重庆市2022_2023学年高一物理上学期期末考试试题含解析

这是一份重庆市2022_2023学年高一物理上学期期末考试试题含解析，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 速度、加速度、路程都是矢量
B. 摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
C. 两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动
D. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．速度、加速度时矢量，路程是标量，A错误；
B．摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，B错误；
C．若两个匀变速直线运动合成后初速度与加速度的方向不共线，则物体将做匀变速曲线运动，若初速度和加速度的方向共线，则做匀变速直线运动，C正确；
D．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向始终指向圆心，故加速度是变化的，故匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，D错误。全科免费下载公众号-《高中僧课堂》
故选C。
2. 如题图所示，两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的速度时间图像，已知在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是（ ）
A. t1时刻a车在后，b车在前
B. t1时刻a、b车也相遇
C. t1~t2时间内a、b车的平均速度相等
D. a车加速度先增大后减小，b车加速度先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．速度时间图像中，图线与时间轴所围几何图形的面积表示位移，则根据图像可知，在时间内，a车的位移大于b车的位移，由于在t2时刻两车相遇，则在t1时刻a车在后，b车在前，A正确，B错误；
C．t1~t2时间内a、b车的平均速度分别为
，
根据上述有
则有
C错误；
D．速度时间图像中，图像切线的斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，a、b两车的加速度均先减小后增大，D错误。
故选A。
3. 如题图所示，电灯用三段轻绳悬于两墙壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点（OA绳足够长）缓慢向上移动，则（ ）
A. 绳OB所受的拉力逐渐增大
B. 绳OB所受的拉力先减小后增大
C. 绳OA所受的拉力先减小后增大
D. 绳OA所受的拉力逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】对电灯与OC绳整体进行受力分析，作出动态受力图，如图所示
可知，绳OB所受的拉力逐渐减小，绳OA所受的拉力先减小后增大。
故选C。
4. 如题图所示，汽车通过绳子绕过定滑轮连接重物M一起运动，不计滑轮摩擦和绳子质量，已知重物M以v匀速向上运动，连接汽车的轻绳与水平方向夹角为θ，汽车的速度用v汽表示。则（ ）
A. B.
C. 汽车做匀速运动D. 汽车做匀加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB．将汽车速度沿绳与垂直于绳分解，沿绳的分速度与重物速度相等，则
解得
A错误，B正确；
CD．根据上述，重物M以v匀速向上运动，当汽车向左运动时，减小，可知汽车速度减小，即汽车减速运动，CD错误。
故选B。
5. 跳台滑雪是冬奥会的传统项目，其运动过程可以简化成如题图所示模型。跳台斜坡AC与水平面的夹角θ=30°，滑雪运动员从斜坡的起点A以的初速度水平飞出，最后落到斜坡上的B点。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则运动员从A点运动至B点的时间为（ ）
A. 1sB. 1.5sC. D. 3s
【答案】A
【解析】
【详解】滑雪运动员从斜坡的起点A运动到B点过程，根据平抛运动规律有
，
解得
t=1s
故选A。
6. 如题图所示，A、B球通过轻绳相连，A球用轻弹簧悬挂于天花板，开始整个系统处于静止状态。已知A、B球质量相等，重力加速度大小为。则（ ）
A. 剪断轻绳的瞬间，A、B球的加速度大小分别为0、
B. 剪断轻绳的瞬间，A、B球的加速度大小分别为、
C. 剪断轻绳后，A球运动到最高点过程中一直做加速度减小的减速运动
D. 剪断轻绳后，A球运动到最高点过程中一直做加速度增加的加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB．剪断轻绳的瞬间，绳子拉力瞬间变为零，但是弹簧不突变，仍为初始时候弹力，根据整体法，剪断绳前，弹簧处于伸长状态，弹力大小为
剪断轻绳的瞬间，对A球分析
解得
对B球分析
解得
故A错误，B正确；
CD．剪断轻绳后，A球在弹簧弹力与重力的共同作用下运动，刚开始弹力大于重力，加速度向上，向上过程弹簧弹力不断减小，由牛顿第二定律
所以做加速度逐渐减小的加速运动，当弹力等于重力时，加速度减为零，速度向上最大，接着弹力小于重力，加速度向下，开始减速，由牛顿第二定律
可知，弹簧恢复原长过程，弹力继续减小，所以做加速度逐渐增加的减速运动，故CD错误。
故选B。
7. 如题图所示，两个质量相同的小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的（ ）
A. 细线对A球的拉力大于对B球的拉力
B. A球的向心加速度等于B球的向心加速度
C. A球的角速度小于B球的角速度
D. A球的线速度小于B球的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．令连接A、B球体的细线与竖直方向夹角为，，对球体分析有
则有
，
由于小于，可知细线对A球的拉力小于对B球的拉力，A错误；
B．根据受力分析有
，
解得
，
由于小于，可知A球的向心加速度小于B球的向心加速度，B错误；
C．根据受力分析有
，
解得
可知A球的角速等于B球的角速度，C错误；
D．根据受力分析有
，
解得
，
由于小于，可知A球的线速度小于B球的线速度，D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分．每小题有两个或者两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，选不全得3分，有错选得0分）
8. 如题图所示，垂直电梯有一个“轿厢”和一个“对重”通过钢丝绳（曳引绳）将它们连接起来，钢丝绳通过驱动电机（曳引机）的曳引带动使电梯“轿厢”和“对重”在电梯内导轨上做上下运动，某次“轿厢”向下做匀减速运动，则（ ）
A. “轿厢”处于失重状态
B. “对重”处于失重状态
C. “对重”向上做匀加速运动
D. 曳引绳受到的拉力大小比“对重”重力小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．“轿厢”向下做匀减速运动，加速度方向向上，则“轿厢”处于超重状态，A错误；
BC．由于“轿厢”和 “对重”通过钢丝绳连接，当“轿厢”向下做匀减速运动时，“对重”向上做匀减速运动，加速度方向向下，“对重”处于失重状态，B正确，C错误；
D．由于“对重”向上做匀减速运动，加速度方向向下，根据牛顿第二定律可知，曳引绳对“对重”拉力大小比“对重”重力小，即曳引绳受到的拉力大小比“对重”重力小，D正确。
故选BD。
9. 如题图甲所示，滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°的足够长的固定斜面，滑块上滑过程的v—t图像如题图乙，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°=0.6、cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 木块上滑过程中的加速度大小是10m/s2
B. 木块与斜面间的动摩擦因数
C. 木块经2s返回出发点
D. 木块回到出发点时的速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．v—t图像斜率绝对值表示加速度大小，根据图乙可知
A正确；
B．在滑块上滑过程，对滑块进行受力分析有
解得
B错误；
CD．根据图乙可知，滑块向上运动的最大位移为
在滑块下滑过程，对滑块进行受力分析有
则有
，
解得
，
C错误，D正确。
故选AD。
10. 如题图所示，粗糙的水平地面上放置质量分别为mA=6kg、mB=4kg的木块A、B，木块间用一不可伸长的水平轻绳相连，开始处于静止状态，已知木块A、B与地面间动摩擦因数均为μ=0.2，轻绳能承受的最大张力为18N，当木块B受到水平向右的拉力F后，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，下列说法正确的是（ ）
A. 当F=5N时，A受4个力作用
B. 当F=12N时，轻绳张力为4N
C. 当F=30N时，轻绳刚好被拉断
D. 轻绳张力为15N时，F=25N
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．木块A的最大静摩擦力
木块B的最大静摩擦力
由于
即拉力小于木块B的最大静摩擦力，则轻绳中的张力为0，即木块A受到重力有地面的支持力，总共2个力，A错误；
B．当F拉力大小为12N时，由于
表明木块AB均保持静止状态，B的摩擦力达到了最大值8N，则此时轻绳的张力为
12N-8N=4N
B正确；
C．根据上述可知，当F=30N时，AB开始运动，对木块AB整体有
对木块A有
解得
可知，当F=30N时，轻绳刚好被拉断，C正确；
D，轻绳张力为15N时，张力大于12N，对AB整体有
对木块A有
解得
D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷
三、实验探究题（本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分）
11. 小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；
A．质量m B．角速度 C．半径r
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；
（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。
【答案】 ①. C ②. 1:3 ③. 1:4
【解析】
【详解】（1）[1] 第一层皮带传送时线速度相等且半径相等，则两盘转动的角速度相等，将质量相等的两个小球分别放置挡板B和C处，就能保证有不同的半径，根据，可知探究的是向心力和半径的关系；
故选C。
（2）[2] 若传动皮带套在塔轮第三层，同一皮带的线速度相等，而两轮的半径之比为3:1，由可知，两塔轮的角速度之比为1:3；
（3）[3]两个球质量相等，传动皮带位于第二层时因两轮的半径之比为2:1，则由可知，两塔轮的角速度之比为1:2；A、C分别到左右塔轮中心的距离相等即转动时的半径相等，根据可知向心力之比为1:4，左右两标尺的露出的格子数向心力的大小关系，则格子数之比为1:4。
12. 某实验小组利用题图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验。轻绳的张力可以通过力传感器读出，交流电的频率为50Hz，重力加速度取10m/s2。
（1）此实验装置_________（填“需要”或者“不需要”）小车和车中砝码总质量远大于砂和砂桶总质量；此实验装置_________（填“需要”或者“不需要”）平衡摩擦力；
（2）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，实验小组根据实验数据作出了小车的加速度a和力传感器示数F的关系图如题图乙，图线不过坐标原点的原因可能是_________；
（3）实验过程中打出的一条纸带如题图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a=_________m/s2。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①不需要 ②. 需要 ③. 见解析 ④. 2.01
【解析】
【详解】（1）[1]因为实验装置中有力传感器，可直接测出绳子拉力，所以不需要小车和车中砝码总质量远大于砂和砂桶的总质量；
[2]因为轻绳的张力作为合外力，所以需要平衡摩擦力。
（3）[3]力传感器示数F为零时，已有加速度，说明平衡摩擦力过度。
（4）[4]相邻两计数点间还有4个点未画出，所以T=0.1s，由逐差法，可得
四、计算题（本题共3小题，共42分13题12分，14题12分，15题18分）
13. 小李同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。再次加速甩动手腕，当球某次运动到最低点A时，绳恰好断掉，如题图所示。已知握绳的手离地面高度为2L，手与球之间的绳长为L，绳能承受的最大拉力为9mg，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求：
（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时的最小速度；
（2）绳断时球的速度大小；
（3）绳断后，小球落地点与抛出点A的水平距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时，当
得
小球过最高点B时的最小速度。
（2）绳断时
绳断时球的速度大小
（3）绳断后，小球做平抛运动，竖直方向
得
小球落地点与抛出点A的水平距离
14. 如题图所示，质量mB＝2kg，足够长长木板B静止于光滑水平地面上，质量mA＝4kg可视为质点的物块A以初速度v0=6m/s从左端滑上长木板B。已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）物块A刚滑上长木板B时，物块A和长木板B的加速度大小；
（2）物块A和长木板B最终的共同速度大小；
（3）物块A从滑上长木板B到两者共速过程中A、B的位移大小。
【答案】（1），；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）木板B对物块A的滑动摩擦力向左，使得物块A产生向左的加速度做匀减速直线运动，加速度大小满足
可得
物块A对木板B的滑动摩擦力向右，使得木板B产生向右的加速度做匀加速直线运动，加速度大小满足
可得
（2）假设经过时间t后物块A和长木板B共速，则
代入数据解得
物块A和长木板B最终的共同速度大小为
（3）物块A从滑上长木板B到两者共速过程中物块A的位移大小为
物块A从滑上长木板B到两者共速过程中木板B的位移大小为
15. 一传送带装置如题图所示，其中AB段是水平的，长度LAB=4m，BC段是倾斜的，长度LBC=5m，倾角为θ=37°，AB和BC由B点通过一段极短的圆弧连接（图中未画出圆弧，物体通过圆弧速度大小不变），传送带以v0=4m/s的恒定速率顺时针运转，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2。现将一个工件（可看作质点）无初速度地放在A点，求：
（1）工件在水平传送带上运动的加速度大小；
（2）工件第一次到达B点所用的时间；
（3）从刚被放上开始，经过多少时间工件运动至斜面上距B点3m处。
【答案】（1）；（2）1.4s；（3）2.4s或者4.4s
【解析】
【详解】（1）工件在水平传送带上运动时，对工件分析有
解得
（2）工件匀加速到与传送带同速时有
则水平方向上匀加速的时间
之后再水平方向匀速直线的时间
则工件第一次到达B点所用的时间
（3）工件开始在斜面上运动时，由于
可知，工件向上做匀减速直线运动，对工件分析有
解得
工件减速至0的位移
即工件减速至0后又向下加速运动，工件做双向匀变速直线运动，则工件运动至x0=3m时有
解得时间为1s或者3s，则从刚被放上开始，到工件运动至斜面上距B点3m处的时间有两个
1.4s+1s=2.4s，1.4s+3s=4.4s