2021-2022学年江苏省徐州市高一上学期期中物理试卷（解析版）

江苏省徐州市2021-2022学年高一上学期期中物理试卷【参考答案】一、单项选择题（本大题共11小题，每题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意）1．2020年，面对新型冠状病毒疫情，徐州市疾病防控中心医疗专家先后三批前往沛县人民医院指导工作，假设三批人员分别采用导航中推荐的3条路线前往，下列说法正确的是（）A．三批医疗人员的位移不相同 B．图片中的推荐方案的“1小时2分钟”是指时刻 C．三批医疗人员平均速度一定相同 D．研究三批医疗人员乘车用时时可将医疗车看做质点【分析】位移是指从初位置到末位置的有向线段，位移是矢量，有大小也有方向；路程是指物体所经过的路径的长度，路程是标量，只有大小，没有方向；时间间隔对应一个过程，时刻对应一个瞬间；根据看作质点的条件判断。【解答】解：A、根据位移是指从初位置到末位置的有向线段，三批医疗人员的出发点时一样的，终点也是一样的，所以三批医疗人员的位移相同，故A错误；B、图片中的推荐方案的“1小时2分钟”对应的是一段运动过程，所以指的是时间间隔，故B错误；C、平均速度等于位移与时间的比值，三批医疗人员的位移相等，但时间不相等，所以他们的平均速度不相同，故C错误；D、因为路程很远，医疗车相比较就很小，医疗车的大小和形状对研究没有影响，所以研究三批医疗人员乘车用时时可将医疗车看做质点，故D正确。故选：D。【点评】本题以徐州市疾病防控中心医疗专家先后三批前往沛县人民医院指导工作为情景载体，考查了位移和路程、时间间隔与时刻、质点等基础知识，学生能够正确认识位移和路程，明确时间和时刻的定义是解决本题的关键。2．如图所示，电灯吊在天花板上，设悬线对电灯的拉力为F1，电灯对悬线的拉力为F2，电灯的重力为F3，悬线对天花板的拉力为F4，下列说法正确的是（）A．F1、F2是一对平衡力 B．F3、F4是一对平衡力 C．F1、F2是一对作用力和反作用力 D．F1、F4是一对作用力和反作用力【分析】二力平衡的条件是：两力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。一对相互作用力的特点是：两力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，但不是作用在同一个物体上。【解答】解：AC、悬线对电灯的拉力为F1，电灯对悬线的拉力为F2，F1、F2大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个不同物体上，符合一对相互作用力的特点，是一对作用力和反作用力，故AD错误，C正确。B、电灯的重力为F3，受力物体是电灯，悬线对天花板的拉力为F4，受力物体是天花板，两个力作用在两个不同物体上，不是一对平衡力，故B错误；D、悬线对电灯的拉力为F1，反作用力是电灯对悬线的拉力为F2，故D错误。故选：C。【点评】本题考查二力平衡的判断和相互作用力的辨别，要熟知平衡力和相互作用力的条件，只要细心分析即可，难度并不太大，但也容易出错。3．伽利略对自由落体运动的研究是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示是伽利略研究自由落体运动时的情景，他设计并做了铜球在斜面上运动的实验，关于这个实验，下列说法正确的是（）A．伽利略测定了铜球运动的位移与时间，进而得出了速度随位移均匀增加的结论 B．伽利略以此实验来直接检验速度与时间成正比的猜想是否真实 C．在倾角小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力的作用，使测量时间更容易 D．伽利略通过实验直接证明了自由落体为匀加速运动【分析】根据伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义，明确伽利略通过实验的方法得出了速度和时间成正比的猜想，从而证明小球沿斜面下滑为匀加速直线运动，最后通过外推的方法得出了自由落体运动为匀加速直线运动。【解答】解：A、伽利略测定了铜球运动的位移与时间，进而得出了位移x与t的平方成正比，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化，小球是否做匀变速运动。故A错误；B、伽利略没有利用斜面实验来直接检验速度与时间成正比，故B错误；C、在伽利略时代，技术不够发达，无法具体测定较小的时间，在倾角小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力的作用，使测量时间更容易，故C正确；D、伽利略并没有用实验直接证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是运用铜球在光滑斜面上的运动合理外推得到的。故D错误。故选：C。【点评】伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的，它来源于实践，而又高于实践，它是实践和思维的结晶。同时注意在伽利略时代无法测出自由落体下落的时间，所以他采用了让小球沿阻力很小的斜面滚下是为了“冲淡”重力的影响的方法。4．一辆汽车沿平直的公路行驶，已知汽车的位置随时间变化的规律为x＝4+2tn（m），则下列说法正确的是（）A．如果n取1，汽车做速度大小为4m/s的匀速直线运动 B．如果n取1，汽车做速度大小为2m/s的匀速直线运动 C．如果n取2，汽车做初速度为零的加速度为2m/s2的匀加速直线运动 D．如果n取2，汽车做初速度为4m/s的加速度为4m/s2的匀加速直线运动【分析】n取不同的值，结合不同的运动学公式分析汽车的运动状态。【解答】解：AB、当n＝1时，则x＝4+2t，此时汽车的初位置在4m的位置，速度为2m/s，故A错误，B正确；CD、当n＝2时，则x＝4+2t2结合可知，汽车的初速度为0m/s，加速度为4m/s2，初位置为4m，故CD错误；故选：B。【点评】本题主要考查了运动学公式的记忆和分析，解题的关键点是通过公式的对比分析得到汽车的运动情况，接着结合运动学公式即可完成解答。5．如图所示是某同学用不同的水平推力F推沙发照片，（1）F1＝20N推不动，（2）F2＝40N仍然推不动，（3）F3＝60N匀速推动沙发，下列说法不正确的是（）A．情境（1）图中沙发所受合力不等于0 B．情境（2）地面对沙发没有滑动摩擦力作用 C．情境（3）沙发对地面的压力等于沙发的重力 D．地面对沙发的最大静摩擦力可能大于60N【分析】首先分析物体的运动状态，受到的是滑动摩擦力还是静摩擦力；再根据两种摩擦力的计算方法求解即可。【解答】解：AB、情境（1）（2）中，沙发都静止不动，则沙发所受合力为零，与地面间的摩擦力为静摩擦力，故A错误，B正确；CD、情境（3）中，沙发匀速运动，则受力平衡，水平方向推力等于滑动摩擦力，竖直方向重力等于地面对沙发的支持力，因为沙发对地面的压力与地面对沙发的支持力为相互作用力，大小相等，所以沙发对地面的压力等于沙发的重力；推力F为60N，等于滑动摩擦力，最大静摩擦力一般情况大于滑动摩擦力，故CD正确；本题选不正确的，故选：A。【点评】本题关键要抓住滑动摩擦力与静摩擦力的判断方法，确定摩擦力的大小，首先必须分清摩擦力的种类，是滑动摩擦力还是静摩擦力。6．两个质点分别做直线运动的s﹣t图象如图所示，甲的图线为一条直线，乙的图线为开口向下的抛物线，则下列说法中正确的是（）A．甲做匀加速直线运动 B．在相遇前，t1时刻两质点相距最远 C．在0～t2时间内，乙的平均速率大于甲的平均速率 D．在0～t2时间内，乙的平均速度大于甲的平均速度【分析】位移时间图线的斜率表示速度，斜率的正负表示方向．平均速度等于位移除以时间，平均速率等于路程除以时间．【解答】解：A、由s﹣t图线的斜率变化可知，甲质点做匀速直线运动，故A错误；B、乙先做匀减速直线运动，当甲、乙的速度相同，即图线切线斜率相同时，两者相距最远，故B错误；C、平均速率等于质点运动的路程与时间的比值，在0～t2时间内乙的路程比甲的长，其平均速率较大，故C正确；D、平均速度为质点运动的位移与时间的比值，在0～t2时间内两质点的位移相等，平均速度相等，故D错误。故选：C。【点评】解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示速度，明确平均速度和平均速率的区别．7．如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L，一颗子弹沿水平方向以速度v1射入A，以速度v2穿出B．子弹可视为质点，其运动视为匀变速直线运动，则子弹穿出A时的速度为（）A． B． C． D．【分析】根据运动学公式，结合题意求出子弹穿出A时的速度。【解答】解：子弹做匀变速直线运动，设加速度为a，子弹穿出A时的速度为v3，根据运动学公式，有在穿过A过程﹣＝2aL在穿过B过程﹣＝2a•2L联立整理可得v3＝故ABC错误，D正确。故选：D。【点评】在处理匀变速直线运动问题时，要注意熟记基本公式和常用推论，要注意训练一题多解。8．如图所示，一串水晶手链由轻质弹性细绳将18颗等大的光滑球形珠子串接而成，现将手链放在水平的玻璃桌面上使它呈圆环状，而弹性细绳处于伸长状态，不计一切摩擦，下列对P珠子受力分析说法正确的是（）A．受三个力的作用 B．受到的重力大于桌面的支持力 C．与P珠子相邻两珠子对它弹力的合力为零 D．弹性细绳对P珠子的弹力指向圆环的圆心【分析】珠子P受到重力、支持力、左右两个珠子的弹力、弹性细绳对P珠子的弹力5个力的作用，根据平衡条件分析支持力和弹力的方向。【解答】解：A、珠子P受到重力、支持力、左右两个珠子的弹力、弹性细绳对P珠子的弹力5个力的作用，故A错误；B、珠子P受到的重力大小等于桌面的支持力，故B错误；C、与P珠子相邻两珠子对它弹力的合力不在一条直线上，合力不为零，故C错误；D、弹性细绳处于伸长状态，弹性细绳对P珠子的弹力与相邻两珠子对它弹力的合力为零，所以弹性细绳对P珠子的弹力方向指向圆环的圆心，故D正确。故选：D。【点评】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。9．在某次海试活动中，深海载人潜水器“蛟龙号”（图甲）完成海底任务后竖直上浮，假设从上浮速度为v0＝20m/s时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t2＝50s上浮到海面，速度恰好减为零，其v﹣t图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．0时刻“蛟龙号”深度为550m B．t1＝20s时刻“蛟龙号”深度为180m C．t1＝20s时刻“蛟龙号”的速度大小为8m/s D．0～50s内，“蛟龙号”速度变化量的方向是竖直向上【分析】根据v﹣t图像与时间轴所围的面积表示位移，求出“蛟龙号”的深度。根据速度—时间公式求t1＝20s时刻“蛟龙号”的速度大小；根据Δv＝at分析速度变化量的方向。【解答】解：A、根据v﹣t图像与时间轴所围的面积表示位移，可知0﹣t2时间内位移为x＝＝×50m＝500m，则0时刻“蛟龙号”深度为500m，故A错误；BC、根据速度—时间公式得：0＝v0+at2，代入数据解得“蛟龙号”得加速度为：a＝﹣0.4m/s2根据速度—时间公式，可知t1＝20s时刻“蛟龙号”的速度大小为：v1＝v0+at1＝20m/s﹣0.4×20m/s＝12m/st1＝20s时刻“蛟龙号”深度为：d1＝d0﹣•t1＝500m﹣×20m＝180m，故B正确，C错误；D、0～50s内，“蛟龙号”向上做匀减速直线运动，加速度方向竖直向下，根据速度变化量公式Δv＝at，可知0～50s内，“蛟龙号”速度变化量的方向是竖直向下，故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键要掌握匀变速直线运动的速度—时间公式和位移—时间公式，并能灵活运用，注意蛟龙号是竖直向上做匀减速直线运动，加速度方向竖直向下。10．如图所示，一栋高为9m的三层楼房，每层楼高相等，且每层楼正中间有一个高为1m的窗户．现将一石块从楼顶边沿自由释放，不计空气阻力，以下说法正确的是（）A．石块依次到达三个窗户下沿的时间之比为2：5：8 B．石块依次通过三个窗户的时间之比为 C．石块依次到达三个窗户上沿的速度大小之比为 D．石块依次通过三个窗户的平均速度之比为【分析】根据图确定对应的位移大小，根据初速度为零的匀变速直线运动规律：v2＝2ax，v＝at，，x＝t等公式计算比值。【解答】解：A、石块依次到达三个窗户下沿的位移分别为2m、5m、8m，根据v2＝2ax知依次到达窗户下沿的速度大小之比为：：＝：：2，故A错误；BCD、石块依次到达三个窗户上沿的位移分别为1m、4m、7m，根据v2＝2ax知速度大小之比为1：：＝1：2：，根据匀变速直线运动的平均速度公式，知石块依次通过三个窗户的平均速度之比为：（1+）：（2+）：（+2），根据x＝知石块依次通过三个窗户的时间与平均速度成反比，即＝（﹣1）：（﹣2）：（2﹣），故BC错误，D正确；故选：D。【点评】物体由静止下落时列式，故对于自由落体运动，尽量由开始状态列式求解。11．挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别θ1和θ2．下列关系式中正确的是（）A． B． C．TBC＝2mgtanθ1 D．sinθ1＝2sinθ2【分析】分别对左下方灯笼的上方结点、左侧两个灯笼整体分析，根据平衡条件可得水平绳子上的拉力进行分析。【解答】解：B、对左下方灯笼的上方结点分析，受到三段细绳的拉力，其中下方细绳拉力等于灯笼的重力，受力情况如图1所示：根据平衡条件可得：TAB•sinθ2＝mg，TAB•conθ2＝TBC，解得：TBC＝，TAB＝，故B正确；AC、对左侧两个灯笼整体分析，受到重力、两边细绳的拉力，如图2所示：根据平衡条件可得：TOA•sinθ1＝2mg，TOA•conθ1＝TBC，解得：TOA＝，TBC＝，故AC错误；D、由以上分析得，tanθ1＝2tanθ2，故D错误。故选：B。【点评】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。二、实验题（本大题共1道题，每空3分，共15分）12．（15分）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．（1）某同学实验操作步骤如下：①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下O点的位置，并记下两个测力计的读数；②在纸上按比例作出两个力FOB、FOC的图示，用平行四边形定则求出合力F；③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F'的图示（如图乙），比较F'与用平行四边形定则求得的合力F；①改变FOB和FOC的夹角和大小，重复上述过程上述实验过程中有重要遗漏的步骤是①（填步骤序号）；（2）如果没有操作失误，某同学根据实验在纸上画出了如图所示的力的图示（F与AO共线），其中F是F1和F2的理论合力，F'是F1和F2的实际合力．（3）本实验采用科学方法是。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（4）某同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣，于是，他将一弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连（如图丙），当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像（如图丁）．则该弹簧的劲度系数k＝200N/m．【分析】（1）实验采用作图法求合力，步骤①中遗漏的是记录两细绳的方向；（2）合力的实验值F'由实验直接测得，误差较小，所以一定沿AO方向；（3）本实验采取的科学方法时等效替代法；（4）根据胡克定律有F＝kx，则图像斜率代表劲度系数。【解答】解：（1）实验采用作图法求合力，步骤①中遗漏的是记录两细绳的方向；（2）实验中合力的理论值F，由平行四边形作图得来，不一定沿AO方向；而合力的实验值F'由实验直接测得，误差较小，所以一定沿AO方向，（3）本实验采取的科学方法时等效替代法，故选B；（4）根据胡克定律有F＝kx，则图像斜率代表劲度系数，k＝N/m＝200N/m故答案为：（1）①；（2）F，F'；（3）B；（4）200【点评】本题考点为“验证力的平行四边形定则”实验。考查“科学探究”的核心素养，重点考查实验过程的评估、反思和实验结果的分析。三、计算题：本题4小题，共41分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．（8分）唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小为F的拉力通过耕索拉曲辕犁向前匀速直线运动，曲辕犁的质量m，F与竖直方向的夹角分别为α，如图所示，忽略耕索质量及人对曲辕犁的作用力，当地重力加速度为g，耕地过程中曲辕犁匀速前进时，求：（1）耕索对曲辕犁拉力的竖直分力；（2）耕地过程中地对曲辕犁的阻力。【分析】根据力的分解得到水平分力、竖直分力，曲辕犁向前做匀速直线运动，水平方向上合外力为0。【解答】解：（1）耕索对曲辕犁拉力的在竖直方向的分力大小为F＝Fcosα；（2）由于耕索拉着曲辕犁做匀速直线运动，故水平方向上合力为0。水平方向只受两个力：向前的力的水平分力和向后的阻力，则f＝Fx＝Fsinα，故耕地过程中地对曲辕犁的阻大小为Fsinα，方向向后。答：（1）耕索对曲辕犁拉力的竖直分力为Fcosα；（2）耕地过程中地对曲辕犁的阻力为Fsinα，方向向后。【点评】本题主要是考查共点力的平衡、力的分解，掌握力的分解方法是解题关键。14．（9分）某中学高一课外活动小组自制一枚水火箭，设水火箭发射后始终在竖直方向上运动．在水火箭向下喷水过程中，水火箭可认为做匀加速直线运动，水火箭从地面静止出发经过4s到达离地面高20m处时水恰好喷完，接着水火箭向上做匀减速运动，最后落回到地面．设水火箭喷完水后运动的加速度大小恒为10m/s2，求：（1）水火箭喷水时的加速度；（2）水火箭恰好喷完水时的速度；（3）水火箭上升离地面的最大高度。【分析】（1）根据位移—时间公式计算水火箭的加速度；（2）根据速度—时间公式计算水火箭的速度；（3）分段计算水火箭的位移，最后相加。【解答】解：（1）由可知，解得：a＝2.5m/s2（2）根据速度—时间公式可知，v＝v0+at＝0+2.5×4m/s＝10m/s（3）当水喷完后，水火箭开始向上做减速运动，当达到最大高度时，速度为零则因此水火箭的最大高度为：H＝h+x1＝20m+5m＝25m答：（1）水火箭喷水时的加速度为2.5m/s2；（2）水火箭恰好喷完水时的速度为10m/s；（3）水火箭上升离地面的最大高度为25m。【点评】本题以水火箭为考查背景，考法新颖，主要考查了运动的多过程问题，根据运动学公式分段计算即可。15．（12分）5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性A，B两辆5G自动驾驶测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1＝8m/s，B车的速度大小为v2＝20m/s，如图所示．当A、B两车相距x0＝20m时，B车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小为a＝2m/s2，从此时开始计时，求：（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离？（2）A车追上B车所用的时间？（3）如果B车刹车后，为避免两车相撞，A车也要刹车，且加速度大小也为a＝2m/s2，则A车最迟在B车刹车后几秒接受指令刹车？【分析】（1）当A、B两车速度相等时，相距最远，根据速度—时间关系结合位移公式进行解答；（2）根据位移关系分析A车追上B车所用时间；（3）求出A车减速过程中的位移，再求出匀速运动的位移，求出匀速运动的时间即可得到A车最迟在B车刹车后几秒接受指令刹车。【解答】解：（1）当A、B两车速度相等时，相距最远，根据速度—时间关系得：v1＝v2﹣at1解得：t1＝6s此时根据位移公式得：xA＝v1t1xB＝v2t1﹣二者之间的最大距离：Δxm＝xB+x0﹣xA代入数据解得：Δxm＝56m；（2）B车刹车停止运动所用时间：t0＝＝s＝10s所发生位移：xB＝＝m＝100m此时：xA＝v1t0＝8×10m＝80m则：xA＜x0+xB，可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追上；A车追上B车所用的时间：t2＝＝s＝15s；（3）A车刹车后通过的距离为：x1＝＝m＝16mA车匀速运动的位移：x匀＝x0+xB﹣x1＝20m+100m﹣16m＝104