2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第四中学高一（上）期末物理试题含解析

乌鲁木齐市第四中学2021-2022学年度上学期阶段性诊断测试高一年级物理试题

（时间：80分钟    总分：100分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。1〜8题为单选，9〜12为多选）

1. 力学是研究物体机械运动规律的科学，17 世纪末，牛顿继承和发展前人的研究成果，提出了力学运动的惯性定律．加速度定律和作用力与反作用力定律，使经典力学形成了系统的理论.下列关于这三大定律的说法中正确的是（    ）

A. 惯性定律说明了力是维持物体运动状态的原因

B. 作用力与反作用力一定大小相等．方向相反．作用在同一个物体上

C. 如果物体所受的合外力不等于零，则物体的速度一定也不等于零

D. 如果一个物体受到两个力的作用，那么这两个力一定都会产生加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．惯性是物体的固有属性，与是否受力无关，没有说明力是维持物体运动状态的原因，故A错误；

B．根据牛顿第三定律可知，作用力与反作用力一定大小相等．方向相反．作用在不同物体上，故B错误；

C．如果物体所受的合外力不等于零，则加速度不为零，速度可以等于零，故C错误；

D．根据力的效果的独立性可知，如果一个物体受到两个力的作用，那么这两个力都会使物体产生加速度，故D正确；

故选D。

2. 汽车在水平地面上因故刹车，可以看做是匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：，则它在停止运动前最后1s内的平均速度为（　　）

A. 6m/s B. 4m/s C. 2m/s D. 1m/s

【答案】C

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动的位移时间关系

，

解得：，；

采取逆向思维，在物体在停止运动前1s内的位移

，

停止运动最后1s的平均速度

，

故选C．

【点睛】根据位移时间关系求出初速度和加速度，根据逆向思维求出物体在停止运动前1s内的位移，再根据平均速度的定义式求出物体在停止运动前1s内的平均速度．

3. 用水平外力F将物体压在竖直墙壁上保持静止不动，物体的重力为10N，物体与墙壁间的动摩擦因数µ=0.2，物体与墙壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（   ）

A. F可能为40N

B. 如果F为100N，则物体受到的摩擦力为20N

C. 增大F的数值，物体与墙壁间的摩擦力保持不变

D. 撤去水平力F，物体与墙壁间的摩擦力保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】若最大静摩擦力为10N，根据fm=μF可知F=50N，可知F至少为50N，不可能为40N，选项A错误；如果F为100N>50N，则物体处于静止状态，此时物体受到的摩擦力等于重力，为10N，选项B错误；物体与墙壁之间的摩擦力等于重力大小，则增大F的数值，物体与墙壁间的摩擦力保持不变，选项C正确；撤去水平力F，物体与墙壁间的压力为零，则摩擦力变为零，选项D错误；故选C.

【点睛】此题关键是明确物体的受力情况和运动情况，结合平衡条件和力的性质进行分析；知道静摩擦力和滑动摩擦力的求解方法不同.

4. 如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A，B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态。现将两环距离略变小后（　　）

A. 杆对B环的摩擦力变小

B. 杆对A环的支持力变大

C. 杆对A环的作用力不变

D. 与B环相连的细绳对书本的拉力变大

【答案】A

【解析】

【详解】B．设书本的质量为M，以两个轻环和小球组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力FN，力图如图1所示

根据平衡条件得

解得

可见，水平横梁对铁环的支持力FN不变，B错误；

A．以左侧环为研究对象，力图如图2所示

竖直方向

水平方向

解得

α增大时，Ff变小，A正确；

C．杆对A环的支持力不变，摩擦力减小，则杆对A环的力变小，C错误；

D．与B环相连的细绳对书本的拉力设为FT，根据竖直方向的平衡条件可得

由于绳子与竖直方向的夹角θ减小，则 变大，绳子拉力变小，D错误。

故选A。

5. 如图所示，在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体，现用F=8N的力，斜向下推物体，力F与水平面成角，物体与水平面之间的滑动摩擦系数为μ=0.5，则

A. 物体对地面的压力为24N

B. 物体所受的摩擦力为12N

C. 物体加速度为

D 物体将向右匀速运动

【答案】A

【解析】

【详解】

受力分析如图所示，在竖直方向上，由平衡条件得，物体与水平地面间最大静摩擦力，水平方向上 ，由于，物体将静止不动，故物体所受的摩擦力为静摩擦力，综上分析，正确答案为A．

6. 如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中(   )

A. 小球对墙的压力减小

B. 小球对薄板的压力增大

C. 小球对墙压力先减小后增大

D. 小球对薄板的压力可能小于球的重力

【答案】A

【解析】

【分析】对球进行正确受力分析，把握其受力特点：一个力大小和方向不变（重力），一个力方向不变（墙给球的支持力），另一个力的大小、方向均发生变化（挡板给球的作用力），对于这类动态平衡问题，可以采用“图解法”进行．

【详解】以小球为研究对象，处于平衡状态，根据受力平衡，由图可知，

墙壁给球的压力F2逐渐减小，挡板给球的支持力F1逐渐减小，根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力减小，木板受到的压力减小．当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°过程中，根据图示可知木板对球的支持力大于球的重力．故A正确，BCD错误．故选A．

7. 一物体做变速直线运动的加速度随时间变化的图象如图所示。已知该物体的初速度为1m/s，则以下说法正确的是（以初速度方向为正方向）（　　）

A. 第2s末，物体开始反向运动 B. 物体在第2s内做减速运动

C. 物体在第5s末的速度为5m/s D. 物体在前4s内的位移为零

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为a-t图像“面积”表示物体速度的变化量，可知第2s末物体的速度

选项A错误；

B．物体在第2s内加速度为正，则物体做加速运动，选项B错误；

C．物体在第5s末的速度为

选项C正确；

D．物体在前4s内先向正方向加速后减速，则位移不为零，选项D错误。

故选C。

8. 如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。则物体c受力的个数为（　　）

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

【答案】D

【解析】

【详解】物体c在竖直方向上受的力有：重力、物体b的压力、地面的支持力；在水平方向上有：将ab看成整体受力分析有

因此可知物体b对c向左的静摩擦力，则地面对c的摩擦力为

解得

地面对c向左的静摩擦力；因此一共6个力，故ABC错误，D正确。

故选D。

9. 如图所示，悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ角，则小车可能的运动情况是（   ）

A. 向右减速运动

B. 向右加速运动

C. 向左减速运动

D. 向左加速运动

【答案】BC

【解析】

【分析】车和球一起运动，它们有共同的加速度，对小球受力分析，可以求得小球的加速度的方向，即为小车的加速度的方向，从而可以判断小车可能的运动情况。

【详解】对小车及小球整体分析可知，整体沿水平方向运动，则加速度沿水平方向，即合力沿水平方向；对小球受力分析可知其合力水平向右，则加速度也水平向右，所以小车可能是向右加速运动，也可能是向左减速运动，故选项BC正确，选项AD错误。

故选BC。

【点睛】对于多个物体的受力分析通常采用的方法就是整体法和隔离法，通过隔离法求得加速度，再利用整体法判断整体的运动情况。

10. 一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动的升降机地板上，升降机加速度大小为2 m/s2，若g取10 m/s2，这时人对升降机地板的压力可能等于（    ）

A. 600 N B. 400 N C. 500 N D. 0

【答案】AB

【解析】

【详解】加速度向上时

，支持力为600N

同理，加速度向下时

，则支持力为400N

答案为AB。

11. 如图所示，轻质弹簧下端悬挂了一个质量为m的小球，将小球从弹簧原长位置由静止释放，则小球从最高点运动到最低点的过程中，下列说法不 正 确的是

A. 小球加速度逐渐增大

B. 小球的速度先增大后减小

C. 弹簧弹力等于mg时，小球加速度为g

D. 弹簧的弹力逐渐增大

【答案】AC

【解析】

【详解】小球从弹簧原长位置由静止开始释放，刚开始重力大于弹力，加速度方向向下，做加速度运动，速度增大，弹簧弹力增大，加速度减小，当弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大值，此后继续向下运动，弹力进一步增大，此时弹簧弹力大于重力，加速度方向向上，小球做减速运动，运动到最低点时速度为零。
A．由上述分析可知：加速度先减小后增大，故A错误，符合题意；
B．由上述分析可知：速度先增大后减小，故B正确，不符合题意；
C．弹簧弹力等于mg时，小球加速度为0，故C错误，符合题意；
D．物体向下运动时，弹簧一直被拉长，弹簧的弹力逐渐增大，故D正确，不符合题意。
故选AC。

12. 新交通法规定“车让人”，否则驾驶员将受到处罚。若以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，驾驶员发现有行人正在过人行横道，此时汽车的前端距停车线8 m，该车减速时的加速度大小为5 m/s2.下列说法中正确的是（　　）

A. 在距停车线6 m处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线

B. 驾驶员立即刹车制动，则至少需1.6 s汽车才能停止

C. 若经0.4 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处

D. 若经0.2 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据

代入数据解得汽车刹车停止运动的位移为

则在距停车线6 m处才开始刹车制动，汽车前端不能止于停车线，故A错误；

B．根据

代入数据解得驾驶员立即刹车制动，汽车的停止时间为

故B正确；

CD．由A分析可知，汽车停止需要的位移为，则汽车刹车前匀速运动的位移

运动时间为

故C错误D正确。

故选BD。

二、填空题（本题共2小题，共12分）

13. 应用如图所示装置“验证平行四边形定则”

（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的_____．

A．将橡皮条拉伸相同长度即可

B．将橡皮条沿相同方向拉即可

C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度

D．将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置

（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是_____．

A．两细绳必须等长

B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

【答案】    ①. D    ②. BD

【解析】

【详解】（1）[1]AB.本实验是为了验证力的平行四边形定则，根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同，故A、B错误；

CD.在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，即两个拉力和一个拉力等效，而弹簧称不必拉到相同刻度．故C错误，D正确．

故选D.

（2）[2]A.通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；

B.测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；

C.用弹簧秤同时拉细绳时，拉力不能太太，也不能太小．故C错误；

D.为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故D正确．

故选BD．

14. 下图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用沙和沙桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是______；

(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是______；

A.M=200g、m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

BM=200g、m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=400g、m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=400g、m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

(3)图乙是实验中得到一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则a=______m/s2；

(4)另一同学在该实验中得到如下一组实验数据表中F表示细线对小车的拉力，a表示小车的加速度：请在图丙所示的坐标系中画出a-F图线______。

【答案】    ①. 平衡摩擦力（或抬高木板右端，使小车恰好匀速下滑）    ②. C    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1] 为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力。

（2）[2] 当 时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是C。

故选C。

（3）[3]相邻计数点的时间间隔为

加速度

（4）[4] 根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点做出图象，如图所示

三、计算题（要求有必要的文字说明和公式，否则不得分）

15. 如图所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg，受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动．若拉力 F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2，求：

(1)小黄鸭对地面的压力；

(2)小黄鸭运动的加速度的大小．(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10 m/s2)

【答案】（1）120N（2）1.8m/s2

【解析】

【详解】（1）对小黄鸭受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力，如图所示：

 

小黄鸭竖直方向平衡，有：N=mg-Fsin53°=200-100×0.8=120N
根据牛顿第三定律，小黄鸭的对地压力为120N；
（2）在水平方向，根据牛顿第二定律，有：Fcos53°-f=ma
其中：f=μN=0.2×120=24N
解得：

16. 如图所示为一轻质弹簧的弹力F大小与长度的关系图像，试由图线确定：

(1)弹簧的原长；

(2)弹簧的劲度系数；

(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小。（未超过弹簧的弹性限度）

【答案】（1）10cm（2）200N/m（3）20N

【解析】

【详解】(1)当弹簧处于原长状态时，弹簧的弹力为零，由题图可知弹簧的原长为：

(2)当弹簧长度为15cm时，弹力大小为10 N，对应的弹簧伸长量为：

由胡克定律得弹簧的劲度系数：

(3)当弹簧长为0.20 m时，弹簧伸长量为：

由胡克定律得弹力的大小：

17. 一辆汽车以72km/h的速度行驶，现因紧急事故刹车并最终停止运动．已知汽车刹车过程中的加速度大小为4m/s2，若从刹车瞬间开始计时，求：

(1)汽车2s末的速度和前2s的位移；

(2)汽车前6s的位移．

【答案】（1）12m/s ；32m；（2）50m

【解析】

【详解】(1)依题意，v0=72km/h=20m/s

v = v0-at ，t =5s

所以汽车经5s停，2s＜5s

根据

v2 = v0-at2，v2=12m/s

根据

x2=v0t2-at22

x2=32m

（2）6s＞5s，所以时间为5s

根据

x6= v0t3-at32

x6=50m

18. 图甲是某游乐场内的滑沙场地示意图，斜坡滑道AB长64m，倾角，水平滑道BC足够长，斜坡滑道与水平滑道之间是平滑连接的。某游客坐在滑板上从斜坡的A点由静止开始滑下（如图乙所示），滑到斜坡底端B点后再沿水平的滑道滑行一段距离到C点停下。已知游客和滑板的总质量m=60kg，滑板与斜坡滑道间的动摩擦因数为，与水平滑道间的动摩擦因数为，空气阻力忽略不计，，。求：

(1)游客从斜坡上滑下的加速度大小；

(2)游客滑到B点时的速度大小；

(3)游客从A点滑动到C点所用的时间。

【答案】(1)2m/s2；(2)16m/s；(3)12s

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律得

解得

（2）根据

解得

（3）根据

解得滑到底端的时间

在水平滑道，根据

解得

则在水平轨道上停止的时间

从A点滑动到C点所用的时间