湖南省长沙市长郡中学2021-2022学年高一（上）期末物理试题（解析版）

长郡中学2021—2022学年度高一第一学期期末考试物理

时量：75分钟  满分：100分

第Ⅰ卷  选择题（共44分）

一、选择题（本题共10小题，共44分，1~6题，每小题4分，只有一个选项符合题目要求，7~10题，每小题5分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

1. 相机固定，用同一张底片对着向右运动的小球每隔0.02s闪光一次，得到的照片如图所示，则小球在图中整个运动过程的平均速度大小是（　　）

A. 2.5m/s B. 1.25m/s C. 0.63m/s D. 0.83m/s

【答案】D

【解析】

【详解】由图可知，全程的位移为

时间

则全程的平均速度

故选D。

2. 如图，在同一根竖直的悬绳上、下两个不同的位置上，两个杂技演员在同一侧面沿水平方向抛出两小球a、b。空气阻力可以忽略不计。要使两小球在空中相撞，下列说法正确的是（　　）

A. 应该同时抛出a、b两球 B. 应该先抛出b球、后抛出a球

C. a球拋出速度小于b球抛出速度 D. a球抛出速度大于b球抛出速度

【答案】C

【解析】

【详解】AB．平抛运动竖直方向上为自由落体运动，下落时间

要使两小球在空中相碰，两小球要同时到达相碰点，由于a小球的高度大于b小球，a小球的下落时间长，因此应该先抛出a球、后抛出b球，选项AB错误；

CD．平抛运动水平方向有

x=v0t

要使两小球在空中相碰，两小球的水平位移要相等，由于a小球下落时间大于b小球，可知b球抛出速度要大于a球抛出速度，选项C正确，D错误。

故选C。

3. 如图所示为皮带传动装置的示意图，A、B为轮边缘上的两点，R>r。皮带传动时（皮带没有打滑），下列说法正确的是（　　）

A. 角速度 B. 线速度

C. 向心加速度 D. 周期

【答案】C

【解析】

【详解】根据传动装置的特点，相切点的线速度相等，则有

因为

，，

结合

可判断知

，，

故选C。

4. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在水平地面上，其轴线处于竖直方向，A、B两个小球紧贴着筒内壁分别在不同的两个水平面上做匀速圆周运动（A做圆周运动的半径大于B，即RA>RB）。分析A、B两球的运动，可知它们具有相同的（　　）

A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 周期

【答案】C

【解析】

【详解】小球的受力情况如图所示

其所受合力提供（向心力），即

又

结合可知，、两球的运动，它们具有相同的向心加速度。

故选C。

5. 如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过定滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动．则关于拉力F及拉力作用点的移动速度v的下列说法正确的是(　　)

A. F不变、v不变

B. F增大、v不变

C. F增大、v增大

D. F增大、v减小

【答案】D

【解析】

【详解】设绳子与竖直方向上的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有

Fcosθ=mg

因为θ增大，则F增大．

物体A沿绳子方向上的分速度

v=v1cosθ

因为θ增大，则v减小．故D正确，ABC错误．

故选D.

点睛：解决本题的关键抓住A在竖直方向上平衡判断出拉力的变化，以及注意拉力的功率不能写成P=Fv，因为绳子末端速度大小与A上升的速度大小不等，A速度沿绳子方向上的分速度等于绳子末端速度的大小．

6. 运动员在水平地面，上进行拉轮胎的负荷训练，若在起动后的一小段时间内，运动员用两根轻绳拉着轮胎做匀速直线运动。如图所示，运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为θ、所在平面与水平面夹角恒为。已知轮胎重为G，运动过程受地面摩擦力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设每根绳的拉力大小为T，根据力的合成与分解以及对称性可知，两根绳拉力的合力大小为

对轮胎根据平衡条件有

解得

故选A。

7. 以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（　　）

A. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究运用了类比的方法

B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段可近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法

C. 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假设法

D. 根据速度的定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

【答案】BD

【解析】

【详解】A．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究运用了控制变量的方法，选项A错误；

B．在推导匀变速直线运动位移公式时，是把整个运动过程等分成很多小段，每一小段可近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这种研究方法叫微元法，选项B正确；

C．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，选项C错误；

D．根据速度的定义式，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，选项D正确。

故选BD。

8. 利用函数图像是一种解决物理问题的常用方法。某同学利用传感器探究一玩具车沿某一路段做直线运动的性质，从时刻开始计时得到了的图像。如图所示，由此可知（　　）

A. 玩具车做速度为的匀速直线运动

B. 玩具车做变加速直线运动

C. 玩具车做匀加速直线运动，初速度大小2m/s

D. 玩具车做匀加速直线运动，加速度的大小为

【答案】CD

【解析】

详解】由图得

由x=v0t+at2得

=v0+at

可得

a=

解得

a=m/s2

v0=2m/s

可知物体做匀加速直线运动，初速度大小为2m/s，加速度的大小为m/s2。

选项CD正确，AB错误。

故选CD。

9. 如图所示，两段轻绳A、B连接两个小球1、2，悬挂在天花板上。轻弹簧C一端连接球2，另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳A与竖直方向、轻绳B与水平方向的夹角均为30°，弹簧C沿水平方向。已知重力加速度为g。则（　　）

A. 球1和球2的质量之比为2∶1

B. 在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度方向竖直向下

C. 在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小一定大于g

D. 在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度方向一定竖直向下

【答案】AC

【解析】

【详解】A．对两小球1、2受力分析如图

根据平衡条件可得，有

，

所以

选项A正确；

BC．在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力未来得及变化，则球2所受重力和弹簧弹力FC不变，并假设轻绳A突然断裂的瞬间轻绳B的弹力变为0，则球2的加速度

方向与FB方向相反，即沿绳B斜向右下方。此时球1只受重力，加速度竖直向下大小等于g，沿绳B方向的分加速度为

因a2 > a1，则假设不成立，可知此时轻绳B存在弹力。则由力的合成可知，球1的合力大小大于其重力，方向在竖直方向与绳B的夹角之间，则球1的加速度大小一定大于g，方向在竖直方向与绳B的夹角之间，选项B错误、C正确；

D．选项BC分析可知，球2的加速度方向一定沿绳B斜向右下方，选项D错误。

故选AC。

10. 如图，物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A放在在倾角为30°光滑斜面上，B悬挂着，已知质量，不计滑轮摩擦，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）

A. 细绳对物体B的拉力大小为

B. 物体A的加速度大小为

C. 物体A和物体B互换位置后，滑轮受到绳子的作用力改变

D. 现将斜面倾角由30°增大到50°，绳子的拉力增大

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．设细绳的拉力大小为T1，A、B整体的加速度大小为a，对整体根据牛顿第二定律可得

   ①

对B同理有

    ②

联立①②可得

   ③

      ④

选项A错误，B正确；

C．物体A和物体B互换位置后，设细绳的拉力大小为T2，同前理可得

   ⑤

   ⑥

联立⑤⑥解得

   ⑦

则细绳拉力大小不变，而滑轮两侧绳子的夹角不变，所以滑轮受到绳子的作用力不变，选项C错误；

D．现将斜面倾角由30°增大到50°，设细绳的拉力大小为T3，同前理可得

   ⑧

   ⑨

比较①⑧两式可知

再比较②⑨两式可知

所以绳子的拉力增大，选项D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷  非选择题（共56分）

二、实验题（共15分）

11. 某实验小组用如图1所示的实验装置图，做“探究加速度与质量的关系”的实验。

（1）在探究加速度与力和质量的关系实验中，要求所挂小盘和钩码的质量______（填“远小于”或“远大于”）小车和所加砝码的质量，此时才能认为小盘和钩码所受重力大小等于绳对小车的拉力大小。

（2）如果某次实验打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带如下图所示，取计数点A、B、C、D、E、F、G，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离如图2中所示（单位：cm），则小车运动的加速度大小a=________，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小________m/s。（结果保留两位有效数字）

（3）某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a-F图像为下图中的___________。

A． B．

C．     D．

【答案】    ①. 远小于    ②. 2.4    ③. 0.51    ④. C

【解析】

【详解】（1）[1]设小车和所加砝码的质量为M，小盘和钩码的质量为m，根据牛顿第二定律

对m有

mg-F拉=ma

对M有

F拉=Ma

解得

当时，即当小盘和钩码的质量要远小于小车和所加砝码的质量，才能认为小盘和钩码所受重力大小等于绳对小车的拉力大小

（2）[2]小车运动的加速度大小

[3]打纸带上C点时小车的瞬时速度大小

（3）[4]在探究加速度与力、质量的关系时，应平衡摩擦力，平衡摩擦力时如果木板垫得过高，则平衡摩擦力过度，小车受到的合力大于拉力，a-F图象在a轴上有截距，选项C正确。

故选C。

12. 三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：

（1）甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________；

A．平抛运动在水平方向是匀速直线运动

B．平抛运动在竖直方向是自由落体运动

（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=10cm，则该小球经过b点时的速度大小___________m/s；（结果保留三位有效数字，g取）

（3）丙同学采用如图丙所示的装置。为了减少误差，下列选项中必须尽量要保证的是________。

A．槽与小球间无摩擦

B．槽末端切线水平

C．小球每次自由滚下的位置必须相同

【答案】    ①. B    ②. 2.50    ③. BC

【解析】

【详解】（1）[1]在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。

故选B；

（2）[2]取a、b、c三点分析，水平方向间隔均为2L，所以小球从a点到b点、从b点到c点的时间相同，设均为T，在竖直方向上由

Δy＝L＝gT2

解得

T＝0.1s

根据水平方向匀速运动有

2L＝v0T

解得

v0＝2.00m/s

小球经过b点时竖直方向上的速度

vy＝＝150m/s

所以小球经过b点时的速度大小

vb＝＝2.50m/s

（3）[3]槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要保证槽末端切线水平，小球每次从同一位置由静止释放，小球做平抛运动的初速度都相同，选项A错误，BC正确。

故选BC。

三、解答题（共41分）

13. 汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方25m处的斑马线上有行人，于是刹车礼让，汽车恰好停在斑马线前，假设驾驶员的反应时间为0.5s，汽车运动的v-t图像如图所示，求：

（1）驾驶员从发现斑马线上有行人到汽车停下经历的总时间；

（2）汽车刹车过程的加速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）驾驶员反应时间内汽车做匀速直线运动，位移为

减速运动的位移为

由位移公式可得

故减速运动时间为

总时间为

（2）汽车刹车过程的加速度大小

14. 一个人用与水平方向成的斜向下的推力F推一个质量为30kg的箱子匀速前进，如图（a）所示，箱子与水平地面间的动摩擦因数为，g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）推力F的大小；

（2）若该箱子原来静止，不改变力F的大小，只把力的方向变为与水平方向成斜向上去拉这个箱子，如图（b）所示，箱子在拉力作用下运动1s后，撤去外力F，求箱子运动的总位移。

【答案】（1）；（2），方向向右

【解析】

【详解】（1）箱子做匀速直线运动，由平衡条件可得

又

解得

（2）箱子所受拉力斜向右上方时，由牛顿第二定律可得

竖直方向由平衡条件可得

又

求得

箱子在拉力作用下运动1s的位移大小为

末速度为

撤去外力F后箱子做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可得

又

解得

减速阶段中箱子位移大小为

所以箱子总位移大小为

方向向右。

15. 如图所示，传送带倾斜放置，与水平面的夹角，传送带的长度L=7.25m，传送皮带轮以v=15m/s的恒定速率逆时针转动。一质量m=1kg的物体（可看成质点）以大小的初速度从A点水平抛出，恰好从传送带的最高点B沿着传送带传动方向滑上传送带。已知物体与皮带之间的动摩擦因数，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取。求：

（1）物体抛出点A距传送带最高点B的竖直高度h；

（2）物体在传送带上运动的时间（已知）（结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）物体运动到B点的速度方向沿着传送带传送的方向，则有

物体从A点水平抛出，竖直方向有

解得

（2）物体滑上传送带的速度

由于物体的速度小于传送带的速度，故物体受到的摩擦力方向沿传送带向下，物体匀加速下滑，根据牛顿第二定律，有

解得物体的加速度大小

设物体达到与传送带相同速度所需要的时间为，则有

物体沿传送带运动的位移

解得

由于，所以物体达到与传送带相同的速度后继续做加速度运动，则

根据匀变速运动的位移公式有

解得

则物体在传送带上运动的时间