2021-2022学年天津市五校高一（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年天津市五校高一（上）期末物理试卷

1.     下列说法正确的是(    )

A. 用质点来代替有质量的物体是采用了理想化模型的思想
B. 汽车行驶的速度越大，惯性越大
C. 是加速度的比值法定义式
D. 千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位

2.     某同学将课本放在桌面上，如图所示，则下列说法中正确的是(    )

A. 课本对桌面的压力就是课本的重力
B. 课本对桌子的压力与桌子对课本的支持力是一对作用力与反作用力
C. 课本对桌面的压力与课本的重力是一对平衡力
D. 课本一定受到桌子对它的摩擦力的作用

3.     2021年3月1日最新刑法修正案生效“高空抛物罪”正式入刑。设想一小球从某居民楼4楼处由静止开始自由下落，落地时速度为大小为，取，则下列说法正确的是(    )

A. 物体开始下落时距离地面的高度为7m
B. 物体在下落到地面的时间为4s
C. 物体在下落过程中的平均速度大小为
D. 物体在开始下落后的第1s内位移大小为10m

4.     物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是(    )

A.  B.  C.  D.

5.     甲乙两辆小车由同一地点出发运动，速度时间图象如图所示，则(    )

A. 乙比甲早出发了3秒
B. 运动时甲的加速度与乙的加速度之比为3：4
C. 4秒末两车相遇
D. 4秒末，两车相距6m
 

6.     如图所示，为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥，相邻钢箱间距均为若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则(    )

A. 通过cd段的时间为 B. 通过ce段的时间为
C. ac段的平均速度大于b点的瞬时速度 D. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度

7.     如图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间．由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息(    )

A. 1s时人处在下蹲的最低点 B. 2s时人处于下蹲静止状态
C. 下蹲过程中人处于先失重后超重的状态 D. 该同学做了2次下蹲-起立的动作

8.     如图所示，一长为的水平传送带以的速率运行，一质量为m的物块在传送带的A端以的速度冲上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数。若传送带顺时针运动，物块在传送带上运动的时间为，在传送带上留下的痕迹长度为；若传送带逆时针运动，物块在传送带上运动的时间为，在传送带上留下的痕迹长度为。则(    )

A.  B.  C.  D.

9.     在“探究加速度与合外力、质量的关系”实验中，某同学的实验装置如图1所示。
   他想用砂桶及砂的总重力表示滑块受到的合外力F，为了减小这种做法带来的实验误差，他采取了两方面的措施：
   
   ①用小木块将长木板无滑轮的一端适当垫高，这样做的目的是______；
   ②使砂桶及砂的总质量______小车和小车上砝码的总质量填“远大于”或“远小于”。
   在F一定的情况下，测得加速度a与小车和小车上砝码的总质量M的数据如表。

①根据表中的数据在图2坐标纸上做出的图线。
②由图线可知，当F一定时，a与M成______关系填“正比”或“反比”。
本实验的第一问中如果提供力传感器，连接在细绳上如图，直接可以测出绳的拉力，______是、否需要将长木板无滑轮的一端适当垫高。

10. 某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，如图所示，用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，若初状态两弹簧测力计间夹角大于，且实验过程中测力计不会超出量程。
    某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图所示，其读数为______ N；
    本实验用到的物理方法是______选填“控制变量法”或“等效替代法”或“放大法”
    若在保持O点位置不变的同时，保持弹簧测力计a与细绳Oc的夹角不变，增大弹簧测力计b与细绳Oc的夹角，直到Ob与Oc共线，则弹簧测力计a的读数______、弹簧测力计b的读数______。均选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变大后变小”或“先变小后变大”

11. 如图所示，三根细轻绳系于O点，其中OA绳另一端固定于A点，OB绳的另一端与放在水平地面上质量为20kg的物体乙相连，OC绳的另一端悬挂质量为4kg的钩码甲。平衡时轻绳OA与竖直方向的夹角，0B绳水平。已知重力加速度，，，。
    求轻绳OA受到的拉力、OB受到的拉力大小；
    求乙受到的摩擦力f大小；
    已知物体乙与水平桌面间的最大静摩擦力为90N，若在钩码下方继续加挂钩码，为使物体在原位置保持静止，求最多能再加挂的钩码质量。
12. 在十字路口，汽车以的加速度从停车线启动做匀加速直线运动，此时有一辆自行车恰好通过停车线，与汽车同方向匀速行驶，行驶的速度大小求：
    汽车追上自行车之前，经过多长时间汽车和自行车相距最远？最远距离是多少？
    在距停车线多远时汽车追上自行车？追到时汽车的速度是多大？
13. 如图所示滑沙游戏中，做如下简化：游客从顶端A点由静止滑下6s后，操纵刹车手柄使滑沙车立即作匀速直线运动，下滑至底端B点在水平滑道上继续滑行直至停止。已知游客和滑沙车的总质量，倾斜滑道AB长，倾角，在AB及BC段滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数均为。滑沙车经过B点前后的速度大小不变。重力加速度g取，，，不计空气阻力。
    求游客匀速下滑时的速度大小；
    求游客匀速下滑的时间；
    若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为12m，则他在此处滑行时，至少需对滑沙车施加多大的水平制动力。
    

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】解：A、用质点来代替有质量的物体是采用了理想模型的方法，故A错误；
B、惯性只与质量有关，与速度无关，速度越大，惯性没变，汽车难以停下是因为汽车由于惯性要保持大速度向前滑行，故B错误；
C、是牛顿第二定律的表达式，表示物体的加速度跟物体受到的合外力成正比，与物体的质量成反比，不是加速度的定义式，故C错误；
D、千克、秒、牛顿是国际单位制中的三个基本单位，故D正确；
故选：D。
常用的物理学研究方法有：控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换法等，是科学探究中的重要思想方法，
物体保持运动状态不变的性质叫惯性，只与物体的质量有关，而与物体是否受力、物体的运动状态无关；
本题考查力学的基本概念，涉及质点、国际单位制、牛顿第二定律等知识点，是一道小综合题目。难度不大，学生可以轻松作答。
 

2.【答案】B 

【解析】解：A、课本对桌面的压力与课本的重力是两种不同性质的力，压力不是重力，故A错误；
B、根据牛顿第三定律，可知课本对桌子的压力与桌子对课本的支持力是一对作用力与反作用力，故B正确；
C、桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力，课本对桌子的压力与桌子对课本的支持力是一对作用力与反作用力，所以课本对桌面的压力与课本的重力不是一对平衡力，故C错误；
D、课本处于静止状态，在水平方向上课本受到桌子对它的摩擦力为零，故D错误。
故选：B。
压力与重力是两种不同性质的力；作用力与反作用力是两个物体彼此之间的相互作用，平衡力的受力物体是同一物体；根据平衡状态分析摩擦力是否存在。
本题考查平衡状态的受力分析，能辨别作用力与反作用力和平衡力、知道压力与重力是两种不同性质的力。
 

3.【答案】C 

【解析】解：A、根据可得，，故A错误；
B、根据，可得下落到地面的时间，故B错误；
C、根据平均速度的规律，故C正确；
D、物体在开始下落后的1s内位移大小，故D错误；
故选：C。
自由落体运动是只在重力作用下，从静止开始的匀加速直线运动，加速度为g，根据匀加速直线运动的规律计算高度，时间即可。
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。
 

4.【答案】D 

【解析】

【分析】
对物体进行受力分析，由共点力的平衡条件可得出摩擦力与F的关系，进而判断静摩擦力的变化。
本题考查受力分析的应用，对于斜面模型要注意正确应用正交分解法进行分析。

【解答】
A、物体受重力、支持力及摩擦力平衡，当加上F后，物体仍处于平衡，则在沿斜面方向上物体平衡状态不变，而重力沿斜面向下的分力不变，故摩擦力不变，故A错误；
B、对B中物体受力分析可知，F只改变垂直于斜面的压力，不会影响沿斜面方向上的力，故摩擦力不变，故B错误；
C、加向上的F后，F有沿斜面向上的分力，若物体有向下的运动趋势，此时向下的重力的分力与向上的F的分力及摩擦力平衡，故摩擦力将变小，故C错误；
D、加竖直向下的力F后，F产生沿斜面向下的分力，则沿斜面向下的力为重力和F的分力，故增大了摩擦力，故D正确；
故选：D。  

5.【答案】D 

【解析】解：A、由图可知，甲比乙早出发了3秒，故A错误；
B、根据速度-时间图象的斜率大小等于物体的加速度，则甲的加速度为：，乙的加速度为：，所以运动时甲的加速度与乙的加速度之比为1：4，故B错误；
CD、甲乙两辆小车由同一地点出发运动，4秒末，两车相距的距离等于甲、乙两车在前4s内位移之差，为，可知4秒末两车没有相遇，故C错误，D正确。
故选：D。
根据速度-时间图象直接读出两车出发时刻关系，图象的斜率大小等于物体的加速度，图象与时间轴围成的面积大小等于物体在该段时间内通过的位移。根据位移关系和初始位置关系，计算4s末两车相距的距离。
把握速度-时间图象的两个物理意义：①图象的斜率大小等于物体的加速度；②图象与时间轴围成的面积大小等于物体通过的位移，即可顺利解决此类题目。
 

6.【答案】BD 

【解析】解：AB、汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，则汽车通过ab段、bc段、cd段和de段的时间之比为1：：：；
由题意可知，通过ab段的时间为t，则通过cd段的时间为；通过ce段的时间即通过cd段和de段的时间之和，故通过ce段的时间为；故A错误，B正确；
CD、由比例关系可知，b点为ae段的中间时刻，根据匀变速直线运动的推论可知，一段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，故ac段的平均速度小于b点的瞬时速度，b点的瞬时速度等于ae段的平均速度，故C错误，D正确。
故选：BD。
根据初速度为零的匀加速直线运动的推论，结合题意可以得出通过cd段的时间和通过ce段的时间；根据匀变速直线运动的推论，可以得出b点的瞬时速度等于ae段的平均速度。
在处理匀变速直线运动问题时，要注意熟记匀变速直线运动的基本公式和常用推论，另外要注意推论的适用条件，比如本题中的比例关系的成立条件是物体做初速度为零的匀加速直线运动。
 

7.【答案】BC 

【解析】解：AC、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，由图可知，时人仍然加速下降，故A错误，C正确；
B、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，所以在时刻人处于下蹲静止状态，故B正确；
D、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲-起立的动作，故D错误。
故选：BC。
失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度。人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，起立时先加速上升超重，再减速上升失重。
本题考查物理知识与生活的联系，注意细致分析物理过程，仔细观察速度的变化情况，与超失重的概念联系起来加以识别。
 

8.【答案】AD 

【解析】解：传送带顺时针运动时，物块与传送带同向，在二者速度相等之前，滑块相对于传送带向右运动，分析受力可知，滑块向右做匀减速直线运动，加速度，滑块与传送带速度相同时，滑动位移，解得，故滑块一直做匀减速直线运动直至在B端掉落，则滑块在传送带上运动时间，解得，滑块在传送带上的痕迹为二者的位移之差；
当传送带逆时针运动时，分析受力可知，加速度，滑动位移，解得，滑块速度减到零之前，已经从B端掉落，故滑块在A到B过程中做匀减速直线运动，运动时间，解得，滑块留下痕迹为二者位移之和，故，，故A、D正确，B、C错误。
故选：AD。
分别根据牛顿第二定律结合运动学公式分析传送带逆时针和顺时针转动时，物块的运动情况即可解答。
题目综合性较强，难度稍大；对于牛顿第二定律在传送带模型问题中的典型应用，关键是分析清楚物体的运动过程和受力情况，结合题目给出的已知条件，利用牛顿第二定律求解加速度，再根据题目要求应用运动学公式进行求解；在分析和求解此类问题的过程中，要注意构建物理模型，找到解决板块模型问题的内在方法和规律，进而提高自己的理解、推理以及综合分析问题的能力。
 

9.【答案】平衡摩擦力  远小于  正比  是 

【解析】解：①用小木块将长木板无滑轮的一端适当垫高，这样做的目的是平衡摩擦力；
②对整体运动牛顿第二定律可得：
则小车的合力大小为：
使砂桶及砂的总质量远远小于小车和小车上砝码的总质量，小车和小车上砝码所受拉力等于砂桶及砂的总质量；
①将表中的数据描在坐标纸上，用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧面，误差较大的点舍去，画出的图线如下图所示：

②由图线可知，当F一定时，a与M成正比关系；
本实验的第一问中如果提供拉力传感器，连接在细绳上，直接可以测出绳的拉力，也需要平衡摩擦力。
故答案为：①平衡摩擦力；②远小于；①图像如上图所示；②正比；③是
①正确理解平衡摩擦力的操作；
②根据牛顿第二定律得出砂和砂桶的质量与小车总质量的大小关系；
①将表中的数据描在坐标纸上，用一条直线尽可能地穿过更多的点，不在直线上的点尽量均匀地分布在直线两侧面，误差较大的点舍去，画出图线；
②根据图像得出a与M的关系；
根据拉力传感器的用处结合实验原理分析是否需要平衡摩擦力。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合牛顿第二定律完成题目的分析，解题的关键点是正确理解平衡摩擦力的操作。
 

10.【答案】等效替代法  一直变小  先变小后变大 

【解析】解：如题图所示，弹簧秤的最小分度为，需估读到分度值下一位，其读数为；
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；
作出受力分析图：

改变弹簧测力计b与OC的夹角时，由于保持O点位置不变，因而与的合力F保持不变，根据平行四边形定则，、合成的平行四边形如图所示，当弹簧测力计b与OC的夹角变大时，其力的合成的平行四边形为，由于初状态两弹簧测力计b与OC的夹角大于，所以两弹簧测力计夹角为时最小，故一直变小，先变小后变大；
故答案为：；等效替代法；一直变小，先变小后变大
根据弹簧测力计使用方法读数；
根据实验原理可知用到等效替代法；
根据力的分解分析解答。
本实验关键理解实验原理，根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷，因此掌握实验原理是解决实验问题的关键。
 

11.【答案】解：对结点O受力分析，将甲对结点的拉力分解如图，由几何关系有：

，
；
乙物体在水平方向受力平衡，根据平衡条件可得乙受到的摩擦力；
考虑物体乙恰好不滑动的临界情况，则根据平衡条件，OB绳的拉力为：，
由于，
故。
答：轻绳OA、OB受到的拉力大小分别为50N、30N；
乙受到的摩擦力f大小为30kg；
为使物体在原位置保持静止，最多能再加挂的钩码质量为8kg。 

【解析】以结点为研究对象受力分析，采用分解法求OA、OB绳子的拉力；
以乙为研究对象，根据平衡条件求解；
考虑物体乙恰好不滑动的临界情况，根据平衡条件列式分析即可。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答本题的关键是：确定研究对象、进行受力分析、根据平衡条件建立平衡方程进行解答。
 

12.【答案】解：由题意分析知，当两车速度相等时相距最远，设所用时间为t，汽车做初速度为0的匀加速直线运动，所以有：

已知，，
可得：
最远距离为：

代入数据解得：。
汽车追上自行车时，它们相对于停车线的位移相等，设汽车追上自行车所用时间为，此时有：

即：
代入

可得：
此时距停车线距离为：
此时汽车速度为：
代入数据解得：，
答：汽车运动4s时它们相距最远，最远距离为16m；
汽车在距停车线64m处追上自行车，追上自行车时汽车的速度为。 

【解析】在汽车速度没有达到自行车速度之前，两者的距离是越来越大，当两者速度相等时，距离将保持不变，当汽车速度大于自行车速度时，两者距离逐渐减小。抓住相距最远的临界条件两者速度相等利用匀变速直线运动的规律可求相距最远的时间及最远距离。
汽车做初速度为0的匀加速直线运动，自行车做匀速直线运动，汽车追上自行车时，两者相对于停车线的位移相等，利用位移相等可求相遇所需的时间t，利用可得追上时汽车的速度v。
追击问题的临界条件，相距最远时两者速度相等，这是条件，追上时是指两物体在同一时刻处于同一位置，若起点相同，则两物体的位移应该相等。
 

13.【答案】解：游客在斜面上下滑过程中，由牛顿第二定律得：
解得游客从顶端A点由静止加速下滑时的加速度大小：
游客匀速下滑时的速度大小：；
游客在斜面加速下滑的位移：
匀速运动的时间
联立代入数据解得：
设游客在BC段的加速度大小为，由可得：

游客在水平面上运动过程中，对游客由牛顿第二定律得：
解得制动力：。
答：游客匀速下滑时的速度大小为；
游客匀速下滑的时间为5s；
若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为12m，则他在此处滑行时，至少需对滑沙车施加70N的水平制动力。 

【解析】游客在斜面上下滑过程中，由牛顿第二定律求解加速度大小，根据速度-时间关系求解游客匀速下滑时的速度大小；
根据位移-时间关系解得匀速的时间；
根据牛顿第二定律求解游客在BC段的加速度大小，对游客由牛顿第二定律求解需对滑沙车施加的水平制动力。
对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系力和运动的桥梁。