人教版高一物理上学期期末考试试题附答案

人教版高一物理上学期期末考试试题附答案一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.下列物理量中，属于矢量的是（）A.质量B.时间C.路程D.加速度答案：D解析：矢量是既有大小又有方向的物理量，加速度既有大小又有方向，是矢量；而质量、时间、路程只有大小没有方向，是标量。2.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，所以引入这个概念没有多大意义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.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点答案：D解析：质点是一个理想化模型，虽然实际上并不存在，但引入这个概念可以简化问题的研究，有重要意义，A错误；物体能否看作质点与物体的体积大小无关，关键看物体的形状和大小对所研究的问题是否属于无关或次要因素，B错误；轻小的物体不一定能看作质点，C错误；如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点，D正确。3.关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（）A.速度变化越大，加速度就越大B.速度变化越快，加速度越大C.加速度大小不变，速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小，速度大小也不断变小答案：B解析：加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，而不是速度变化越大加速度就越大，A错误，B正确；加速度大小不变，速度方向可能改变，例如平抛运动，加速度始终为重力加速度，方向竖直向下，但速度方向时刻改变，C错误；当加速度方向与速度方向相同时，加速度大小不断变小，速度仍然不断增大，D错误。4.一个物体从静止开始做匀加速直线运动，它在第1s内与第2s内的位移之比为$x_1:x_2$，在走完第1m时与走完第2m时的速度之比为$v_1:v_2$，以下说法正确的是（）A.$x_1:x_2=1:3$，$v_1:v_2=1:2$B.$x_1:x_2=1:3$，$v_1:v_2=1:\sqrt{2}$C.$x_1:x_2=1:4$，$v_1:v_2=1:2$D.$x_1:x_2=1:4$，$v_1:v_2=1:\sqrt{2}$答案：B解析：根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式$x=\frac{1}{2}at^{2}$，第1s内的位移$x_1=\frac{1}{2}a\times1^{2}=\frac{1}{2}a$，前2s内的位移$x=\frac{1}{2}a\times2^{2}=2a$，则第2s内的位移$x_2=2a\frac{1}{2}a=\frac{3}{2}a$，所以$x_1:x_2=1:3$；根据$v^{2}=2ax$，走完第1m时$v_1^{2}=2a\times1$，走完第2m时$v_2^{2}=2a\times2$，可得$v_1:v_2=1:\sqrt{2}$，B正确。5.如图所示，一个物体沿固定斜面匀速下滑，关于物体所受的力，下列说法中正确的是（）A.物体所受合力的方向沿斜面向下B.物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下C.物体所受的重力和支持力大小相等D.物体匀速下滑的速度越大，表明它所受的摩擦力越小答案：B解析：物体沿固定斜面匀速下滑，处于平衡状态，所受合力为零，A错误；物体受重力、支持力和摩擦力，重力和支持力的合力与摩擦力等大反向，而摩擦力沿斜面向上，所以重力和支持力的合力方向沿斜面向下，B正确；物体所受重力和支持力大小不相等，重力大于支持力，C错误；物体匀速下滑，摩擦力$f=mg\sin\theta$（$\theta$为斜面倾角），与速度大小无关，D错误。6.如图所示，用水平力F把重为G的木块紧压在竖直墙壁上静止不动，不计手指与木块间的摩擦力，当把水平力F增大时，下列说法正确的是（）A.木块所受墙面的弹力增大B.木块所受墙面的摩擦力增大C.木块所受墙面的弹力不变D.木块所受墙面的摩擦力减小答案：A解析：对木块进行受力分析，木块受重力G、水平力F、墙面的弹力N和墙面的摩擦力f。在水平方向上，$N=F$，当F增大时，墙面的弹力N增大，A正确，C错误；在竖直方向上，木块静止，$f=G$，重力不变，所以摩擦力不变，B、D错误。7.如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为$30^{\circ}$的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为（）A.0B.$\frac{2\sqrt{3}}{3}g$C.gD.$\frac{\sqrt{3}}{3}g$答案：B解析：在木板撤离前，小球受重力、弹簧的弹力和木板的支持力处于平衡状态。对小球进行受力分析，将支持力$N$和弹簧弹力$F$沿水平和竖直方向分解，可得$N\cos30^{\circ}=mg$，$N\sin30^{\circ}=F$。当木板AB突然向下撤离的瞬间，弹簧的弹力不变，木板的支持力消失，此时小球所受合力与原来木板的支持力等大反向。根据牛顿第二定律$F_{合}=ma$，$N=\frac{mg}{\cos30^{\circ}}=\frac{2\sqrt{3}}{3}mg$，所以$a=\frac{N}{m}=\frac{2\sqrt{3}}{3}g$，B正确。8.如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，它们同时沿竖直墙面下滑，已知$m_A>m_B$，则物体B（）A.只受一个重力B.受到重力、摩擦力各一个C.受到重力、弹力、摩擦力各一个D.受到重力、摩擦力各一个，弹力两个答案：A解析：A、B两物体沿竖直墙面下滑，与墙面之间没有弹力，因为墙面与物体之间没有挤压。A、B之间也没有弹力和摩擦力，若A、B之间有弹力和摩擦力，那么A、B的加速度就会不同，而实际上它们一起做自由落体运动，加速度都为重力加速度g，所以物体B只受重力，A正确。9.下列关于力的说法中，正确的是（）A.力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在B.物体之间发生作用时，不一定互相接触C.一个物体只能受一个力的作用D.一个物体施力的同时也一定受力答案：ABD解析：力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在，A正确；物体之间发生作用时，不一定互相接触，例如磁铁之间的磁力，B正确；一个物体可以同时受多个力的作用，C错误；力的作用是相互的，一个物体施力的同时也一定受力，D正确。10.如图所示，物体A和B叠放在水平面上，在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动，已知$F=10N$，则（）A.物体A受到的摩擦力大小为10NB.物体B受到的摩擦力大小为10NC.地面对物体B的摩擦力大小为10ND.A与B之间的摩擦力为0答案：CD解析：对A进行受力分析，A做匀速直线运动，在水平方向上合力为零，所以A不受摩擦力，A错误，D正确；对A、B整体进行受力分析，整体做匀速直线运动，在水平方向上受到拉力F和地面对B的摩擦力$f$，且$f=F=10N$，B错误，C正确。11.甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，其速度时间图象如图所示，其中$t_2=2t_1$，则（）A.在$t_1$时刻，甲、乙两物体相遇B.在$t_1$时刻，甲、乙两物体速度相等C.在$t_2$时刻，甲、乙两物体相距最远D.在$t_2$时刻，甲、乙两物体相遇答案：BD解析：在$t_1$时刻，甲、乙两物体速度相等，B正确；速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，在$t_1$时刻之前，乙的速度大于甲的速度，乙的位移大于甲的位移，两物体没有相遇，A错误；在$t_2$时刻之前，乙的速度大于甲的速度，两者距离逐渐增大，在$t_2$时刻，甲、乙两物体的位移相等，两物体相遇，之后甲的速度大于乙的速度，两物体距离逐渐减小，所以在$t_2$时刻，甲、乙两物体相遇，C错误，D正确。12.如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板上放一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为$\mu$，现给木块一个水平向右的拉力F，以下说法正确的是（）A.当$F<\mumg$时，木块和木板一起做加速运动B.当$F>\mumg$时，木块和木板发生相对滑动C.当$F>\mu(M+m)g$时，木块和木板发生相对滑动D.无论F多大，木板的加速度都不会超过$\mug$答案：ACD解析：当$F<\mumg$时，木块和木板之间的摩擦力小于最大静摩擦力，两者相对静止，一起做加速运动，A正确；对木板进行受力分析，木板的最大加速度$a_{max}=\frac{\mumg}{M}$，当整体的加速度$a=\frac{F}{M+m}>\frac{\mumg}{M}$，即$F>\mu(M+m)g\frac{m}{M}$时，木块和木板发生相对滑动，B错误，C正确；木板的加速度$a=\frac{f}{M}$，而$f\leqslant\mumg$，所以木板的加速度$a\leqslant\frac{\mumg}{M}\leqslant\mug$（当$M\geqslantm$时），无论F多大，木板的加速度都不会超过$\mug$，D正确。二、实验题（本题共2小题，共15分）13.（7分）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度线跟“0”计数点对齐。（1）由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离分别为$d_1=$______cm，$d_3=$______cm，$d_5=$______cm。（2）计算小车通过计数点“2”的瞬时速度$v_2=$______m/s。（结果保留两位有效数字）答案：（1）1.20；5.40；12.00（2）0.21解析：（1）根据刻度尺的读数规则，要估读到分度值的下一位，可得$d_1=1.20$cm，$d_3=5.40$cm，$d_5=12.00$cm。（2）相邻两计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔$T=0.1$s。根据匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得$v_2=\frac{d_3d_1}{2T}=\frac{5.401.20}{2\times0.1}\times10^{2}m/s=0.21$m/s。14.（8分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：（1）某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要和不正确的是______。A.首先要平衡摩擦力，使小车受到合力就是细绳对小车的拉力B.平衡摩擦力的方法就是在塑料小桶中添加砝码，使小车能匀速滑动C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力D.实验中通过在塑料小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力E.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源（2）某组同学实验得出数据，画出$aF$图象如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是______。答案：（1）BCE（2）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够解析：（1）要使小车受到的合力等于细绳对小车的拉力，首先要平衡摩擦力，A正确；平衡摩擦力的方法是不挂塑料小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速直线运动，B错误；平衡摩擦力后，每次改变拉小车拉力不需要重新平衡摩擦力，C错误；实验中通过在塑料小桶中增加砝码来改变小车受到的拉力，D正确；实验中应先开打点计时器的电源，然后再放小车，E错误。（2）由$aF$图象可知，当拉力F不为零时，加速度a为零，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。三、计算题（本题共4小题，共37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，答案中必须明确写出数值和单位）15.（8分）汽车以$10m/s$的速度在平直公路上匀速行驶，刹车后经2s速度变为$6m/s$，求：（1）刹车后2s内前进的距离及刹车过程中的加速度；（2）刹车后前进9m所用的时间。解：（1）根据匀变速直线运动的位移公式$x=v_0t+\frac{1}{2}at^{2}$和速度公式$v=v_0+at$。已知$v_0=10m/s$，$t=2s$，$v=6m/s$。由$v=v_0+at$可得加速度$a=\frac{vv_0}{t}=\frac{610}{2}m/s^{2}=2m/s^{2}$。刹车后2s内前进的距离$x=v_0t+\frac{1}{2}at^{2}=10\times2+\frac{1}{2}\times(2)\times2^{2}m=16m$。（2）根据$x=v_0t+\frac{1}{2}at^{2}$，将$x=9m$，$v_0=10m/s$，$a=2m/s^{2}$代入可得：$9=10tt^{2}$，即$t^{2}10t+9=0$。解得$t_1=1s$，$t_2=9s$。汽车刹车到停止所需时间$t_0=\frac{0v_0}{a}=\frac{010}{2}s=5s$，$t_2=9s>5s$，舍去。所以刹车后前进9m所用的时间为1s。16.（9分）如图所示，质量为$m=2kg$的物体静止在水平地面上，受到与水平方向成$\theta=37^{\circ}$、大小$F=10N$的拉力作用，物体移动了$x=2m$，已知物体与地面间的动摩擦因数$\mu=0.3$，（$\sin37^{\circ}=0.6$，$\cos37^{\circ}=0.8$，$g=10m/s^{2}$）求：（1）拉力F对物体所做的功；（2）摩擦力对物体所做的功；（3）合外力对物体所做的功。解：（1）拉力F对物体所做的功$W_F=Fx\cos\theta=10\times2\times0.8J=16J$。（2）对物体进行受力分析，在竖直方向上$N+F\sin\theta=mg$，则$N=mgF\sin\theta=2\times1010\times0.6N=14N$。摩擦力$f=\muN=0.3\times14N=4.2N$。摩擦力对物体所做的功$W_f=fx=4.2\times2J=8.4J$。（3）重力和支持力不做功，合外力对物体所做的功$W_{合}=W_F+W_f=168.4J=7.6J$。17.（10分）如图所示，质量为$M=4kg$的木板静止在光滑水平面上，一个质量为$m=2kg$的滑块以$v_0=10m/s$的初速度从木板的左端滑上木板，滑块与木板间的动摩擦因数$\mu=0.4$，$g=10m/s^{2}$。求：（1）若木板足够长，滑块在木板上滑动时，滑块和木板的加速度大小；（2）若木板足够长，滑块与木板达到共同速度时，滑块的位移大小；（3）若木板长$L=6m$，滑块能否从木板上滑下？若能，求滑块离开木板时滑块和木板的速度大小；若不能，求滑块和木板达到共同速度时所用的时间。解：（1）对滑块进行受力分析，根据牛顿第二定律$ma_1=\mumg$，可得滑块的加速度$a_1=\mug=0.4\times10m/s^{2}=4m/s^{2}$，方向与速度方向相反。对木板进行受力分析，根据牛顿第二定律$Ma_2=\mumg$，可得木板的加速度$a_2=\frac{\mumg}{M}=\frac{0.4\times2\times10}{4}m/s^{2}=2m/s^{2}$，方向与滑块的速度方向相同。（2）设滑块与木板达到共同速度所用时间为t，共同速度为v。根据$v=v_0a_1t$，$v=a_2t$，可得$v_0a_1t=a_2t$，即$104t=2t$，解得$t=\frac{5}{3}s$。滑块的位移$x_1=v_0t\frac{1}{2}a_1t^{2}=10\times\frac{5}{3}\frac{1}{2}\times4\times(\frac{5}{3})^{2}m=\frac{50}{3}\frac{50}{9}m=\frac{100}{9}m\approx11.1m$。（3）假设滑块能从木板上滑下，设滑块离开木板时滑块的速度为$v_1$，木板的速度为$v_2$，所用时间为$t'$。滑块的位移$x_1=v_0t'\frac{1}{2}a_1t'^{2}$，木板的位移$x_2=\frac{1}{2}a_2t'^{2}$，且$x_1x_2=L$。即$v_0t'\frac{1}{2}a_1t'^{2}\frac{1}{2}a_2t'^{2}=L$，$10t'\frac{1}{2}\times4t'^{2}\frac{1}{2}\times2t'^{2}=6$，$10t'3t'^{2}=6$，$3t'^{2}10t'+6=0$。解得$t'_1=\frac{5+\sqrt{7}}{3}s$，$t'_2=\frac{5\sqrt{7}}{3}s$。$v_1=v_0a_1t'$，当$t'=\frac{5\sqrt{7}}{3}s$时，$v_1=104\times\frac{5\sqrt{7}}{3}m/s=\frac{10+4\sqrt{7}}{3}m/s\approx6.2m/s$，$v_2=a_2t'=2\times\frac{5\sqrt{7}}{3}m/s=\frac{102\sqrt{7}}{3}m/s\approx1.3m/s$。所以滑块能从木板上滑下，滑块离开木板时滑块的速度约为$6.2m/s$，木板的速度约为$1.3m/s$。18.（10分）如图所示，在倾角为$\theta=37^{\circ}$的足够长的固定斜面底端，一小物块以某一初速度沿斜面上滑，一段时间后返回到出发点。若物块上滑所用时间$t_1$和下滑所用时间$t_2$的比值为$\frac{t_1}{t_2}=\frac{1}{\sqrt{2}}$，取$\sin37^{\circ}=