精品解析：江苏省如皋市2021-2022学年高一（上）期末物理试题

2021—2022学年度高一年级第一学期期末教学质量调研物理试题

注意事项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1. 本试卷共6页，满分为100分，考试时间为90分钟，考试结束后，请将答题卡交回。

2. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号等用0. 5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。

3. 请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。

4. 作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。 作答非选择题，必须用0. 5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

5. 如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗

一、单项选择题：共10题，每题3分，共30分。 每题只有一个选项最符合题意。

1. 2021年12月9日，时隔8年之后，我国航天员再次进行太空授课，乒乓球浮力消失实验是其中的一个实验。甲图是地面教室中的乒乓球浮在水面上，乙图是空间站中的乒乓球停在水中的任意位置，则乒乓球浮力消失的原因是空间站中（　　）

A. 水处于完全失重状态 B. 水的密度变小了

C. 乒乓球的质量变大了 D. 乒乓球的重力变大了

【答案】A

【解析】

【详解】A．在太空空间站的水和乒乓球都是受重力提供向心力，加速度为重力加速度，则处于完全失重状态，水是没有浮力的，因此在水中的乒乓球并不会因浮力而上升，而是继续停在水中，故A正确；

BCD．完全失重时水的密度不变，乒乓球的质量不变，空间站的重力加速度较地面小，则空间站内的乒乓球的重力变小了，故BCD错误；

故选A。

2. 3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令。 如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（　　）

A. 若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力

B. 若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速大一点

C. 若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低

D. 若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低

【答案】D

【解析】

【详解】A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，不会受向心力，向心力是效果力，由物体受力提供，故A错误；

B．如果弯道是水平的，由静摩擦力提供向心力，根据

可知，速度越大，所需要的向心力越大，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，汽车做离心运动，所以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车做离心运动而发生侧翻，故B错误；

CD．如果弯道是倾斜的，重力和支持力的合力可以提供向心力，而向心力指向圆心，所以3D地图上应标出外（西南）高内（东北）低，故C错误，D正确；

故选D。

3. 某物体由静止开始运动，它所受到的合外力F随时间t变化的规律如图所示，则在0~t0这段时间的速度v随时间t变化的规律可能是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由图看出，合外力F减小，则由牛顿第二定律得知加速度a减小，而物体由静止开始运动，则加速度与速度同向，物体做变加速运动，速度越来越大，由于a与v同向，物体的速度增大，在t0时刻加速度为零，速度最大；而图像的斜率表示加速度，纵坐标表示速度，综上可能的为D图，故选D。

4. 如图所示，小球在力F的作用下静止，细线与竖直方向的夹角为θ。将F由图示位置逆时针缓慢转至竖直方向的过程中，小球始终静止在图中位置，则（　　）

A. F一直变小 B. F先变小后变大

C. 细线的拉力一直变大 D. 细线的拉力先变小后变大

【答案】B

【解析】

【详解】对小球，受力分析，如图所示

将F由图示位置逆时针缓慢转至与细线垂直的过程中，小球处于动态平衡，由图解法在力的平行四边形中，可以看到F先变小再变大，而绳的拉力T一直减小，故选B。

5. 如图所示，匀速向右运动的汽车用跨过光滑定滑轮的轻绳提升物块A，则A到达滑轮之前（　　）

A. 做匀速运动 B. 做加速运动 C. 处于失重状态 D. 绳的拉力是恒力

【答案】B

【解析】

【详解】[Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2022/1/11/2899466209812480/2902129622794240/EXPLANATION/1cfbec44-f2d2-4a32-9fd4-8dff61529f86.png]
 

对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示，有

，

ABC．物块上升的速度大小等于，由可知，汽车匀速向右，角变小，所以变大，物块向上做加速运动，加速度向上，物块处于超重状态，A、C错误，B正确；

D．由可知，汽车匀速向右，角变小，可知物块向上做加速度减小的加速运动，拉力和重力的合力减小，故绳的拉力为变力，D错误。

故选B。

6. 某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B，炮弹轨迹如图所示，已知炮口高度相同，忽略空气阻力，则（　　）

A. B的加速度比A的大

B. B的飞行时间比A的短

C. B在最高点的速度比A在最高点的小

D. B打到目标时的速度比A打到目标时的大

【答案】C

【解析】

【详解】A．炮弹在空中运动忽略空气阻力，即做斜上抛运动，只受重力，加速度相同都为重力加速度，故A错误；

B．斜上抛运动在竖直方向为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线运动，设上升高度为，上升运动的时间为，下降的高度为，下降的时间为，根据竖直上抛运动的规律可知

，

由图可知，B上升的高度和下降的高度都比A大，故B运动时间比A运动时间长，故B错误；

C．根据斜上抛运动的规律可知，在运动的最高点只有水平方向的速度，两炮弹从最高点开始做平抛运动，由图可知，A的水平位移更大，A运动的时间更短，故A水平方向的速度更大，即B在最高点的速度比A的小，故C正确；

D．两炮弹从最高点平抛，则打到目标时的速度为

B的水平速度小，但其竖直高度比A大，则打到目标时的速度两者无法比较大小，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，一火车站的传送带以0.8m/s的速度顺时针匀速转动，传送带上表面A、B两端间的距离为2m。旅客将行李无初速度地放在A端，行李与传送带间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取，则行李从A端运动B端的时间为（　　）

A. 2.4s B. 2.5s C. 2.6s D. 2.8s

【答案】C

【解析】

【详解】开始时，对行李受向右滑动摩擦力，根据牛顿第二定律

μmg=ma

解得

a=4m/s2

设行李做匀加速运动的时间为，行李加速运动的末速度为v=0.8m/s，根据

v=at1

代入数据解得

t1=0.2s

匀加速运动的位移大小为

则匀速运动的时间为

可得行李从A到B的时间为

t=t1+t2=26s

故选C。

8. 如图甲所示，长为R的轻杆一端固定一个小球，小球在竖直平面内绕轻杆的另一端O做圆周运动，小球到达最高点时受到杆的弹力与速度平方的关系如乙图所示，则（　　）

A. 小球到达最高点的速度不可能为0

B. 当地的重力加速度大小为

C. 时，小球受到的弹力方向竖直向下

D. 时，小球受到的弹力方向竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】A．因杆既能提供支持力，又能提供拉力，则杆球模型的最高点临界条件是，则有

即小球到达最高点的最小速度为0，故A错误；

BC．由图像可知，在时，以较小速度通过最高点，杆提供支持力，由牛顿第二定律有

可得

随着通过最高点速度增大，杆的支持力为正值（规定向上为正）逐渐减小，而当时，有，即

解得

故BC均错误；

D．由以上分析可知，时，以较大速度通过最高点，杆提供拉力，由牛顿第二定律有

可得

拉力为负值表示方向向下，大小随着速度增大而增大，而，则小球受到的弹力方向一定竖直向下，故D正确；

故选D。

9. 如图所示，质量相同的质点A、B被用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面上做匀速圆周运动，则（　　）

A. A的线速度一定比B的线速度大

B. A的角速度一定比B的角速度大

C. A加速度一定比B的加速度小

D. A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力小

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．设绳与竖直方向的夹角为，根据圆锥摆的向心力为

得

A球细线与竖直方向的夹角较大，则A的加速度比B球的加速度大，两球Lcosθ相等，则两球的角速度相等，A球的轨道半径较大，细线与竖直方向的夹角较大，则线速度较大，即A的线速度比B的线速度大，故A正确，BC错误；

D．根据竖直方向上平衡有

A球与竖直方向的夹角较大，则A所受细线的拉力较大，故D错误。

故选A。

10. 如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为25cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）d=5cm，拖把头的半径为10cm，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。 某次脱水时，拖把杆上段1s内匀速下压了25cm，该过程中拖把头匀速转动，则（　　）

A. 拖把杆向下运动的速度为0. 1πm/s B. 拖把头边缘的线速度为πm/s

C. 拖把头转动的角速度为5π rad/s D. 拖把头的转速为1r/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．拖把杆向下运动的速度

故A错误；

BCD．拖把杆上段1s内匀速下压了25cm，则转动5圈，即拖把头的转速为

n=5r/s

则拖把头转动的角速度

拖把头边缘的线速度

故B正确，CD错误；

故选B。

二、非选择题：共7题，共70分。 其中第13题一第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 用如图甲所示的装置“探究平抛运动的特点”，M为斜槽，N为水平装置的可上下调节的向背板倾斜的挡板。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。

①取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹

②上下调节N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置

③使M末端水平，使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上

④以M水平末端端口处小球球心在木板上的投影点为坐标原点O，过O点画出竖直的y轴和水平的x轴

⑤让铜球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，钢球落到N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹

（2）如图乙所示，A、B、C是钢球运动轨迹上的四个点，以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已标出，取，可得钢球做平抛运动的初速度___________m/s。

【答案】    ①. ③④⑤②①    ②. 2

【解析】

【详解】（1）[1]先安装器材，调试，建好坐标轴，再操作记录好位置，然后多次重复，描出轨迹，则正确的顺序为：③④⑤②①；

（2）[2]平抛的起点是坐标原点，在竖直方向上，根据

可得

则平抛的初速度为

12. 用如图甲所示的装置“探究加速度与物体受力的关系”。 把左端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码。 已知交流电的频率为50Hz。

（1）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使___________；

（2）图乙是某次实验得到的纸带的一部分，该纸带的___________（选填“左”或“右”）端与打点计时器连接。

（3）根据图乙中的纸带，可求出小车的加速度大小为___________。；（结果保留两位有效数字）

（4）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据见下表。

请根据表中的数据，在方格纸上作出a—F图像。 （       ）

（5）第（4）问中作出的a—F图线不过原点，请简要说明原因。 （       ）

【答案】    ①. 细线与木板平行    ②. 左    ③. 3.2    ④.     ⑤. 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

【解析】

【详解】（1）[1]小车下滑时细线的拉力方向与小车运动方向相同才能使得拉力为恒力，故在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与木板平行；

（2）[2]小车加速时速度逐渐增大，则在相同的时间内位移逐渐增大，故该纸带的左端与打点计时器连接；

（3）[3]每两个计数点的时间间隔为

由匀变速直线运动的判别式为

纸带上共有连续相等时间内的四段位移，结合逐差法可得

（4）[4]根据表格数据描点画直线如图所示

（5）[5]由图像横截距的物理意义是，由的合外力拉小车，而小车的加速度为零，即原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。

13. 如图所示，小球甲从A点做自由落体运动，小球乙从B点做平抛运动，两球先后经过C点时的瞬间速度大小相等，方向成60°夹角。 已知AC高为h，重力加速度为g。 求：

（1）甲球落到C点时的速度大小v；

（2）乙球抛出时的初速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）甲球从A到C做自由落体运动，则由

可得

（2）乙球经过C点时的瞬时速度大小也为

则水平速度

乙球抛出时的初速度大小

14. 一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B（中央有孔），A、B间由细绳连接，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30°夹角。已知B球的质量为m，求细绳对B球的拉力大小和A球的质量。

【答案】（1）2mg；（2）2m

【解析】

【详解】对B小球受力分析，如图

由平衡条件可得

解得

对A、B小球和细绳整个系统受力分析，如图

由平衡条件可得

解得

15. 如图所示，某发射系统内有一矩形箱子，箱子内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块P，箱子内上表面和下表面都装有压力传感器。 箱子静止时，上方传感器的读数，下方传感器的读数。 重力加速度g取。

（1）求P的质量m；

（2）当系统在竖直方向运动时，上方传感器的读数，求此时箱子的加速度a。

【答案】（1）；（2），方向竖直向上

【解析】

【详解】（1）木箱静止时，弹簧重力不计，对弹簧和木块整体进行受力分析，受重力、上方传感器向下的压力

下方传感器向上的支持力

根据平衡条件有

解得P的质量

（2）上表面传感器的读数变成5N，即

而弹簧弹力不变，则下方传感器向上的支持力仍为20N，对物体由牛顿第二定律，有

解得

方向竖直向上。

16. 如图所示，水平转台上有一个小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。物块随转台由静止开始缓慢加速转动，求：

（1）绳中刚要出现拉力时转台的角速度；

（2）物块刚离开转台时转台的角速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当物块与转台间达到最大静摩擦力时，绳中要出现拉力，由牛顿第二定律得

解得

（2）物块刚离开转台时，物体和转台之间恰好无相互作用力，有

，

对物块有

联立解得

17. 如图所示，质量的足够长的木板A静止在水平地面上，质量的小物块B静止在A的右端。 现在A的右端施加一水平向右的恒力，作用了9s后撤去力F。 已知A、B间的动摩擦因数，A与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取10。 求：

（1）在力F作用下，A、B的加速度大小；

（2）A、B第1次达到的相同速度的大小；

（3）B停止运动时的位置离A右端的距离△x。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）A与B间的滑动摩擦力为

B与地面的滑动摩擦力为

则在力F作用下，假设A与B相对滑动，对B物体由牛顿第二定律有

解得

对A由牛顿第二定律有

可得

因，则假设成立，即A跟不上B的加速，A与B之间为相等滑动，有

，

（2）当时撤去F，此时两物体的速度分别为

此时，则A相对B向左滑动，故A的加速度为

设B的加速度设为，有

解得

设经过时间两者达到共速，有

解得

，

（3）撤去F前A相对B向左的位移为

（向左）

撤去F后到的过程中A相对B向左的位移为

（向左）

因，则共速后A和B各自减速，B先停下，A后刹住，两者的加速度分别为

则A相对B向右的位移为

B停止运动时的位置离A右端的距离为