2022-2023学年湖南省衡阳市第八中学高一上学期期末考试 物理

衡阳市八中2022级高一第一学期期末考试

物理

请注意：时量75分钟    满分100分

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，只有一项是符合题目要求的。

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例

B. 力学基本量是长度、质量、时间，所有的物理量都有单位

C. 重力和弹力一定不可以成为作用力与反作用力，但可以成为一对平衡力

D. “四两拨千斤”说明四两的作用力可以有千斤的反作用力

【答案】C

【解析】

【详解】A．牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律，牛顿第二定律给出了加速度与力和质量的关系，牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是特例，A错误；

B．在国际单位制中，力学基本量是长度、质量、时间，单位是物理量的组成部分，有单位的物理量要注明单位，但并不是所有物理量都有单位，如前面学过的动摩擦因数就没有单位，故B错误；

C．作用力与反作用力是物体间的相互作用力，力产生的本质原因是一样的，性质相同，所以重力和弹力不可能是一对作用力和反作用力，故C正确；

D．根据牛顿第三定律可知，作用力和反作用力大小相等、方向相反，四两的作用力不可能有千斤的反作用力，故D错误。

故选C。

2. 2022年2月4日至20日召开的北京冬奥会中，许多精彩纷呈的比赛项目都给观众留下了深刻的印象，下面描述正确的是（　　）

A. 研究滑雪运动员在空中转体动作时，运动员可视为质点

B. 自由式滑雪大跳台项目中，运动员在空中上升到最高点时，速度和加速度都为0

C. 500米短道速滑比赛中，某运动员成绩为40.3s，则他的平均速率约为12.5m/s

D. 双人花样滑冰项目中，男女运动员最初静立于赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演，因女运动员质量较小，互推后两人分离时她获得的速度较小

【答案】C

【解析】

【详解】A．滑雪运动员在空中转体动作时，人的形状不可忽略，故滑雪运动员不能看成质点，故A错误：

B．运动员在空中上升到最高点时，所受合力不为0，加速度不为0。故B错误；

C．500米短道速滑比赛中，平均速率约

故C正确：

D．男女运动员互推分离后，根据牛顿第二定律，女运动员质量较小，所以惯性小，获得的速度较大，故D错误。

故选C。

3. 一运动员做了一个罕见而困难的一字马运动而爆红网络。如图，她在走廊里用腿支撑墙，使自己静止于两墙之间（全身离地一定高度）。下列说法正确的是（    ）

A. 她受到3个力的作用

B. 墙壁对右脚上鞋子的作用力方向竖直向上

C. 墙壁对她的摩擦力大小等于她的重力大小

D. 若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，则人受到的墙壁对她的摩擦力变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．该运动员左右脚分别受到支持力和摩擦力在加上本身的重力、共5个力的作用，A错误；

B．墙壁对右脚上鞋子的作用力包括水平方向的弹力和竖直向上的摩擦力，合力是倾斜向上的，B错误；

C．运动员在竖直方向所受的合力为零，因此墙壁对她的摩擦力大小等于她的重力大小，C正确；

D．由于鞋底与墙壁间的摩擦力是静摩擦，与粗糙程度无关，因此即使换一双鞋底更粗糙的运动鞋，则人受到的墙壁对她的摩擦力仍不变，D错误。

故选C。

4. C919是我国自行研制、拥有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，图为国产大飞机C919起飞离地后，沿直线斜向上以加速度a爬升的一个瞬间，以下说法中正确的是（　　）

A. 乘客受到飞机座椅的力竖直向上

B. 质量为m的乘客在竖直方向上所受合力为ma

C. 若a增大，静止在飞机地板上的小箱子受到地板的摩檫力变大

D. 飞机发动机产生的推力与飞行方向相反

【答案】C

【解析】

【详解】A．乘客和飞机有相同的加速度，乘客受到重力和座椅的支持力，合力也沿直线斜向上，可知座椅对乘客的支持不是竖直向上，故A错误；

B．乘客和飞机有相同的加速度，质量为m的乘客在沿直线斜向上的方向上所受合力为ma，故B错误；

C．设飞机运动方向与水平方向夹角为，小箱子受力情况如图

根据牛顿第二定律有

若a增大，静止在飞机地板上小箱子受到地板的摩檫力变大，故C正确；

D．飞机发动机沿与飞行方向相反喷出气体，对气体施加力，根据牛顿第三定律可知，气体对飞机施加与飞行方向相同的推力，故D错误。

故选C

5. 倾角为的长斜坡上有C、O、B三点，，在点竖直地固定一长10m的直杆AO。A端与C点间和坡底B点间各连有一光滑的钢绳，且各穿有一钢环（视为质点），两环从A点由静止开始，同时分别沿两钢绳滑到钢绳末端，如图所示，小环在钢绳上滑行的时间和分别为（　　）

A. 2s和2s B. 1s和2s

C. 2s和s D. 以上答案均不正确

【答案】A

【解析】

【详解】根据几何知识直角三角形斜边的中线等于斜边的一半可知，三角形ABC是直角三角形，且AB与水平面的倾角为60度，AC与水平面的倾角为30度，AB的长度为

AC的长度

x2=10m

根据牛顿第二定律得小球在AB钢绳上下滑的加速度为

小球在AC钢绳上下滑的加速度为

由得

由得

故A正确，BCD错误。

故选A。

6. 如图所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m。忽略空气阻力，小孩和杆从图示位置静止竖直下落，从弹簧接触地面到小孩运动到最低点的过程中，对小孩和杆组成的系统，下列说法正确的是（  ）

A. 速度不断减小 B. 加速度先变小再变大

C. 先是加速度增大的加速运动，后是加速度减小的减速运动 D. 小孩和杆始终处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．下落过程中，弹簧弹力增大，当F<mg时有

加速度向下，且逐渐减小，系统做加速度减小的加速运动，当F>mg时有

加速度向上，且加速度逐渐增大，系统做加速度增大的减速运动，所以系统先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故AC错误，B正确；

D．当F>mg时，系统具有向上的加速度，小孩和杆始终处于超重状态，故D错误。

故选B。

7. 物体在一外力作用下以的初速度沿直线运动，运动的加速度a随时间t的变化规律如图所示。下列选项正确的是（　　）

A. 2~3s内，物体做反向匀加速直线运动

B. 0~4s内，物体先正向运动，后反向运动

C. 物体最大速度为5m/s

D. 时和时物体的速度相同

【答案】C

【解析】

【详解】a-t图像中，图线与坐标轴围成的面积表示速度的增加量；

A．由图可知，2~3s内，物体加速度反向增加，不是匀加速直线运动，故A错误；

B．由图可知，0~4s内，物体物体速度增加量为0，一直正向运动，故B错误；

C．由图可知，物体在2秒末和6秒末时，速度增加量最大，速度最大为

故C正确；

D．由图可知，时和时物体速度增加量不同，速度不同，故D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点时通过刹车以降低车速来逃避处罚，但这样很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是（　　）

A. 区间测速测的是汽车的瞬时速率

B. 区间测速测的是汽车的平均速率

C. 图中，限速值70km/h指的是平均速度

D. 根据平均速度，单点测速时，足够小，测的是汽车的瞬时速率

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．区间测速测得是汽车的平均速率，A错误，B正确；

C．图中，限速值70km/h指的是平均速率，C错误；

D．根据平均速度，单点测速时，足够小，测的是汽车的瞬时速率，D正确。

故选BD。

9. 如图所示，将乙小球从地面上以的初速度竖直向上抛出的同时，将甲小球从乙球的正上方处由静止释放，两小球运动过程中的空气阻力忽略不计。取，两小球可视为质点，下列说法正确的是（  ）

A. 两小球在空中不相遇 B. 两小球相遇时甲小球的速度大小为15m/s

C. 乙小球下落过程中与甲小球相遇 D. 乙小球抛出后0.8s时两小球相遇

【答案】BC

【解析】

【详解】AD．设两球相遇时间为t，则有

又

解得

故AD错误；

B．两小球相遇时甲小球的速度大小为

故B正确；

C．乙小球上升到最高点所需时间为

有

即乙小球在下落过程中与甲小球相遇，故C正确。

故选BC。

10. 图甲所示，小物块从光滑斜面上自由滑下，小物块的位移x和时间的平方t2的关系如图乙所示（g=10m/s2）。下列说法中正确的是（　　）

A. 小物块的加速度大小恒为2.5m/s2

B. 斜面倾角为30°

C. 小物块2s末的速度是5m/s

D. 小物块第2s内的平均速度为7.5m/s

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据可知

则加速度为

故A错误；

B．由于斜面光滑，由牛顿第二定律得

得

故B正确；

C．小物块2s末的速度

故C错误；

D．小物块1s末的速度

第2s内的平均速度

故D正确。

故选BD。

11. 如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨光滑的定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块A、B、C、D，其中A、B用不可伸长的短绳相连，C、D用一轻弹簧相连。初状态时，4个物块处于静止状态，不计空气阻力，物块可以看成质点。重力加速度为g，下列说法正确的是（  ）

A. 剪断AB间绳子瞬间，D物块的加速度为0

B. 剪断AB间绳子瞬间，C物块的加速度为0.5g，方向竖直向下

C. 剪断CD间弹簧瞬间，A物块的加速度为0.5g，方向竖直向下

D. 剪断AC绳子瞬间，A物块的加速度为g

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．对D进行受力分析，弹簧弹力与重力等大反向，剪断AB间绳子的瞬间，弹簧弹力不能突变，D依旧受力平衡，加速度为零，故A正确；

B．剪断AB间绳子的瞬间，对AC整体受力分析有

得C加速度为

方向竖直向下，故B正确；

C．剪断CD间弹簧瞬间，弹簧弹力突变为0，对A、B、C整体受力分析有

得A的加速度为

方向竖直向下，故C错误

D．剪断AC绳子瞬间，A、B开始做自由落体，所以A物块加速度为g，故D正确。

故选ABD。

三、实验题(每空2分，共16分）

12. 如图甲所示为某同学所安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置．

（1）实验中，为了使小车（其质量为M）受到的合外力等于砝码和砝码盘的总重量（砝码和砝码盘的总质量m），通常采用的措施是：

①____________________；

②____________________。

（2）另一位同学设计了如图乙所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和力传感器示数F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图丙所示．

①此实验装置________（填“需要”或者“不需要”）滑块与位移传感器发射部分总质量远大于重物和力传感器的总质量；

②图线________（填“甲”或“乙”）是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的；

③滑块和轨道间的动摩擦因数________。（重力加速度）

【答案】    ①. 平衡摩擦力    ②. m<<M    ③. 不需要    ④. 甲    ⑤. 0.2

【解析】

【详解】（1）[1]平衡摩擦力目的是使小车所受的合外力等于绳子的拉力；

[2]满足

m<<M

目的是绳子的拉力基本等于砝码和砝码盘的总重量。

（2）[3]由于力的传感器直接测出绳子的拉力，因此不需要满足滑块与位移传感器发射部分总质量远大于重物和力传感器的总质量；

[4]图甲中当拉力为0时，滑块就产生加速度，说明轨道左侧被抬高得到的；

[5]在 图像中，斜率的倒数等于滑块的质量，可知滑块的质量

有图乙可知，滑块所受的摩擦力

根据

可得动摩擦因数

13. 利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度，一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t，改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值；所得数据如下表所示。

完成下列填空和作图：

（1）若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_______；

（2）根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线______；

（3）由所画出的图线，得出滑块加速度的大小为a=____________m/s2（保留2位有效数字）。

【答案】    ①. （或者）    ②. 图像如图

    ③. 2.0（1.8~2.2）

【解析】

【详解】（1）[1]已知滑块沿斜面下滑时做匀加速运动，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v1、测量值s和t四个物理量，因为时速度v1是下滑的末速度，所以我们可以看下滑的逆过程，所以满足的关系式是

（2）[2]根据表中给出的数据，在图2给出的坐标纸上画出图线，注意，题中所给图的纵坐标刻度不是常见的均匀刻度。

（3）[3]由

整理得

由表达式可知，加速度等于斜率绝对值大小的两倍，所以由图象得出滑块加速度的大小为

四、计算题（第14小题10分，第15题12分，第16题14分，共计36分）

14. 如图所示，用三根轻质细线a、b、c将质量为2m的小球1和质量为m的小球2连接并悬挂，两小球均处于静止状态，细线b与水平方向的夹角θ为30°，细线c水平。（重力加速度为g）求：

（1）细线c对小球2的拉力大小；

（2）细线a与竖直方向的夹角α为多少度？

（3）现将细线c的右端逆时针缓慢旋转90°的过程中，球1始终保持静止，则在此过程中细线c拉力的最小值为多大？此时细线c的拉力与水平方向的夹角为多大？

【答案】（1）；（2）30°；（3），30°

【解析】

【详解】（1）对球2受力分析可知

解得

（2）对球1、球2整体受力分析可得

解得

（3）由题意可得，整体处于动态平衡的过程中，对整体受力分析可知当细线c的拉力方向与细线a的拉力方向垂直时，此时细线c的拉力最小为

解得

此时细线c与水平方向的夹角为30°。

15. 企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一只企鹅在倾角的倾斜冰面上，先以加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数，已知，，求：

（1）企鹅在冰面上滑动的最高点离出发点的距离x；

（2）企鹅退滑到出发点时的速度大小v。（结果可以带根号）

‍

【答案】（1）17m；（2）

【解析】

【详解】（1）企鹅从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”8s时，速度和位移分别为

企鹅肚皮贴着冰面向前滑行时，受到重力、支持力和摩擦力，如图

根据牛顿第二定律有

代入数据解得

企鹅肚皮贴着冰面向前滑行的位移大小为

则企鹅在冰面上滑动到最高点时离出发点的距离为

（2）企鹅退滑时受力如图

根据牛顿第二定律有

解得

则企鹅退滑到出发点时的速度大小为

16. 当有移动物体靠近门时，门实现了自动开启及关闭，我们称这种门为自动感应门。这种自动感应门广泛应用于办公楼、厂房、超市、机场等场所。图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启和结束时的速度刚好为零，移动的最大距离可当成等于门的宽度，不计门及门框的厚度。

（1）求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；

（2）若人以的速度沿图中虚线s走向感应门，要求人到达门框时左右两门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离l应为多少？

（3）若以（2）的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？

【答案】（1）0.40m/s2，0.40m/s2；（2）2.4m；（3）0.8m/s

【解析】

【详解】（1）由题意可知，门先加速后减速，减速的时间与加速的时间是相等的，减速与加速的位移也是相等的，均为：由

联立解得

（2）要使单扇门打开，需要的时间为，则

得

人要在时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离

联立解得

（3）由题意，宽b的物体到达门框的过程中，每扇门至少要移动（大于）的距离，结合运动的特点可知，每扇门的运动都需要经过两个阶段：先匀加速运动位移为，而后又做匀减速运动，设减速的时间为，该过程中门移动

的距离；由匀变速直线运动的公式得：

联立解得

（或，不合题意，舍去）

要使门移动，使用的时间为

所以物体运动的速度不能超过