2022-2023学年湖南省衡阳市德华盛星源高中高一上学期期末物理试题含解析

德华盛星源高中2022－2023学年第一学期期末考试

高一物理试题

一、选择题（1－6为单选，每题4分，7－10多选，每题5分，共计44分）

1. 近日，孟晚舟女士平安归来令人倍感振奋孟晚舟由温哥华国际机场起飞，于9月25日21点50分抵达深圳宝安机场。平均时速约900公里，航线长度为12357公里，空中航行约13小时47分，关于以上内容，下列叙述正确的是（　　）

A. 题中“12357公里”指位移 B. “13小时47分”指时间间隔

C. “9月25日21点50分”是指时间间隔 D. “时速约900公里”是平均速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．题中“12357公里”是轨迹的长度，指的是路程，故A错误；

B．“13小时47分”是一个时间点，指的是时刻，故B错误；

C．“9月25日21点50分”是一个时间点，指的是时刻，故C错误；

D．“时速约900公里”对应的是一段时间内的速度，所以指的是平均速度，故D正确。

故选D。

2. 从居民楼某楼层的窗台上掉下一苹果，目测落地前最后一秒的位移约为10m，忽略空气阻力，重力加速度。则苹果掉下时的楼层为（设每层楼高约2.5m）（　　）

A. 第三层 B. 第四层 C. 第五层 D. 第六层

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该时间段的平均速度可得，最后1s的平均速度是最后0.5s的初速度可得

则苹果落地时的速度为

由

可得

可得掉下楼层为第五层，故C正确，ABD错误。

故选C。

3. 下列四个图象分别描写甲、乙、丙、丁四个物体的位移、速度、加速度和所受的合外力与时间的关系，四个物体初速度均为零。其中做匀加速直线运动的物体是（    ）

A. 乙和丙 B. 乙和丁 C. 甲和丁 D. 甲和丙

【答案】A

【解析】

【详解】甲图是位移－时间图像，其斜率代表物体的速度，斜率不变，说明甲物体做匀速直线运动，乙图是速度时间图像，由图可知乙做匀加速直线运动，丙图是加速度时间图像，由图可知加速度不变，所以物体做匀加速直线运动，丁图是合外力F随时间变化的关系图像，由图可知合外力增大，所以加速度增大，物体做变加速运动。

故选A。

4. 将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，重力加速度为g，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】将两小球视为整体受力分析，并合成矢量三角形

可知当与绳子拉力垂直时，有最小值；此时Oa绳上的拉力为

故选A。

5. 下列关于一对作用力和反作用力的说法中正确的是（    ）

A. 只有当相互作用的两物体都处于静止时，它们之间的作用力和反作用力大小才相等

B. 摩擦力的反作用力亦可能是弹力

C. 一对作用力与反作用力对物体产生的作用效果可以不同

D. 一对作用力和反作用力可以相互平衡

【答案】C

【解析】

【详解】作用力和反作用力之间关系与运动状态无关，故A错误；摩擦力的反作用力一定是摩擦力，不可能是弹力，选项B错误；一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，作用效果不能相互抵消，效果也可能不同，故C正确；一对作用力和反作用力因作用在两个物体上，则不可以相互平衡，选项D错误；故选C.

6. 质量为m的人站在电梯里，人对电梯地板的压力为F，电梯地板对人的支持力为N，重力加速度为g。在人随电梯上升的过程中（　　）

A. 若，电梯处于失重状态 B. 若，电梯处于超重状态

C. 若，电梯处于失重状态 D. 若，电梯处于超重状态

【答案】C

【解析】

【详解】AB．电梯地板对人的支持力N和人对电梯地板的压力为F，为一对相互作用力，相互作用力的大小相等，方向相反，与运动状态无关，则无论失重还是超重，都有

故AB错误；

CD．对人受力分析可知，人受重力和地板对人的支持力N，若

则根据牛顿第二定律可得

故人有向下的加速度，则电梯的加速度向下，由于加速度向下为失重状态，故电梯处于失重状态，故C正确，D错误。

故选C。

7. 自由落体运动的物体，先后经过空中M、N两点时的速度分别是和，则下列说法正确的是（　　）

A. 间距为 B. 经过的平均速度为

C. 经过所需时间为 D. 经过中点时速度为同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据速度位移公式

解得间距离为

A正确；

B．匀变速直线运动的平均速度等于初末速度和的一半，可得

B错误；

C．由速度公式

解得经过所需时间为

C错误；

D．由匀变速直线运动速度位移公式可得

联立解得经过中点时速度为

D正确。

故选AD。

8. 物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则（　　）

A. 物体B对物体C的摩擦力水平向右

B. 物体B对A物体的摩擦力水平向左

C. 物体A对桌面的摩擦力水平向右

D. 桌面对物体A的作用力方向斜向左上方

【答案】CD

【解析】

【详解】A．单独分析C，C放在静止的B上面，C没有向左或向右的运动趋势，所以B对C没有摩擦力。也可以用反证法，如果B对C有摩擦力，则C水平方向受力不平衡，不能保持静止，所以B对C没有摩擦力，A错误；

B．把BC看作整体，在F的作用下有向右的运动趋势，A对B的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律，B对A的摩擦力水平向右，B错误；

C．把ABC看作整体，在F的作用下有向右的运动趋势，地面对A的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律（力的作用是相互的），A对地面的摩擦力水平向右，C正确；

D．桌面对物体A既有竖直向上的支持力，又有水平向左的摩擦力，所以桌面对A的作用力方向斜向左上方，D正确。

故选CD。

9. 如图所示，天花板上悬挂一轻质弹簧，弹簧下端拴接质量为m的小球A，A球通过轻杆连接质量为2m的小球B，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A. 剪断弹簧瞬间，轻杆上弹力不为0

B. 剪断弹簧瞬间，A、B球加速度大小均为g

C. 剪断轻杆瞬间，A、B球加速度大小均为g

D. 剪断轻杆瞬间，A球加速度大小为，B球加速度大小为g

【答案】B

【解析】

【详解】AB．剪短弹簧瞬间，以A、B以及杆整体作为研究对象，整体做自由落体运动，加速度为；再隔离B，根据牛顿第二定律可知，小球B做自由落体运动，杆对B力必须为零，故A错误，B正确；

CD．剪断轻杆瞬间， B球加速度大小为g，做自由落体运动；剪短轻杆前对A进行受力分析如下

根据平衡条件有

当剪短轻杆后，对球A，除了杆的力消失以外，其他力没有发生变化，根据牛顿第二定律有

得

加速度方向竖直向上，故CD错误。

故选B。

10. 如图所示，轻杆BO一端用铰链固定在竖直墙上，另一端O通过细绳悬挂一质量为m的物体，细绳、轻杆的质量不计。已知BO始终水平，AO与BO的夹角为，则以下说法中正确的是（　　）

A. 轻杆BO对O点的支持力竖直向上

B. 细绳AO对O点的拉力为

C. AB之间的距离越大；杆BO对O点的支持力越大

D. 无论增大还是减小AB之间距离，细绳AO对O点的拉力与杆BO对O点的支持力的合力始终保持不变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．以O点为研究对象，分析受力情况如图，

O点受到重物的拉力、细绳的拉力和BO杆的支持力，由于该杆用铰链连接，可以“自由活动”，所以杆BO对O点的支持力必须沿杆方向，即水平向右。故A错误；

B．由于物体静止，有

解得

故B正确；

C．同理，可得

AB间距离越大，越大，则杆BO对O点的支持力越小。故C错误；

D．细绳AO对O点的拉力与杆BO对O点的支持力的合力与等大反向，所以无论增大还是减小AB之间距离，它们的合力都不会变。故D正确。

故选BD。

二、实验探究题（每空2分，共16分）

11. 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打出的纸带如图所示。已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，计数点A和B之间、B和C之间均有4个打出的点，则

（1）打B、C两点的时间间隔是______s；为了求出BC段的平均速度，还要用刻度尺量出______段的距离。

（2）当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕说法中，正确的是______。

A.点痕记录了物体运动的时间

B.点痕记录了物体在一段时间内的位置变化

C.点在纸带上的分布情况，反映物体的质量和形状

D.纸带上点痕的分布情况，反映物体的运动情况

（3）这次实验已经得出小车做匀变速直线运动的结论。若第（1）问纸带中测得AB、BC间距离分别为6.52cm和12.12cm，则B点对应小车速度为vB=______m/s，加速度a=______m/s2。（保留3位有效数字）

【答案】    ①. 0.1    ②. BC    ③. ABD    ④. 0.932    ⑤. 5.60

【解析】

【详解】(1)[1][2] 由图可以知道， B和C之间有4个打出的点，则B、C两点的时间间隔是0.1s; 为了求出BC段的平均速度，还要用刻度尺量出BC段的距离。

(2)[3] AB．打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，同时也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移，故AB正确；

CD．点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状，故C错误D正确。

故选ABD。

(3)[4][5] B点对应小车速度为

利用公式

解得加速度

12. 某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图（b）所示。

（1）图线___________是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）

（2）小车和位移传感器发射部分的总质量为___________ kg；

（3）图（b）中的图线明显偏离直线，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是___________

A．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

B．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）

C．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量

D．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象

【答案】    ①. ①    ②. 0.5    ③. D

【解析】

【详解】（1）[1]由图象可知，①图线当时，，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；

（2）[2]根据

得图像的斜率

结合图像得

解得

（3）[3]随着钩码的数量增大到一定程度时图(b)的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们把用钩码所受重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施应该测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，在作出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象，故D正确，ABC错误。

三、计算题

13. 一辆汽车刹车前速度为，刹车后做匀减速运动，其加速度大小为，求：

（1）汽车刹车开始后末的速度大小；

（2）汽车刹车开始后内滑行的距离。

【答案】（1）10m/s；（2）80m

【解析】

【详解】（1）减速到零所需时间

汽车刹车开始后3s末的速度大小

（2）则汽车刹车后6s内的位移

14. 如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10 kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角30°，整个装置处于静止状态，g取10 m/s2；求：

(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；

(2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小拉力的大小。

【答案】(1)51.8 N；73.2 N；(2)70.7 N

【解析】

【详解】(1)如图，水平竖直建立直角坐标系，对小球做受力分析，把不在轴上的力沿轴分解，列平衡方程如下

由以上两式得

(2)如图所示，待求外力F与绳的拉力T的合力竖直向上，大小等于小球的重力，合力保持不变，T的方向也不变，由三角形法则作图可知，当F与绳的拉力T垂直时，F最小

15. 如图所示，在光滑水平地面上有一个质量为M=3kg，倾角为=37°的光滑斜劈A，在钉在劈端的钉子上系着一条轻线，线下端拴着一个质量为m=1kg的小球B。用图示方向的水平恒力拉斜劈，已知重力加速度大小为g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

（1）求B与A之间恰好无挤压时，拉力F的大小。

（2）若F=60N，求此时球对绳的拉力和球对斜面的压力。

【答案】（1）N（2）

【解析】

【详解】(1)当小球与斜劈之间恰好无挤压时，对小球受力进行正交分解，可得

得

对整体有：

(2)因为，故小球已脱离斜劈，故

此时，对整体有

对小球：

得

此时，拉力与水平方向夹角为α斜向右上方，α的正切值满足tanα=

由牛顿第三定律，可知球对绳的拉力为。