2021-2022学年天津市耀华中学高一上学期期末练习物理试题Word版含解析

天津市耀华中学2021-2022学年度第一学期期末练习

高一年级物理

第Ⅰ卷（选择题）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意。）

1. 对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是（）

A. 采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性

B. “强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了

C. 货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性

D. 摩托车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的

【答案】C

【解析】

【详解】AB. 惯性是物体的因有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何因素无关，AB不符合题意；

C. 摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变惯性，C符合题意；

D. 人和车的质量不变，则其惯性不变，D不符合题意．

2. 关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　)

A. 合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同

B. F1、F2与F是物体同时受到的三个力

C. 两分力夹角小于90°时，合力的大小随两分力夹角增大而增大

D. 合力的大小一定大于分力中最大者

【答案】A

【解析】

【详解】A．合力与分力是等效替代关系，合力F与两分力共同作用的效果相同，A正确；

B．合力与分力是等效替代关系，F1、F2与F不是物体同时受到的三个力，B错误；

D．合力大小的取值范围是

|F1－F2|≤F≤F1＋F2

故合力可以比分力中任何一个小，D错误；

C．两分力夹角小于90°时，合力的大小随两分力夹角的增大而减小，C错误。

故选A。

3. 若在某次运算中，得出了某物体位移s的大小同其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是（       ）

A. s= B. s= C. s=Ft D. s=

【答案】D

【解析】

【详解】如果物体的初速度为0，则由匀变速直线运动速度与位移关系有，得，故A错误；Fs表示的是外力做的功，由动能定理可知，可得，故B错误，D正确；Ft表示的是冲量，由动量定理可得，不等于位移s，故C错误。

故选D。

4. 如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大小为FN2。以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中（　　）

A. FN1始终减小，FN2始终增大

B. FN1始终减小，FN2始终减小

C. FN1先增大后减小，FN2始终减小

D. FN1先增大后减小，FN2先减小后增大

【答案】B

【解析】

【详解】对小球进行受力分析如图所示，

设木板与竖直方向夹角为，则

，

随着板顺时针方向转动，越来越大，因此FN1也越来越小，FN2越来越小，故ACD错误，B正确。

故选B。

5. 如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，则（　　）

A. A对地面的压力大于（M＋m）g

B. A对地面的摩擦力方向向左

C. B对A的压力大小为

D. 细线对小球的拉力大小为

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据平衡条件，支持力等于整体的重力，为；根据牛顿第三定律，整体对地面的压力与地面对整体的支持力是相互作用力，大小相等，故对地面的压力等于， A错误；

B．对AB整体受力分析，受重力和支持力，相对地面无相对滑动趋势，故不受摩擦力，B错误；

CD．对小球受力分析，如图所示

根据平衡条件，有

其中

故

D错误，C 正确。

故选C。

6. 如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为（　　）（重力加速度为g）

Ag B. g C. 0 D. g

【答案】A

【解析】

【详解】弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N和弹簧的拉力F，根据共点力平衡条件，有

解得

，

现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律

得

故A正确，BCD错误。

故选A。

7. 如图甲所示，质量为m=60kg的同学，双手抓住单杠做引体向上。他的重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取10m/s2，由图像可知（　　）

A. t=0.5s时，他的加速度约为3 m/s2

B. t=0.4s时，他正处于超重状态

C. t=1.1s时，他受到单杠的作用力的大小约为618 N

Dt=1.5s时，他正处于超重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据速度-时间图像斜率表示加速度可知，t=0.5 s时，由

知他的加速度约为0.3 m/s2，故A错误；

B．t=0.4 s时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，故B正确；

C．t=1.1 s时他的速度达到最大值，v-t图线斜率为零，表示加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力600 N，故C错误；

D．t=1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，故D错误。

故选B。

8. 如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于足够大的光滑水平面上，A、B质量分别为mA=6kg、mB=2kg。A、B之间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。若作用在A上的外力F由0增大到45N，则此过程中（　　）

A. 在拉力F=12N之前，物体一直保持静止状态

B. 两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始发生相对运动

C. 两物体从受力开始就有相对运动

D. 两物体始终不发生相对运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】先分析两物体的运动情况，由于水平面光滑，所以只要有拉力，两物体就会运动。B运动是因为受到A对它的静摩擦力，但静摩擦力存在最大值，所以B的加速度存在最大值，可以求出此加速度下F的大小；如果F再增大，则两物体间会发生相对滑动，所以这里存在一个相对滑动的临界点，就是A、B间静摩擦力达到最大值时Ff的大小。以A为研究对象进行受力分析，A受水平向右的拉力、水平向左的静摩擦力，则有

F-Ff=mAa

再以B为研究对象，B受水平向右的静摩擦力

Ff=mBa

当Ff为最大静摩擦力时，解得

此时

F=48N

由此可知此过程中A、B间的摩擦力达不到最大静摩擦力，A、B间不会发生相对运动；

故选D。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。）

9. 如图所示，一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球、，它们都穿在一根光滑的竖直杆上，不计细绳与滑轮之间的摩擦，当两球平衡时绳与水平方向的夹角为，绳与水平方向的夹角为，则球、的质量之比和杆对、的弹力之比分别为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】分别对A、B两球受力分析运用合成法，如图所示，由几何知识得

，

，

故

，

故选AC。

【点睛】易错分析  未弄清“固定杆”和“活动杆”的区别

“固定杆”就是将轻杆固定在墙壁上（不能转动），此时轻杆上的弹力方向不一定沿着杆的方向，能对其末端物体提供不一定沿杆方向的作用力“活动杆”，就是用铰链或者转动装置将轻杆与墙壁连接，其特点是杆上的弹力方向一定沿着杆的方向，对末端物体只可以提供沿杆的力，要么是拉力，要么是支持力。

方法技巧“杆”与“结”的问题：

(1)“活结”和“死结”问题

①当绳绕过滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上张力的大小是相等的，即滑轮或挂钩只改变力的方向，不改变力的大小。例如图乙中，两段绳中的拉力大小相等。

②若结点不是滑轮或挂钩，是称为“死结”的结点，则两侧绳上的张力大小不一定相等。例如图甲中点为结点点下面绳中的拉力大小始终等于，而点上侧绳中的拉力随杆的转动而变化。

(2)“动杆”和“定杆”问题

杆所受到的弹力方向可以沿杆，也可以不沿杆，因此在分析问题时，要分清是动杆还是定杆。

①若轻杆用转轴或铰链连接，当杆处于平衡状态时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动。如图甲所示，若为转轴，则轻杆在缓慢转动中，力方向始终沿杆的方向。

②若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。

10. 如图所示，一个物体从A点由静止出发分别沿三条光滑轨道到达C1，C2，C3，则（）

A. 物体到达、、点时的速度相同

B. 物体分别在三条轨道上的运动时间相同

C. 物体到达的时间最短

D. 在所在的轨道上运动的加速度最小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．物体下滑过程中，机械能守恒，则知在、、处的动能相等；在、、处的动能相等，速率相等，但速度方向不同，故A错误；

D．设斜面的倾角为α，由牛顿第二定律得

解得

斜面倾角越大，加速度越大，故物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动，在上下滑时加速度最大，故D错误；

BC．设斜面的高度为h，则有

则得

可见，斜面倾角越大，时间越短，故在上下滑时所用时间最少．故C正确，B错误。

故选C。

【点睛】本题关键是根据牛顿第二定律和运动学公式得到时间与斜面倾角的关系式，其中位移都用高度表示，来分析时间的关系。

11. 如图（a）所示，一物体沿倾角为θ=370的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比．物体在斜面上运动的加速度a与风速v的关系如图 （b）所示，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2） （ ）

A. 当风速为3m/s时，物体沿斜面向下运动

B. 当风速为5m/s时，物体与斜面间无摩擦力作用

C. 当风速为5m/s时，物体开始沿斜面向上运动

D. 物体与斜面间的动摩擦因数为0.25

【答案】AD

【解析】

【详解】A.由图看出，当风速为5m/s时，加速度为零，物体静止，当风速为3m/s时，风力减小，则物体应沿斜面向下运动，A正确；

B.设风速为v时，风力为kv．当风速为5m/s时，物体的受力分析，斜面对物体有支持力，则物体与斜面间有摩擦力作用，B错误；

C.当风速为5m/s时，物体的加速度为零，物体静止，C错误；

D.由图知v=0时，a=4m/s2，此时风力为零，物体沿斜面向下运动，根据牛顿第二定律得，代入解得  μ=0.25，D正确．

故选：AD

12. 机场和火车站的安全检查仪用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图所示模型。紧绷的传送带始终保持v＝1 m/s的恒定速率向左运行，旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，A、B间的距离为2 m，g取10 m/s2。若乘客把行李放到传送带的同时也以v＝1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（　　）

A乘客与行李同时到达B处

B. 乘客提前0.5 s到达B处

C. 若增大行李与传送带之间的动摩擦因数μ，行李可以早于旅客到达B处

D. 若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．行李无初速度地放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动，加速时

历时

达到共同速度，位移

此后行李匀速运动

到达B处共用时2.5s，乘客到达B处时

故A错误，B正确；

C．若增大行李与传送带之间的动摩擦因数μ，虽然行李加速阶段加速增大，加速时间变小，但加速阶段的平均速度小于旅客，所以行李加速阶段时间内的位移还是小于旅客的位移，所以行李不可能早于旅客到达B处，故C错误；

D．若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷

三、实验题

13. 某同学用如图所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，橡皮筋的一端固定在水平木板上的P点，另一端系有两个绳套。实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮筋，将橡皮筋拉至某一位置O。再只用一个弹簧测力计，通过绳套把橡皮筋拉到与前面相同的位置O。

（1）下列关于操作过程的说法正确的是________。（填正确选项前的字母）

A．橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内

B．两细绳之间的夹角一定要取90°，以便计算合力的大小

C．拉橡皮筋的细绳要短一些，标记同一细绳方向的两点要近一些

D．同一次实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，结点的位置必须与用两只弹簧测力计拉时的位置重合

（2）“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

①图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。

②本实验采用的科学方法是______。

A．理想实验法      B．等效替代法

C．控制变量法      D．建立物理模型法

【答案】    ①. AD    ②. F′    ③. B

【解析】

【详解】（1）[1] A．实验中为了减小误差，橡皮筋、弹簧测力计和细绳应位于与木板平行的同一平面内，这样才能正确的确定弹力方向，故A正确；

B．实验过程中两弹簧的夹角要适当，并非要求达到90°，非特殊角度也可，故B错误；

C．拉橡皮筋的细绳要适当长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些，能减小误差，故C错误；

D．同一次实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，为了保证效果相同能够等效替代，结点的位置必须与用两只弹簧测力计拉时的位置重合，故D正确；

故选AD。

（2）[2]F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值，所以图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′；

[3]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故选B。

14. 某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，图1所示为实验装置简图（交流电源的频率为50 Hz）。

（1）图2所示为某次实验得到的纸带，其上的点迹为打点计时器连续打出的计时点，根据纸带可求出小车的加速度大小为_______ m/s2。（结果保留两位有效数字）

（2）保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据做出了加速度a随合力F变化的图线，如图3所示。该图线不通过原点，其主要原因是______。

（3）保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表。

某同学在坐标纸中画出了a－图线，并由图线得到小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式为，若k值保留一位有效数字，k值为_______。

【答案】    ①.     ②. 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足    ③. 2

【解析】

【详解】（1）[1]，根据匀变速直线运动规律，采用逐差法计算小车的加速度为

（2）[2]图像不过原点，说明外力增大到一定程度后小车才具备加速度，原因可以是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。

（3）[3]由表格中数据（图像）得斜率，根据题意知

则k值为2。

四、计算题（本题共3小题，要求写出必要的解题步骤，直接写出结果不得分。）

15. 质量m=1kg物块恰好能沿倾角为37°的斜面匀速下滑，现给物块施加与斜面成37°斜向上的拉力F，使物块沿斜面匀速上滑，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力（g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8），求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数；

（2）拉力F的大小。

【答案】（1）0.75；（2）

【解析】

【详解】（1）物块恰好沿斜面匀速下滑，则物块沿斜面方向受力平衡，有

得：

（2）物块沿斜面匀速上滑时，物块的受力情况如图所示在x方向

y方向

联立解得

16. “娱乐风洞”是一集高科技与惊险的娱乐项目，表演者通过调整身姿，来改变所受的向上风力大小，人体可上下移动的空间总高度为H．假设站立时表演者所受的向上风力为体重的，横躺时表演者所受的向上风力为体重的2倍．如图所示，表演开始时开启风力，表演者先以站立身姿从A点静止下落，经过B点时立即调整为横躺身姿，运动到最低点C处恰好减速为零，重力加速度为g，求：

（1）表演者在AB段运动时的加速度大小；

（2）BC段的距离．

【答案】（1）（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设表演者质量为m，站立时向上风力为，横躺时向上风力为，依题意有

站立时由牛顿第二定律得

解得

（2）横躺时由牛顿第二定律得

解得

设表演者匀加速运动位移为，匀减速运动位移为，

加速过程

减速过程

又

解得

17. 如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为，传送带足够长，传送带以大小为的恒定速率顺时针转动．一包货物以的初速度从端滑上倾斜传送带，货物与传送带之间的动摩擦因数，且可将货物视为质点．（取，已知，）

（1）货物刚滑上传送带时加速度为多大?

（2）当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间?这时货物相对于地面沿传送带方向运动了多远?

（3）从货物滑上传送带开始计时，到货物再次滑回端共用了多少时间?

【答案】（1）（2）1s  7m （3）

【解析】

【分析】由题意可知考查牛顿第二定律的应用，根据牛顿第二定律、运动学公式分析计算可得．

【详解】（1）设货物刚滑上传送带时加速度大小为，货物相对传送带向上运动，所以货物受到的摩擦力沿传送带向下，货物受力如图所示．

根据牛顿第二定律得

又，解得

．

（2）货物速度从减至与传送带速度相同所用时间

位移大小

．

（3）过了后货物所受摩擦力沿传送带向上，设此时货物的加速度大小为，同理可得

方向沿传送带向下．设货物再经时间，速度减为零，则

．

沿传送带向上滑动的位移大小

，

上滑的总距离为

．

货物到达最高点再次下滑时的加速度大小为，设下滑时间为，由

，

解得s

则货物从端滑上传送带到再次滑回端的总时间为

．

另解：过了时刻，货物的加速度大小变为，设从到货物滑回端的过程所用时间为，则

，

代入数值，解得

货物从端滑上传送带到再次滑回端的总时间为

．

【点睛】分阶段来分析，物体先向上做匀减速运动，和皮带达到共速后，因最大静摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，物体继续向上做匀减速运动，速度减为零后，沿斜面向下做匀加速运动，计算时间可以分阶段计算，也可以用整体法计算．