2021-2022学年河南省商丘某中学高一（上）期中物理试卷-附答案详解

2021-2022学年河南省商丘第一高级中学高一（上）期中

物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共24.（）分）

1.伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验，当

时利用斜面做实验主要是为了实验时便于测量小球运动的（）

A.速度B.路程C.时间D.加速度

2.在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下，“河北锦锈”、“银河”

等13艘货轮历时36小时顺利抵达亚丁湾西部预定海域。此次护航总航程4500海里,

已知1海里=1852米。假设所有船只运动速度都相同，则下列说法正确的是（）

A.研究舰队的行驶路程时，不可将“千岛湖”舰看作质点

B.以“千岛湖”舰为参考系，“巢湖”舰可能是运动的

C.根据本题给出的条件可以求出护航编队此次航行过程中的平均速率

D.根据本题给出的条件可以求出护航编队此次航行过程中的平均速度

3.在我国犁耕史上两种起土耕具,分别是曲辕犁和直辕犁，设牛用大小相等的拉力F通

过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为a和/?，a</3,如图所示，忽略

耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）

自蟆犁

A.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

B.不管怎样运动，耕索对犁的拉力总等于犁对耕索的拉力

C.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大

D.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小

4.如图所示，在水平面上固定一点光源，在点光源和右侧

墙壁的正中间有一小球自水平面以初速度2几竖直上抛，

已知重力加速度为g,不计空气阻力，则在小球竖直向上

运动的过程中，关于小球的影子在竖直墙壁上的运动情

况，下列说法正确的是（）

A.影子做初速度为。°，加速度为g的匀减速直线运动

B.影子做初速度为4%,加速度为2g的匀减速直线运动

C.影子做初速度为2%，加速度为2g的匀减速直线运动

D.影子做初速度为2%,加速度为g的匀减速直线运动

5.甲、乙两小车沿同一直线运动的位移-时间图象如图所示,

已知甲车自t=0时起做初速度为零的匀变速直线运动，加速

度大小为2m/s2,则乙车的速度大小为（）

A.lm/s

B.2m/s

C.5m/s

D.lOm/s

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6.如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁.若再

在斜面上加一物体且M、in相对静止，则此时小车受力个数为

()

A.6B.5C.4D.3

7.如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升

的最大高度为上升第一个J的速度变化量为△%,第四个J的

4x4

速度变化量为△火。不计空气阻力，则誉满足（）

1(丝<2

A.△%

2〈经<3

B.△%

3(竺<4

C.△%

4<竺<5

D.△%

8.某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由%变为＞1）,位移大小为x。则

在随后的4t时间内，质点的位移大小为14x,则k的数值为（）

A.2B.3C.4D.5

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

9.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月在北京举行,

山地滑雪是冬奥会的传统项目之一。如图所示，是某同

学山地滑雪时的情景，图示时刻，该同学正在不借助雪

杖倾斜雪道（可视为斜面）下滑。则关于该时刻运动员或

雪道受力情况的下列说法正确的是（）

A.雪道受到的摩擦力方向沿雪道向上

B.雪道受到的弹力方向竖直向下

C.该同学受到的弹力方向垂直雪道向上

D.该同学受到的弹力方向与摩擦力方向垂直

10.一直角V形槽固定在水平面上，其横截面如图所示，BC面与水

平面间夹角为60。，有一质量为m的正方体木块放在槽内，木块

与4B面间的动摩擦因数为“，与BC面间无摩擦.现用平行于槽

的水平力F推木块，使之沿槽向里匀速运动，重力加速度为g.下列说法正确的是（）

A.木块受到5个力的作用

B.木块对V形槽的作用力大小为mg

C.推力F大小为日卬ng

D.木块对BC面的压力大小为与jng

11.甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，甲车正在刹车，其u-t图象如图所示。

在t=0时刻，乙车在甲车前方沏处，在0-口时间内甲车的位移为％,下列判断正

确的是（）

A.若甲车的位移为Jx时，两车第一次相遇，则第二次相遇时.，甲车位移是

OO

B.若甲车的位移x=gxo,则甲、乙两车在匕时刻相遇

C.若甲、乙两车在t<ti时间内能够相遇，两车只能相遇一次

D.若甲、乙两车在t<q时间内能够相遇，两车可以相遇两次

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12.某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步

骤如下：

①固定好手机，打开录音功能；

②从一定高度由静止释放乒乓球；

③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示。

根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如表所示。

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碰撞次序1234567

碰撞时刻(S)1.121.582.002.402.783.143.47

根据实验数据，回答下列问题:

(1)利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为m(保留2位

有效数字，当地重力加速度g=9.80m/s2)。

(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为4,则每次碰撞损失的动

能为碰撞前动能的倍(用k表示)，第3次碰撞过程中k=(保留2位有

效数字)。

(3)由于存在空气阻力，第(1)问中计算的弹起高度(填“高于”或“低于”)

实际弹起高度。

13.为验证力的平行四边形定则，某同学把劲度系数为5.00N/UI的弹簧悬挂在支架上，

在末端用细线悬挂小钩码做为铅垂线，弹簧末端对齐零刻线后固定刻度尺。然后用

两根细线在左右两侧分别绕过定滑轮挂上钩码组犯,=40g,mB=30g,静止时测

得a=36.9°,/?=53.1°,弹簧末端对齐9.78cm处。

(1)弹簧拉力的增加量尸=N,当地重力加速度g为9.80m/s2。

(2)请在图框中做出力的图示，用平行四边形定则做出合力F'=，

四、计算题(本大题共4小题，共48.0分)

14.如图所示，放置在水平地面上的木块甲、乙质量均为加=5kg,甲与地面之间的动

摩擦因数%=0.2,夹在甲、乙之间轻弹簧的劲度系数k=100N/m。现用F=15/V

的水平拉力作用在木块乙上，使得系统水平向右匀速运动，取g=10rn/s2,求：

(1)此时弹簧的形变量；

(2)乙与地面之间的动摩擦因数。

甲乙—

15.一个小球在外力的作用下，从静止开始沿竖直方向向上做匀加速直线运动，经过一

段时间后撤去外力，又经过相同的时间，小球与出发点之间的距离是在外力作用下

小球位移大小的三分之一。不计空气阻力，重力加速度为g。求：

(1)小球在外力作用下运动的加速度大小是多少？

(2)在外力作用下末速度大小是也,撤去外力后再经相同时间的末速度大小是以，

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则两者比值等于多少？

16.木块M套在水平固定杆上，与水平杆间的动摩擦因数〃=与用轻绳与质量m=1kg

的小球相连。今用跟水平方向成60。角的力F=10V5N拉着小球并带动木块一起向

右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g取10m/s2。在运动过程中，求：

(1)轻绳与水平方向的夹角6；

(2)木块M的质量。

17.一列由5辆自行车组成的车队以%=5m/s的速度在平直公路上匀速行驶，相邻两

车间距乙-l(hn保持不变，后面有一辆摩托车以。2=15m/s的速度同向行驶，当它

与车队最后一辆车相距s=187n时刹车，以大小a=Im/s2的加速度做匀减速直线

运动，摩托车从自行车队旁边行驶而过，将摩托车、自行车均当作质点处理，问：

(1)摩托车能否追上排头的第一辆自行车？若能追上，何时追上？若追不上，两者

相距的最近距离为多少？

(2)摩托车最多与几辆自行车相遇？摩托车与车队中自行车共相遇几次?

(3)摩托车从赶上车队到离开车队，共经历多少时间？

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答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的

那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律。

伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀

的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过通过不

同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化。但是物体下落很

快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间。

伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，

二小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所以时间长，所以容易

测量，故错误，C正确；

故选：C。

明确伽利略斜面实验的基本内容，对伽利略对自由落体运动规律研究应当结和当时科学

发展的实际水平，应当加深对物理学史的研究。

伽利略对自由落体规律的研究为我们提供正确的研究物理的方法、思路、理论，他创造

了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法。

2.【答案】C

【解析】解：4、本题中路程长度远远大于“千岛湖”舰的尺寸，在研究其行驶路程时

不需要考虑舰的形状和大小，所以研究舰队的行驶路程时可将“千岛湖”舰看作质点，

故A错误；

8、已知“千岛湖”舰与“巢湖”舰速度相同，则以“千岛湖”舰为参照物，“巢湖”

舰是静止，故B错误；

CD、“4500海里”是护航舰艇走过的轨迹长度，因此为路程不是位移，平均速度为位

移和时间的比值，由于不知运动位移的大小，不能求出此次航行的平均速度，平均速率

为路程和时间的比值，可以计算平均速率，故C正确，。错误；

故选：Co

运动是绝对的，静止是相对的，根据物体与所选参考系的位置变化判断物体的运动状态;

当物体的大小对所研究的问题不存在影响时，可将物体看作质点；

平均速度是位移与时间的比值，平均速率是路程与时间的比值。

本题考查了描述运动的一些基本概念，对于这些概念一定要深入理解其定义，尤其是加

强理解位移、平均速度等矢量概念的含义，注意平均速度与平均速率的区别，及看成质

点的条件。

3.【答案】B

【解析】解：AB.耕索对犁的拉力和犁对耕索的拉力是一对相互作用力，大小相等，

方向相反，与运动状态无关，故A错误，8正确；

CD、将拉力F分解到水平和竖直方向，可知在曲辕犁中：FX1=Fsina,Fyl=Feosa；

在直辕犁中，Fsin(i,F=Fcosp,因为则/<F,F>F,故CD

FX2=y2a</?,x2yly2

错误；

故选：Bo

耕索对犁的拉力和犁对耕索的拉力是一对相互作用力，大小相等；将拉力尸分解到水平

和竖直方向，根据角度关系得出两个方向的分力大小情况。

本题主要考查了受力分析的相关知识，理解一对相互作用力的大小关系，能够利用正交

分解的方法分析受力即可。

4.【答案】B

【解析】解：如图所示，设经过时间t影子的位移为x,根据相似三角形的知识有：|=

2

2vQt-gt

x

点光源小球

解得：x=4v0t-ix2gt2

故影子做初速度为4%,加速度为2g的匀减速直线运动，故B正确、ACD错误。

故选：Bo

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画出运动过程中某时刻t的球的位置与影子位置关系，设位移为X,由儿何关系确定出X的

表达式，根据表达式说明影子运动情况。

借助几何关系由相似三角形的知识是解决影子问题是一重要工具，注意对应的边要确保

准确。

5.【答案】C

【解析】解：甲车做匀加速直线运动，在0-匕时间内通过的位移为久=25僧，根据X=

[a片得：tx=5s

乙车做匀速直线运动，由％=叫得乙车的速度大小为v=F=vm/s=5m/s,故ABD

错误，C正确。

故选：Co

甲车做匀加速直线运动，在0-G时间内通过的位移为x=25m,根据x=：a中求出ti。

匕时刻两车相遇，由％="1求出乙车的速度大小。

本题要能根据x-t图象读出有用信息，知道在位移-时间图象中，倾斜的直线表示物体

做匀速直线运动，图象的斜率表示速度。要掌握匀变速直线运动的规律，并能熟练运用。

6.【答案】C

【解析】解：先对物体小受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；

再对M受力分析，受重力、m对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地

面对M有向上的支持力，共受到4个力；

故选：C.

对物体受力分析是指分析物体的受力情况同时画出受力的示意图，本题可以先对m受力

分析，再结合牛顿第三定律对M受力分析.

对物体受力分析可以按照先已知力，再重力，最后弹力和摩擦力，要结合弹力和摩擦力

的产生条件判断，本题中墙壁虽与小车接触，但无弹力.

7.【答案】C

【解析】解：设篮球通过第一个!、通过第二个?的时间分别为匕和t2

44

根据速度变化量^V=就可得：△V2：△%=灰："

篮球的运动逆向分析可以看作是自由落体运动，根据初速度为零的匀加速直线运动规律,

通过连续相等的位移所用时间之比等于1：(V2-1)：(V3-V2)：(2-V3)：……：(Vn-

Vn-1)

可得：bv?：△%=功：*1=武后=2+遍

则3＜竽＜4,故A3。错误，C正确；

故选:Co

逆向分析篮球的运动，可以看作是自由落体运动。根据初速度为零的匀加速直线运动的

规律和速度变化量△V=at求解。

本题主要是考查初速度为零的匀加速直线运动推论的应用。解答本题要掌握匀变速直线

运动的基本规律，掌握初速度为零的匀加速直线运动中，通过连续相等的位移内时间之

比。

8.【答案】B

【解析】解：设加速度为a，第一段时间内有：kv0=v0+at,x="效t

第二段时间内有：14x=k%x4t+ga(4t)2

联立解得：k=3,故4C。错误，8正确。

故选：B。

设运动的加速度为a,利用题干中的已知条件列出位移的两个方程，联立方程求解出k值.

常规的运动学公式的应用，利用在匀变速直线运动中平均速度和位移的关系得出位移，

结合比例关系，求出k值。

9.【答案】CD

【解析】解：CD、同学受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向与相对运动

方向相反，同学相对雪道下滑，则滑动摩擦力方向沿雪道向上，而支持力方向垂直雪道

向上，同学受到的弹力方向与摩擦力方向垂直，故CO正确；

AB,由以上分析，该同学受到的滑动摩擦力方向沿雪道向上，支持力方向垂直雪道向

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上；根据牛顿第三定律可知，雪道受到的摩擦力方向沿雪道向下，受到的弹力方向垂直

雪道向下，故AB错误。

故选：CD。

采用隔离法，按顺序对运动员进行受力分析，一般按照重力、弹力和摩擦力的顺序分析，

不能多出力，也不遗漏力。

解决本题的关键要掌握受力分析的一般顺序：重力、弹力和摩擦力。判断一个力是否存

在常常根据力的物质性，即力是物体对物体的作用，一个力找不施力物体，这个是不存

在的，是凭空想象出来的。

10.【答案】AC

【解析】

【分析】/C

以物体为研究对象进行受力分析，将重力按照实际作用效/

果正交分解，求解出正压力，然后根据滑动摩擦力的计算°

公式结合平衡条件求解。/8/乃

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一71

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。

【解答】

4、木块受重力、斜面4B的支持力、斜面BC的支持力、斜面48的摩擦力以及推力F的

作用，故4正确；

B、木块对U形槽的作用力大小等于力F与重力mg的合力，则大小大于mg,故8错误;

C、将重力按照实际作用效果正交分解，如图

故％=mgcos30°--^-mg

根据平衡条件可得：F=f="1=^^mg，故C正确；

D、木块对BC面的压力大小为：F2—mgcos60°—O.Smg,故。错误。

故选：AC.

11.【答案】ABD

【解析】解：4、若甲车的位移为|x时，由几何关系可知，相遇的时刻为琳=多,根据

oL

对称性，下一次相遇的时刻为91，此过程中甲车的位移为：X,故A正确；

XXO

B、如果甲乙两车在口时刻相遇，则化乙=；X；X-^X=X0,即=1，故B正确；

CD,若甲、乙两车在t<ti时间内能够相遇，则表示甲车追上乙车，由于甲车减速乙车

加速，此后乙车还会追上甲车，所以可以相遇两次，故C错误，。正确。

故选：ABD.

解决追及与相遇问题关键是分析清楚两物体的位移关系.两物体的位移之差等于初始时

的距离是两物体相遇的条件，此外，u-t图象中，面积表示位移.

本题主要考查了t图象，在”-t图像中纵轴截距表示初速度，斜率表示加速度，图

象与坐标轴围成的“面积”表示位移，抓住以上特征，灵活分析。

12.【答案】0.201-k20.95高于

【解析】解：(1)由表可知从第三次碰撞到第四次碰撞用时0.4s,则碰后弹起的时间为0.2s,

根据匀变速直线运动位移与时间关系，有八=Igt2=1x9.8x0.22m«0.20m

(2)设碰撞后弹起瞬间速度为ku,该次碰撞前瞬间速度大小为"，

则碰撞后的动能为]加(/^)2,该次碰撞前动能为户，所以每次碰撞损失的动能为

|m[v2-(/cv)2],是碰撞前动能的比值为号比=1-fc2

第3次碰撞前的速度u=gt=0.23g,第3次碰撞后的速度，=0.2g,所以卜=禺《

0.95

(3)由于存在空气阻力，使得实际弹起的高度变小，所以第(1)问计算的弹起高度高于实

际弹起高度。

故答案为：(1)0.20(2)1-fc2,0.95(3)高于

根据两次碰撞时间间隔可知乒乓球上升下降所需时间，根据匀变速公式求得高度，根据

动能的计算公式求得每次碰撞损失的动能与碰撞前动能的比值，由于存在空气阻力，使

得实际弹起的高度变小。

本题结合实际生活问题考查对动能的认识，关键在于审清题目，如碰撞时间间隔代表乒

乓球上升下降的时间。

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13.【答案】0.4890.485/V无

【解析】解：(1)弹簧拉力的增加量为：

AF=kAx=5x9.78x10-2/V=0.489N；

(2)根据题意可知，绳产生的拉力为：

-3

FOA=mAg=40xIOX9.80N=0.392N，

。8绳产生的拉力为：

FOB=^B9=30XIO-3x9.80/V=0.294/V,

力的合成图如图：

由图知合力F'=0.485W；

(3)在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以小钩码的重力对实验结果

无影响。

故答案为：(1)0.489(或写作049)(2)图见解析，0.485N(0.480N〜0.500N均可)⑶无

(1)根据胡克定律求弹簧弹力增加量；

(2)根据力的图示作力的合成图，根据作图得合力F'；

(3)求解的是弹簧弹力的变化量，与小钩码重力无关。

本题考查了验证力的平行四边形定则实验，会用力的图示法求合力和分析小钩码对实验

的影响是解题关键。

14.【答案】解：(1)以甲为研究对象，受到重力、支持力、

弹力和摩擦力，如图所示；

竖直方向根据平衡条件可得：M=mg

水平方向根据平衡条件可得：T=h

根据胡克定律可得：A=kx

根据摩擦力的计算公式可得：&=RM

联立解得：x=0.1m；

(2)以乙为研究对象，水平方向根据平衡条件可得：F=fi2mg+kx

解得：&=0」。

答：(1)此时弹簧的形变量为0.17H：

(2)乙与地面之间的动摩擦因数为0.1。

【解析】(1)以甲为研究对象进行受力分析，根据平衡条件、摩擦力的计算公式结合胡

克定律进行解答；

(2)以乙为研究对象，水平方向根据平衡条件求解动摩擦因数。

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。

15.【答案】解：(1)小球在外力作用下，应有：xj=1at2,%=砒1

2

撤去外力后匀减速运动，x2=vxt-^gt

①若撤去外力后，经过时间3小球在初始位置的上方，则对+犯=：/

联立解得：a=：g

②若撤去外力后，经过时间3小球在初始位置的下方，则与+尢2=-：/

联立解得：。=噌9

(3)经分析知：v2=v1-gt

①若撤去外力后，经过时间3小球在初始位置的上方，则

代入加速度得巧=lgtv2=-1gt

oo

则两者大小比值?=:

②若撤去外力后，经过时间3小球在初始位置的下方，则

代入加速度得%=.gt%=gt

则两者大小比值；

v2/

答：(1)若小球运动至初始位置上方，其在外力作用下运动的加速度大小是|g,若小球

O

第16页，共19页

运动至初始位置下方，其在外力作用下运动的加速度大小Vg；

(2)若小球运动至初始位置上方，匕与为大小的比值为|，若小球运动至初始位置下方,

巧与艺大小的比值为

【解析】(1)由于小球在外力的作用下向上做匀加速直线运动，可表示出小球在外力作

用阶段的位移和末速度，撤去外力后小球做竖直上抛，可表示出小球在撤去外力作用阶

段的位移，由于不知道小球会运动到初始位置的上方还是下方，需分类讨论，利用撤去

外力后到出发点的距离是外力作用下小球位移的三分之一分别建立等式关系，从而求解

出两种情况下的加速度；

(2)利用以=%+班分别表达出两种情况下小球在外力作用下末速度的大小，对两种作

比即可。

本题考查复杂的匀变速直线运动问题，特别注意小球运动过程中可能出现多种情况，需

对其分类讨论，并结合位移关系建立方程求解。

16.【答案】解：(l)7n受力平衡，由平衡条件得：

水平方向Fcos60。-TcosO=0

竖直方向Fsin60°—Tsind-mg-0

解得：9=30°

(2)M、m整体处于平衡状态，由平衡条件得

水平方向Fcos60。-/=0

竖直方向N+Fsin60°—Mg—mg=0

解得：M=2kg

答：(1)轻绳与水平方向的夹角。为30。；

(2)木块M的质量为2kg。

【解析】(1)由平衡条件，列出水平及竖直方向的等式，求解仇

(2)整体分析，求解木块质量。

本题考查共点力平衡，结合整体隔离思路，及正交分解烈士求解即可。

17.【答案】解：(1)摩托车速度减为5m/s所用的时间为t',

根据速度一时间公式得：t'=上也=3s=10s

此段时间内自行车的位移为：%1=vtt'=5x10m=50m

155

摩托车的位移：x2=生也=--m=100m