湖北省公安县2022学年高一物理上学期期末考试试题（含解析）

　湖北省荆州市公安县 2019- -0 2020 学年高一物理上学期期末考试试题（含解析）

　本试卷共 6 6 页，8 18 题，全卷满分 0 100 分，考试用时 0 90 分钟。

　★ 祝考试顺利 ★

　注意事项：

　1. 本试卷分为试题卷和答题卡，答题前请先将自己的姓名、学校、班级填写在答题卡上对应的位置。

　2. 选择题的答案请用 B 2B 铅笔以正确的填涂方式填写在答题卡上对应的位置，非选择题请将答案填写在相应的答题栏内，写在试题卷上的答案无效。

　3. 考试结束后，请将答题卡上交。

　第 Ⅰ 卷（选择题，共 0 40 分）

　一、单项选择题：本题共 8 8 小题，每小题 3 3 分，共 4 24 分。在每小 题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

　1.如图是高速摄影机拍摄的子弹头穿过扑克牌的照片，子弹头飞行的平均速度为 800m/s。已知扑克牌的宽度为 6.0cm，子弹头的长度为 2.0cm，则子弹头穿过扑克牌的时间约为（

　）

　A. 7.5×10-5 s B. 1.0×10-4 s C. 7.5×10-4 s D. 1.25×10-4 s 【答案】B 【解析】

　【详解】子弹头穿过扑克牌的时间约为 46.0cm 2.0cm1.0 10 s800m/sxtv   

　故 B 正确，ACD 错误。

　故选 B。

　2.如图所示为 A 、 B 两质点从同一地点运动的 x － t 图象，关于 A 、 B 两质点在前 8 s 内的运动，下列说法正确的是

　A. A 质点做匀加速直线运动 B. A 、 B 两质点始终沿同一方向运动 C. B 质点前 4 s 做减速运动，后 4 s 做加速运动 D. B 质点先沿负方向做直线运动，后沿正方向做直线运动 【答案】C 【解析】

　【详解】A．由题图可知，质点 A 的位移随时间均匀变化，即质点 A 做匀速运动，选项 A 错误； B．质点 B 的位移先增大后减小，即 0～4 s 质点 B 向正方向运动，4～8 s 质点 B 向反方向运动，选项 B 错误； CD．在位移—时间图象中，斜率（倾斜程度）代表速度，质点 B 前 4 s 正方向减速，后 4 s反向加速，选项 C 正确，D 错误． 3.如图，气垫导轨上装有两个光电计时装置 A 与 B ， AB 间距离为 L =30cm，为了测量滑块的加速度，在滑块上安装了一个宽度为 d =1cm 的遮光条，现让滑块以某一加速度通过 A 、 B ，记录遮光条通过 A 、 B 的时间分别为 0.010s、0.005s，滑块从 A 到 B 所用时间为 0.200s，则下列说法正确的是（

　）

　A. 滑块通过 A 的速度为 1cm/s B. 滑块通过 B 的速度为 2cm/s C. 滑块的加速度为 5 m/s2

　D. 滑块在 A 、 B 间的平均速度为 3 m/s 【答案】C 【解析】

　【详解】A. 滑块经过 A 点时的速度：

　1cm/s 100cm/s0.010AAvdt   故 A 错误； B. 滑块经过 B 点时的速度：

　1cm/s 200cm/s0.005BBdvt   故 B 错误； C. 滑块加速度：

　2 22 1m/s 5m/s0.200B Av vat   

　故 C 正确； D. 滑块在 A 、 B 间的平均速度：

　0.3m/s 1.5m/s0.200xvt  

　故 D 错误． 4.一辆汽车以 v 0 ＝20m/s 的速度前进，突然发现前面有石块，便以大小为 10m/s2 的加速度刹车，刚好没有发生交通事故，则刹车后 3s 内的位移为（

　）

　A. 20m B. 15m C. 30m D. 45m 【答案】A 【解析】

　【详解】汽车速度减为零的时间为 000 0 20s=2s10vta   则刹车后 3s 内的位移等于 2s 内的位移，为 0 01 120 2m=20m2 2x v t    

　故 A 正确，BCD 错误。

　故选 A。

　5.小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法错误的是（

　）

　A. 小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动 B. 小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变 C. 火车一定是在向前加速 D. 以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用 【答案】A 【解析】

　【详解】ABC．小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，小球在水平方向并不受力的作用，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变。故 A 错误，符合题意，BC 正确，不符合题意； D．牛顿第一定律适用于惯性参考系，火车加速运动，不是惯性参考系。故以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用。故 D 正确，不符合题意。

　故选 A。

　6.一投放救援物资的飞机在某个受援区域的上空水平地匀速飞行，从飞机上每隔 1 s 投下 1 包救援物资，先后共投下 4 包，若不计空气阻力，则 4 包物资落地前（

　）

　A. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的 C. 在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D. 在空中任何时刻总在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点不是等间距的 【答案】C 【解析】

　【详解】物资离开飞机做平抛运动，在水平方向上的速度与飞机的速度相同，所以物资始终在飞机的正下方，物资的空间排列情况是在机下排成竖直线。由于平抛运动的时间相等，水平方向上做匀速直线运动，所以落地点等间距是相等的。故 C 正确，ABD 错误。

　故选 C。

　7.地下矿井中 矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的加速度大小 a 随时间 t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，两次提升的高度相同，提升用时均为 2 t 0 。第①次一直做匀加速运动；第②次先做匀加速运动后做匀速运动且运动时间均为 t 0 。则第①次和第②次提升过程中的加速度大小之比为（

　）

　A. 23 B. 34 C. 35 D. 56 【答案】B 【解析】

　【详解】两次提升 高度相同，有 2 21 0 2 0 2 0 01 1(2 )2 2a t a t a t t    

　解得 1234aa 故 B 正确，ACD 错误。

　故选 B。

　8.某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平 风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是

　 A. 细绳受到拉力逐渐减小 B. 砖块受到的摩擦力可能为零 C. 砖块一定不可能被绳子拉离地面 D. 砖块受到的摩擦力一直不变 【答案】C 【解析】

　【详解】A．对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图

　根据共点力平衡条件，有：

　Tsin F  

　Tcos mg F   浮

　解得：

　2 2( ) T F F mg   浮 当风力增大时，绳子的拉力 T 也增大，故 A 错误； BCD．再对气球和木块整体受力分析，平衡时，受总重力、地面支持力、浮力、风的推力和地面对物块的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：

　N F M m g   浮（ ）

　f F 

　当风力增大时，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面；木块滑动前受到地面施加的摩擦力与风力平衡，故其随风力的增大而逐渐增大，但滑动后受滑动摩擦力，而支持力不变，故滑动摩擦力不变，故摩擦力先增加后不变，故 C 正确，BD 错误． 故选 C。

　二、多项选择题：本题共 4 4 小题，每小题 4 4 分，共 6 16 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 4 4 分，选对但不全的得 2 2 分，有选错的得 0 0 分。

　9.物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第3s内通过的位移是3m，下列说法正确的是（

　）

　A. 第 3s 内物体的平均速度是 1m/s B. 物体的加速度是 1 . 0m/s2

　C. 前 3s 内物体的位移是 5 . 4m D. 3s 末物体的速度是 3.6m/s 【答案】CD 【解析】

　【详解】A．第 3s 内的平均速度 3m/s 3m/s1xvt  

　故 A 错误； B．根据 2 23 3 21 12 2x at at  

　得 13 (9 4)2a   

　物体的加速度 21.2m/s a  故 B 错误； C．物体在前 3s 内的位移 231 11.2 9m 5.4m2 2x at     

　故 C 正确； D．3s 末的速度 31.2 3m/s 3.6m/s v at    

　故 D 正确。

　故选 CD。

　10.如图所示，小熊猫正在划船前进，则下列说法中正确的是（

　）

　A. 使船前进的力的施力物体是船桨 B. 用桨向后划水，船就向前运动，说明物体间力的作用是相互的 C. 小熊猫对船的压力和船对小熊猫的支持力是一对平衡力 D. 小船漂浮，小船受到的浮力大小等于小熊猫和船的总重力 【答案】BD 【解析】

　【详解】A．使船前进的力的施力物体是水，故 A 错误； B．用桨向后划水，水给船一个向前的反作用力使船向前运动，说明物体间力的作用是相互的。故 B 正确； C．小熊猫对船的压力和船对小熊猫的支持力是一对相互作用力，故 C 错误； D．由受力平衡可知，小船受到的浮力大小等于小熊猫和船的总重力，故 D 正确。

　故选 BD。

　11.如图甲所示，质量为 m 的木块在大小为 F 、与水平面夹角为 θ 的推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为 μ ，重力加速度大小为 g ，则木块受到的滑动摩擦力为（

　）

　A. μmg

　B. μ ( mg + F cos θ ) C. μ ( mg - F cos θ ) D. F cos θ 【答案】BD 【解析】

　【详解】对物体受力分析，因为做匀速直线运动，所以在水平方向上有

　cos f F  

　在竖直方向上 cos N mg F   

　则摩擦力 ( cos ) f N mg F      

　 故 BD 正确，AC 错误。

　故选 BD。

　12.如图，物块 a 、 b 和 c 的质量相同， a 和固定点 O 、 b 和 c 之间用完全相同的轻弹簧 S 1 和 S 2相连， a 和 b 之间通过细线连接。整个系统处于静止状态。现将细线剪断，将剪断后瞬时物块a 、 b 和 c 的加速度的大小记为 a 1 、 a 2 和 a 3 ， S 1 和 S 2 相对于原长的伸长量分别记为 Δl 1 和 Δl 2 ，重力加速度大小为 g ，则剪断细线后瞬间（

　）

　A. a 1 =2 g

　B. a 2 =2 g C. a 3 = g

　D.  l 1 =  l 2

　【答案】AB 【解析】

　【详解】ABC．剪断前，对 a 、 b 、 c 分别受力分析如图所示

　根据平衡条件，有

　2 1F F mg  

　1F F mg  

　F mg 

　解得23 F mg  。因弹簧的弹力不能突变，绳子的弹力可以突变，绳子断时拉力立即为零，由牛顿第二定律得三个物体的加速度分别为 2132F mg mg mga gm m   

　22F mg mg mga gm m   

　30F mg mg mgam m   

　故 AB 正确，C 错误； D．绳子断后，弹簧伸长量不变，有 2 13 F k l mg   

　2= F k l mg  

　 可知 1 23 l l   

　故 D 错误。

　故选 AB。

　第 Ⅱ 卷（非选择题，共 0 60 分）

　三、非选择题：本题共 6 6 小题，共 0 60 分。

　13.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为 5N 的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)。

　(1)具体操作前，同学们提出了如下关于减小误差的建议，其中正确的有____。

　A.用测力计拉细绳套时，拉力应沿测力计的轴线，且与水平木板平行 B.两细绳套必须等长 C.同一组实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置

　D.用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好 (2)该小组的同学用同一套器材做了三次实验，他们都把橡皮筋的一端固定在木板上的 A 点，橡皮筋的另一端通过细绳套连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的 O 点，如图所示，此时细绳都与木板平行，用 F 1 和 F 2 表示拉力的方向和大小。

　第一次实验中的 F 1 和 F 2 的方向互相垂直， F 1 = 2 . 7N， F 2 = 3 . 6N，如图甲所示。

　第二次实验中的 F 1 和 F 2 方向间的夹角约为 30°， F 1 =F 2 = 4 . 0N，如图乙所示。

　第三次实验中的 F 1 和 F 2 方向间的夹角约为 120°， F 1 =F 2 = 4 . 0N，如图丙所示。

　这三次操作不合适的是第___次（填“一”、“二”、“三”），原因是_____。

　【答案】

　(1). AC

　(2). 二

　(3). F 1 、 F 2 的合力已超出弹簧测力计的量程 【解析】

　【详解】(1) [1] A．使用测力计时，测力计应与板面平行且施力方向应沿测力计轴线，选项 A 正确； BC．根据合力与分力的等效性原理，每次实验时必须保证橡皮条的伸长量以及方向必须都相同，即把结点拉到同一点，但没有必要使两细绳套等长。故 B 错误，C 正确； D．用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角不能过大也不能过小。故 D 错误。

　故选 AC。.

　(2) [2][3]由两分力的大小及对应的角度可得其合力的大小，故可知第二次实验中 F 1 、 F 2 的合力已超出弹簧测力计的量程，所以操作不正确的是第二次实验。

　14.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为 50Hz，试回答下列问题。

　(1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示， A 、 B 、 C 、D 、 E 、 F 、 G 这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有 4 个计时点未画出。根据测量结果计算：打 C 点时小车的速度大小为________m/s；小车运动的加速度大小为________m/s2 。(结果保留三位有效数字) (2)平衡好摩擦力后，将 5 个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力 F的实验数据作出的 a ­ F 图线如图丙所示，此图线不通过原点的主要原因是_____________。

　(3)某次在利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量)，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度 a ，调整小车上的砝码数量，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量 m 为横坐标，相应加速度的倒数1a为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的1a- m 关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为 b ，图线的斜率为 k ，则小车受到的拉力大小为________，小车的质量为________。

　【答案】

　(1). 1.18

　(2). 1.50

　(3). 未计入砝码盘的重力

　(4). 1k

　(5). bk 【解析】

　【详解】(1) [1]由图可得相邻计数点间的时间间隔

　15 s 0.10s50T   

　打 C 点时小车的速度大小 211.00 12.5510 m/s 1.18m/s2 2 0.10BDCxvT    [2]小车运动的加速度  22 22 214.00 15.50 17.05 9.50 1 10 1.00 12.m/s 1.50m/s9 950. 051DG ADx xaT         (2)[3]平衡摩擦力后， F =0 时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力。

　(3) [4][5]根据题意，由牛顿第二定律得   F M m a  

　则 1 1 Mma F F 

　 则1ma 图象的纵轴上的截距和斜率 MbF

　1kF

　 解得小车受到的拉力大小 1Fk=

　小车的质量 bMk

　15.如图所示，一足够长的固定斜面倾角 θ= 37°，通过轻绳连接的两物块 A、B 的质量分别为m A = 10kg、 m B = 20kg，物块与斜面之间的动摩擦因数均为 μ= 0 . 5，轻绳能承受的最大张力 T= 150N，作用在 B 上的沿斜面向上的力 F 逐渐增大，使 A、B 一起由静止开始沿斜面向上运动， g= 10m/s2 ，某一时刻轻绳被拉断，求此时外力 F 的大小为多少？(sin37° = 0 . 6，cos37° = 0 . 8)。

　【答案】

　F =450N 【解析】

　【详解】轻绳达最大张力 150N 时，对于物块 A 受力分析，由牛顿第二定律有 A A Asin cos T m g m g m a      

　 解得 25m/s a  轻绳断前 A、B 加速度相等，对于两物块整体，由牛顿第二定律有 A B A B A B( ) sin ( ) cos ( ) F m m g m m g m m a         

　解得 450N F 

　16.A、B 两木块重分别为 30N 和 90N，用不可伸长的轻质细线绕过轻质光滑的滑轮连结在一起并叠放在水平桌面上，A 与 B、B 与桌面 C 之间的动摩擦因数均为 0.4，当对滑轮施一水平力 F＝40N 时，求：

　(1)细线的张力为多少？ (2) A 对 B 的摩擦力； (3) C 对 B 的摩擦力大小。

　【答案】（1）

　T ＝20N；（2）12N，方向向右；（3）32N 【解析】

　【详解】(1)同一根轻绳跨过光滑的滑轮，绳子上张力处处相等，设每条绳子上的拉力为 T ，以滑轮为研究对象，轻质滑轮合力为零，据牛顿第二定律知 F －2 T ＝0 解得 T ＝20N (2)

　BC 间的最大静摩擦力 F 2 m = μ ( G A ＋ G B )=48N＞ F ＝40N

　所以 BC 间相对静止，B 静止。

　而 AB 间最大静摩擦力 f 1m = μG A =12N＜ T ＝20N 所以 A 向右加速滑动，A 受滑动摩擦力 f BA = μG A =12N 据牛顿第三定律，A 对 B 的摩擦力大小为 12N，水平向右。

　(3)B 静止，合力 零 f CB = f AB + T 解得 f CB =32N 17.如图所示，水平平台 AO 长 x ＝1.0m，槽宽 d ＝0.20m，槽高 h ＝0.8m，现有一小球从平台上A 点水平射出，已知小球与平台间的阻力为其重力的 0.2 倍，空气阻力不计， g ＝10m/s2 。求：

　(1)小球在平台上运动的加速度大小； (2)为使小球能沿平台到达 O 点，求小球在 A 点的最小出射速度和此情景下小球在平台上的运动时间； (3)若要保证小球不碰槽壁，求小球离开 O 点时的速度的范围。

　【答案】(1) a ＝2m/s2 ；(2) 12m /s v  ， t ＝1s；(3)0＜ v 0 ≤0.5m/s 【解析】

　【详解】(1)设小球在平台上运动的加速度大小为 a ，则 kmg=ma 代入数据得 a ＝2m/s2

　(2)小球到达 O 点的速度恰为零时，小球在 A 点的出射速度最小，设小球的最小出射速度为 v 1 ，由

　102vx t

　 10 v at  

　解得最小出射速度 12m /s v 

　 此情景下小球在平台上的运动时间 1s t 

　 (3)设小球恰能落到槽底上 P 点时，在 O 点抛出时的速度为 v 0 ，水平方向有 d ＝ v 0 t 1

　竖直方向有 2112h gt 

　联立解得 v 0 ＝0.5m/s 则若要保证小球不碰槽壁，小球离开 O 点时的速度的范围 0＜ v 0 ≤0.5m/s 18.如图所示，长 L ＝1.6m、质量 M ＝2kg 的木板静置于光滑水平面上，质量 m ＝1kg 的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数 μ ＝0.2。现对木板施加一水平向右的拉力 F ，取 g ＝10m/s2 。

　(1)求使物块不掉下去的最大拉力 F ； (2)如果把这个板块模型放到竖直方向运动的升降机里，作用在木板上的拉力 F ＝12N 恒定不变，要使物块不相对木板滑动，升降机的加速度 a y 应满足什么条件？如果升降机在下降，则升降机做什么性质的运动？

　【答案】(1) F ＝6N；(2)若要不滑动，要求升降机的加速度 a y ≥10m/s2 ，方向竖直向上；如果升降机在下降，则升降机在以 a y ≥10m/s2 的加速度匀减速下降 【解析】

　【详解】(1)物块不掉下去的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度 a 1 。

　对物块，最大加速度 212m/smga gm   

　对整体，使物块不掉下去的最大拉力 F ＝( M ＋ m ) a 1 =6N (2)当 F ＝12N 时，若物块不掉下，设整体的水平加速度为 a 2

　F ＝( M ＋ m ) a 2

　解得 a 2 ＝4m/s2

　物块此时受最大静摩擦力 f m =ma 2 = μF N

　解得 F N = 20N 物块处于超重状态，设恰好不滑动时，升降机竖直方向 加速度为 a 3 ，以竖直向上为正方向，则 F N -mg=ma 3

　解得 a 3 = 10m/s2

　若要不滑动，要求升降机的加速度 a y ≥ 10m/s2

　方向竖直向上。如果升降机在下降，则升降机在以 a y ≥ 10m/s2 的加速度匀减速下降。

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