湖南省益阳市2021-2022学年高一上学期期末考试物理试卷（含答案解析）

益阳市2021年下学期普通高中期末考试高一物理试题卷注意事项：1．本试卷包括试题卷和答题卷两部分。试题卷包括第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），共6页，时量90分钟，满分100分。2．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在本试题卷和答题卡指定位置，并认真核对答题卡条形码上的姓名、考号和科目。3．选择题和非选择题均须按答题卡的要求在答题卡上作答，在本试题卷和草稿纸上作答无效。4．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷选择题（40分）一、单项选择题（8个小题，每个小题只有一个正确答案，每小题3分，共24分）1.一人把一弹性球从距地面2米高的地方静止释放，弹性球落到地面反弹，在距地面1.5米的地方被该人接住。在此过程中，如果以向上为正方向，则该弹性球的位移和路程分别是：（）A.0.5m0.5m B.3.5m3.5m C.m3.5m D.m3.5m【答案】C【解析】【详解】由题意，以弹性球落到地面位置为坐标原点，向上建立坐标轴，则有弹性球释放时位置坐标为2m，被人接住位置坐标为1.5m，则该弹性球的位移为弹性球运动的路程为故选C。2.甲、乙两物体在同一直线上运动的位移－时间图像如图所示，则从图像可以看出：（）A.甲、乙从同一地点同时出发 B.甲做匀加速直线运动C.在时间内，甲的速度比乙的速度大 D.在时间内，甲、乙两物体相遇2次【答案】D【解析】【详解】A．由图象可知，时刻甲出发，甲的位置坐标为，时刻乙出发，乙的位置坐标为，所以两物体在同一地点但不是同时出发，故A错误；B．由图可知，甲做匀速直线运动，故B错误；C．位移时间图像中斜率表示速度，由图可知，在时间内，甲的速度比乙的速度小，故C错误；D．由图可知，在时间内，甲、乙两物体相遇2次，故D正确。故选D。3.A、B两物体在同一直线上运动的速度-时间图像如图所示，由图像可以判断（）A.时间内两物体运动方向相同B.时刻两物体加速度方向相同C.时间内A的平均速度等于B的平均速度D.时刻A、B相遇【答案】A【解析】【详解】A．由图看出，两个物体的速度均为正值，说明速度方向均沿正方向，即运动方向相同，故A正确；B．速度图象的斜率等于物体的加速度，斜率的正负表示加速度的方向，则知两个物体的加速度方向相反，故B错误；C．根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，可知在0～t1时间内A的位移大于B的位移，由可知A的平均速度大于B的平均速度，故C错误；D．在t1时刻两图线相交，说明它们的速度相同；但经过的位移并不相同，两物体的出发点未知，故无法判断是否相遇，故D错误。故选A。4.半球形容器固定，圆心在O点，一个质量为m的物体静止在P点，OP与水平方向的夹角为，则物体所受支持力和摩擦力的大小分别是：（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】对物体受力分析，如图所示对重力进行正交分解，由平衡条件得知，支持力为摩擦力为故选A。5.在力的分解教学中，某老师做了一如图所示的小实验：轻杆的一端支撑于手掌上的某点，另一端通过细绳a套在手指上，在轻杆的顶端悬挂一质量为m的重物，通过手指与手掌感受力带来的效果。若细绳a是水平的，H与轻杆之间的夹角为，则细绳a与轻杆承受的力的大小分别为（重力加速度为g）：（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】以结点处为研究对象，结点受到三个力，采用合成法如图所示由数学知识得故选D。6.在固定的粗糙斜面上，有一物体处于静止状态，现用平行于斜面向上的力F拉物体，让F从零开始逐渐增大，直到物体沿斜面向上运动一段时间。则在此过程中，物体所受摩擦力的大小变化情况是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）：（）A.一直变大 B.一直变小C.先变小后变大 D.先变小后变大再保持不变【答案】D【解析】【详解】物体原来静止在斜面上，受沿斜面向上的静摩擦力，根据平衡关系可知，静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，用沿斜面向上的拉力F拉物体，F从零开始逐渐增大，则静摩擦力先减小到0，后沿斜面向下，直到F大于重力沿斜面向下的分力与最大静摩擦力的合力，物块开始向上运动，物块受到不变的滑动摩擦力作用，所以物体所受摩擦力先变小后反向变大再保持不变。故选D。7.小华住的楼房中有一部电梯，在电梯中，他用测力计悬挂一个重物，保持测力计相对电梯静止，下列各种情况，测力计示数最小的是（）A.匀减速下降，加速度的大小为B.匀加速下降，加速度的大小为C.匀减速上升，加速度的大小为D.匀加速上升，加速度的大小为【答案】C【解析】【详解】AD．对重物进行分析，受到重力与弹簧测力计的拉力作用，若加速度方向向上，即重物向上加速或向下减速时，测力计拉力大于重力，此时弹簧测力计的示数不是最小，故AD错误；BC．根据上述，若加速度方向向下，即重物向下加速或向上减速时，测力计拉力小于重力，当匀加速下降，加速度的大小为时有当匀减速上升，加速度的大小为时有解得故B错误，C正确。故选C。8.列车沿平直轨道行驶，某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，某时刻他发现细线向左偏过一定角度，并相对车厢保持静止，列车质量为M，则下列说法正确的是（）A.列车一定向右加速运动B.列车加速度一定为，方向水平向右C.列车的所受合外力大小为，方向可能水平向左也可能向右D.小球加速度为，方向垂直于细线斜向下【答案】B【解析】【详解】A．分析可知，小球受竖直向下的重力和沿着绳子斜向右上方的拉力，则根据平行四边形定则可知，小球所受合外力一定向右，加速度一定向右，而小球与小车保持相对静止，且小车在水平方向运动，因此可知小车的加速度一定水平向右，则小车可能向右加速运动，也可能向左减速运动，故A错误；BD．对小球受力分析如图所示可得根基牛顿第二定律有可得小球的加速度为而小球与小车保持相对静止，则可知小车的加速度大小为，方向水平向右，故B正确，D错误；C．根据牛顿第二定律可知，列车所受合外力大小为方向水平向右，故C错误。故选B。二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）9.如图所示，完全相同的两个球放在容器甲中时，球对容器底部的压力为，对容器右壁的压力为。若将这两个球放入容器乙中时，球对容器底部的压力为，对容器右壁的压力为，容器甲的底面积大于容器乙甲乙的底面积，不计所有接触面上的摩擦力。则：（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】【详解】AB．将两个球作为一个整体受力分析如图根据平衡关系，有可知，球对容器底部的压力与容器底面积无关，所以有A正确，B错误；CD．对上方的球进行受力分析，如图根据平衡关系，可知由几何知识可知，底面积越小，越大，越小，所以有C错误，D正确。故选AD。10.一物体从静止开始下落h过程中，除了重力之外还受到水平方向的恒力F作用，下列表述正确的是：（）A.F越大，物体在空中运动时间越长 B.h越大，物体在空中运动时间越长C.物体落地瞬时速度与高度h无关 D.物体运动轨迹为一曲线【答案】BD【解析】【详解】A．物体在空中运动时间只与h有关，与F无关，h越大物体下落时间越长，故A错误，B正确；C．物体落地瞬时速度是水平速度和竖直速度的合成，故与h有关，h越大落地瞬时速度也越大，故C错误；D．物体所受的合力与速度不在一条直线上，所以轨迹为曲线。故D正确。故选BD。11.如图所示，质量为倾角为30°的斜面体A静置于粗糙水平面上，质量为的物体B通过平行于斜面的轻绳绕过光滑轻质滑轮与质量为的物体C相连，斜面体A始终静止不动，刚开始系统都处于静止状态。则下列说法中正确的是（）A.斜面A对物体B摩擦力可能等于0B.地面对斜面A的静摩擦力大小为0C.地面对斜面体A的支持力为D.若用力拉动B，使之沿斜面向下做加速运动，则绳子拉力仍为【答案】AB【解析】【详解】A．对B在沿着斜面的方向上若满足则此种情况下斜面A对物体B的摩擦力等于0，故A正确；BC．对A、B、C组成的系统整体分析可知，竖直方向由平衡条件可得地面对整体的支持力大小为而整体在水平方向上不受外力，即整体在水平方向没有运动的趋势，因此可知地面对斜面A的静摩擦力大小为0，故B正确，C错误；D．若用力拉动B，使之沿斜面向下做加速运动，由于B与C是用绳子相连的连接体，当B沿着斜面加速向下运动时，C将竖直向上加速运动，对C有可得绳子上的拉力故D错误。故选AB。12.在安化云台山旅游区，有一个非常刺激的杂技节目，叫“笼中飞车”，几名演员骑着摩托车在一个固定封闭的球形大铁笼中，时而高速在水平面内骑行，时而在竖直面内骑行，人都完全倒过来了，看的观众直呼过瘾，若我们把演员与摩托车看成质点P，其质量为m。演员在虚线水平圆周上以角速度做匀速圆周运动，为铁笼的球心，为虚线轨道的圆心，与竖直方向的夹角为，且此时刚好无横向摩擦力（横向即垂直于摩托车前进方向），则（）A.演员与摩托车的向心力指向B.演员与摩托车的向心力指向C.演员与摩托车的向心力大小为D.当演员与摩托车的速度增大时，其运动轨道一定沿笼壁上移【答案】BC【解析】【详解】AB．由于演员在虚线水平圆周上以角速度做匀速圆周运动，由合力提供向心力，向心力指向轨迹圆的圆心，即演员与摩托车的向心力指向，故A错误，B正确；C．对演员与摩托车进行分析，如图所示根据上述可知合力提供向心力，演员与摩托车的向心力大小为故C正确；D．由于此时刚好无横向摩擦力，即无垂直于摩托车前进方向的摩擦力，当演员与摩托车的速度增大时，若速度增大较小，摩托车有沿笼壁上移的趋势，摩托车受到垂直于摩托车前进方向向下的摩擦力，由弹力、重力与摩擦力的合力提供向心力，此时其运动轨道并没有沿笼壁上移，故D错误。故选C。第Ⅱ卷非选择题（60分）三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）13.如图甲所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上的P点，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套，先用两个弹簧测力计勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到某一位置O，并记下该点的位置及两力的方向；再用一个弹簧测力计将橡皮条的结点拉到同一位置O点。（1）关于本次实验过程，下列说法正确的是（）A.必须用完全相同的两支弹簧测力计B.细绳适当长些，能更准确描绘力的方向C.记录力的方向时，铅笔应沿着细绳的方向移动描绘D.通过图示法求出两个弹簧测力计合力的方向就是橡皮筋PO的方向（2）在某次实验时，一同学用、的力分别沿图乙中OA、OB方向同时将橡皮条的结点拉到某一位置O。请在图中作出、两个力的图示_____，并通过平行四边形定则作出、的合力，得到合力的理论值大小为______N。【答案】13.B14.①.②.4.6##4.4##4.5##4.7##4.8【解析】【小问1详解】A．实验时不必须用完全相同的两支弹簧测力计，故A项错误；B．为了减少误差，细绳适当长些，这样能更准确描绘力的方向，故B项正确；C．记录力的方向时，用铅笔沿着细线画直线，这样由于铅笔碰到细线，记录的方向不准确，应该采用两点确定直线的方法记录力的方向，故C项错误；D．通过图示法求出两个弹簧测力计合力的方向不一定沿橡皮筋PO的方向，故D项错误。故选B。【小问2详解】[1]如图所示[2]由上述题图可知，单位长度为1N，合力的长度大概4.6个单位长度，所以其合力值约为4.6N。14.气垫导轨能很好的减小摩擦力，广泛运用于运动学以及力学相关的实验中，它搭配光电门等装置，能很好地完成我们高中的一些实验。下图的气垫导轨装置中，、为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过、光电门时，光束被遮挡的时间、都可以被测量并记录。滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m。回答下列问题。（1）若用本装置来探究a与F、m关系实验时，我们把所挂重物的重力等于绳子的拉力。实际上滑行器在加速向左运动时，绳子的拉力应______（填“大于”或“小于”）所挂重物的重力，这个误差属于______（填“系统”或“偶然”）误差。为了使这两个力大小接近相等，本实验需满足所挂重物的质量______（填“远大于”或“远小于”）滑行器以及挡光片的总质量；（2）在上述实验中，需要获得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为______（用、、D、x表示）。【答案】（1）①.小于②.系统③.远小于（2）【解析】【小问1详解】[1][2][3]实际上滑行器在加速向左运动时，重物向下加速运动，处于失重状态，绳子的拉力应小于所挂重物的重力，这个误差属于系统误差。本实验中用mg来表示滑行器所受和拉力，对滑行器根据牛顿第二定律有对砝码同理有联立解得由上式可知只有当时才近似等于，即本实验需满足所挂重物的质量远小于滑行器以及挡光片的总质量。【小问2详解】滑行器通过光电门1、2时的瞬时速度分别为根据运动学规律有解得四、计算题（本题共4小题，15题9分，16题10分，17题10分，18题17分，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.某同学利用无人机玩“投弹”游戏。通过悬停在距水平地面5m高处无人机以初速度沿水平方向发射小球，让小球击中水平地面上的目标，目标与无人机水平距离为6m，空气用力不计。g取。求：（1）小球飞行的时间；（2）小球初速度大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球在空中做平抛运动，把它分解为水平方向的匀速直线运动以及竖直方向上的自由落体运动，由可得（2）由可得16.正在平直公路上以的速度行驶的汽车，遇到危险，采取紧急刹车，刹车后做匀减速直线运动，3s末速度变成了，求：（1）汽车行驶的加速度；（2）制动后6s末的速度；（3）制动后6s内汽车发生位移的大小。【答案】（1）；（2）0；（3）【解析】【详解】（1）汽车做匀减速直线运动，以初速度方向为正方向，由已知条件有，，由代入数据解得（