2022-2023学年河南省洛阳市高一上学期期末物理试题含解析

2022-2023学年河南省洛阳市高一上学期期末物理试题

一、单选题（共9小题，每题3分，共27分）

1. 2021年9月17日8:00整，第十四届全国运动会铁人三项比赛在陕西省汉中市正式开赛。选手们依次进行了1.5km游泳、40km自行车和10km跑步三项不间断比赛，李明旭以01:52:24的成绩揽获男子个人冠军。下列说法正确的是（    ）

A. 40km是指位移

B. 8:00整是指时间间隔

C. 01:52:24的成绩是指时刻

D. 研究李明旭10km跑步的时间时，可以将李明旭看成质点

【答案】D

【解析】

【详解】A．40km指的是自行车比赛的总路程，A错误；

B．8:00整指的是一个时刻，B错误；

C．01:52:24的成绩是指运动员完成比赛的总时间，C错误；

D．研究李明旭10km跑步的时间时，其大小和动作细节可以忽略，所以可以将李明旭看成质点，D正确。

故选D。

2. 如图所示，有A、B两物体，，用细绳连接后放在光滑的固定斜面上，在它们下滑的过程中（　　）

A. 它们的加速度

B. 它们的加速度

C. 细绳的张力

D. 细绳的张力

【答案】A

【解析】

【详解】选A、B整体为研究对象进行受力分析，合外力为重力沿斜面向下的分力，由

可得

再隔离B进行受力分析，设绳上拉力为，则对于B有

可得

故选A。

3. 某中学秋季趣味运动会中，高一同学参加了拔河比赛，如果绳质量不计，且保持水平，在甲、乙两队的拔河比赛中，甲队获胜，则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力

B. 甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力

C. 只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小

D. 甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力

【答案】D

【解析】

【详解】绳子质量不计，所以甲拉乙的力与乙拉甲的力大小始终相等，与运动状态无关，不管哪队获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小；地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，才使得甲队获胜。

故选D。

4. 伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（   ）

A. 倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比

B. 倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比

C. 斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关

D. 斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关

【答案】B

【解析】

【详解】倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方成正比，在斜面上的速度与时间成正比，故选项A错误，选项B正确，斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，从顶端滚到底端所需时间与倾角有关，故选项C、D错误.

5. 如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成角的力 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 角的力 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若 和 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（　　）

A.  B.  C.  D. 1-

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：对两种情况下的物体分别受力分析，如图

将F1正交分解为F3和F4，F2正交分解为F5和F6，则有：F滑=F3

mg=F4+FN；

F滑′=F5

mg+F6=FN′

而F滑=μFN；F滑′=μFN′

则有F1cos60°=μ（mg-F1sin60°） ①

F2cos30°=μ（mg+F2sin30°） ②

又根据题意F1=F2 ③

联立①②③解得：μ=2-；

故选B

考点：物体的平衡

6. 如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得

则a正比于t；

当F比较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律

对m1有

由于μ、m1、m2都一定，则a1一定；

对m2有

则a2是t的线性函数，t增大，a2增大。

又

则两木板相对滑动后a2图像的斜率大于两者相对静止时图像的斜率。

故选A。

7. 某品牌的一款无人驾驶汽车在直线测试时，速度的二次方与位移的关系图像如图所示。自经过位置时开始计时，该车在2 s内的位移大小为（　　）

A. 2.0 m B. 2.6 m C. 3.0 m D. 3.6 m

【答案】D

【解析】

【详解】根据图像由

得

故图像的斜率

所以该车运动的加速度大小

初速度大小

由

可知，该车1.2 s后停止运动，所以2 s内的位移大小为

故选D。

8. 如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中，B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的x﹣t图象。则下列说法正确的是（　　）

A. 超声波的速度v声＝

B. 超声波的速度v声＝

C. 物体的平均速度

D. 物体的平均速度

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．由图乙可知，超声波的速度为

或者

故AB错误；

CD．由题可看出，物体通过的位移为时，所用时间为

则物体的平均速度为

故C正确，D错误。

故选C。

9. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像（、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间），则下列说法中正确的是（　　）

A. 甲图中图可求出物体的加速度大小为1m/s2

B. 乙图中图可求出物体的加速度大小为5m/s2

C. 丙图中图可求出物体的加速度大小为2m/s2

D. 丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据匀变速运动的位移与时间关系公式，根据甲图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为

解得

A错误；

B．根据匀变速运动的速度与位移时间关系，根据乙图中图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为

解得

B正确；

C．根据匀变速运动的位移与时间关系公式，整理得

根据丙图中图像为一次关系图线，可求出物体的加速度大小为

解得

物体的加速度大小为4m/s2，C错误；

D．根据微元法可以得到，物理学中图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物理的速度变化量，则丁图中图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为

D错误。

故选B。

二、多选题（共5小题，每题3分，漏选得2分，错选得0分，共15分）

10. 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. 甲对扶梯没有摩擦力的作用

C. 乙受到三个力的作用 D. 扶梯对乙的作用力方向竖直向上

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB. 甲图中电梯匀速上升，由平衡条件知，人只是受重力和支持力两个力的作用，人与扶梯之间没有摩擦力，故A错误，B正确；

CD．乙图中电梯匀速上升，人受重力、支持力和摩擦力三个力的作用，由平衡条件知，扶梯对乙的作用力与乙受到的重力等大反向，故方向应竖直向上，故CD正确。

故选BCD。

11. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　）

A. 三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3

B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同

C. 若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2

D. 若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3

【答案】BD

【解析】

详解】A．根据

解得

设落在A点的小球下落的高度为，由图根据几何关系可知

则三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为

故A错误；

B．小球落到A、B两点时，则小球都落在斜面上，则小球位移与水平方向夹角的正切值为

则小球速度方向与水平方向夹角正切值为

可知，小球速度方向与初速度的大小无关，则小球落到A、B两点时，其速度方向相同，故B正确；

CD．根据

解得

则小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为

则小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为

故C错误D正确。

故选BD。

12. 如图，质量相等两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（　　）

A. P的加速度大小的最大值为

B. Q的加速度大小的最大值为

C. P的位移大小一定大于Q的位移大小

D. P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小

【答案】AD

【解析】

【详解】设两物块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为

撤去拉力前对Q受力分析可知，弹簧的弹力为

AB．从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前的过程中，以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块P的加速度为

解得

此刻滑块Q所受的外力不变，加速度仍为零，过后滑块P做减速运动，故PQ间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小，滑块Q的合外力增大，合力向左，做加速度增大的减速运动。

故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为。

Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时

解得

故滑块Q加速度大小最大值为，A正确，B错误；

C．滑块PQ水平向右运动，PQ间的距离在减小，故P的位移一定小于Q的位移，C错误；

D．滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为

解得

撤去拉力时，PQ的初速度相等，滑块P由开始的加速度大小为做加速度减小的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小为；滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运动，最后弹簧原长时加速度大小也为。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，D正确。

故选AD。

13. 如图所示，质量分别为两个物体通过轻弹簧连接，在力 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（在地面， 在空中），力与水平方向成 角．则所受支持力 和摩擦力正确的是

A.

B.

C.

D.

【答案】AC

【解析】

【详解】对AB整体受力分析，受到重力mg=（m1+m2）g、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f，如图
 

根据共点力平衡条件，有：

解得：，

故选AC．

【名师点睛】对AB整体受力分析，受到重力（m1+m2）g、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f，然后根据共点力平衡条件列式求解．

14. 如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为θ，以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A. 煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为（2+）s

B. 煤块在传送带上留下的痕迹长为（12+4）m

C. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75

D. 煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.35

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】CD．由图示速度随时间变化的图像可知，0到1s内，煤块的加速度大小

方向沿传送带向下；1到2s内煤块的加速度大小

方向沿传送带向下，对煤块，由牛顿第二定律可得

代入数据联立解得

故C正确，D错误；

A．煤块上升到最高点的位移大小等于速度随时间变化的图像速度随时间变化的图像与时间轴所包围的面积的大小，煤块沿传送带向上滑行的位移

煤块上升到最高点后反向向下做初速度为零的匀加速直线运动，设返回到A点所需的时间为，下滑的位移

解得

则煤块从冲上传送带到返回A端所用时间为

故A正确；

B．在0到1s内传送带比物块速度慢，则煤块在传送带上的划痕为

此时划痕在物块下方，在1到2s内，传送带速度比物块速度大，则

因为

所以在上升阶段产生的划痕为4m，此时煤块在产生的划痕的中点，在2s到时间内，煤块向下滑了10m，传送带向上滑了，则煤块在传送带上的划痕为

故B正确。

故选ABC。

三、实验题（共2小题，共16分）

15. 某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度g=10m/s2。

（1）关于实验要点，下列说法正确的是_______。

A．选用的斜槽越光滑越好

B．调节斜槽，使斜槽槽口切线水平

C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行

D．画平抛运动轨迹时，将槽口在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点

（2）让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为v0=_______m/s，小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间为t=_______s；B点离槽口的水平距离x=_______m。

【答案】    ①. BC    ②. 1.5    ③. 0.2    ④. 0.3

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]A.由于小球每次都从同一位置由静止开始运动，到达斜槽末端速度相同，与斜槽是否光滑无关，A错误；

B．由于本实验研究平抛运动，因此斜槽槽口切线必须水平，B正确；

C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行，以便于在白纸上描点，C正确；

D．画平抛运动轨迹时，将小球放到槽口末端，球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点，D错误。

故选BC。

（2）[2]由于平抛运动在水平方向时匀速运动，由于AB与BC水平距离相等，因此时间间隔相等，在竖直方向上，根据

可得相邻两点间的时间间隔

因此抛出的水平速度

[3]运动到B点时的竖直速度

而

因此小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间

[4] B点离槽口的水平距离

16. 一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置测量小球B运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放时的高度h0=0.590 m，下降一段距离后的高度h=0.100 m；由h0下降至h所用的时间T=0.730 s。由此求得小球B加速度的大小为a=_______m/s2（保留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0 g和150.0 g，当地重力加速度大小为g=9.80 m/s2。根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a′=_______m/s2（保留3位有效数字）。

可以看出，a′与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：__________。

【答案】    ①. 1.84    ②. 1.96    ③. 滑轮的轴不光滑，绳和滑轮之间有摩擦（或滑轮有质量）

【解析】

【详解】①有题意可知小球下降过程中做匀加速直线运动，故根据运动学公式有

代入数据解得a=184m/s2；

②根据牛顿第二定律可知对小球A有

对小球B有

带入已知数据解得；

③在实验中绳和滑轮之间有摩擦会造成实际计算值偏小。

四、解答题（共4小题，共42分。答题时请写出必要的文字说明，方程式及重要的演算步骤。）

17. 小船在200 m宽的河中横渡，水流速度为2 m/s，船在静水中的速度为4 m/s。求：

（1）小船过河的最短时间；

（2）要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多久？

【答案】（1）50s；（2）航向与岸成60°角，57.7s

【解析】

【详解】（1）小船船头指向河对岸时，时间最短，故小船渡河时间等于垂直河岸的分运动时间

（2）要小船垂直过河，即合速度应垂直河岸，则

所以，即航向与岸成角；小船渡河时间

18. 机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。

（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；

（2）若路面宽，小朋友行走的速度，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；

（3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。

【答案】（1），；（2）20s；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据平均速度

解得刹车时间

刹车加速度

根据牛顿第二定律

解得

（2）小朋友过时间

等待时间

（3）根据

解得

19. 第24届冬季奥林匹克运动会，于2022年02月04日～2022年02月20日在我国北京和张家口市联合举行，其中跳台滑雪是一项勇敢者的运动，它需要利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度，山坡可看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力，（重力加速度g取10m/s2，，）

（1）运动员在空中的飞行时间t1；

（2）运动员何时离斜面最远？

【答案】（1）3s；（2）1.5s

【解析】

【详解】（1）运动员从A点到B点做平抛运动，水平方向的位移

竖直方向的位移

又有

代入数据解得

（2）如图，运动员距离斜面最远时，合速度方向与斜面平行

解得

20. 如图所示，质量为kg，长度m的长木板静止在光滑水平面上，质量为kg的物块以一定的初速度滑上长木板的左端，物块与长木板之间的动摩擦因数为μ。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。

（1）若长木板固定在地面上不动，此时物块以初速度m/s滑上长木板，恰好到达长木板右端。求物块与长木板之间的动摩擦因数μ。

（2）若物块的初速度m/s，在物块滑上长木板的同时，在长木板右侧施加一水平向右的恒力F，s时物块恰好从长木板右端离开，求恒力F的大小。

（3）若物块的初速度为u，仍要使物块能从长木板右侧离开，求初速度u的数值范围及用符号u表示恒力F的范围。

【答案】（1）；（2）N；（3），

【解析】

【详解】（1）对物块进行受力分析，如图所示

在竖直方向上，物块受力平衡，有

在水平方向上

又因为

可以得出

因为物块m/s冲上长木板，恰好从长木板右端冲出，所以，物块冲到长木板右端速度刚好等于零，因此有

代入数据可得

，

（2）由（1）可知，物块在长木板上做加速度的匀减速直线运动；对长木板进行受力分析，如图所示

水平方向上有

根据牛顿第三定律

由于物块在s时恰好离开长木板，此时长木板的速度与物块速度相同，有

此时，长木板运动的位移关系为

又

联立将数据代入，可得

N

（3）若物块恰好与长木板分离，可得

代入得出

即

因此，当时，最小速度，所以当初速度范围满足，且恒力范围满足时，物块能从长木板右侧离开。