河北省秦皇岛市2021-2022学年高一上学期期末考试物理试题

秦皇岛市高一2021～2022 年期末统一考试 物理 本试卷满分100 分，考试用时75 分钟。 一、单项选择题：本题共7 小题，每小题4 分，共28 分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 小球做竖直上抛运动时，速度不断减小，惯性不断减小 B. 在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法 C. 在国际单位制中，“牛顿”是力学的 三个基本单位之一 D. 位移、速度、加速度、力都是矢量 【1 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的惯性与运动状态无关，只与物体的质量有关，质量不变，则惯性不变，故A 错误； B．用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故B 错误； C．在国际单位制中，力学的三个基本单位为kg、m、s，故C 错误； D．位移、速度、加速度、力都既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形法则，属于矢量，故 D 正确。 故选D。 2. 下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是（ ） A. 物体对桌面的压力是物体发生形变面产生的 B. 地球对物体的重力作用在重心，重心就是物体的几何中心 C. 由 N f F  可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与压力成反比 D. 人推自行车在水平路面上前进，自行车前轮受到的摩擦力方向向后，后轮受到的摩擦力方向 向前 【2 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体对桌面的压力是物体发生形变面产生的，故A 正确； B．物体各部分均受重力，重力只是各部分所受重力的等效作用点，它不一定在物体的几何中心 上；故B 错误； C．动摩擦因数与物质材料及接触面粗糙程度有关，与滑动摩擦力及压力均无关；故C 错误； D．人推自行车在水平路面上前进时，前后轮均相对地面向前运动，故前轮受的摩擦力向后，后 轮受的摩擦力向后，故D 错误。 故选A。 3. 我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2007 年10 月24 日晚6 点多发射 升空．如图所示，“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M 点向N 点飞行的过程 中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是（） A. B. C. D. 【3 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】“嫦娥一号”探月卫星从M 点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指 向圆心的；“嫦娥一号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和 切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，BCD 错误，A 正确。 故选A。 4. 超级高铁是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具，因其胶囊形外表，被称为胶囊 高铁｡2017 年8 月29 日，中国航天科工公司在武汉宣布，已启动时速1000 公里“高速飞行列 车”的研发项目｡如果研制成功的“高速飞行列车”最高时速为1080km/h，其加速与减速时加速 度大小恒为 2 2m / s ，据此可以推测（ ） A. “高速飞行列车”加速时间为540s B. “高速飞行列车”的加速位移为22.5km C. “高速飞行列车”的减速位移为25.5km D. 北京到上海的距离约为1080km，假设轨道为直线，“高速飞行列车”一个小时即可到达 【4 题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】由题可知本题考查匀变速直线运动规律的应用。 【详解】ABC．因为 max 300m / s v  ， 2 2m / s a  ，所以加速时间为 max 150s v t a   加速和减速位移均为 2 max 22.5km 2 v x a   故B 正确，AC 错误； D．北京到上海的距离约为1080km，因为有加速和减速过程，“高速飞行列车”一个小时不可能 到达，选项D 错误｡ 故选B。 5. 如图所示，楔形物块a 固定在水平地面上，在其斜面上静止着小物块b．现用大小一定的 力F 分别沿不同方向作用在小物块b 上，小物块b 仍保持静止，则a、b 之间的静摩擦力一定 增大的是( ) A. B. C. D. 【5 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】不加力F 时，对物块进行受力分析，将重力分解， 根据平衡条件得出：f mgsinθ  ． A、受力如图，则f mgsinθ F   ，故摩擦力一定增大． B、如果F mgsinθ ＜ ，f mgsinθ f  ﹣ ，则摩擦力变小． 如果F mgsinθ  ，f F mgsinθ ﹣  ，由于不知道F 的大小，所以摩擦力变化不确定，f 可能增 大，可能减小，也可能大小不变． C 与B 相似，摩擦力变化不确定，f 可能增大，可能减小，也可能大小不变． D、力图：根据平衡条件得出：f mgsinθ  ，故摩擦力不变． 故选A． 6. 图为一种新型弹跳鞋。当人穿着鞋从高处跳下压缩弹簧后，人就会向上弹起，进而带动弹跳 鞋跳跃。假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且人始终在竖直方向上运动，不计空气阻力， 下列说法正确的是（ ） A. 人向上弹起的过程中，始终处于超重状态 B. 人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力 C. 弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力与人所受的重力是一对平衡力 D. 从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动 【6 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．人向上弹起的过程中，先超重后失重，A 错误； B．人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力，B 正确； C．弹簧压缩到最低点时，鞋对人的 作用力大于人所受的重力，不是一对平衡力，C 错误； D．从最高点下落至最低点的过程，先是自由落体运动，刚开始压缩弹簧时人受到的重力大于弹 力向下做变加速运动，当弹力大于重力时向下做减速运动，D 错误。 故选B。 7. 如图所示，在光滑水平面上，轻质弹簧连接着质量为1kg 的物块A 和3kg 的物块B，刚开始， 两物块都处于静止状态。现用大小为20N 的水平恒力F 作用在B 上，使A、B 相对静止地一起向 右匀加速运动，下列说法正确的是（ ） A. 物块匀加速运动时，弹簧的弹力大小为5N B. 物块匀加速运动时，弹簧的弹力大小为15N C. 突然撒去F 的瞬间，B 的加速度大小为 2 20 m/s 3 D. 撤去F 后的短暂时间内，A 的速度将减小，B 的加速度将增大 【7 题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】AB.对整体分析，根据牛顿第二定律有   A B F m m a   得整体的加速度为 2 A B 5m/s F a m m    对A 分析，根据牛顿第二定律有 A F m a  弹 得弹簧的弹力 5N F  弹 故A 正确，B 错误； C.撤去F 的瞬间，弹簧的弹力不变，则物块B 的加速度大小为 2 B B 5 m/s 3 F a m   弹 故C 错误； D.撤去F 后的短暂时间内，A 受弹力方向和运动方向相同，速度增大，B 受弹力方向和运动方向 相反，做减速运动，弹簧的伸长量减小，弹力减小，B 的加速度将减小，故D 错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共3 小题，每小题6 分，共18 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。 8. 有一种“套环”游戏:把一金属小环平抛出去,环落地时套住摆放在地上的奖品,游戏者就可以获得 这个奖品．一次抛环的轨迹如图所示,要想下一次套中奖品,游戏者该如何调整(不计空气阻力) A. 不改变抛出点的高度,适当增大抛出的速度 B. 不改变抛出点的高度,适当减小抛出的速度 C. 不改变抛出的速度,适当增大抛出点的高度 D. 不改变抛出的速度,适当减小抛出点的高度 【8 题答案】 【答案】AC 【解析】 【分析】金属小环做平抛运动，落地点在奖品的左方，说明水平位移偏小，应增大水平位移才 能使小环套在奖品上；将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体 运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择． 【详解】金属环做平抛运动，设其初速度大小为 0 v ，跑出点高度为h ，水平位移为x 则在竖直方向上： 2 1 2 h gt  在水平方向上： 0 x v t  联立得： 0 2h x v g  金属小环做平抛运动，落地点在奖品的左方，说明水平位移偏小，应增大水平位移才能使小环 套在奖品上 所以保持抛出点的高度h 不变，适当增大 0 v ，可以增大水平位移； 若保持抛出点速度 0 v 不变，应适当增加h ，同样能使水平位移增大． 故本题选AC． 【点睛】本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题，比较简单，关键运用运动的分解方 法得到水平位移的表达式． 9. 将一质量为0.15kg 的小球竖直向上抛出，小球最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒 定，方向与运动方向相反。该过程中小球运动的v t  图像如图所示，取重力加速度大小 2 10m/s  g 。下列说法正确的是（ ） A. 小球上升的最大高度为36m B. 小球受到的阻力大小为0.3N C. 小球落回到抛出点的速度大小为12 6m/s D. 小球上升与下落所用的时间之比为2 :3 【9 题答案】 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图像可知，在t=3s 时，小球上升到最高点，则小球上升的最大高度为 0 36 3m 54m 2 2     v h t 故A 错误； B．设竖直向上为正方向，由图像可知，小球上升过程中的加速度 2 2 0 36 m/s 12m/s 3 0        v a t 又根据牛顿第二定律   mg f ma    解得 0.3N f  故B 正确； C．根据牛顿第二定律，小球在下落过程的加速度大小为 2 8m/s mg f a m     根据 2 2 v a h   得小球落回抛出点速度大小 2 2 8 54m/s 12 6m/s      v a h 故C 正确； D．根据运动学公式 2 1 2 x at  解得 2x t a  可知上升的时间和下落的时间之比为 1 2 2 1 : : 6 :3 t t a a   故D 错误。 故选BC。 10. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图所示，皮带在电动机的带动下保持 2m / s v  的恒定速度向右运动。现将一质量 2kg m  的邮件无初速度地轻放在皮带上，邮件和 皮带间的动摩擦因数以 0.5  。设皮带足够长，取重力加速度大小 2 10m / s g  ，下列说法正 确的是（ ） A. 邮件与皮带发生相对滑动的 时间因皮带长度未知，不能求解 B. 邮件与皮带发生相对滑动的时间为0.4s C. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对皮带的位移大小为0.8m D. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对地面的位移大小为0.4m 【10 题答案】 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．皮带足够长，邮件与皮带共速前一直发生相对滑动，根据公式有 ma mg v at    ， 代入数据，有 0.4s t  A 错误，B 正确； D．初速度为零的 匀加速运动，有 2 1 0.4m 2 x at   D 正确； C．邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件对皮带的位移大小为 0.4m x x x vt x      皮带 C 错误。 故选BD。 三、非选择题：共54 分。 11. 某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上贴有白纸，固定两个光 滑的滑轮A 和B，将三根足够长的细线的一头打一个结。结点为O，另一头分别挂上不同数量的 钩码，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根细线的拉力 1 F 、 2 F 和 3 F 。 （1）下列钩码个数，能使实验完成的是___________。 A．钩码的个数 1 3 N ， 2 4 N ， 3 8 N  B．钩码的个数 1 2 1 N N  ， 3 4 N  C．钩码的个数 1 2 3 4 N N N    D．钩码的个数 1 2 3   N N ， 3 5 N  （2）在拆下钩码和细线前，需要做的步骤是___________。 A．标记C 点的位置 B．记录OA、OB、OC 三根细线的方向 C．量出OA、OB、OC 三段细线的长度 D．用天平测出钩码的质量 （3）在作图时，你认为图_________（选填“甲”或“乙”）可能是正确的。 【11 题答案】 【答案】 ①. CD ②. B ③. 甲 【解析】 【详解】（1）[1]对O 点受力分析如图，因为三个共点力处于平衡，所以 1 F 与 2 F 的合力与 3 F 等 大反向，因此三个力的大小可构成一个三角形。 A．3、4、8 不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态，A 错误； B．1、1、4 不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态，B 错误； C．4、4、4 可以构成三角形，则结点能处于平衡状态，C 正确； D．3、3、5 可以构成三角形，则结点能处于平衡状态，D 正确。 故选CD。 （2）[2]为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点即标记结点O 的位置，其次 要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要标记结点O 的位置和记录OA 、 OB 、OC 三段绳子的方向，钩码个数，故B 正确，ACD 错误。 故选B。 （3）[3]以O 点为研究对象， 3 F 的是实际作用效果在OC 这条线上，因为误差的存在， 1 F 、 2 F 的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。 12. 图甲为“探究加速度与物体受力及质量的关系”的实验装置图。图中A 为小车，B 为装有砝码 的托盘，C 为一端带有定滑轮的长木板，小车后面所拖的纸带穿过电火花计时器，电火花计时器 接50Hz 交流电。小车的质量为M，托盘及砝码的总质量为m。 （1）关于实验，下列说法正确的是_______。 A．实验中托盘及砝码的总质量m 应远小于小车的质量M B．长木板必须保持水平 C．实验时应先释放小车后接通电源 D．作 1 - a M 图像便于得出加速度与质量的关系 （2）图乙为某次实验得到的一条纸带，两相邻计数点间有四个点未画出，纸带上标出了相邻计 数点之间的距离。打计数点4 时小车的速度大小是_______m/s；小车运动的加速度大小是_____ __m/s2。（结果均保留两位小数） （3）实验时，某同学忘记了平衡摩擦力这一操作，因此他测量得到的a-F 图像，可能是图丙中 的图线_______。（选填“①”、“②”或“③”） 【12 题答案】 【答案】 ①. AD##DA ②. 0.34 ③. 0.50 ④. ③ 【解析】 【详解】（1）[1]A．本实验中用mg 来表示小车所受合外力F，对小车根据牛顿第二定律有 F Ma  对托盘及砝码同理有 mg F ma   联立解得 Mmg F m M   由上式可知只有当m M  时F 才近似等于mg ，故A 正确； B．本实验中为了使小车所受合外力等于细绳的拉力，应平衡摩擦力，即将长木板没有滑轮的一 侧抬高适当角度，故B 错误； C．由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上 尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通电源，再释放小车，故C 错误； D．在探究F 一定的情况下a 与M 的关系时， 1 - a M 图像是一条直线，更加直观，便于得出加速 度与质量的关系，故D 正确。 故选AD。 （2）[2]打计数点4 时小车的速度大小为   2 35 4 3.12 3.63 10 m/s 0.34m/s 2 2 0.1 x v T        [3]根据逐差法可得小车运动的加速度大小为   2 2 2 35 13 2 2 3.12 3.63 2.13 2.63 10 m/s 0.50m/s 4 4 0.1 x x a T           （3）[4]某同学忘记了平衡摩擦力这一操作，则他测量得到的a-F 图像对应的关系式应为 F f ma   整理得 F f a m m   即图像具有正的横截距，所以该同学作出的图像可能是图线③。 13. 一直升机静止在空中，跳伞运动员从直升机上无初速度跳下，他自由下落（不计空气阻力） 3s 后打开伞，以 2 2.5m / s 的加速度匀减速直线下降，到达地面时的速度大小为5m / s ，取重力 加速度大小 2 10m / s g  ，求： （1）运动员打开降落伞时的速度大小； （2）直升机距地面的高度。 【13 题答案】 【答案】（1）30m / s ；（2）220m 【解析】 【详解】（1）运动员打开降落伞时的速度大小 10 3m / s 30m / s v gt     （2）根据自由落体公式 2 1 2 h gt  可得运动员自由下落的高度 2 1 1 1 1 10 9m 45m 2 2 h gt     根据速度位移公式 2 2 2 2ah v v    代入数据解得运动员匀减速直线运动的位移大小 2 175m h  则直升机距地面的高度 1 2 45m 175m 220m h h h      14. 节日的广场，小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块放置于结冰的 水平地面上。因水平风力的作用，系氢气球的细绳与竖直方向成37 角，如图所示，小石块静 止。已知气球（含球内氢气）的质量为m，小石块的质量为10m ，空气对气球的浮力为 1.4mg ， 重力加速度大小为g，sin37 0.6  ，cos37 0.8  。 （1）画出气球的受力示意图，并求出气球静止时水平风力的大小； （2）若小石块与地面的最大静摩擦力是其间压力的5% ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小 石块刚要滑动时，求水平风力的大小。 【14 题答案】 【答案】（1） ； 0.3 F mg  风 ；（2） 0.48 F mg  风 【解析】 【详解】(1)对氢气球进行受力分析，如图所示 设氢气球受绳子的拉力大小为T，水平风力大小为F 风，有 sin37 F T   风 cos37 F mg T    浮 解得 0.3 F mg  风 (2)若风力增加，小石块对地面的压力不