上海市虹口高级中学2022-2023学年物理高一第一学期期末考试试题含解析

2022-2023学年高一上物理期末模拟试卷
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。

1、学校开展秋季运动会，同学们创造出许多优异的成绩。

下列描述正确的是（）
A.小勇百米赛跑的成绩是13.2s，“13.2s”指的是时刻
B.小海在百米赛跑中到达终点时的速度为8m/s，“8m/s”指的是瞬时速度
C.小英进行800m跑比赛，“800m”指的是运动员的位移
D.小华获得跳高冠军，分析小华跳高的技术动作时，可以将他视为质点
2、如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千．某次维修时将两轻绳剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后
A.F1不变，F2变大
B.F1不变，F2变小
C.F1变大，F2变大
D.F1变小，F2变小
3、如图所示，两根相同的弹簧S1和S2，劲度系数均为k=400N/m，悬挂的重物质量分别为1m=2kg相2m=4kg；若不计弹簧质量，g取10 m/s2，则平衡时弹簧s1、s2的伸长量分别为
A.10cm、5cm
B.15cm、10cm
C.15cm 、5cm
D.10cm 、15cm
4、伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.力是使物体产生加速度的原因
C.力不是维持物体运动的原因
D.物体具有保持原来运动状态的惯性
5、下列各选项中的物理量，都属于矢量的是（ ）
A.时间、位移
B.路程、速度
C.平均速率、力
D.加速度、平均速度
6、科学家关于物体运动的研究对经典力学的发展具有重要作用．下列说法符合历史事实的是
A.亚里士多德认为重物体下落与较轻物体下落一样快
B.伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.笛卡儿认为如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来，也不偏离原来的方向
D.牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因
7、如图所示，长为L 的细线，一端固定在O 点，另一端系一个质量为m 的小球，在最低点A 给小球一个水平方向的瞬时冲量I ，使小球绕悬点O 在竖直平面内运动。

为使细线始终不松弛，I 的大小可选择下列四项中的（ ）
A.大于2m gL
B.小于2m gL
C.大于5m gL
D.大于2m gL 5m gL
8、如图所示，弹簧下端悬一滑轮，跨过滑轮的细线两端系有A 、B 两重物，
m B =2kg ，不计线、滑轮质量及摩擦，则A 、B 两重物在运动过程中，弹簧的示数可能为：（g=10m/s 2）（ ）
A.40N
B.60N
C.80N
D.100N
9、如图所示,质量均为m 的物体A 、B 叠放在粗糙水平面上保持静止，B 与A 之间、A 与水平面之间的动摩擦因数分别为12μμ、，滑轮及细绳质量不计最大静摩擦力等于滑动摩擦力，某时刻起滑轮受到随时间均匀增大的水平拉力F kt =的作用。

则下列说法中正确的是（ ）
A.B 所受的摩擦力方向一定向左
B.B 所受的摩擦力方向可能向右
C.当22F mg μ≤时，A 、B 均静止
D.若12μμ=，不论水平力F 有多大，物体A 、B 间都不会相对滑动
10、在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A 点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A 、B 两点在同一水平线上，M 为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8 J ，在M 点的动能为6 J ，不计空气的阻力，则下列判断正确的是( )
A.小球水平位移x 1与x 2的比值为1∶3
B.小球水平位移x 1与x 2的比值为1∶4
C.小球落到B 点时的动能为32 J
D.小球从A 点运动到B 点的过程中最小动能为6 J
二、实验题 11、（4分）哈三中学生为探究加速度与合外力的关系，甲、乙、丙三个实验小组分别采用图1、图2、图3所示的实验装置,小车总质量用M 表示（图1中M 为小车和与小车固定连接的小滑轮的质量和，图2中M 为小车与传感器的质
量和），钩码总质量用m表示．重力加速度g已知，试回答下列问题:
（1）甲、乙、丙三组实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是__________(填“甲”、“乙”、“丙”).（2）甲、乙、丙三组实验中必须满足“M＞＞m”的实验小组是____(填“甲”、“乙”、“丙”).
（3）实验时各组同学的操作均正确，甲、乙、丙三组同学作出的a—F图线如图4所示(甲组同学所用F为弹簧测力计示数，乙组同学所用F为传感器读数)，则甲组实验对应的图线是_____，乙组实验对应的图线是_____，丙组实验对应的图线是_____（填“A”、“B”、“C”）.
（4）实验时丙组同学操作正确，该组同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的a-F图线如图5所示，则小车质量为_____kg
12、（10分）如图所示，物体在三个共点力的作用下保持平衡。

这三个力的合力大小是_________。

如果撤去力F1，而保持其余两个力不变，这两个力的合力方向________________________________。

三、计算题：解答应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
θ=︒，其上A、B两点间的距离L=5m，传送带在电动机的带动13、（9分）如图所示，传送带与水平面之间的夹角30
v=的速度匀速运动现将一质量m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送下以1m/s
之间的动摩擦因数32μ=，在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中，求：（取210m/s g =）
（1）物体从A 到B 运动的时间
（2）传送带对小物体做的功；
14、（14分）如图在小车的倾角为300的光滑斜面上，用劲度系数k =500N/m 的弹簧连接一质量为m =1kg 的物体
(1) 当小车以23/m s 的加速度运动时，m 与斜面保持相对静止，求弹簧伸长的长度
(2) 若使物体m 对斜面无压力，小车加速度至少多大？
(3) 若使弹簧保持原长，小车加速度大小、方向如何？
15、（13分）如图所示，静放在水平地面上的两个相同的重物A 、B ，质量均为10kg ，重物与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，现以F ＝60N 的推力水平作用在A 上．求：
（1）物体A 的加速度；
（2）物体A 对B 弹力．（g 取10m/s 2）
参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。

1、B
【解析】A ．百米赛跑成绩显示的是时间，不是时刻，A 错误；
B ．到达终点时的速度即为该时刻的速度，指的是瞬时速度，B 正确；
C ．跑道不全部是直线，所以“800m ”指的不是运动员的位移，而是运动员理论上的路程，C 错误；
D ．分析小华跳高的技术动作时，需要研究运动员本身的运动情况，所以不能视为质点，D 错误。

故选B 。

2、A
【解析】CD ．前后两次木板始终处于静止状态，因此前后两次木板所受合力F 1都等于零，保持不变，C 、D 错误； AB ．绳子剪去一段后长度变短，悬挂木板时绳子与竖直方向夹角θ变大，将力沿水平方向和竖直方向正交分解，在竖直方向上，22cos F mg θ=，而物体的重力不变，因此单根绳的拉力2F 变大，A 正确，B 错误
3、B
【解析】m 2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态，由共点力的平衡条件可知，
ks 2=m 2g ；
解得：
222
40m=10cm 410m g s k ==⨯ 同理对整体有：
ks 1=（m 1+m 2）g
解得：
12
2040m=15cm 410s +=⨯ 故选B 。

4、A
【解析】铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是90°时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A 正确，BCD 错误
5、D
【解析】A ．时间只有大小没有方向，是标量，位移既有大小又有方向，是矢量，故A 错误；
B ．路程只有大小没有方向，是标量，速度既有大小又有方向，是矢量，故B 错误；
C ．平均速率只有大小没有方向，是标量，力既有大小又有方向，是矢量，故C 错误；
D ．加速度、平均速度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量，故D 正确。

故选D 。

6、CD
【解析】A ．亚里士多德认为重的物体下落快；伽利略认为较重物体下落与较轻物体下落一样快，故A 不符合题意； B ．伽利略没有直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而是将斜面实验进行外推得出间接得出的实验结果，故B 不符合题意；
C ．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，故C 符合题意；
D ．牛顿第一定律告诉我们，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因，故D 符合题意。

故选CD 。

7、BC
【解析】存在两种可能：
(1)小球在运动过程中，最高点与O 点等高或比O 低时，线不松弛。

由2
11
2mv mgL ≤得
1v ≤
即冲量I 小于A 错误，B 正确；
(2)小球恰能过最高点时，在最高点速度设为v 0，对应的最低点速度设为v 2，则有
20 v mg m L
= 根据机械能守恒得
220211222
mv mgL mv += 解得
2v =
所以为使细线始终不松弛，v 0的大小范围为0v ≥I 大于C 正确，D 错误。

故选BC 。

【点睛】本题是机械能守恒定律与向心力知识的综合应用。

轻绳系的小球恰好到达圆周的最高点时，临界速度为
v =
8、AB
【解析】当m B ＞m A 时，B 向下做加速运动，处于失重状态，细线的拉力T ＜m B g ，弹簧的示数为F=2T ＜2m B g=40N ．当
m B =m A 时，弹簧的示数为F=2T=2m B g=40N ．当m B ＜m A 时，B 向上做加速运动，处于超重状态，细线的拉力T ＞m B g ，两物体的加速度大小a ＜g ，所以根据牛顿第二定律得知：细线的拉力T ＜2m B g ，弹簧的示数为F=2T ＜4m B g=80N ．故A 、B 正确，C 、D 错误．故选AB.
点睛：此题中由于A 的质量不确定，分析两个物体的质量相等和不等两种情况研究弹簧的示数．两个物体的质量相等时，根据平衡条件求解弹簧的示数．当两个物体的质量不等时，根据牛顿第二定律分析细线拉力的范围，得到弹簧示数的范围，再进行选择
9、AD
【解析】AB ．当F 较小时，两物体处于静止状态，此时B 受到向右的细线的拉力作用，可知受到的静摩擦力向左；若F 增大到一定值时，A 相对地面滑动，此时若AB 相对静止，则对整体有
222F mg ma μ-⋅=
对B 有
12
AB F f ma -= 解得
20AB f mg μ=>
可知B 受A 的静摩擦力向左；假设AB 产生相对滑动，且B 相对A 向左滑动，则B 受摩擦力向右，则对A 有 211122
F mg mg ma μμ-⋅-= 对B 有
1212
F mg ma μ+= 则由上述表达式可知
a 2>a 1
与假设相矛盾，可知B 所受的摩擦力方向不可能向右。

故A 正确；B 错误；
C ．若AB 均静止时，同时满足
12
F mg μ≤，22F mg μ≤⋅ 故C 错误；
D ．若μ1=μ2=μ，则对A 有
1122
F mg mg ma μμ-⋅+= 对B 有
212
F mg ma μ-=
可知
a 1=a 2
即不论水平力F 有多大，物体A 、B 间都不会相对滑动。

故D 正确。

故选AD 。

10、AC
【解析】AB.将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动。

竖直分运动为竖直上抛运动，所以从A 到M 和从M 到B 点所用时间相等。

对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内位移之比为1:3，则小球水平位移x 1与x 2的比值为1：3，故A 正确，B 错误；
C.设物体在B 动能E kB ，水平分速度为v Bx ，竖直分速度为v By ，
由竖直方向运动对称性知：
218J 2By mv =， 对于水平分运动运用动能定理得：
Fx 1=
221122
Mx Ax mv mv -， F (x 1+x 2)= 221122Bx Ax mv mv -， 由A 可知x 1：x 2=1：3，
解得：
Fx 1=6J ，F (x 1+x 2)=24J ，
故
E kB =221()2
Bx By m v v +=32J ， 故C 正确；
D.小球受力如图所示：
小球受到的合外力为重力和电场力的合力，为恒力，在A 点时，合力与速度之间的夹角为钝角，在M 点时，合力与速度之间的夹角为锐角，即合力先做负功后做正功，小球的动能先减小后增大，小球从M 到B 的过程，合力一直做正功，动能一直增大。

则小球从A 运动到B 的过程中最小动能一定小于6J ，故D 错误。

故选：AC 。

第II 卷（非选择题
二、实验题
11、 ①.甲乙丙 ②.丙 ③.A ④.B ⑤.C ⑥.2;
【解析】（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，三个实验小组都需要平衡摩擦力；
（2）只有用重物的重力代替绳子的拉力，才需要满足M m ＞＞；
（3）若用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M m ＞＞，随着m 的增大，不满足M m ＞＞时，图象出现弯曲，还有两组根据绳子拉力相等时，加速度的大小来判断；
（4）小车受到的合力等于重物的重力，根据图示图象求出小车的质量；
【详解】（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，绳的拉力即为物体的合力，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力；
（2）甲图小车受到的合外力则是测力计的2倍，乙图中小车受到的合外力是力传感器的示数，丙图通过钩码的总质量对应的重力代替绳子的拉力合外力，因此三组实验中只有丙需要满足小车的总质量M 远大于所挂钩码的总质量m 的条件；
（3）根据装置可知，甲图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，乙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当F 相等时，甲组的加速度大，所以甲组对应A ，乙组对应B ，丙组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m ，随着m 的增大，不满足M ＞＞m 时，图象出现弯曲，所以丙组对应的是C ；
（4）丙组平衡摩擦力后，小车加速下滑时由牛顿第二定律得：F ma =，则1a F M =
， 由图5所示的a-F 图线可知图象斜率：1k M =，则小车的质量：12M kg k
== 【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题
12、 ①.0 ②.与F 1的方向相反
【解析】[1][2]．物体在三个共点力的作用下保持平衡，这三个力的合力大小是0。

因三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向，则如果撤去力F 1，而保持其余两个力不变，这两个力的合力方向与F 1的方向相反。

三、计算题：解答应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、（1）5.2s ；（2）255J ；
【解析】（1）小物体加速过程，根据牛顿第二定律有
μmg cos θ-mg sin θ=ma
则得物体上升的加速度为
a =14g =2.5 m/s 2 当小物体的速度增加到v =1 m/s 时，通过的位移是
22
11m 0.2m 22 2.5
v x a ===⨯ 由v =at 得
11s 0.4s 2.5
v t a === 由于μmg cos θ＞mg sin θ，所以物体与传送带同速一起匀速运动，位移为
x 2=L -x 1=5m-0.2m=4.8m
即小物体将以v =1 m/s 的速度完成4.8 m 的路程用时为
22 4.8s 4.8s 1
x t v === 故总时间为
t =t 1+t 2=5.2s
（2）由功能关系得：传送带对小物体做的功为
W =△E p +△E k =mgL sin θ+12mv 2
代入数据解得
W =255 J
14、 (1) 1.3cm ；(2) 2103m/s ； (3) 2103m/s 3
【解析】（1）对小滑块受力分析，受重力、支持力和拉力，如图
加速度水平向右，故合力水平向右，将各个力和加速度都沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，由牛顿第二定律，得到
sin30cos30F mg ma -︒=︒
cos30sin 30N mg F ma ︒-=︒
解得
sin30cos30 6.5N F mg ma =︒+︒=
根据胡克定律，有
F kx =
代入数据得到
x=0.013m
（2）小滑块对斜面体没有压力，则斜面体对小滑块也没有支持力，小滑块受到重力和拉力，物体的加速度水平向右，故合力水平向右，运用平行四边形定则，如图
由几何关系得到 103N tan mg F θ
==合 根据牛顿第二定律，得到
2103m/s F a m
==合 （3）弹簧保持原长，弹力为零，小滑块受到重力和支持力，物体沿水平方向运动，合力水平向左，加速度水平向左，运用平行四边形定则，如图
根据几何关系，有
tan 30F mg 合=︒
根据牛顿第二定律，有
F ma =合
故2tan 30/s a g =︒=
即小车加速度大小为
2m /s 3、方向水平向左 点评：本题关键对小滑块的各种情况，进行正确的受力分析后，根据牛顿第二定律，运用正交分解法或合成法列式求解
15、（1）1m/s 2 （2）30N ，方向向右
【解析】先利用整体法求求出整体的加速度，在隔离B 根据牛顿第二定律可以求出B 受到的弹力大小
【详解】（1）A 、B 作为一个整体受力分析，滑动摩擦力：F f =μF N =μ(m A +m B )g=40N ，方向向左 AB 受合外力：F 合=F- F f =20N ，方向向右
由牛顿第二定律得a=F/m=1m/s 2
（2）水平方向对B 受力分析有：B 受A 的弹力及地面对B 的摩擦力
B 受滑动摩擦力：F fB =μF NB ＝20N 方向向左
B 受合外力为F 合B ＝m B a=10N ，方向向右
由F 合B ＝F 弹- F fB 得F 弹=30N ，方向向右。