陕西省西安市2022届高一物理上学期期末试卷

陕西省西安市2022届高一物理上学期期末试卷
一、选择题
1．如图所示，自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，以下说法正确的是( )
A ．小球加速度先减小再增大
B ．小球刚接触弹簧时，小球速度最大
C ．小球先超重状态后失重
D ．弹簧被压缩最短时小球的加速度为零
2．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）
A ．超重就是物体受的重力增加了
B ．失重就是物体受的重力减小了
C ．完全失重就是物体一点重力都不受了
D ．不论超重或失重物体所受重力是不变的
3．一质点沿x 轴做直线运动，其vt 图象如图所示，质点在t ＝0s 时位于坐标原点处，开始沿x 轴正向运动．当t ＝8 s 时，质点在x 轴上的位置为
A ．x ＝3 m
B ．x ＝6 m
C ．x ＝8 m
D ．x ＝9 m
4．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大，这一现象表明( )
A ．电梯一定是在上升
B ．电梯一定是在下降
C ．电梯的加速度方向一定是向下
D ．乘客一定处于超重状态
5．“318”国道是一条连接上海和西西藏中尼边界友谊桥的公路，里程碑以上海为起点，公路几乎是沿着北纬线前进的，本题中可以将它的东段视为直线。

以公路为x 轴建立坐标系，上海为坐标原点，里程碑的示数即为坐标值。

一辆汽车某日8时30分驶过1963x km =的位置，当日9时10分驶过2923x km =的位置，则下列说法正确的是( )
A ．该汽车行驶的方向是上海往西藏的方向
B ．该汽车一定是做匀速直线运动
C ．该汽车这段时间的位移是923km
km h
D．该汽车这段时间的平均速度是60/
6．如图所示，某同学把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）
A.运动员踢球时对足球做功
B.运动员踢球时对足球做功
C.足球上升过程重力做功mgh
D.足球上升过程克服重力做功
7．若规定向西方向为位移正方向，今有一个皮球停在坐标原点处，轻轻踢它一脚，使它向西作直线运动，经过7m时与墙相碰后又向东做直线运动，经过10m停下，则上述过程皮球通过的路程和位移分别是（）
A．17m、17m B．3m、3m C．17m、-3m D．-3m、17m
8．下列关于单位制的说法中，正确的是（）
A．在国际单位制中力学的三个基本单位分别是长度单位m、时间单位s、力的单位N
B．长度是基本物理量，其单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位
C．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取
D．由F＝ma可得到力的单位1N＝1kg•m/s2
9．下述实例中，机械能守恒的是
A．物体做平抛运动
B．物体沿固定斜面匀速下滑
C．物体在竖直面内做匀速圆周运动
D．物体从高处以0.9g(g为重力加速度的大小)的加速度竖直下落
10．设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s.现有四个不同物体的运动图象如图所示，假设物体在t＝0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )
A. B.
C. D.
11．某电场区域的电场线如图所示．把一个电子从A点移到B点时（）
A.电子所受的电场力增大，电子克服电场力做功
B.电子所受的电场力减小，电场力对电子做正功
C.电子所受的电场力增大，电势能减少
D.电子所受的电场力增大，电势能增大
12．一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D.已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3 m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示．算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(g取
10m/s2)( )
A．15.6 J和9 J
B．9 J和－9 J
C．15.6 J和－9 J
D．15.6 J和－15.6 J
二、填空题
13．导体中的电流是5mA，那么在3.2S内有_____________ C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______________个电子通过该截面。

14．一质量为2kg的物体，以5 m/s的速度匀速运动时，其动能为＿＿＿＿J。

15．现有两颗人造地球卫星A、B的质量之比m A∶m B = 1∶2，轨道半径之比r A∶r B = 1∶3，则此时它们的线速度之比v A∶v B =________，向心加速度之比a A∶a B =_______，向心力之比F A∶F B =__________. 16．质点位移随时间变化关系为x=10t﹣0．5t2，则质点的初速度为 m/s，加速度大小为
m/s2，头20s内在t= s时距出发点最远．
17．如图所示装置中，A物体质量为20kg，B物体质量为10kg。

不计滑轮与绳子间的摩擦，两物体在空中运动时，A物体的加速度为__________m/s2。

三、实验题
18．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：
先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。

重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是________。

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________。

A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
（3）当所测物理量满足表达式__________________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。

如果还满足表达式_______________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。

（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。

在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。

使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。

用刻度尺测量斜面顶点到M′、
P′、N′三点的距离分别为，、。

则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
________________________________(用所测物理量的字母表示)
19．在做“研究平抛运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下点迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下点迹B；将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到点迹C。

（1）实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法
_____________。

（2）关于这个实验，下列选项中的会增大实验误差的是_______.
A．斜槽末端不水平
B．斜槽轨道不光滑
C．实验小球为泡沫球
D．每次从同一高度无初速释放小球
（3）若测得木板每次后移距离，、间距离力，、间距离
，根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为__________(用题中所给
字母表示)；小球初速度值为__________m/s。

(取9.80 m/s2，结果保留三位有效数字)
20．利用图中所示装置-研究平拋物体的运动
(1)下列操作正确的是_________。

A.调节斜槽末端切线水平
B.小球必须从斜槽同一位置释放
C.斜槽必须光滑
D.以小球在斜槽末端时球心在木板（白纸)上的射影为轨迹的抛出点
(2)用乙是某同学描绘出的轨迹，试判断:A点是抛出点吗？______。

(填“是”或“否”）
(3)另一同学将A纸换成方格纸，每个小方格的边长L=20cm,通过实验，记录了小球在运动途中的个位置。

如图丙所示，则小球做平抛运动的初速度= ____m/s；运动到B点时的速度____m/s(g取
10m/s2).
四、解答题
21．如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带在电动机的带动下,始终保持v0=2m/s的速率运行,现把一质量为m=10kg的工件(可看作质点)轻轻放在传送带的底端,工件与传送带之间的动摩擦因
数μ= ,经过时间t=1.9s,工件被传送到顶端,g取10m/s2。

求:
（1）物块刚开始运动时的加速度
（2）传送带的长度
22．一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平方向推力作用，推力随时间变化的关系如图甲所示，速度随时间变化的关系如图乙所示．取，求：
（1）1s末和3s末物块所受摩擦力的大小f1和f2；
（2）物块与水平地面间的动摩擦因数μ；
（3）若6s末撤去外力，物块前7.5s内的位移大小
23．2013年6月20日上午，王亚平在“天宫一号”中进行了中国载人航天史上的首次太空授课，如图所示，王亚平在失重环境下讲授并展示了弹簧称实验、单摆实验、陀螺实验、水球实验等。

为了简化问题便于研究，将“天宫一号”绕地球的运动视为匀速圆周运动（示意图如图所示），已知这次太空授课的时间为t，“天宫一号”作匀速圆周运动的半径为r，地球质量为M，引力常量为G。

(1)求在太空授课的过程中“天宫一号”绕地球运行的线速度大小；
(2)求在这次太空授课的时间t内“天宫一号”与地心连线所转过的角度；
(3)在太空失重的环境中，请你判断能否用天平测物体的质量，如果能，请说明理由；如果不能，请你简述一个可以测质量的方案。

24．已知地球质量M地约为月球质量M月的82倍，地球半径R地约为月球半径R月的4倍，月球绕地球公转的轨道半径r约为地球半径R地的60倍。

设地球表面的自由落体加速度为g，月球绕地球公转的向心加速度为a，月球表面的自由落体加速度为g月。

求：
（1）地球表面的自由落体加速度g与月球绕地球公转的向心加速度a的大小之比；
（2）地球表面的自由落体加速度g与月球表面的自由落体加速度g月的大小之比.
25．如图，水平光滑的地面上有A、B、C三个可视为质点的木块，质量分别为1 kg、6kg、6kg.木块A 的左侧有一半径R=0.2 m的固定的光滑半圆弧轨道，一开始B、C处于静止状态，B、C之间的弹簧处于原长．给木块A一个水平向右的初速度，大小为v1=8 m/s，与木块B碰撞后，A被反弹，速度大小变为v2=4 m/s.(重力加速度g取10 m/s2)求：
（1）A过圆弧轨道的最高点时受到轨道的压力；
（2）弹簧具有的最大弹性势能．
【参考答案】***
一、选择题
13．6×10-5，1．0×1014
14．25
15． 9:1 9:2
16．1 10
17．10/3
三、实验题
18．ACD C
19．把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态 AC 2.00
20．（1）ABD （2）否（3）v0=3 m/s v B=5 m/s
四、解答题
21．(1) (2)
【解析】
【分析】
(1)对物块受力分析，根据牛顿第二定律求物块刚开始运动时的加速度；
(2)由运动学公式求解物块与传送带共速的时间，共速后做匀速运动，根据运动学公式求解两个过程的位移即为传送带的长度.
【详解】
(1)物块刚开始运动时相对于传送带向下运动，受到向上的滑动摩擦力，滑动摩擦力大小
.
重力沿传送带向下的分力mg sin30°=50N
根据牛顿第二定律有：f-mg sin30°=ma
即
(2)设经时间t1工件与传送带共速，
速度相等后，由于mg sin30°＜f，工件和传送带一起做匀速运动，
匀速运动的时间
传送带的长度为
【点睛】
本题产生要分析工件的运动情况，再由牛顿第二定律和运动学公式结合求解.
22．（1）f1=4N，f2=8N；（2）0.4（3）14m
【解析】
【分析】
1s末物体处于静止，所受的摩擦力为静摩擦力，根据平衡求出所受的摩擦力大小；物块处于运动状态，所受摩擦力为滑动摩擦力，根据匀速直线运动的平衡条件求解摩擦力；
根据2-4s内做匀加速直线运动，结合图线得出加速度的大小，根据牛顿第二定律求解物体的质量，通过牛顿第二定律求出物块与水平面间的动摩擦因数。

【详解】
(1) 当t=1 s时，物块处于静止状态，所受摩擦力为受静摩擦力，由图及平衡条件可知
f1=F1=4 N；
当t=3 s以后，物块处于运动状态，所受摩擦力为滑动摩擦力，t=5 s以后，物体做匀速直线运动，由图及平衡条件可知
f2=F3=8 N；
(2) 从题图可以看出，在t=2 s至t=4 s的过程中，物块做匀加速运动，
加速度大小为：
根据牛顿第二定律可得：F2-f2=ma，
解得物体的质量为：m=2 kg，
根据滑动摩擦力的计算公式可得：f2=μmg，
解得：；
(3) 撤去外力后：
物块减速的时间为：
匀减速的位移为：
2-4s内的位移为：
4-6s内的位移为：
所以总位移为：。

【点睛】
本题考查读图能力和牛顿定律的应用能力，在解题过程中，对于t2=2s至t3=4s过程中，也可以运用动能定理求解质量。

23．(1) (2) (3) 利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：.
【解析】
【详解】
(1)万有引力提供向心力，有：
解得：
(2)运行的角速度为：
转过的角度为：
(3)天平的原理为杠杆原理，即两侧物体的重力的力矩大小相等，因太空失重，因此不会产生重力力矩，因此没法测量；测物体的质量实验方案：利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出
物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：
24．（1）（2）
【解析】
【详解】
（1）对于地球表面自由落体的物体m有：
得
月球绕地球公转，由牛顿第二定律有：
得
则
（2）对于月球表面自由落体的物体m有：
得
则
25．（1）30N（2）6J
【解析】
【详解】
(1)木块A从最低点到最高点的过程，由动能定理得
－m A g·2R=m A v A2－m A v22
最高点有F+m A g=m A
得：F=30N
（2）根据动量守恒定律得m A v1=m B v B－m A v2
解得v B=2 m/s
弹簧压缩至最短时，B、C速度相同，有m B v B=(m B＋m C)v 解得v=1 m/s
弹簧具有的最大弹性势能E p=m B v B2－(m B＋m C)v2
得：E p=6J。