2022-2023学年广东省广州大学附属中学高一上学期期末物理试题含解析

广州大学附属中学2022-2023学年高一上学期期末物理试题

一、单选题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。

1. 如图是物体做直线运动的v—t图像。由图可知，该物体（　　）

A. 第1 s内和第3 s内的运动方向相反

B. 第3 s内和第4 s内的加速度相同

C. 第1 s内和第4 s内的位移大小不相等

D. 0~2 s和0~4 s内的平均速度大小相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图知，在前3s内物体的速度均为正值，说明在前3s内物体的运动方向不变，A错误；

B．速度图象的斜率等于加速度，第3s内和第4s内图线的斜率相同，则加速度相同，B正确；

C．图象与时间轴所围的面积表示位移，由几何知识可知第1s内和第4s内的位移大小相等，C错误；

D．根据图像下方的“面积”表示位移可知：0～2s内和0～4s内的位移相等，所用时间不等，所以平均速度大小不等，D错误。

故选B。

2. 甲、乙两物体分别从10m和20m高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是（　　）

A. 落地时甲的速度是乙的

B. 落地的时间甲是乙的2倍

C. 下落1s时甲的速度与乙的速度相同

D. 甲、乙两物体在最后1s内下落的高度相等

【答案】C

【解析】

【详解】A．由速度位移公式可得

落地时位移比1：2，可知甲、乙的速度之比为，A错误；

B．由位移公式可得

落地时位移比1：2，可知甲、乙落地的时间之比为，B错误；

C．下落1s时甲、乙均未落地，由

可知，甲的速度与乙的速度相同，C正确；

D．由B解析可知，甲、乙落地的时间不同，而自由落体运动中，每秒的位移均匀增大，故甲、乙两物体在最后1s内下落的高度不相等，D错误。

故选C。

3. 雾天开车在高速上行驶，设能见度(驾驶员与能看见的最远目标间的距离)为30m，驾驶员的反应时间为0.5s，汽车刹车时能产生的最大加速度的大小为5m/s2，为安全行驶，汽车行驶的最大速度不能超过（　　）

A. 10m/s B. 15m/s C. 10m/s D. 20m/s

【答案】B

【解析】

【详解】驾驶员反应过程中，汽车做匀速直线运动，行驶距离为

汽车刹车减速至0，逆过程可视为初速度为0的匀加速直线运动，根据速度位移关系可知

解得最大速度为

ACD错误，B正确。

故选B。

4. 某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 实验中必须让木板保持匀速运动

B. 图乙中曲线就是摩擦力随时间变化曲线

C. 最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7

D. 只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

【答案】C

【解析】

【详解】AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；

C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；

D．根据

，

可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。

故选C。

5. 重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是

A. 在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B. 自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小

C. 自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D. 石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力

【答案】C

【解析】

【详解】在石块下滑前.自卸车与石块整体的重心位置上升.下滑后又下降.故A错误；

动摩擦因数是材料间的固有属性.只与材料有关.和倾角无关.故B错误；

车厢与石块间的正压力与物块所受重力在垂直斜面方向的分力大小相等，所以当车厢倾角变大.正压力减小.故C正确;

石块在开始下滑时.受到摩擦力小于重力沿着斜面向下的分力故D错误．

综上所述本题答案是：C

6. 倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是（    ）

A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosα

B. 木块对斜面体的压力大小是mg sinα

C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcosα

D. 桌面对斜面体的支持力大小是（M+m）g

【答案】D

【解析】

【详解】A．B．先对木块m受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f，根据平衡条件，有：

，

根据牛顿第三定律，木块对斜面体的压力大小是

故AB错误；

C．D．对M和m整体受力分析，受重力和支持力，二力平衡，故桌面对斜面体的支持力为

静摩擦力为零，故C错误，D正确。

故选D。

【点睛】本题关键灵活地选择研究对象，运用隔离法和整体法结合求解比较简单方便。

7. 叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：

A. 上方球与下方3个球间均没有弹力

B. 下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C. 水平地面对下方三个球的支持力均为

D. 水平地面对下方三个球的摩擦力均为

【答案】C

【解析】

【详解】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg，每个小球受支持力为mg，故C正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误．故选C．

8. 如图所示, 在倾角为的光滑斜面上，质量相等的甲、乙物体通过弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连．已知轻弹簧、细绳均与斜面平行，重力加速度大小为g．剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是(    )

A. 甲、乙的加速度大小均为

B. 甲的加速度为零，乙的加速度大小为

C. 甲的加速度为g，乙的加速度大小为零

D. 甲的加速度为零，乙的加速度大小为g

【答案】D

【解析】

【详解】设甲、乙的质量均为m，剪断轻绳前，对甲受力分析可得：弹簧弹力，剪断细绳瞬间，细绳中力突变为零，弹簧长度不会突变，弹簧弹力仍为．剪断细绳瞬间，甲物体的受力与剪断细绳前受力相同，则甲的加速度为零；剪断细绳瞬间，乙受重力、弹簧弹力、斜面对乙的支持力，由牛顿第二定律可得：，解得：剪断细绳瞬间，乙的加速度大小．故D项正确，ABC三项错误．

9. 如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为F．在飞船与空间站对接后，在推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a，则空间站的质量为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】以空间站和飞船整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：

则空间站的质量为：

故选A．

10. 为使雨水尽快离开房屋的屋顶面，屋顶的倾角设计必须合理．某房屋示意图如图所示，设屋顶面光滑，倾角为θ，雨水由静止开始沿屋顶面向下流动，则理想的倾角θ为（　　）

A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°

【答案】B

【解析】

【详解】设屋檐的底角为θ，底边为L，注意底边长度是不变的．屋顶的坡面长度为s，雨滴下滑的加速度为a，对雨滴受力分析，只受重力mg和屋顶对水滴的支持力N，垂直于屋顶方向：N＝mgcosθ，平行于屋顶方向：ma＝mgsinθ，水滴的加速度a＝gsinθ，根据三角关系判断，屋顶坡面的长度为： ，由得：，θ＝45°时，t最短．

11. 用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g=10m/s2，则计算不出的是（　　）

A. 物体的质量

B. 物体与水平面间的滑动摩擦因数

C. 物体与水平面间的最大静摩擦力

D. F为14N时物体的速度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律得：

计算得出：

由a与F图线得到：

联立可解得物体的质量和动摩擦因数，故AB正确；

C．因为a-F图像中，图像与F轴的截距大小即为物体受到的最大静摩擦力，根据图像中的数据可求得截距，即可求得最大静摩擦力，故C正确；

D．图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，没有时间因子，故无法算得物体在14N拉力时所对应的速度，故D错误。

故选D。

二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

12. 如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态，如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（   ）

A. 绳的右端上移到，绳子拉力不变

B. 将杆向右移一些，绳子拉力变大

C. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小

D. 若换挂质量更大的衣服则衣架悬挂点右移

【答案】AB

【解析】

【详解】设两段绳子间的夹角为，由平衡条件可知，

，

所以

，

设绳子总长为，两杆间距离为，由几何关系

，

得

，

A．绳子右端上移，、都不变，不变，绳子张力也不变，A正确；

B．杆向右移动一些，变大，变大，变小，变大，B正确；

C．绳子两端高度差变化，不影响和，所以不变，C错误；

D．衣服质量增加，绳子上的拉力增加，由于不会变化，悬挂点不会右移，D错误．

13. 一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ）

A. t=2s时最大 B. t=2s时最小

C. t=8.5s时最大 D. t=8.5s时最小

【答案】AD

【解析】

【详解】由于t=2s时物体向上的加速度最大，故此时人对地板的压力最大，因为地板此时对人的支持力最大；而t=8．5s时物体向下的加速度最大，故地板对的支持力最小，即人对地板的最小，故选项AD正确，选项BC错误．

14. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v ­t图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（　　）

A. 在时，甲车在乙车后

B. 在时，甲车在乙车前7.5m

C. 两车另一次并排行驶的时刻是

D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由题图中的图像下的面积表示位移可知，时两车并排行驶，则时两车也并排行驶，A错误；

B．时，乙车比甲车多运动

故时，甲车在乙车前7.5m，B正确；

C．时，乙在甲前，C错误；

D．从到，甲的位移为

D正确。

故选BD。

15. 某快递公司用倾斜传送带运送包裹，如图所示。包裹被轻放在传送带的底端，在经过短暂的加速过程后，与传送带达到共速，最终被运送到传送带的顶端。若传送带运行速度一定，包裹与传送带间的动摩擦因数相同，则（　　）

A. 在包裹加速运动阶段，传送带对包裹的作用力方向竖直向上

B. 传送带倾斜角度越大，包裹在传送带上所受的静摩擦力越大

C. 传送带倾斜角度越大，包裹加速所需时间越长

D. 包裹越重，从传送带的底端运送到顶端所需要的时间越长

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在包裹加速运动阶段，包裹加速度沿传送带向上，根据力的合成可知传送带对包裹的作用力方向偏向右上方，故A错误；

B．包裹与传送带达到共速时，包裹在传送带上受到静摩擦力的作用，随传送带一起匀速，根据平衡条件可得

所以传送带倾斜角度越大，包裹在传送带上所受的静摩擦力越大，故B正确；

C．依题意可得，包裹加速所需时间满足

又

联立可得包裹加速所需时间

由数学知识可知，传送带倾斜角度越大，包裹加速所需时间越长，故C正确；

D．依题意由选项C可知，包裹在加速阶段的时间与包裹质量无关，在匀速阶段时间取决于传送带的速度，也与包裹质量无关，所以，整个过程包裹从传送带的底端运送到顶端所需要的时间与包裹质量无关。故D错误。

故选BC。

16. 如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中（　　）

A. 水平拉力的大小可能保持不变

B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

【答案】BD

【解析】

【详解】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；

对M受力分析可知，若起初M受到摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD．

三、实验题：本题共1小题，10分。

17. 某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知打点计时器的工作频率为50 Hz。请完成下列相关内容：

（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在_________（选填“挂”或“不挂”）小吊盘（含砝码）的情况下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到了如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角_________（选填“过大”“过小”或“适中”）。

（2）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改变小车受到的合外力，得到了多组数据。

①根据实验数据作出了如下a-F图像，则符合该同学实验结果的是_______。

A． B. C.

②某次实验打出的纸带如图丙所示，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则对应的小车加速度为_______m/s2；打点计时器打E点时，对应的小车速度为_______m/s。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. 不挂    ②. 过大    ③. B    ④. 1.6    ⑤. 0.99

【解析】

【详解】（1）[1]在平衡摩擦力时，小车在运动方向上只受到摩擦力和重力的分力，所以不挂小吊盘（含砝码）。

[2]由题图乙可知纸带上点间距随小车的运动不断增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，则该同学平衡摩擦力时木板的倾角过大。

（2）①[3]当平衡摩擦力过度时，小车在F=0时即具有加速度，故B图像符合该同学的实验结果。故选B。

②[4]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为

T=5×0.02s=0.1s

根据逐差法可得小车的加速度为

[5]打点计时器打E点时，对应的小车速度为D、F间的平均速度，即

四、计算题：本题共1小题，16分。

18. 如图所示，质量m=1kg的物块A放在质量M=4kg木板B的左端，起初A、B静止在水平地面上.现用一水平向左的力F作用在木板B上，已知A、B之间的动摩擦因数为μ1=0.4，地面与B之间的动摩擦因数为μ2=0.1，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2.求：

（1）能使A、B发生相对滑动的F的最小值；

（2）若F=30 N，作用1 s后撤去，要想A不从B上滑落，则木板至少多长；从开始到A、B均静止，A的总位移是多少。

【答案】（1）25 N；（2）0.75 m，14.4 m

【解析】

【详解】（1）对于A，当A、B间静摩擦力达到最大静摩擦力时两者相对静止加速度达到最大，即将相对滑动，根据牛顿第二定律有

解得am=4 m/s2

对A、B整体，根据牛顿第二定律有

Fmin-μ2(M＋m)g=(M＋m)am

解得Fmin=25 N

（2）设F作用在B上时A、B的加速度分别为a1、a2，撤掉F时速度分别为v1、v2，撤去外力F后加速度分别为，A、B共同运动时速度为v3，加速度为a3，

对于A，根据牛顿第二定律有

μ1mg=ma1

解得a1=4 m/s2

根据速度公式有

v1=a1t1=4 m/s

对于B，根据牛顿第二定律有

F-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2

解得a2=525 m/s2

根据速度公式有

v2=a2t1=5.25 m/s

撤去外力

4 m/s2

=2.25 m/s2

经过t2时间后A、B速度相等

解得t2=0.2 s

共同速度

4.8 m/s

从开始到A、B相对静止时，A、B相对位移即为木板最短的长度L，则有

L=xB－xA=－－a1(t1＋t2)2

解得L=0.75 m

A、B速度相等后共同在水平面上匀减速运动，加速度

a3=μ2g=1 m/s2

从v3至最终静止位移为

x==11.52 m

所以A的总位移为

xA总=xA＋x=14.4 m