精品解析：重庆市沙坪坝区南开中学2021-2022学年高一（上）期中物理试题（解析版）

第1 页/共24 页 （北京）股份有限公司 重庆南开中学高2024 级高一（上）期中考试物理试题 本试卷分为第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题两部分）。满分120 分，考试时间120 分钟。第I 卷和第II 卷都答在答题卷上。 第I 卷（选择题 共55 分） 一、单项选择题。本题共10 个小题，每题3 分，共30 分。下列各题四个选项中只有一个 选项符合题意，请选出。不选、多选或错选均不得分。 1. 下面有关速度的说法正确的是（ ） A. 瞬时速度的方向总与物体位移的方向一致 B. 某汽车速度计上显示车速为60 km/h，表示1h 内汽车走过的路程是60 km C. 在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度 D. 平均速度的大小就是平均速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．瞬时速度的方向与物体位移的方向不一定一致，选项A 错误； B．汽车速度计上显示车速是瞬时速度大小，瞬时速度为60 km/h，则汽车在1h 内走过的路程不一定是60 km，选项B 错误； C．在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度，选项C 正确； D．平均速度等于位移和时间的比值，而平均速率等于路程和时间的比值，则平均速度的大小不一定等于 平均速率，选项D 错误。 故选C。 2. 下列重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是（ ） A. 只有相互接触的物体间才能产生弹力 B. 任何情况下，物体间的最大静摩擦力与滑动摩擦力一样大 C. 几何形状规则物体的重心一定在物体上 D. 同一物体在地球上各处所受重力相同 【答案】A 第2 页/共24 页 （北京）股份有限公司 【解析】 【详解】A．只有相互接触的物体间才能产生弹力，故A 正确； B．任何情况下，物体间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故B 错误； C．几何形状规则物体的重心不一定在物体上，故C 错误； D．同一物体在地球上的重力与所在地区纬度有关，在低纬度地区的重力要小于在高纬度地区的重力，故 D 错误。 故选A。 3. 某质点做匀加速度直线运动，加速度为3 m/s2，关于此质点的速度和位移的说法中，正确的是（ ） A. 3 s 末的速度为9 m/s B. 在任意1 s 内，末速度等于初速度的3 倍 C. 任意1 s 内的位移是前1 s 内位移的3 倍 D. 任意1 s 内的位移比前1 s 内的位移增加3 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．只有当初速度为0 时，3 s 末的速度为 v3=at3=9 m/s A 错误； B．在任意1 s 内的末速度比初速度多3m/s，但是末速度不一定等于初速度的3 倍，B 错误； CD．根据 任意1 s 内的位移与前1 s 内的位移之差等于3m，但是任意1 s 内的位移不一定是前1 s 内位移的3 倍，C 错 误，D 正确。 故选D。 4. 如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑，关于物体所受的力，下列说法中正确的是（ ） A. 物体所受的重力和支持力大小相等 B. 物体所受的摩擦力与匀速下滑的速度大小无关 C. 物体所受合力的方向沿斜面向下 第3 页/共24 页 （北京）股份有限公司 D. 物体所受重力的方向垂直于斜面向下 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体所受的支持力大小为 N=mgcosθ 小于重力的大小，选项A 错误； B．物体所受的摩擦力大小为 f=mgsinθ 与匀速下滑的速度大小无关，选项B 正确； C．物体匀速下滑，所受合力为零，选项C 错误； D．物体所受重力的方向竖直向下，选项D 错误。 故选B。 5. 如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿同一方向开始做直线运动的 图像。图中t1是t2的一半，甲的 运动图像为两个四分之一圆，则在 的运动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 在0 到t1时间内，甲的位移是乙的两倍 B. 在0 到t1时间内，甲的加速度逐渐增大 C. 在 时刻，甲与乙相遇 D. 在到达 时刻之前，乙一直在甲的 前面 【答案】C 【解析】 【详解】A．在0 到t1时间内，甲的位移是 乙的位移 第4 页/共24 页 （北京）股份有限公司 则甲的位移是乙的π 倍，选项A 错误； B．图像的斜率等于加速度，可知在0 到t1时间内，甲的加速度逐渐减小，选项B 错误； C．在 时刻，甲的位移为 乙的位移 则甲与乙相遇，选项C 正确； D．在到达 时刻之前，乙的速度先小于甲，后大于甲，最终追上甲，则乙一直在甲的后面，选项D 错误。 故选C。 6. 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 内的平均速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由匀变速直线运动位移时间公式 与 对比可知汽车刹车时的初速度 加速度大小为 第5 页/共24 页 （北京）股份有限公司 由逆向思维得汽车停止运动前最后 内的位移为 则汽车停止运动前最后 内的平均速度为 故C 正确，ABD 错误。 故选C。 7. 如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中、 、 、 、 所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为 ，每块砖的厚度为 。 根据图中的信息，下列判断正确的是（ ） A. 位置“ ”是小球释放的初始位置 B. 小球做匀速直线运动 C. 小球下落的加速度为 D. 小球在位置“ ”的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若小球做初速度为零的 匀变速直线运动，在连续相等时间内，位移之比为 而题 中，1、2、3、4、5 间的位移之比为 ，所以位置“1”不是小球释放的初始位置，故A 错误； B．由于相邻两点间位移之差等于d，符合匀变速直线运动的特点 第6 页/共24 页 （北京）股份有限公司 所以小球做匀加速直线运动，故B 错误； C．由 可得小球的加速度 故C 错误； D．由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得小球在位置“ ”的速度为 故D 正确。 故选D。 8. 如图，一木块放在水平桌面上，在水平方向受到两个推力 、 并保持静止状态。其中 ，若撤去力 ，则木块在水平方向受到的合力为（ ） A. 15N，方向向左 B. 11N，方向向右 C. 4N，方向向右 D. 零 【答案】D 【解析】 【详解】撤去F1之前，木块受的摩擦力为 f=F1-F2=11N 方向向左；若撤去F1，只剩 F2=4N<11N 可知物体仍静止，则所受的合力为零。 第7 页/共24 页 （北京）股份有限公司 故选D。 9. 小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动。取小球的落地点为 原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列描述该过程的速度 和位置 的关系图象中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】以竖直向上为正方向，取小球的落地点为原点建立坐标系，则t=0 时刻小球的速度向上为正值且 最大，小球上升过程中速度减小，由根据运动学公式有 v2=v0 2-2gx 由数学知识可得，v-x 图象应是开口向左的抛物线。 故选A。 10. 如图所示，一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 的两点上，弹性绳的原长也为 ， 将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时两段弹性绳的夹角为 ；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同 一点，则此时弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（ ） 第8 页/共24 页 （北京）股份有限公司 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设弹性绳的劲度系数为 ，当两段弹性绳的夹角为 时，弹性绳的长度为 则弹性绳的弹力为 以钩码为研究对象，由平衡条件得 当将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点时，由平衡条件得 则此时弹性绳的长度 联立解得 故B 正确，ACD 错误。 第9 页/共24 页 （北京）股份有限公司 故选B。 二、多项选择题。本题共5 个小题，每题5 分，共25 分。下列各题四个选项中有多个选项 符合题意，请选出。全选对的得5 分，选对但不全的得3 分，不选、多选、错选的不得分。 11. 在物理学研究中，物理学家们总结出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想 法、假设法、等效替代法。以下关于物理学研究方法，叙述正确的有（ ） A. 在推导匀变速直线的运动位移公式时，把整个运动过程分为很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动， 再把每个小段位移相加，运用了微元法 B. 根据速度的定义，当 非常小时，就可以用 时间内的平均速度表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定 义运用了极限思想法 C. 在研究物体受力情况时，用一个合力来代替几个分力的效果的方法称为等效替代法 D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫做控制变量法 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．在推导匀变速直线的运动位移公式时，把整个运动过程分为很多小段，每一小段近似看作匀 速直线运动，再把每个小段位移相加，运用了微元法，故A 正确； B．根据速度的定义，当 非常小时，就可以用 时间内的平均速度表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定 义运用了极限思想法，故B 正确； C．在研究物体受力情况时，用一个合力来代替几个分力的效果的方法称为等效替代法，故C 正确； D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫做理想模型法，故D 错误。 故选ABC。 12. 如图所示，物体以5 m/s 的初速度沿斜面向上运动，经过2 s 速度大小变为3 m/s。已知物体做匀变速运 动，则下列说法中可能正确的有（ ） A. 物体的速度变化量大小为8 m/s，方向沿斜面向上 B. 物体的速度变化量大小为2 m/s，方向沿斜面向下 第10 页/共24 页 （北京）股份有限公司 C. 物体的加速度大小为1 m/s2，方向沿斜面向上 D. 物体的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．如果经过2 s 后速度大小变为3m/s，而速度方向沿斜面向下，规定沿斜面向下为正方向，则 速度变化量为 即物体的速度变化量大小为8m/s，方向沿斜面向下；物体的加速度为 方向沿斜面向下，故A 错误、D 正确； BC．如果经过2 s 后速度大小变为3m/s，而速度方向沿斜面向上，规定沿斜面向上为正方向，则速度变化 量为 即物体的速度变化量大小为2m/s，方向沿斜面向下；物体的加速度为 方向沿斜面向下，故B 正确、C 错误。 故选BD。 13. 下列关于分力与合力的说法中，正确的有（ ） A. 分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上 B. 将两个力合成为一个合力，若两个分力的夹角不变，其中一个分力增大，合力一定增大 C. 合力只能大于分力，不能小于分力 D. 若分力大小不变，则夹角越大，合力越小 【答案】AD 【解析】 【详解】A. 分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上，故A 正确； B．若两个分力的夹角不变，其中一个分力增大，合力不一定增大，比如两分力方向相反时，其实一个力 5N 不变，另一个分力从3N 开始增大，合力要先减小后增加，故B 错误； C．当两分力夹角为钝角时，合力一定小于其中一个或两个分力，合力可以比分力大，也可以比分力小， 在特殊情况下还可以等于分力，故C 错误； 第11 页/共24 页 （北京）股份有限公司 D．根据平行四边形定则，若分力大小不变时夹角越大，合力越小，故D 正确。 故选AD。 14. 用手托着物体向上抛出直至物体到达最高点的过程可以看成两段匀变速直线运动，即手托着物体竖直 向上由静止开始做匀加速直线运动，以及物体离手后在重力作用下做竖直上抛运动。已知起点到天花板的 高度差为1.5 m，手托着物体向上运动的加速度大小为50 m/s2，重力加速度大小为10 m/s2，不计空气阻力。 若要物体恰好能抛至天花板，则（ ） A. 手托着物体向上运动的高度为0.4 m B. 手托着物体向上运动的时间为0.2 s C. 物体上升过程中的最大速度为5 m/s D. 物体上升过程中的平均速度为2.5 m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】设手托着物体向上运动的时间为t，则 解得 t=0.1s 手托着物体向上运动的高度为 物体上升过程中的最大速度为 v=at=5 m/s 物体上升过程中的总时间为 平均速度为 选项CD 正确，AB 错误。 故选CD。 15. 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A 与竖直墙之间放另一截面也为半圆的 第12 页/共24 页 （北京）股份有限公司 柱状物体B，整个装置处于静止状态，截面如图所示。设墙对 的作用力为 ，B 对A 的作用力为 ，地 面对A 的作用力为 。在B 上加一物体C，整个装置仍保持静止。设除A 与地面外，其余的接触面均光 滑，则（ ） A. 保持不变 B. 增大 C. 增大 D. 增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】 ABC．设B 的质量为mBg，C 的质量为mCg，根据牛顿第三定律知，B 对A 的压力与A 对B 的支持力大小 相等，都为F2，加上物体C 后对球BC 受力分析，受重力、墙壁支持力和半圆柱体的支持力，如图所示， 由平衡条件知 可见在B 上加一物体C 时，F1、F2都增大；故A 错误BC 正确； D．因为A 静止，重力、F2的合力与地面的支持力、地面的摩擦力的合力(F3)等大，反向，因为F2增大， 且方向不变，所以重力与 F2的合力增大，即F3增大，故D 正确。 故选BCD。 第II 卷（非选择题 共65 分） 第13 页/共24 页 （北京）股份有限公司 三、实验题。本题有16、17 两个小题，其中16 题6 分，17 题8 分，共14 分。 16. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小 和弹簧长度 的关系如图所示， 则由图线可知： （1）弹簧的劲度系数为___________ N/m。 （2）为了用弹簧测力计测定两木块A、B 间的动摩擦因数 ，两同学分别设计了如图 所示的甲、乙两种 方案。 ① 两位同学讨论之后，认为甲方案更加合理，原因是___________。 ② 甲方案中，若A 和B 的重力分别为10.0 N 和20.0 N。当 被拉动时，弹簧测力计a 的示数为6.0 N，b 的示数为11.0 N，则A、B 间的动摩擦因数 为___________。 【答案】 ①. 300 . ②甲方案中木块B 所受滑动摩擦力与弹簧弹力平衡，弹簧测力计a 的 示数能稳定反 应木块B 所受滑动摩擦力 ③. 0.3 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，弹簧的弹力 时，弹簧的长度为 即弹簧的原长为 ，弹力为 时，弹簧的长度为 由胡克定律得弹簧的劲度系数为 （2）①[2] 图乙所示方案，弹簧测力计与木块A 一起运动，当木块A 做匀速直线运动时，A 所受滑动摩擦 力等于弹簧测力计示数，不容易严格控制A 做匀速直线运动，另一方面对运动的弹簧测力计不容易读数； 图甲所示方案，弹簧测力计a 是静止的，只要A、B 相对滑动，弹簧测力计的示数打出就等于B 所受的滑 动摩擦力，实验不需要控制B 做匀速运动，对静止的弹簧测力计a 容易读数，因此方案甲更合理。 ②[3] B 静止，处于平衡状态，对B，由平衡条件可知A、B 之间滑动摩擦力 第14 页/共24 页 （北京）股份有限公司 滑动摩擦力 则动摩擦因数 17. 某同学设计一用自由落体运动测自由落体加速度的实验，实验装置如图所示。通过电磁铁（未画出） 控制一小铁球从A 点开始自由下落，铁球下落过程中经过光电门1 和光电门2，电脑显示其通过光电门1 和光电门2 的时间分别为 和 。若测得小球直径为d，两光电门之间的距离为h，不计空气阻力。 （1）小球经过光电门2 时的速度为___________（用题中给出的字母表示）； （2）当地的重力加速度为___________（用题中给出的字母表示）； （3）本实验中实际上是用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度，从严格意义 上讲是不准确的。实际上，小球通过光电门的平均速度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）小 球球心通过光电门的瞬时速度，这将导致测得的重力加速度与实际的重力加速度相比______（选填“偏 大”、“偏小”、“相等”）。 【答案】 ①. . ② . ③小于 ④. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]小球经过光电门2 时的速度为 第15 页/共24 页 （北京）股份有限公司 （2）[2]小球经过光电门1 时的速度为 根据 可得当地的重力加速度为 （3）[3][4]实际上，小球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，小于中间位置的瞬时速度，即 小于小球球心通过光电门的瞬时速度；因两个中间时刻运动的位移打大于两个中间位置的位移，则测得的 重力加速度与实际的重力加速度相比偏大。 四、作图与计算题。本大题共5 个小题，其中18 题8 分，19 题8 分，20 题10 分，21 题10 分，22 题15 分，共51 分。作图题应用直尺作图，不用直尺作图的不给分；计算题 应写出相应的计算步骤或文字说明，只写最后答案的不给分。 18. 画出图1、2、3 中静止A 物体受到的重力和弹力的示意图并用符号标示出，画出图4 中轻绳结点O 受 到的弹力的示意图并用符号标示出。（图1、3 中各接触面均光滑） 第16 页/共24 页 （北京）股份有限公司 【答案】 【解析】 【详解】画出图1、2、中静止A 物体受到的重力和弹力的示意图分别如下图所示 图3 中静止A 物体假设受到右边物体的弹力，因为水平面光滑，则物体A 不能平衡，所以图3 中物体A 只 受重力和水平面给的支持力，受到的重力和弹力的示意图如下图所示 图4 中轻绳结点O 受到的 弹力的示意图如下图所示 19. 以10m/s 的初速度从地面竖直上抛一石子，该石子两次经过小树顶端的时间间隔为1.2s，取重力加速度 第17 页/共24 页 （北京）股份有限公司 g＝10m/s2，则小树高度为多少？ 【答案】 【解析】 【详解】根据竖直上抛的对称性可知，石子从最高点运动到小树顶端所用的时间为 ，则石子在小 树顶端时的速度为 石子从地面到小树顶端，根据位移—速度关系有 代入数据解得 20. 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB 水平且B 端与站在 水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA 与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲及人均处于静止状态。（已知 sin37°=0. 6，cos37°=0. 8，g 取10m/s2. 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） (1)轻绳OA、OB 受到的拉力分别是多大？ (2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？ (3)若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.