2020-2021学年朝阳第一高级中学高一年级上册学期期末物理试卷-附答案解析

2020-2021学年朝阳第一高级中学高一上学期期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.下列关于质点的说法中，正确的是（）

A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在

B.只有体积很小的物体才能看作质点

C.凡轻小的物体，皆可看作质点

D.研究一列火车的过桥时间，可以把这列火车看做质点

2.一质点在xOy平面内的运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（）

①若在x方向始终匀速运动，则在y方向先减速后加速运动J

②若在y方向始终匀速运动，则在x方向先减速后加速运动/*****

③若在x方向始终匀速运动，则在y方向先加速后减速运动---------------;

④若在y方向始终匀速运动，则在x方向先加速后减速运动

A.①B,①④C.②③D.③

3.下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车运动情况作出

的判断，其中正确的是（）

A.汽车一定做匀加速直线运动B.汽车一定做匀速直线运动

C.汽车可能是突然加速D.汽车可能是突然减速

4.关于重力、弹力和摩擦力，下列说法中正确的是（）

A.重力的方向总是垂直向下

B.弹簧不受力时，它的劲度系数为零

C.摩擦力的大小与弹力大小成正比

D.相互接触的物体间不一定有弹力

5.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，小球从接触弹簧开始到将弹簧•

压缩到最短的过程中（弹簧为轻弹簧，一直保持竖直且始终在弹性限度内，不计空

气阻力），关于下列说法正确的是（）|

A.从接触弹簧开始，小球的加速度一直增大

B.当弹簧压缩到最短的瞬间，弹力最大且大于27ng

C.小球、弹簧和地球构成的系统机械能逐渐减少

D.小球的动能先减少后增大

6.如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升飞机，用悬-___'

索（重力可忽略不计）救护困在湖水中的伤员B,在直升飞机4和伤员B以

相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，

4、B之间的距离以1=，2（式中“为直升飞机A离地面的高度，各物

理量的单位均为国际单位）规律变化，则在这段时间内，下列判断中正y

确的是（不计空气作用力）（）

A.悬索的拉力小于伤员的重力

B.悬索成倾斜直线

C.伤员做速度减小的曲线运动

D.伤员做加速度大小方向均不变的曲线运动

7.在北京29届奥运会4x100m接力比赛中，我国男子接力队进入了前八名，假设在比赛中第一棒

运动员跑了95m,第二棒运动员跑了104m,第三棒运动员跑了98m,第四棒运动员跑了103m,

用时40.0s,第四棒运动员冲过终点时的速度是13m/s,以下说法正确的是（）

A.四名运动员的平均速度为lOm/s

B.第四棒运动员的位移为103小

C.第四棒运动员冲过终点时的速度13m/s指的是瞬时速度

D.第一棒运动员比第四棒运动员跑地慢

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.如图所示，假设地球是个半径为R的标准的球体，其表面的重力加速度为g,有一辆汽车沿过两

极的圆周轨道沿地面匀速率行驶，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A.重力和地面的支持力是一对平衡力

B.汽车的机械能保持不变

C.汽车在北极处于超重状态，在南极处于失重状态

D.若汽车速率为*=盾，重力的作用效果是改变汽车的运动状态

9.有两个力，一个大小是10N,另一个大小是2N,它们的合力可能是（）

A.5NB.IONC.12ND.15N

10.如图所示，人和物处于静止状态、当人拉着绳向右跨出一步后，人和

物仍保持静止、不计绳与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）

A.绳的拉力大小不变

B.人所受的合外力增大

C.地面对人的摩擦力增大

D.人对地面的压力减小

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置

可“验证机械能守恒定律”.

图III图2

①已准备的器材有：打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外

还必需的器材是（只有一个选项符合要求.填选项前的符号）.

人直流电源、天平及祛码B.直流电源、刻度尺

C.交流电源、天平及祛码D.交流电源、刻度尺

②安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示（其中一

段纸带图中未画出）.图中0点为打出的起始点，且速度为零.选取在纸带上连续打出的点4、B、

C、D、E、F、G作为计数点.其中测出。、E、F点距起始点。的距离如图所示.已知打点计时

器打点周期为7=0.02s.由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度%=m/s（结果保留

三位有效数字）.

③若已知当地重力加速度为g,代入图3中所测的数据进行计算，并将（迩与进行比较（用题中

所给字母表示），即可在误差范围内验证，从。点到E点的过程中机械能是否守恒.

④某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到打出的起始点。了，如图3所示.于是他

利用剩余的纸带进行如下的测量：以4点为起点，测量各点到4点的距离八，计算出物体下落到

各点的速度/并作出卢-/i图象.图4中给出了a、b、c三条直线，他作出的图象应该是直线

由图象得出，4点到起始点。的距离为cm（结果保留三位有效数字）.

1•

图5

⑤某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验，他设计的实验装置如图5所示，用细线的一端

系住一个较重的小铁锁（可看成质点），另一端缠系在一支笔上，将笔放在水平桌面的边上，用

较重的书压住.将铁锁拉至与桌面等高处（细线拉直），然后自由释放.在笔的正下方某合适位

置放一小刀，铁锁经过时，细线立即被割断，铁锁继续向前运动，落在水平地面上.测得水平

桌面高度为八，笔到铁锁的距离为晨笔到铁锁落地的水平距离为s.若满足s2=（用八h表

示），即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒.

12.在学习牛顿第二定律后，某同学在“验证加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图1所

示的实验装置，操作如下：

（1）平衡摩擦力时，按操作流程进行，若第一次打出的纸带如图2所示，则应（填“减小”、“增

大”或“符合要求不必调节”）木板的倾角，知道纸带上打出的点迹为止.

（2）已知小车的质量为Tn。，祛码盘和祛码的总质量为m=30g,实验时将祛码从祛码盘中逐渐调节到

小车上，则实验时祛码及祛码盘的总质量.小车的质量.

4.远小于B.远大于D.不必远小于

(3)如图3所示是根据实验数据描绘的小车加速度a与祛码盘及其中祛码的总质量m之间的关系图象,

若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2,则小车的质量=g.

四、计算题(本大题共3小题，共40.0分)

13.如图所示，人重400N,物体重300N,物体与水平地面的动摩擦因"广

数为0.3,当人竖直向下拉绳子时，人对地面的压力为300N,人和

物体均处于静止状态，求：|~~/

(1)地面对物体的支持力的大小与方向

(2)物体受到的摩擦力的大小与方向

14.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，物体与斜面间的F

动摩擦因数〃=/当斜面倾角为。时物体恰能沿斜面匀速下滑，此

时再对物体施加一个大小为尸的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀

速向上滑行.试求：

(1)斜面倾角。；

(2)水平向右的恒力F的大小.

15.滑板运动项目部分轨道可简化为由4B、CD两段半径R=3m的四分

之一光滑竖直圆弧面与长度L=4m的水平BC段组成，如图所示，运

动员和滑板总质最m=60kg,从4点由静止自由滑入轨道，假定运

动员始终在同一坚直面内运动，已知滑板与水平8c段之间的动摩擦因数〃=0.02,取9=

10m/s2,求:

(1)运动员第一次滑到B点速度大小；

(2)运动员第一次滑到B点时对轨道的压力;

(3)运动员最终停止的点距8点的水平距离。

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、实际物体都有大小，而点没有大小，故质点是一个理想化模型，实际上并不存在，故

A正确；

8、要把物体看作质点，就要看所研究问题的性质，而与物体本身无关，故B错误；

C、在所研究的问题中，在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，

才能够把物体看作质点，与物体是否轻小无关，故C错误；

火车长度与桥相比不能忽略，火车的过桥时间与火车长度有关，故不能把火车看做质点，故。

错误；

故选A.

质点就是有质量但不存在体积与形状的点.在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显

著而可以忽略不计时，我们近似地把该物体看作是一个具有质量大小和形状可以忽略不计的理想物

体，称为质点.

要把物体看作质点，就要看所研究问题的性质，而与物体本身无关.所以，能否将物体看作质点需

要满足其中之一：

①当物体的大小与所研究的问题中其他距离相比为极小时.

②一个物体各个部分的运动情况相同，它的任何一点的运动都可以代表整个物体的运动.

2.答案：B

解析：

①③、若质点在x方向上始终匀速，开始轨迹向下弯，则在y轴方向的加速度方向向下，速度向上,

做减速运动，然后轨迹向上弯，则在y轴方向上的加速度方向向上，速度向上，做加速运动，所以在

y轴方向上先减速后加速，故①正确，③错误；

②④、若质点在y方向上始终匀速，开始轨迹向下弯，则在%轴上的加速度方向水平向右，速度向右，

做加速运动，然后轨迹向上弯，则在x轴方向上加速度方向水平向左，速度向右，做减速运动，所以

在工轴上先加速后减速，故②错误，④正确；

综上所述，故AC。错误，8正确。

故选：B。

物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一方，则加速度大致指向轨迹凹的一方，根据轨迹弯曲判

断加速度的方向。

解决本题得关键知道在曲线运动中，合力大致指向轨迹凹的一侧，掌握根据轨迹弯曲判断加速度的

方向。

3.答案：D

解析：解：在行驶的汽车上，人随着汽车一起向前运动，当汽车刹车时，人的下半身随着汽车的运

动速度变慢，而人的上身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，故此时人会向前倾；同理，当汽车

突然倒车时，人的下半身随着汽车向后运动，上半身向前倾。

A、汽车匀加速，则乘客向后倾，故A错误：

8、汽车匀速直线运动，乘客不会倾倒，故B错误；

CD,若突然加速，则人向后倒，由图可知，人向前倾，所以客车可能做减速运动，故C错误，。正

确。

故选：

物体本身具有的保持运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都具有惯性.据此分析回答。

本题考查了学生对惯性现象的了解和掌握.惯性现象在现实生活中随处可见，和我们的生活密切相

关，学习中要注意联系实际，用所学惯性知识解决生活中的实际问题。

4.答案：D

解析：解：4、重力的方向是竖直向下，不是垂直向下，故4错误；

8、弹簧的劲度系数与弹簧的本身性质有关，与外力的大小没有关系，故B错误；

C、动摩擦因数一定时，滑动摩擦力与正压力成正比，而静摩擦力不存在这个关系，故C错误；

弹力的产生条件是二者之间相互接触，并且有弹性形变，二者缺一不可，所以相互接触的物体

之间不一定有弹力，故。正确。

故选：Do

明确重力、弹力和摩擦力的性质，知道重力的方向是竖直向下的；弹力产生的条件是两物体相互接

触并且发生弹性形变；劲度系数是弹簧本身的性质，与受力无关；滑动摩擦力大小与正压力成正比，

而静摩擦力与正压力无关。

本题考查了重力、弹力和摩擦力的性质，要知道各自产生的条件，明确它们的大小、方向以及作用

点的性质。

5.答案：B

解析：解：AD,在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的形变量逐渐增大，弹簧的弹

力从零开始逐渐增大。开始阶段，小球重力大于弹力，合力向下，加速度向下，小球向下做加速运

动，随着弹力的增大，合力减小，加速度减小。后来，弹力大于重力，合力向上，加速度向上，小

球向下做减速运动。随着弹力增大，合力增大，加速度增大，所以小球的加速度先减小后增大，小

球的动能先增大后减小。故错误。

2、若小球从弹簧原长位置释放，小球做简谐运动，根据对称性知，当弹簧压缩到最短的瞬间，小球

的加速度大小为g，方向竖直向上，则弹簧的弹力大小为2mg,现小球从弹簧上方下落，到达最低点

时弹簧的压缩量比从弹簧原长位置释放更大，所以当弹簧压缩到最短的瞬间，弹力最大且大于2mg。

故B正确。

C、对于小球、弹簧和地球构成的系统，由于只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒。故C

错误。

故选：B。

分析小球的受力情况，结合弹力的变化情况，分析加速度的变化情况，并分析小球速度变化情况。

结合简谐运动的对称性分析小球运动到最低点时的加速度，由牛顿第二定律求弹力大小。根据机械

能守恒的条件：只有重力和弹力做功，分析系统的机械能是否守恒。

含有弹簧的问题往往是动态变化的类型，分析这类问题时，要抓住弹力的可变性来进行动态分析，

同时注意其过程中的功能转化关系。

6.答案：D

解析：解：4、在竖直方向上有向上的加速度，根据牛顿第二定律有F-mg=ma.知拉力大于重力。

故4错误；

8、直升飞机4和伤员B以相同的水平速度匀速运动，所以绳索是竖直的。故B错误。

C、8实际的运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的合运动。所以伤员做

速度增加的曲线运动•故C错误.

。、伤员在水平方向上的速度不变，在竖直方向的速度逐渐增大，所以合速度大小逐渐增大。由C可

知，物体做曲线运动；故。正确。

故选：D。

A、B之间的距离以2=变化，知B在竖直方向上做匀加速直线运动，B实际的运动是水平方向

上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的合运动。由此可知选项BC3的正误；根据牛顿第

二定律可知拉力和重力的大小关系，由此可知选项A的正误。

解决本题的关键知道伤员实际的运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上匀加速直线运动的

合运动。根据牛顿第二定律可比较出拉力和重力的大小，同时该题也要注意物体做曲线运动的条件。

7.答案：C

解析：解：4、在标准跑道上，一周的长度是400m,所以四名运动员的路程是400zn,位移不是400m,

所以平均速度不是10m/s.故A错误；

2、位移是从起点指向终点的有向线段，由于第四棒运动员跑的是弯道，所以位移一定小于103m.故

B错误；

C、第四棒运动员冲过终点时的速度13m/s对应某一个时刻的速度，指的是瞬时速度.故C正确：

。、由于不知道第一棒运动员和第四棒运动员跑的时间，所以不能比较他们的快慢关系.故。错误.

故选：C

位移是从起点指向终点的有向线段；平均速度和瞬时速度的区别在于平均速度与一段位移或一段时

间对应，而瞬间速度和某一位置或某一时刻对应，因此明确二者概念即可正确解答本题.

生活中的很多现象是和物理知识相互对应的，因此要经常利用所学物理概念深入分析实际问题，提

高对物理规律的理解和应用.

8.答案：BD

解析：小汽车在地球两极行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力.设汽车的质量为m,支持力

为F，速度为“，地球半径为R,则由牛顿第二定律得：mg-F=—，得尸=裾-立。当汽

RR

车以速度"行驶时，则汽车对地面的压力小于重力.故A错误.汽车的动能不变，重力势能也不变,

故机械能不变，所以B正确；汽车做匀速圆周运动，加速度始终指向地心，所以在南北两极都是出

于失重状态，故C错误；当汽车速率为卜=必时,地面对汽车的支持力为零，重力提供向心力，

其作用效果是改变汽车的运动方向，所以。正确。

考点：本题考查圆周运动、机械能、超重与失重，意在考查学生的综合能力。

9.答案：BC

解析：解：两力合成时，合力范围为：|居+F2I2F2因一尸2卜

故12NZF28N；,所以可能的是BC.

故选BC.

两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角180。时合力最小，并且&+F?>

P>\Pi-Pi\-

本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围：+F2\>F>[&-F2\.

10.答案：AC

解析：解：力、物体始终处于静止状态，所以绳子对物体的拉力始终等于mg，故A正确；

B、人保持静止状态，合力为零，故8错误;

C、D、对人受力分析并正交分解如图：

N+mgsinB=Mg

f=mgcosG

当人拉着绳向右跨出一步后，。将变小：

所以：/=mgcos。会变大，N=Mg-zngs讥。也将变大，故C正确，。错误；

故选：AC.

当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，所以人和物始终处于平衡状态，分别对物体和任

受力分析应用平衡条件分析即可.

本题为平衡条件得应用：动态分析.常用的方法是画图法和解析式法，一般物体受3个力时常用画图

法，受4个以上的力时用解析式法.

11.答案：①0,②3.04,@gh2,④a,10.0,⑤包（八一E）

解析：解：①打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离

从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度.纸

带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表.重锤的质量可以不测.故选：D.

②E点的瞬时速度%=翼=空:立言?“"2血/s=3.04m/s.

③。到E点动能的变化量为听，重力势能的减小量为mgh2,可知将《瑶与9殳进行比较，即可在

误差范围内验证，从。点到E点的过程中机械能是否守恒.

④以4点为起点，测量各点到4点的距离九，由于4点速度不为零，可知九=0时，纵轴坐标不为零，

可知正确的图线为a.由图4可知，初始位置时，速度为零，可知4点到起始点。的距离为10.0cm.

⑤平抛运动的高度h-I,根据九-I=得，”产用，则绳断时，铁锁的速度〃=：=s总，

根据机械能守恒得，有：.舟，整理得：s2=4/(ft_z)

故答案为：①D,②3.04,③。彷，④a,10.0,⑤4/(八一，).

①在验证机械能守恒的实验中，验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，所以要测重锤下

降的距离和瞬时速度，测量瞬时速度和下降的距离均需要刻度尺，不需要秒表，重锤的质量可以不

测.

②根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度.

③根据重力势能的减小量等于动能的增加量，列出机械能守恒的表达式.

④抓住4点速度不为零，得出正确的图线，结合。点的速度为零，结合图线得出4点距离。点的距离.

⑤根据平抛运动的规律，抓住重力势能的减小量等于动能的增加量，得出机械能守恒的表达式.

解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定测量的物理量.以及掌握纸带的处理，会通过纸

带求解瞬时速度.

12.答案：减小；均匀；C；60

解析：解：(1)平衡摩擦力时，应不挂祛码，打出的纸带如图乙所示说明小车加速运动，故应减小倾

角，直到纸带上打出的点迹间隔相等(均匀)为止.

(2)实验时将祛码从祛码盘中逐渐调节到小车上，因此研究对象是小车与祛码盘和祛码，那么祛码盘

和祛码对应的重力，即为小车与祛码盘和祛码的合力，所以不需要小车的质量远大于祛码盘和祛码

的总质量，故A8错误，C正确；

(3)根据zng-(m0+m)a变式为十=叫黄,'

由题意知k=亨，

由图象可知卜=急

所以小。=0.06kg=60g.

故答案为：(1)减小；均匀；(2)C；(3)60.

平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀，

实验时将祛码从祛码盘中逐渐调节到小车上，因此研究对象是小车与祛码盘和祛码，则无须小车的

质量远大于祛码盘和祛码的总质量；

根据牛顿第二定律的内容，结合图象的斜率含义，即可求解.

考查平衡摩擦力的目的，注意掌握祛码及祛码盘的总质量远小于小车的质量前提的条件，理解牛顿

第二定律的内容，注意图象斜率含义.

13.答案：解：(1)对人的受力分析如图Fz

F

由平衡条件得：

GA=F+FN1

F=100N

物体的受力分析如右图所示，木箱受到了四个力的作用。将拉力F按水平方向与竖直方向分

解为两个分力居和尸2,

得：&=Feos6,F2=Fsin

在竖直方向上：。物=尸2+FN2=FN2+Fsine

联立以上各式解得：FN2=250N.方向：竖直向上

(2)在水平方向上由二力平衡可得

F]=Ff=Feos0①

Ff=50也N方向:水平向左

答：(1)地面对物体的支持力的大小为250N.方向：竖直向上

(2)物体受到的摩擦力的大小为50WN，方向水平向左。

解析：(1)以人为研究对