器正常工作，电源应采用交流电；还需要的器材有：墨粉纸盘。

（2）[3]A．为了使细线对滑块的拉力恒定不变，应调节定滑轮的高度，使连接滑块的细线与长木板平行，故A正确；

B．不需要保持砝码的质量远小于滑块的质量，故B错误；

C．应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故C错误；

D．该实验目的是测量动摩擦因数，故无需垫高木板，长木板必须保持水平，故D错误。

故选A。

（3）[4]设细线拉力为，以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得

以为对象，根据牛顿第二定律可得

联立可得

解得动摩擦因数为

[5]考虑砝码盘的质量时，则有

解得

由于

则有

故因未考虑砝码盘的质量，导致测量的结果比真实值偏小。

四、解答题（38分）

14. 航天员在空间站利用一支架进行实验，支架一端固定在舱壁上，把航天员甲固定在支架的另一端，航天员乙将支架拉开到指定的位置。松手后，支架拉着航天员甲从静止返回到舱壁。支架对航天员甲产生一个大小的恒定的拉力，航天员甲从静止到速度大小的过程中，通过的距离。求：

（1）航天员甲运动的加速度大小a；

（2）航天员甲的质量m。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对航天员甲由运动学公式得

解得

（2）由题知F为航天员甲所受的合力，根据牛顿第二定律有

解得

15. 如图所示，三根细轻绳系于O点，其中OA绳另一端固定于A点。OB绳的另一端与放在水平桌面上质量为10kg的物体乙相连，OC绳的另一端悬挂质量为2kg的钩码甲。平衡时轻绳OA与竖直方向的夹角θ = 37°，OB绳水平。已知重力加速度g = 10m/s2，sin53° = 0.8，cos53° = 0.6。

（1）求平衡时轻绳OA、OB受到的拉力大小；

（2）已知乙物体与水平桌面间的动摩擦因数μ = 0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若在钩码下方继续加挂钩码，要使物体乙仍保持静止且节点O位置不变，求最多能挂的钩码总质量。

【答案】（1）TA = 25N，TB = 15N；（2）4kg

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，甲对绳子的拉大大小等于甲的重力，对结点O，受力分析如图所示

由平衡条件可得

TAcosθ = m甲g

TB = TAsinθ

解得

，TB = m甲gtanθ = 15N

（2）根据题意，设最多能挂的钩码质量为m′，当乙物体刚要滑动时静摩擦力达到最大值，对乙物体

fm= μFN= 0.3 × 100N = 30N

又有

fm= m′gtanθ

解得

m′ = 4kg

16. 如图所示，工人师傅为了将地面上一批规格相同的货物运送到高处的平台处，在水平地面和平台之间安装了一个斜面轨道，斜面的顶端和平台在同一水平面内。某次工人在运送一件货物时对其施加沿斜面向上的恒力F=250N，使货物从斜面底端由静止开始向上运动，运动一段距离x0后，撤去力F，而后货物恰好到达斜面顶端，被平台上的工人接到。已知斜面轨道长度为l=3m，轨道倾角为θ=37°，该货物的质量m=10kg，货物与轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8。g取10m/s2，货物可视为质点，空气阻力忽略不计。求x0和货物在斜面上运动的总时间。

【答案】1.2m，1s

【解析】

【详解】设F作用时货物的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有

解得

a1=15m/s2

设撤去F后货物的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有

解得

a2=10m/s2

设F作用的时间为t1，撤去F后货物经t2到达顶端，根据运动学规律有

t2时间内货物的位移大小为

联立以上各式解得

x0=1.2m

货物在斜面上运动的总时间为

t0=t1+t2=1s

17. 传送带的高效利用能为生活生产带来诸多便利，如图甲为一足够长的倾斜传送带，倾角，现以恒定速率顺时针转动．一煤块以初速度从A端冲上传送带，煤块的图像如图乙所示，已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，取，，，求：

（1）图乙中和为多少？

（2）煤块在传送带上留下痕迹长为多长？

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意可知0~t1内，根据牛顿第二定律有

解得煤块的加速度为

所以达到共同速度的时间为

在t1~t2内，根据牛顿第二定律得煤块运动加速度大小为

解得

所以速度减为0时的时间

（2）由图像知，在0~t2内，煤块向上运动的位移为

0~t1内，传送带位移大小为

由图像知煤块位移大小为8m，煤块比传送带多走

t1~t2内，传送带位移大小为

由图像知煤块位移大小为2m，传送带比煤块多走

故煤块向上运动时划痕是4.0m；接着煤块下滑时，有

解得

传送带向上运动的位移为

故划痕总长为