山东省烟台市2020-2021学年高一（上）期末学业水平诊断物理试题（解析版）

高一第一学期期末学业水平诊断物理1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例正确填涂：非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效：在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。第I卷（选择题共42分）一、单项选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列说法正确的是（）A.牛顿是国际单位制中的一个基本单位B.研究月球绕地球的运动轨迹时，不能把月球看成质点C.只有在物体运动状态发生改变时，物体才具有惯性D.在单方向直线运动中，物体的位移大小等于它的路程【答案】D【解析】【详解】A．牛顿不是国际单位制中的一个基本单位，故A错误；B．研究月球绕地球运动轨迹时，月球的大小和形状可以忽略，能看成质点，故B错误；C．物体在任何状态下均具有惯性，与运动的状态无关，故C错误；D．在单方向直线运动中，物体的位移大小等于它的路程，故D正确。故选D。2.关于摩擦力，下列说法正确的是（）A.摩擦力大小总跟物体间的正压力成正比B.静摩擦力产生于两个相对静止的接触面之间C.滑动摩擦力大小跟物体间相对运动的速度大小成正比D.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反，起着阻碍物体运动的作用【答案】B【解析】【详解】AC．滑动摩擦力的大小跟物体间的正压力成正比，跟相对运动的速度大小无关。静摩擦力的大小与正压力无关。AC错误；B．静摩擦力产生于两个相对静止的接触面之间，B正确；D．摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，起着阻碍物体相对运动的作用。与物体的运动方向无关，有可能是阻力，也有可能是动力。D错误。故选B。3.关于运动和力的关系，下列说法正确的是（）A.力是维持物体运动状态的原因B.物体受到的合力越大，它的速度越大C.物体的速度方向一定与其受到的合力方向一致D.物体受到恒力作用时，一定做匀变速运动【答案】D【解析】【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，A错误；B．一个物体受到的合力越大，它的加速度越大，速度不一定大，B错误；C．一个物体的加速度方向与其受到的合力方向一致，但是速度方向不一定与合力方向一致，C错误；D．物体受到恒力作用时，根据牛顿第二定律，加速就恒定，则物体一定做匀变速运动，D正确。故选D。4.关于速度和加速度，下列说法正确的是（）A.物体加速度为零，则它的速度一定也为零B.物体的加速度减小，则它的速度也一定减小C.加速度是表示物体速度变化快慢的物理量D.物体加速度的方向与其速度方向必定在同一条直线上【答案】C【解析】【详解】A．物体的加速度为零，可以做匀速直线运动，则它的速度不一定也为零，所以A错误；B．物体的加速度减小，只是速度变化慢而已，比如速度慢慢增加，则它的速度不一定减小，所以B错误；C．加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，所以C正确；D．物体加速度的方向与其速度方向在同一条直线上时，物体做直线运动，如果不在同一直线，物体做曲线运动，所以不一定在同一直线上，所以D错误；故选C。5.电动汽车不排放污染空气的有害气体，具有较好的发展前景某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度为72km/h，开始刹车后第1s内汽车通过的位移为15m，且刹车后第1s末汽车未停止若该过程可视为匀减速直线运动，则该电动汽车刹车时加速度大小为（）A.10m/s2 B.12m/s2 C.15m/s2 D.20m/s2【答案】A【解析】【详解】初速度由匀变速直线运动公式得故A正确，BCD错误。故选A。6.甲、乙两辆汽车在同一平直公路上同向行驶。t=0时刻两车恰好到达同一地点此后一段时间内两车的速度-时间图像如图所示。则（）

A.t1时刻两车再次相遇B.甲车的加速度大小逐渐增大，乙车的加速度大小不变C.0～t1时间内，甲车的平均速度大小大于D.0～t1时间内，甲车的平均速度比乙车的平均速度小【答案】C【解析】【详解】A．t=0时刻两车恰好到达同一地点，根据图像和时间轴所围成的面积表示物体的位移，在t1时刻甲乙两车的位移不同，即t1时刻两车没有相遇，A错误；B．图像的斜率表示加速度的大小，即甲车的加速度大小逐渐减小，乙车的加速度大小不变，B错误；CD．图像和时间轴所围成的面积表示物体的位移，t1时刻甲车的位移大于乙车的位移，则根据0～t1时间内，甲车平均速度比乙车的平均速度大，乙车做的是匀变速直线运动，则则0～t1时间内，甲车的平均速度大小大于，D错误C正确。故选C。7.如图所示，质量为M的三角形斜劈始终静止在水平地面上，质量为m的木块在水平推力F的作用下静止在三角形斜劈上，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.三角形斜劈对木块的弹力方向竖直向上B.木块和三角形斜劈之间可能没有摩擦力C.地面和三角形斜劈之间可能没有摩擦力D.地面对三角形斜劈的支持力大小一定大于（M+m）g【答案】B【解析】【详解】A．弹力方向是垂直于接触面，则三角形斜劈对木块的弹力方向是垂直于接触面斜向上，A错误；B．对于m的木块，当水平推力F沿斜面方向的分力和重力沿斜面方向的分力相等时，即木块在沿斜面方向没有运动趋势，则此时木块和三角形斜劈之间没有摩擦力，B正确。CD．对整体受力分析由于一直保持平衡，故整体与地面间有向右的摩擦力，在竖直方向上CD错误。故选B。8.如图所示，小明同学将一枚飞镖从高于靶心的位置A点水平投向竖直悬挂的靶盘，结果飞镖打在靶心的正上方。已知飞镖的质量为m，抛出时的初速度为v0，A点与靶心的竖直高度差为h，与靶盘的水平距离为x。若仅改变上述中的一个物理量，不计飞镖运动过程中所受的空气阻力，能使飞镖命中靶心的是（）A.减小x B.增大h C.增大m D.减小v0【答案】D【解析】【详解】A．根据，水平方向竖直方向上水平距离减小，初速度不变，则飞镖击中靶子的时间减小，竖直方向上下落的高度减小，飞镖将不会打在靶心，A错误；B．根据，水平方向竖直方向上水平距离不变，初速度不变，则下落的时间不变，竖直下落的距离不变，飞镖将更不会打在靶心，B错误；C．平抛运动的规律与飞镖的质量无关，换用质量稍大的飞镖，飞镖命中的位置不变，C错误；D．根据，水平方向竖直方向上水平距离不变，减小初速度，则飞镖击中靶子的时间增大，竖直方向上下落的高度增大，飞镖将会打在靶心，D正确。故选D。9.如图所示，三个质量均为3kg的小物块通过两个劲度系数均为600N/m的相同轻弹簧a、b及轻绳连接，其中物块甲静止放在水平桌面上，物块乙、丙通过轻弹簧b栓接并静止放在水平地面上，轻绳刚好伸直但无拉力作用，轻弹簧a处于原长。已知物块甲与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g=10m/s2。现用水平力缓慢地向左拉轻弹簧a的左端，直到物块丙刚好离开水平地面，此过程中弹簧a的左端向左移动的距离为（整个过程中两轻弹簧始终处于弹性限度内）（）

A.11cm B.20cm C.21cm D.31cm【答案】C【解析】【详解】开始时轻绳刚好伸直但无拉力作用，弹簧b处于压缩状态，压缩量为，则有解得丙刚好离开水平地面时，弹簧b的伸长量为，则有解得丙刚好离开水平地面时，设弹簧a伸长量为，对于甲解得则弹簧a的左端向左移动的距离为故选C。二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。10.如图所示，在竖直墙壁的M处插入一根水平轻杆a，轻杆的右端安装了一个轻质滑轮O，一根轻绳上端固定在天花板的N处，下端跨过滑轮后挂一重物G。开始时，系统处于静止状态。现将水平轻杆a插入竖直墙壁的深度缓慢增加，其它条件不变，不计轻绳与滑轮之间的摩擦，则（）A.轻绳的弹力大小不断增大B.轻绳对天花板的拉力大小不变C.轻绳对滑轮的作用力大小逐渐增大D.a杆对滑轮的作用力的方向始终沿杆水平向左【答案】BC【解析】【详解】AB．将水平轻杆a插入竖直墙壁的深度缓慢增加，其它条件不变，轻绳的拉力大小始终等于物体的重力G，保持不变，所以轻绳对天花板的拉力大小不变，A错误B正确；C．将水平轻杆a插入竖直墙壁的深度缓慢增加，其它条件不变，但是轻绳的夹角逐渐变小，轻绳的拉力不变，则轻绳对滑轮的作用力大小逐渐增大，C正确；D．如图所示水平轻杆a插入竖直墙壁的深度缓慢增加，其它条件不变，但是轻绳的夹角逐渐变小，合力的方向如图所示，轻绳的合力方向和a杆对滑轮的作用力的方向反向，即a杆对滑轮的作用力的方向不始终沿杆水平向左，D错误。故选BC。11.如图所示是某同学在家中利用频闪数码相机拍摄做平抛运动的小球运动轨迹照片的一部分。已知照片上每个小正方形方格的实际边长为a，数码相机的闪光周期为T，不计其它阻力，则（）A.小球做平抛运动的初速度为B.小球从A点处开始做平抛运动C.小球运动到C点时速度大小为D.当地重力加速度大小为【答案】AC【解析】【详解】D．在竖直方向上有解得D错误；A．水平方向解得A正确；C．根据匀变速直线运动的规律得C点竖直方向的速度则C点时速度C正确；B．则A点的竖直分速度为可知A点不是平抛运动的起始位置，B错误；故选AC。12.一质点做匀变速曲线运动，从a点运动到d点的轨迹如图所示。已知该质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直。则该质点从a点运动到d点的过程中，下列说法正确的是（）

A.质点的速率先增大后减小B.质点在单位时间内速度变化量相等C.质点经过b点时的速率比d点的大D.质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°【答案】BD【解析】【详解】AC．质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直，根据曲线和合外力的关系可知，合外力指向曲线的内测，合外力的方向和加速度方向相同，速度方向是曲线上某点的切线方向，由合外力与速度成钝角，速率越来越小，合外力与速度成锐角，速率越来越大，即速率先减小后增大，质点经过d点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°，A错误D正确；B．质点做匀变速曲线运动，则有加速度大小和方向均不变，根据

则质点在单位时间内速度变化量相等，B正确；C．根据图可知，质点运动到c点时速度方向与它所受合力方向恰好互相垂直，即竖直速度为零，合外力竖直向下，质点从运动的竖直位移小于质点从运动的竖直位移，质点从运动的时间小于质点从的运动时间，则在b点的竖直速度小于d点的竖直速度，在水平方向上水平速度相等，根据速度的合成，即质点经过b点时的速率比d点的小，C错误。故选BD。13.某次抗洪抢险中，连接某条河两岸的大桥被洪水冲垮抗洪队伍只有利用快艇到河对岸村庄进行救援。已知河的宽度为96m，快艇在静水中速度-时间图像如图甲所示，河流中各处水的位移一时间图像如图乙所示。欲使快艇在最短的时间内渡河，则（）

A.快艇最短的渡河时间为10sB.快艇到达河正对岸下游108m处C.快艇到达河对岸时速度大小为15m/sD.快艇在河流中的运动轨迹始终为直线【答案】BC【解析】【详解】A．快艇在最短的时间内渡河，就要快艇头与河岸垂直渡河，由于分运动的独立性，水的流速不影响快艇过河的时间，由甲图可知，前8s内快艇做初速度为零的匀加速运动，其位移为则快艇匀速运动的位移则匀速运动的时间所以快艇最短的渡河时间为故A错误；B．由乙图可知，水速为所以快艇到达河正对岸下游故B正确；C．快艇到达河对岸的速度为故C正确；D．前8s内快艇的运动由初速度为零的匀加速直线运动和匀速直线运动合成，轨迹为曲线，8s后轨迹为直线，故D错误。故选BC。14.在某建筑工地，有一工件在电机的牵引下从地面竖直向上送至指定位置进行安装，已知该工件先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动三个阶段。当工件加速运动到总距离的一半时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的F-t图像如图所示，其中t=18s时工件速度恰好减为0且到达指定位置。整个过程中不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则（）A.0～18s时间内，工件一直处于失重状态B.工件做匀速运动的速度大小为2m/sC.工件做匀减速运动加速度大小为0.25m/s2D.地面和指定位置之间的总距离为56m【答案】BCD【解析】【详解】A．该工件先后经历匀加速、匀速、匀减速直线运动三个阶段，图线表示的是匀速的后半段和匀减速，所以0～10s时间内，工件做匀速运动，处于平衡状态，A错误；B．根据动量定理得匀速运动时解得，，工件做匀速运动的速度大小为2m/s，B正确；C．根据牛顿第二定律得解得，工件做匀减速运动的加速度大小为0.25m/s2，C正确；D．地面和指定位置之间的总距离为D正确；故选BCD。第II卷（非选择题，共58分）三、本题共4小题，共18分。15.在“研究匀变速直线运动规律”的实验中，用打点计时器得到一条清晰纸带如图所示，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。为尽量减小测量长度时的误差，在纸带上每5个点取1个计数点，依此标记为A、B、C、D、E，并用刻度尺分别测出各计数点与第一个计数点A之间的距离，其中S1=4.05cm，S2=8.73cm、S3=14.04cm、S4=19.99cm，则打D点时小车瞬时速度的大小为______m/s，小车运动的加速度大小为______m/s2（结果均保留三位有效数字）。【答案】(1).0.563(2).0.633（0.630~0.640均可得分）【解析】【详解】[1]打D点时小车瞬时速度的大小为[2]小车运动的加速度大小为16.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图（a），橡皮条的一端固定，另一端挂一轻质小圆环，橡皮条的长度为GE。在图（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，如图（c）仍使它处于O点。(1)在实验操作中，力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都使小圆环在O点保持静止，这样做的目的是______；(2)具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是______（选填字母序号）。A.图（b）中，F1与F2的方向必须相互垂直B.重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同C.用两弹簧测力计同时拉小圆环时，两弹簧测力计数之差应尽可能大D.使用弹簧测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度【答案】(1).力F单独作用时与力F1、F2共同作用时对橡皮条的作用效果相同(2).D【解析】【详解】（1）[1]小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都使小圆环在O点保持静止，目的是力F单独作用时与力F1、F2共同作用时对橡皮条的作用效果相同。（2）[2]A．图（b）中，F1与F2的方向夹角适当，没有必要相互垂直，A错误；B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置没有必要与前一次相同，只要每次做时保持圆环O的位置相同即可，B错误；C．为减小实验误差，用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧秤示数应适当大，但两弹簧测力计的示数之差不需要尽可能大，C错误；D．使用弹簧测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度，D正确。故选D。17.某实验小组利用图甲所示的装置设计一个“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验。图中AB是水平桌面，CD是一端带有定滑轮、另一端安装打点计时器的长板。把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力。补偿阻力后，用细绳一端栓住小车，另一端绕过定滑轮悬挂一托盘，托盘中放有砝码，调节定滑轮的高度，使细绳的拉力方向与长木板的上表面平行，将小车靠近长木板C端的打点计时器附近由静止释放，进行实验。

(1)用补偿法补偿阻力时，给小车某一初速度后，若所有的操作均正确，打点计时器打出的纸带如图乙所示，已知纸带的左端与小车相连，则应______（选填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹______为止；

(2)已知小车质量为M，托盘和砝码的总质量为m，实验中要使细线的拉力近似等于托盘和砝码的总重力，应该满足的条件是M______m（填“远小于”“远大于”或“等于”）；(3)该实验小组在探究加速度与力、质量的关系时先保持小车质量不变，探究小车的加速度与小车所受的拉力的关系；再保持小车所受的拉力不变，探究小车的加速度与小车质量的关系。这是采用了______的方法。【答案】(1).增大(2).均匀（间隔相同）(3).远大于(4).控制变量【解析】【详解】(1)[1][2]纸带的左端与小车相连，由乙图可以看出，小车做减速运动，重力沿斜面的分力小于阻力，故应增大木板的倾角，反复调节木板倾角，直到小车做匀速直线运动，小车做匀速直线运动时，纸带上的点迹是均匀的；(2)[3]小车与托盘和砝码实际上一起做匀加速直线运动，则存在可得实验中，认为托盘和砝码的总重力等于绳对小车的拉力，提供小车的合力，由上两式可以看出，只有当小车的质量远大于托盘和砝码的质量时，可以认为近似等于零，拉力近似等于托盘和砝码的重力，提供小车的合力；(3)[4]实验采用的方法是控制变量法，控制变量法的决定性条件就是控制单一变量不变，研究其他物理量的关系，与题目吻合。18.某同学利用图甲所示装置测量滑块与斜面之间的动摩擦因数。在靠近斜面底部B处固定一光电门，让小滑块（附有窄遮光条）从靠近斜面顶部A处由静止开始下滑，测出滑块下滑时遮光条中心到光电门中心所在位置的距离L及相应遮光时间t。已知斜面倾角=37°，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。

(1)某次实验时，光电门显示遮光时间为t，已知窄遮光条的宽度为d，则小滑块通过光电门时的速度v=______；(2)改变滑块开始释放的位置，重复以上的操作，多次实验根据所得数据做出v2-L图像如乙图所示，则由以上条件可以求出滑块在斜面上滑行时的加速度大小为______m/s2，滑块与斜面之间的动摩擦因数为______。【答案】(1).(2).4(3).025【解析】【详解】（1）[1]由于遮光条经过光电门的时间比较小，所以可以用遮光条经过光电门的平均速度表示瞬时速度，小滑块通过光电门时的速度（2）[2]由运动学公式即图像的斜率解得[3]设斜面的倾角为θ，沿斜面的方向，根据牛顿第二定律解得四、本题共4小题，共40分。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，答案必须明确写出数值和单位。19.如图所示，在固定的水平光滑杆上穿一个质量为m的小球A，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上的O点，另一端与球A栓接。用两条等长的细绳将质量为2m球B分别与A、O相连，两条细绳之间的夹角为，球A、B保持静止状态。已知重力加速度为g。求：(1)A、B之间细绳所受拉力大小；(2)水平杆对球A的弹力大小和弹簧的压缩量；(3)若剪断A、B之间细绳，则剪断绳瞬间球B加速度大小。

【答案】(1)；(2)，；(3)【解析】【详解】（1）对B球受力分析如图甲所示

设A、B之间细线所受拉力为F1，由平衡条件可得（2）对A球受力分析如图乙所示

由平衡条件可得水平杆对球A的弹力大小由胡克定律可得弹簧的压缩量（3）若剪断A、B之间细线，球B的加速度方向沿着以O为圆心，OB为半径的圆弧切线方向运动，垂直细绳方向的分力由牛顿第二定律如图所示，我国的高速公路出入口收费站都设有ETC通道和人工收费通道，ETC为电子不停车收费系统。现有甲、乙两车都以v1=20m/s的速度沿直线朝着收费站正常行驶，两车与收费站距离相同时都开始刹车做匀减速运动。甲车减速后到达ETC通道口时速度v2=2m/s，然后匀速通过总长度为d的通道，接着再匀加速到速度v3=10m/s时开始正常行驶，已知甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为145m，甲车减速和加速过程中的加速度大小均为2m/s2。乙车过人工收费通道，匀减速后恰好在中心线处停止，经25s缴费成功，再以2m/s2的加速度匀加速运动至速度为v3时开始正常行驶。求：(1)收费站通道总长度d；(2)乙车匀减速运动过程中的加速度大小；(3)两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差。

【答案