天津市耀华中学2022-2023学年高一上学期期末物理试题（解析版）

第1 页/共30 页 （北京）股份有限公司 天津市耀华中学2022－2023 学年度第一学期期末考试 高一年级物理学科 一、单项选择题（每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中有一个选项正确。） 1. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律． 以下实验中属于理想实验的是（ ） A. 伽利略的斜面实验 B. 用打点计时器测定物体的加速度 C. 验证平行四边形定则 D. 利用自由落体运动测定反应时间 【答案】A 【解析】 【详解】A．伽利略的斜面实验，抓住主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地反映了自然规律，属于 理想实验，故A 正确； B．用打点计时器测物体的加速度是在实验室进行是实际操作的实验，故B 错误； C．平行四边形法则的科学探究属于等效替代法，故C 错误； D．利用自由落体运动测定反应时间是实际进行的实验，不是理想实验，故D 错误． 故选A． 2. 小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了如图中1、2、3、4、 5 所示的小球在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T，每块砖的厚度均为d。根据 图中的信息，下列判断正确的是（ ） A. 位置1 是小球释放的初始位置 B. 小球做匀速直线运动 第2 页/共30 页 （北京）股份有限公司 C. 小球下落的加速度为 D. 小球在位置3 的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】BC．由题图可知，两相邻的T 内小球运动的位移之差均为d，所以小球做匀加速直线运动，不是 匀速直线运动，B 错误； 设小球下落的加速度大小为a，则 解得 故C 错误； D．小球在位置3 的速度等于在2、4 两位置间的平均速度，即 故D 正确； A．小球在位置1 的速度为 所以位置1 不是小球释放的初始位置，故A 错误。 故选D。 3. 一质点位于 处， 时刻沿x 轴正方向做直线运动，其运动的 图象如图所示。下列说法 正确的是（ ） A. 内和 内，质点的平均速度相同 第3 页/共30 页 （北京）股份有限公司 B. 第 内和第 内，质点加速度的方向相反 C. 第 内和第 内，质点位移相同 D. 时，质点在 处 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为 负，则知0～2s 内和0～4s 内，质点的位移相同，但所用时间不同，则平均速度不同，故A 错误； B．速度图线的斜率表示加速度，直线的斜率一定，加速度是一定的，则知第3s 内和第4s 内，质点加速度 的方向相同，故B 错误； C．图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则第3s 内 和第4s 内，质点位移大小相同，方向相反，选项C 错误； D．0-2s 内质点的位移为 △x= ×（1+2）×2m=3m 则t=4s 时质点的位移为3m，t=0 时质点位于x=-1m 处，则t=4s 时，质点的位置为 x′=x+△x=2m 故D 正确； 故选D。 4. 如图所示，两个小球a、b 质量均为m，用细线相连并悬挂于O 点，现用一轻质弹簧给小球a 施加一个拉 力F，使整个装置处于静止状态，且Oa 与竖直方向夹角为 ，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度 为g，则弹簧形变量不可能是（ ） A. B. C. D. 第4 页/共30 页 （北京）股份有限公司 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，以小球a、b 整体为研究对象，分析受力，作出F 在几个方向时整体的受力图 根据平衡条件可知，F 与 的合力与整体重力 总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F 与绳子Oa 垂直时，F 有最小值，即图中2 位置，F 的最小值为 根据胡克定律有 解得 即弹簧的形变量的取值范围为 本题选不可能的，故选B。 5. 如图所示，半径为3R 的半圆柱体P 静止在水平地面上，静止于P 上的光滑小圆柱体Q 质量为m，半径 为R，此时竖直挡板MN 恰好与P、Q 相切，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） 第5 页/共30 页 （北京）股份有限公司 A. Q 受到的P 的弹力为 B. Q 受到的挡板MN 的弹力为 C. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P 仍静止时，P 受到地面的摩擦力变大 D. 若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P 仍静止时，Q 受到P 的弹力变小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对圆柱体Q 受力分析，受到重力mg、挡板MN 的 弹力N1和P 对Q 的弹力N2，如图 由几何关系得 所以 根据平衡条件得 ， 故AB 错误； CD．对P、Q 整体受力分析，受重力、地面支持力、MN 挡板对其向左的弹力和地面对其向右的摩擦力， 根据共点力平衡条件，有 第6 页/共30 页 （北京）股份有限公司 MN 保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角 不断变小，故f 变大，N2变大，故C 正确，D 错误。 故选C。 6. 如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1，木板对小球的支持力大 小为FN2。以木板与墙连接点为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中 （ ） A. FN1始终减小，FN2始终增大 B. FN1始终减小，FN2始终减小 C. FN1先增大后减小，FN2始终减小 D. FN1先增大后减小，FN2先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】对小球进行受力分析如图所示， 设木板与竖直方向夹角为 ，则 ， 随着板顺时针方向转动， 越来越大，因此FN1也越来越小，FN2越来越小，故ACD 错误，B 正确。 故选B。 第7 页/共30 页 （北京）股份有限公司 7. 如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为 和 的物块A、B，通过不可伸长的 轻绳跨过滑轮连接，A、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为 ， 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°刚好要滑动，则 的值为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当木板与水平面的夹角为 时，两物块刚好滑动，对A 物块受力分析如图 沿斜面方向，A、B 之间的滑动摩擦力 根据平衡条件可知 对B 物块受力分析如图 第8 页/共30 页 （北京）股份有限公司 沿斜面方向，B 与斜面之间的滑动摩擦力 根据平衡条件可知 两式相加，可得 解得 故选A。 8. 将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在直角墙壁上，如图甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿 杆向上的拉力F 的作用下沿杆向上运动。该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图 乙、丙所示。取 ，则下列说法正确的是（ ） A. 在2~4s 内小球的加速度大小为 B. 小球质量为2kg C. 杆的倾角为30° D. 小球在0~4s 内的位移为8m 【答案】C 【解析】 第9 页/共30 页 （北京）股份有限公司 【详解】A．由v-t 图像可知，在2～4s 内小球的加速度为 故A 错误； BC．由图可知，在0～2s 的时间内小球做匀速直线运动，F1=5N 时，由平衡条件可得 F1-mgsinα=0 ① 在2～4s 的时间内小球做匀加速运动，F2=5.5N 时，由牛顿第二定律可得 F2-mgsinα=ma ② 代入数据联立①②解得 m=1kg，sinα=0.5 故 α=30° 故B 错误，C 正确； D．小球在0～4s 内的位移为 故D 错误。 故选C。 9. 如图所示，一箱苹果沿着倾角为 的斜面，以加速度 匀加速下滑。在箱子的中央有一个质量 为m 的苹果，它受到周围苹果对它作用力的方向（ ） A. 垂直斜面向上 B. 沿斜面向下 C. 沿斜面向上 D. 竖直向上 【答案】A 【解析】 【详解】对一箱苹果整体分析，由于整体的加速度a=gsinθ，所以不受摩擦力，只受重力和斜面的支持力， 如图 第10 页/共30 页 （北京）股份有限公司 所以 ；可知苹果的加速度也为gsinθ，而苹果受重力、周围苹果的作用力，两个力的合力等 于mgsinθ，如图 所以其他苹果对该苹果的作用力F 果等于mgcosθ，方向垂直斜面向上。 故选A。 10. 如图甲所示，足够长的木板B 静置于光滑水平面上，其上表面放置小滑块A.木板B 在水平拉力F 作用 下，其加速度a 随拉力F 变化的关系图象如图乙所示，则小滑块A 的质量为( ) A. 4 kg B. 3 kg C. 2 kg D. 1 kg 【答案】C 【解析】 【详解】刚开始AB 两个一起做加速，根据牛顿第二定律可知： 第11 页/共30 页 （北京）股份有限公司 结合图像斜率可知 当加速度大于等于 ，AB 分开各自加速，设B 受到的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律可知： 结合图像斜率可知： 联立以上公式可求得： 故选C 11. 如图所示，质量为3kg 的物体A 静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg 的物体B 用细线悬挂，A、B 间 相互接触但无压力，整个系统处于静止状态，取g=10m/s2．某时刻将细线剪断，则剪断细线瞬间 A. B 的加速度大小为 B. A 的加速度大小为 C. B 对A 的压力大小为0N D. B 对A 的压力大小为20N 【答案】A 【解析】 【详解】AB．剪断细线前，A、B 间无压力，则弹簧的弹力F=mAg=30N，剪断细线的瞬间，弹簧形变量不 变，弹力仍为30N．对整体分析，整体加速度为： 第12 页/共30 页 （北京）股份有限公司 故物体A、B 的加速度大小均为4m/s2．故A 符合题意，B 不符合题意． CD．隔离对B 分析，mBg-FN=mBa，解得： FN=mBg-mBa=20-2×4N=12N 故CD 不符合题意． 12. 如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，物块以初速度 滑上水平传送带，从A 点运动到B 点的v－ t 图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 物块的初速度 B. 传送带转动的速度v=4m/s C. AB 两点间的距离为3m D. 物块留在传送带上摩擦痕迹长为0.5m 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，物块的初速度为4m/s，传送带的速度为2m/s，AB 错误； C．v－t 图像的面积等于位移，则AB 两点间的距离为 C 错误； D．0-0.5s 内，物块速度大于传送带速度，相对位移等于划痕长度，即 D 正确。 故选D。 13. 如图所示，小物块 ，放在长木板 上， ， 和 之间的动摩擦因数 ， 与地面间的动摩擦因数 ，（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 ）则下列说法正 确的是（ ） 第13 页/共30 页 （北京）股份有限公司 A. 当F=9N 时， 的加速度为 B. 当F=15N 时， 的加速度为 C. 要使 、 发生相对滑动，F 至少为8N D. 当F=12N 时， 的加速度为 【答案】B 【解析】 【详解】AC．拉力 作用在 上，m1和m2恰好不滑动时，m1和m2之间的静摩擦力达到最大静摩擦力， 对 根据牛顿第二定律有 对整体有 联立解得 ， 要使m1、m2发生相对滑动F 至少为 ，当F=9N 时，m1加速度为2m/s2，故AC 错误； B．F=15N 时，m1和m2相对滑动，对m2有 解得 故B 正确； D．当F=12N 时，m1和m2相对滑动，对m1有 解得 第14 页/共30 页 （北京）股份有限公司 故D 错误。 故选B。 14. 如图所示，一个质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为（ ）（重力加速度为g） A. g B. g C. 0 D. g 【答案】A 【解析】 【详解】弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N 和弹簧的拉力F，根据共点力平衡条件，有 解得 ， 现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律 得 故A 正确，BCD 错误。 故选A。 15. 下列选项中均属于国际单位制中基本单位的是（ ） 第15 页/共30 页 （北京）股份有限公司 A. 千克（kg）、牛顿（N）、小时（h） B. 千克（kg）、米（m）、秒（s） C. 米/秒（m/s）、厘米（cm）、米（m） D. 米/秒（m/s）、米（m）、牛顿（N） 【答案】B 【解析】 【详解】属于国际单位制中基本单位的是千克（kg）、米（m）、秒（s）。故ACD 错误；B 正确。 故选B 。 二、多项选择题（每小题4 分，共40 分。全部选对得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答 的得0 分。） 16. 一质点在连续的6s 内做匀加速直线运动，在第一个2s 内位移为12m，最后一个2s 内位移为36m，下列 说法正确的是（ ） A. 质点的加速度大小是 B. 质点在第2 个2s 内的平均速度大小是18m/s C. 质点在第2s 末的速度大小是9m/s D. 质点在第1s 内的位移大小是6m 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设第一个2s 内位移、第二个2s 内位移、第三个2s 内位移分别为x1、x2、x3。由匀变速直线运 动的规律得 解得 故A 正确； B．质点在第2 个2s 内的平均速度大小 故B 错误； 第16 页/共30 页 （北京）股份有限公司 C．由匀变速直线运动的推论：中间时刻的速度等于平均速度。所以质点第2s 末的速度大小是前4s 内的平 均速度 故C 正确； D．由匀变速直线运动的推论：中间时刻的速度等于平均速度。以质点第1s 末的速度大小是前2s 内的平均 速度 质点的初速度大小为 质点在第1s 末的速度大小 质点在第1s 内的位移大小为 故D 错误； 故选AC。 17. 物块B 放在光滑的水平桌面上，其上放置物块A，物块A、C 通过细绳相连，细绳跨过定滑轮，如图所 示，物块A、B、C 质量均为m，现释放物块C，A 和B 一起以相同加速度加速运动，不计细绳与滑轮之间 的摩擦力，重力加速度大小为g，则细线中的拉力大小及A、B 间的摩擦力大小分别为（ ） A. FT=mg B. FT= mg C. Ff= mg D. Ff= mg 第17 页/共30 页 （北京）股份有限公司 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】以C 为研究对象，由牛顿第二定律得 mg－FT=ma 以A、B 为研究对象，由牛顿第二定律得 FT=2ma 联立解得 FT= mg，a= g 以B 为研究对象，由牛顿第二定律得 Ff=ma 得 Ff= mg 故选BD。 18. 蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力 传感器测得运动员所受蹦床弹力F 随时间t 的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气 阻力，取重力加速度大小 。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ） A. 运动员的质量为60kg B. 运动员的最大加速度为 C. 运动员离开蹦床后上升的最大高度为10m D. 9.3s 至10.1s 内，运动员一直处于超重状态 【答案】AB 【解析】 第18 页/共30 页 （北京）股份有限公司 【详解】A．由图知运动员的重力为初始情况的弹力F，即 解得 故A 正确； B．运动员加速度最大时，此时受到的弹力最大，为 。根据牛顿第二定律可得 解得 故B 正确； C．在运动员稳定后，运动员离开蹦床后的高度最大，此时在空中运动的时间为 下落时间 最大高度为 故C 错误； D．蹦床弹力大于重力，运动员处于超重状态，蹦床弹力小于重力，运动员处于失重状态，在9.3s 至10.1s 内，蹦床弹力从0 开始增大到最大，然后减小为0，则运动员先处于失重状态，然后处于超重状态，最后 失重状态，故D 错误。 故选AB。 19. 如图所示，水平地面上固定一斜面，初始时物体A 沿斜面向下做匀变速运动，其加速度大小为 ；若 在物体A 上施加一竖直向下的恒力F，其加速度大小变为 ，已知斜面倾角为 ，A 与斜面间的动摩擦因 数为 ，则（ ） 第19 页/共30 页 （北京）股份有限公司 A. 若 ，则 B. 若 ，则 C. 若 ，则 D. 若 ，则 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若μ＞tanθ，即 重力下滑分力小于滑动摩擦力，物体原来是向下做减速运动，加速度大小为 施加F 后 加速度大小为 故A 错误，B 正确； CD．若μ<tanθ，即 重力下滑分力大于滑动摩擦力，物体原来是向下做加速运动，加速度大小为 施加F 后 加速度大小为 第20 页/共30 页 （北京）股份有限公司 故C 正确，D 错误。 故选BC。 20. 如图所示，Oa、Ob 和ad 是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d 位于同一圆周上，c 为圆 周的最高点，a 为最低点， 为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未画出），两个滑环从O 点无初速度 释放，一个滑环从d 点无初速度释放，用 、 、 分别表示滑环沿Oa、Ob、da 到达a 或b 所用的时间。 下列关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】设Ob 与竖直方向的夹角为θ，由几何关系得Oa 与竖直方向的夹角为 ，环沿Oa 下滑时的加 速度大小为 沿Ob 下滑时的加速度大小为 设Ob 长为L，由几何关系得Oa 长为 ，根据运动学公式有 ， 解得 第21 页/共30 页 （北京）股份有限公司 ， 由此得到 t1＜t2 根据等时圆原理可得到 因此 t1=t3，t2＞t3=t1 故AB 错误，CD 正确。 故选CD。 21. 如图所示，A、B 两物块的质量分别为2m 和m，静止叠放在水平地面上。A、B 间的动摩擦因数为 ， B 与地面间的动摩擦因数为 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A 施加一水平拉 力F，则（ ） A. 当 时，A、B 都相对地面静止 B. 当 时，A 的 加速度为 C. 当 时，A 相对B 滑动 D. 无论F 为何值，B 的加速度不会超过 【答案】BC 【解析】 【详解】A．A、B 间的最大静摩擦力为 B 与地面间的最大静摩擦力为 第22 页/共30 页 （北京）股份有限公司 因为 ，所以当 时， 都相对地面静止，A 错误； C．当A 的加速度aA大于B 的加速度aB的时候， 开始相对 滑动，对A 列牛顿第二定律 对B 列牛顿第二定律 由 ，得 解得 此时 相对 滑动，C 正确； B．当 时，A 和B 还未发生相对滑动，对A、B 整体列牛顿第二定律 解得 B 正确； D．对B 列牛顿第二定律 得 当fAB最大时，aB最大，所以 第23 页/共30