2021-2022学年北京市汇文中学高一（上）期末物理试题（解析版）

北京汇文中学教育集团2021-2022学年度第一学期期末考试高一年级物理学科本试卷共6页，共100分，考试时长90分。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。一、单项选择（本大题共15小题，每小题4分，共60分）1.下列国际单位制中的单位，不属于基本单位的是：（）A.力的单位：NB.质量的单位：kgC.长度的单位：mD.时间的单位：s【答案】A【解析】【详解】A．力的单位N，是国际单位制中的导出单位，选项A符合题意；B．质量的单位kg，是国际单位制的基本单位，选项B不符合题意；C．长度的单位m，是国际单位制的基本单位，选项C不符合题意；D．时间的单位s，是国际单位制的基本单位，选项D不符合题意；故选A。2.关于物体的惯性，下列说法中正确的是().A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故C.乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性【答案】C【解析】【详解】惯性是物体固有的属性，惯性的大小与物体的运动状态没有关系，衡量惯性大小的唯一标准就是质量，质量越大，惯性就越大，质量越小，惯性就越大。故选C。3.下列各组力中，合力可能为零的是A.3N，4N，8NB.1N，3N，5NC.4N，7N，8ND.2N，6N，9N【答案】C【解析】【分析】根据先求出前两个力的合力范围，如果第三个力在这两个力的范围内，则三力平衡，合力为零，不在合力范围内，则合力不能为零，小球不能平衡；【详解】A、3N和4N的力的合力取值范围是1N≤F≤7N，故不可能与8N的力合成为零，故A错误；

B、1N和3N的力合成时取值范围是2N≤F≤4N，故不可能与5N的力合成为零，故B错误；

C、4N和7N的力的合力取值范围是3N≤F≤11N，当两力的合力为8N时，方向与第三个力方向相反时，它们三个力的合力可能为零，故C正确；

D、当2N和6N的合力取值范围是4N≤F≤8N，故不可能与9N的力合成为零，故D错误．【点睛】三力合成时合力能否为零可以借助三角形法则，只要表示三个力的三条边能组成三角形，则三个力的合力可以为零．4.如图所示，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则关于小球的受力情况，下列分析正确的是A.小球只受重力、绳的拉力作用B.小球只受重力、斜面的弹力作用C.小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用D.小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用【答案】D【解析】【详解】地面附近物体一定受重力，故小球一定受重力；细绳拉紧，说明细绳对小球有拉力，且拉力方向沿绳子方向向上；假设小球不受斜面的弹力，则小球不可能处于平衡状态，故小球一定受斜面的弹力；故小球受重力、绳的拉力以及斜面上的弹力作用，故D正确，ABC错误．5.如图所示，木块放在粗糙的水平桌面上，外力F1、F2沿水平方向作用在木块上，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N.若撤去力F1，则木块受到的摩擦力是().A.8N，方向向右 B.8N，方向向左C.2N，方向向右 D.2N，方向向左【答案】C【解析】【详解】由外力F1、F2沿水平方向作用在木块上，木块处于静止状态，可知物体受到的最大静摩擦力不小于8N，当撤去力F1，物体仍处于静止状态，静摩擦力与F2大小相等，方向相反，C正确。故选C。6.一个钢球在水平桌面上做直线运动，在其经过的路径旁放一块磁铁，则钢球的运动路径就发生改变，如图所示，由此可知（）

A.当物体受到合外力作用时，其运动方向一定发生改变B.当物体受到合外力作用时，其惯性就消失了C.当物体所受合力的方向与初速度方向不共线时，其运动方向发生改变D.当物体所受合力的方向与初速度方向垂直时，其运动方向才发生改变【答案】C【解析】【详解】A．当物体受到与运动方向共线的合外力作用时，物体运动方向不变，故A错误；B．物体始终具有惯性，惯性不会因为物体受到合外力而消失，故B错误；CD．当物体所受合力的方向与初速度方向不共线时，其运动方向发生改变，故C正确，D错误。故选C。7.如图所示，三段不可伸长的细绳，OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上。若逐渐增加C端所挂重物的质量，则最先断的绳是（）A.必定是OA B.必定是OBC.必定是OC D.可能是OB，也可能是OC【答案】A【解析】【分析】【详解】OC下悬挂重物，它对O点的拉力等于重物的重力G。OC绳的拉力产生两个效果：拉紧BO绳的水平向左的力F1，拉紧AO绳的沿绳子方向斜向下的力F2，F1、F2是OC绳拉力的两个分力，大小等于G。由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示，当逐渐增大所挂重物的质量时，哪根绳受的拉力最大则哪根绳最先断。从图中可知：表示F2的有向线段最长，F2最大，故OA绳最先断。故选A。8.如图所示，木块A沿斜面体B的斜面匀速下滑，B相对于地面静止，则地面对B的摩擦力的情况是（）

A.无摩擦力 B.有摩擦力，方向向左 C.有摩擦力，方向向右 D.无法确定【答案】A【解析】【详解】由题意可知物块A和斜面体B组成的系统处于平衡状态，所以地面对B无摩擦力，故选A。9.如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是（）

A.合力变小，速度变小B.合力变小，速度变大C.合力先变小，后变大；速度先变大，后变小D.合力先变大，后变小，速度先变小，后变大【答案】C【解析】【分析】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度，接触弹簧后，弹簧被压缩，弹簧的弹力随着压缩的长度的增大而增大．以小球为研究对象，开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力减小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力增大．【详解】小球自由落下，接触弹簧时有竖直向下的速度．以小球为研究对象，分析小球的受力情况和运动情况：开始阶段，弹力小于重力，合力竖直向下，与速度方向相同，小球做加速运动，合力变小；当弹力大于重力后，合力竖直向上，小球做减速运动，合力变大．当弹力等于重力时，合力为零，速度最大．故选C．【点睛】含有弹簧的问题，是高考的热点．关键在于分析小球的受力情况，来确定小球的运动情况，抓住弹力是变化的这一特点．不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动．10.如图所示，物块放在一与水平面夹角为θ的传送带上，且始终与传送带相对静止。关于物块受到的静摩擦力f，下列说法正确的是（）

A.当传送带加速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上B.当传送带加速向上运动时，f的方向一定沿传送带向下C.当传送带加速向下运动时，f的方向一定沿传送带向下D.当传送带加速向下运动时，f的方向一定沿传送带向上【答案】A【解析】【分析】详解】AB．当传送带加速向上运动时，加速度沿传送带向上，根据牛顿第二定律可得f的方向沿传送带向上，

故A正确，B错误；CD．当传输带加速向下运动时，根据牛顿第二定律可得当时，静摩擦力为零；当时，静摩擦力沿斜面向下；当时，静摩擦力沿斜面向上，故C、D错误。故选A。11.如图，从地面上方某点，将一小球以5m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地，不计空气阻力，g取10m/s2，则可求出（）A.小球抛出时离地面的高度是10mB.小球落地时的速度方向与水平地面成30°角C.小球落地时的速度大小是15m/sD.小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5m【答案】D【解析】【详解】A．小球抛出时离地面的高度是故A错误；B．设小球落地时的速度方向与水平地面成θ角，则根据速度的合成与分解有所以故B错误；C．小球落地时的速度大小是故C错误；D．小球从抛出点到落地点的水平位移大小是故D正确。故选D。12.彩虹圈有很多性质和弹簧相似，在弹性限度内彩虹圈间的弹力随着形变量的增加而增大，但彩虹圈的重力不能忽略。用手拿起彩虹圈的上端，让彩虹圈的下端自由下垂且离地面一定高度，然后将彩虹圈由静止释放。设下落过程中彩虹圈始终没有超出弹性限度。则（）A.刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于当地的重力加速度B.刚释放瞬间彩虹圈下端的加速度等于当地的重力加速度C.刚开始下落的一小段时间内彩虹圈的长度变长D.从开始释放到彩虹圈下端接触地面的过程中，彩虹圈的长度始终不变【答案】A【解析】【详解】AB．刚释放瞬间彩虹圈上端受到竖直向下的重力和弹力作用，合外力大于其重力，所以加速度大于当地的重力加速度；彩虹圈下端受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力，合外力小于其重力，所以加速度小于当地的重力加速度，故A正确，B错误；CD．刚开始下落的一小段时间内，上端下落的加速度大于下端下落的加速度，上端和下端之间的距离减小，即彩虹圈的长度变短，从开始释放到彩虹圈下端接触地面的过程中，彩虹圈可能一直变短，也可能先变短，后不变（即彩虹圈恢复到原长之后长度不变），故CD错误。故选A。13.人在平地上静止站立时，受到的支持力等于人的重力．做原地纵跳时，在快速下蹲后立即蹬伸的过程中，人受到的地面支持力会发生变化（如图，G为重力，F为支持力）．下列曲线能正确反映从下蹲开始到离地过程中地面支持力变化的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】人在地面上静止站立时，受到的支撑力等于人的重力，在快速下蹲时人先向下加速后向下减速到达最低点，故先具有向下的加速度后具有向上的加速度，则人先处于失重状态后处于超重状态，受到支撑力先减小后增加；在人蹬伸的过程中，从最低点到达重力与地面支撑力相等时，人具有向上的加速度，处于超重，人从受力平衡点继续上升时支撑力减小，至人完全离开蹦床时支撑力减小到零，故符合的A选项．

故选：A14.如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为0.3kg的小物块静止在A点。现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的v-t图像如图乙所示。g取10m/s2，则下列说法中正确的是（）A.小物块到C点后将沿斜面下滑B.小物块加速时的加速度大小是减速时加速度大小的C.小物块与斜面间的动摩擦因数为D.推力F的大小为6N【答案】B【解析】【详解】B．根据v-t图像可知小物块加速和减速时的加速度大小分别为所以故B正确；CD．设小物块与斜面间动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律有解得故CD错误；A．因为所以小物块到C点后将静止，故A错误；故选B。15.选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同：如图甲所示，在自由下落的电梯中，电梯外的人看到小球只受重力作用，做自由落体运动，符合牛顿定律；电梯内的人看到小球只受重力却是“静止”的，“违反”了牛顿定律。为了能够用牛顿定律描述对地面作加速运动的参考系（又称“非惯性参考系”）中物体的运动，在非惯性系中引入惯性力的概念：惯性力F惯=-ma，a表示非惯性系的加速度，负号表示与a方向相反。引入惯性力后，电梯中的人认为小球受到向上的惯性力与重力平衡，小球静止，符合牛顿定律。如图乙所示，某人在以加速度a作匀加速运动的高铁上，距地面为h处，以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球。已知重力加速度g，关于此人看到的小球运动，分析正确的是（）

A.小球在竖直方向上做初速度等于零，加速度小于g的匀变速直线运动B.小球水平方向作匀速直线运动C.当时，小球将落在抛出点的正下方D.当时，小球将落在抛出点的正下方【答案】D【解析】【分析】【详解】A．因为某人以相对于高铁的速度v0水平抛出一个小球，小球受重力的作用，故它会向下做初速度等于零，加速度等于g的匀变速直线运动，A错误；B．而列车是加速向前运行的，根据题意，小球对人来说，相当于向前做减速运动，B错误；CD．小球的其加速度的大小为a，所以小球将向前减速，一直到减速到0后，再反向加速，回到原位置，故满足t=2×又因竖直方向h=gt2所以二者结合得，即满足这个式子时，小球将落在抛出点的正下方，C错误，D正确。故选D。二、实验题（本大题共2小题，共16分）16.某实验小组利用如图所示装置研究物体做匀变速直线运动的情况：按如图所示装置准备好器材后，先接通电源，然后后释放小车，让它拖着纸带运动，得到如图所示纸带，纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点（相邻两个计数点间还有4个计时点未画出）．打点计时器使用的交流电源的频率f＝50Hz，则打点计时器在纸带上打下相邻两计数点的时间间隔为______s．根据纸带上的信息可计算出：在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值为________m/s；小车在砂桶的拉力作用下做匀加速直线运动的加速度大小的测量值为________m/s2．（计算结果均保留2位有效数字）【答案】①.0.1②.0.30③.0.80【解析】【详解】[1]．打点计时器在纸带上打下相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s．[2]．在打下计数点C时小车运动的速度大小的测量值为；[3]．根据可知，小车加速度大小17.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作：a.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套；c.如图1，用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O，记录结点位置和两个弹簧测力计的示数、两根细绳的方向；d.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线F；e.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，______________；并按同一标度作出这个力F′的图示；f.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。①请把步骤e中的内容补充完整。②本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程，主要体现了下列哪种科学方法_____________。A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法③下列操作有利于减小实验误差的是_____________（填字母代号）。A.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计B.拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些C.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行D.用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两测力计之间夹角应取90°，以便于用勾股定理算出合力大小E.在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些④图2是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示，如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_____________。【答案】①.把橡皮条的结点拉到同一位置O，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向②.B③.ACE④.F′【解析】【详解】①[1]前四步已经得到了用平行四边形法则的合力，最后一步就只有找到真实的合力，根据合力的定义，用一个弹簧测力计拉橡皮条时的效果跟用两个拉橡皮条的效果完全相同，所以要将橡皮条的结点拉到同一位置O，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向；②[2]用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是与F1，F2共同作用的效果相同，所以实验体现了等效替代法。故选B。③[3]A．将两个弹簧对拉，可以检验示数是否准确，故A正确；B．细线的长度稍长一些，便于记录方向，但不一定等长，故B错误；C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故C正确；D．两弹簧测力计同时拉时，两测力计之间夹角不一定取90°，合力也不是用勾股定理算出来的，而是通过平行四边形作图得到的，故D错误；E．标记方向的两点尽量远一点，有利于得到准确的方向，故E正确。故选ACE。④[4]F1，F2合力的实际测量值是用一根弹簧秤测量的，不是根据平行四边形定则作出的，故F'是沿AO方向的。三、计算题（本大题共4小题，共24分）18.钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30m/s，g取10m/s2，求：（1）它下落的高度是多少？（2）它在前2s内的平均速度是多少？（3）它在最后1s内下落的高度是多少？【答案】（1）45m；（2）10m/s；（3）25m【解析】【分析】【详解】（1）设钢球下落的高度为，则据匀变速直线运动公式得（2）钢球在前2s内的平均速度为，则据平均速度的定义得（3）设钢球自由下落到地面时所用时间为t，根据可得则它在最后内下落的高度为19.如图所示，B、C两小球的重力均为G，用细线悬挂于A、D两点，系统处于静止状态。求：（1）AB和CD两根细线的拉力各为多大？（2）细线BC与竖直方向的夹角是多大？

【答案】（1）、；（2）【解析】【分析】【详解】（1）对B、C整体研究，如图所示：

根据共点力平衡条件可得AB线的拉力为CD线的拉力为（2）对C球研究，如图所示

根据共点力平衡条件可得，解得即【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，20.如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出，经过3s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=50kg，不计空气阻力（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）。求：（1）A点与O点的距离L；（2）运动员离开O点时的速度大小。【答案】（1）75m；（2）20m/s【解析】【分析】【详解】（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有解得：