1、甘肃省兰州市第一中学2020-2021学年高一物理上学期期末考试试题 理（含解析）第I卷（选择题共48分）一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意。1. 下列各物理量中属于矢量一组的是（ ）A. 弹力、长度B. 质量、位移C. 动摩擦因数、时间D. 摩擦力、加速度【答案】D【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量弹力是矢量，长度是标量，故A错误；质量是标量，位移是矢量，故B错误；动摩擦因数和时间是标量，故C错误；摩擦力和加速度都是矢量，故D正确，ABC错误2. 一个可视为质点的小石块从塔顶自由下落，它在最后一秒内的位移是30m（取
2、g=10m/s2）则（）A. 石块的末速度是30m/sB. 石块的末速度是35m/sC. 石块的下落时间是3sD. 石块下落过程中的平均速度为15m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】C设塔顶距地面的高度为h，下落时间为t，根据位移公式得解得，故C错误；AB石块的末速度是故A错误，B正确；D石块下落过程中的平均速度为故D错误。故选B。3. 甲、乙两辆汽车在同一平直的公路上做直线运动，t0时刻同时经过公路旁的同一个路标如图所示为描述两车运动的vt图像，下列说法正确的是A. 在 010 s内两车运动方向相反B. 在 1020 s内两车距离逐渐增大C. 在 t10 s时两车在公路上相遇D. 在 5
3、15 s内两车的位移相等【答案】D【解析】【分析】t=0时刻两车同时经过公路旁的同一个路标，根据速度大小关系分析两车之间距离如何变化根据速度图象的“面积”表示位移，判断位移关系【详解】A010s内，两车的速度均为正值，可知方向相同，选项A错误；B C在 010 s内，乙的速度大于甲的速度，两者之间的距离逐渐增大，1020s内，甲的速度大于乙的速度，两者之间的距离又逐渐减小，可知在t=10s时，两车相距最远故BC错误；D由图象可知，在515 s内，两图线与时间轴围成的面积相等，两车的位移相等，故D正确；故选D【点睛】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴
4、围成的面积表示位移4. 如图所示的装置中，A、B两物块的质量分别是、，弹簧和绳的质量均不计，绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度，则下列说法正确的是（ ）A. 固定物块A，物块B处于静止状态时，弹簧的弹力大小为20NB. 固定物块B，物块A处于静止状态时，弹簧的弹力大小为30NC. 先固定物块A，待A、B均静止时再释放A，释放的瞬间弹簧的弹力大小为10ND. 物块A、B和弹簧一起稳定运动的过程中，弹簧的弹力大小为15N【答案】C【解析】【分析】【详解】A固定物块A，B处于平衡状态，根据平衡条件，可知弹簧的弹力大小等于B的重力大小，为10N，A错误；B固定物块B，A处于平衡状态，根据平衡条件，可知弹
5、簧的弹力大小等于A的重力大小，为20N，B错误；C先固定物块A，由B项分析，可知弹簧弹力大小为10N，在释放物块A的一瞬间，弹簧的弹力大小不变，仍为10N，C正确；D物块A、B和弹簧一起稳定运动的过程中，根据牛顿第二定律，对A有：对B有：联立解得弹簧的弹力大小N，D错误。故选C。5. 一本书静止在水平桌面上，则（）A. 书对桌面的压力和书的重力大小相等，它们是一对平衡力B. 书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力C. 书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力D. 书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力【答案】D【解析】【分析】【详解】A书对桌面的压力和书的重
6、力大小相等，它们不是一对平衡力，也不是相互作用力，故A错误；B书受重力和支持力，两力等大反向，为一对平衡力，故B错误；CD书对桌面的压力和桌面对书的支持力是两个物体间的相互作用，为一对相互作用力，故C错误，D正确。故选D。【点睛】作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失，理解牛顿第三定律与平衡力的区别。作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。6. 各个面都光滑的直角三角体 A 放在光滑的斜面 B 上时，恰好使一直角边水平，如图所示，将个小球置于该光
7、滑直角边水平面上，然后将三角体 A 由静止释放，则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是 （ ）A. 平行斜面向下的直线B. 竖直向下的直线C. 无规则曲线D. 垂直斜面的直线【答案】B【解析】【分析】【详解】由于直角三角体的水平面是光滑的，A又是放在光滑的斜面上，当斜面体A在光滑的斜面B上下滑时，小球由于只在竖直方向受力，故小球在碰到斜面之前的运动轨迹是竖直向下的直线则B选项正确C.无规则曲线D.垂直斜面的直线7. 如图所示，小红在玩跳房子游戏则小红（）A. 在地面上向下蹲的过程中于失重状态B. 在地面上向上起跳至脱离地面前处于超重状态C. 在空中上升过程中处于超重状态D. 在空中下降的过程中处于失
8、重状态【答案】D【解析】【分析】【详解】A在地面上向下蹲的过程中，先加速向下，在减速向下，加速度先向下后向上，则先失重后超重，选项A错误； B在地面上向上起跳至脱离地面前，先超重，后失重，选项B错误；C在空中上升的过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C错误； D在空中下降的过程中，加速度向下，处于失重状态，选项D正确。故选D。8. 如图，用一根轻绳将一副重为16N的画框对称地竖直悬挂在墙壁光滑钉子上，画框上两个挂钉间距为0.6m。已知绳能承受的最大拉力为10N，要使绳子不会被拉断，绳子的最短长度是（）A. 0.6mB. 0.8mC. 1.0mD. 1.2m【答案】C【解析】【分析】【详解】对
9、画（含画框）受力分析图，如图所示受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态，当F=Fmax=10N时，对应于细绳不被拉断的最小长度x由平衡条件有，两个大小相等的细绳拉力F的合力为F合=mg=16N由相似三角形的相似比有其中l=0.6m，解得x=1.0m，故C正确，ABD错误。故选C。二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有不少于两个选项符合题意。全部选对得4分，漏选得2分，错选和不答的得0分。9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（）A. 在时刻两车速度相等B. 从0到时间内，两车走过路程相等C. 从
10、到时间内，两车走过的路程相等D. 在到时间内的某时刻，两车速度相等【答案】CD【解析】【分析】【详解】Axt图象的斜率表示速度，在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率，所以乙车的速度大于甲车速度，故A错误；B从0到t1时间内，乙车走过的路程为xt10，甲车走过的路程为xt1x1，两车走过的路程不相等，故B错误；C从t1到t2时间内，两车走过的路程均为x2x1，路程相等，故C正确；D根据图象可知，在t1时刻乙图象的斜率大于甲图象的斜率，在t2时刻乙图象的斜率小于甲图象的斜率，在t1到t2时间内的某时刻二者的斜率相同，此时两车速度相等，故D正确。故选CD。10. 如图所示是皮带传动装置示意图，A为
11、主动轮，B为从动轮。关于A轮边缘上P点、B轮边缘上Q点，受摩擦力的方向，下列说法中正确的是（）A. P点所受摩擦力的方向与转动方向相反B. P点所受摩擦力的方向和转动方向相同C. Q点所受摩擦力的方向和转动方向相反D. Q点所受摩擦力的方向与转动方向相同【答案】AD【解析】【分析】【详解】A为主动轮，A轮边缘上P点受到皮带的阻碍，所P点所受摩擦力的方向和转动方向相反；B为从动轮，B轮边缘上Q点在皮带的带动下转动，因此Q点所受摩擦力的方向与转动方向相同，故AD正确，BC错误。故选AD11. 一小船在静水中的速度为8m/s，要渡过宽为80m、水流速度为6m/s的河流，下列说法正确的是（）A. 小船
12、渡河的最短时间为8sB. 小船渡河的最短时间为10sC. 若小船在静水中的速度增大，则小船渡河的最短路程不变D. 若小船在静水中的速度比水流速度小，则小船渡河的最短路程不变【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB当船头指向正对岸时渡河时间最短，且最短时间为 B正确，A错误；C由于船速大于水流的速度，因此小船渡河的最短路程是到达正对岸，若小船在静水中的速度增大，则小船渡河的最短路程不变，C正确；D若小船在静水中的速度比水流速度小，则小船不能到达正对岸，因此渡河的最短路程改变，D错误。故选BC。12. 如图所示，斜面体A静止在水平面上，质量为m的滑块B在外力和的共同作用下沿斜面向下运动，当方向水平
13、向右，方向沿斜面向下时，地面对斜面体摩擦力的方向水平向左，则下列说法正确的是（）A. 若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右B. 若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右C. 若只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力减小D. 若同时撤去和，滑块B所受合力方向一定沿斜面向下【答案】CD【解析】【分析】【详解】当斜劈A表面光滑（设斜面的倾角为，A的质量为mA，B的质量为mB），对A分析有A撤去前有如果撤去，使A相对地面发生相对运动趋势的外力大小是因为所以A所受地面的摩擦力仍然是静摩擦力，为其方向仍然是向左而不可能向右，故A错误；B
14、如果撤去，在物体B仍向下运动的过程中，使A相对地面有向右滑动趋势的外力是与是否存在无关；所以撤去，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面的摩擦力应该保持不变，方向仍然向左，故B错误；C由A选项的分析可知只撤去，在滑块B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力减小；故C正确；D若同时撤去和，滑块B沿斜面方向只有沿斜面向下的重力的分力。故合力方向一定沿斜面向下，故D正确。当斜劈A上表面粗糙时（设A表面的动摩擦因数为），在斜劈A表面粗糙的情况下，B在F1、F2共同作用下沿斜面向下的运动就不一定是匀加速直线运动，也可能是匀速直线运动。根据题意知在B沿斜劈下滑时，受到A对它弹力FN和滑动摩擦力f1，根据牛顿
15、第三定律，这两个力反作用于A，斜劈A实际上就是在这两个力的水平分力作用下有相对地面向右运动的趋势的，所以又因为所以即A如果撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，有假设此时A受的摩擦力fA方向向左，则即所以假设成立斜劈A有相对地面向右运动的趋势，摩擦力方向是向左，故A错误；B无论A表面是否粗糙，F2的存在与否对斜劈受地面摩擦力大小和方向都没有影响，故撤去F2后，斜劈A所受摩擦力大小和方向保持不变，仍向左，故B错误；C撤去F1前有结合A选项分析可知撤去F1后FN变小，故fA变小，故C正确；D同时撤出F1和F2，由以上分析可以知道所以物体B所受的合力沿斜面向下，故D正确。综上分析可知无论斜劈A上表面
16、是否光滑CD均正确，AB均错误。故选CD。第II卷（非选择题共52）三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。13. 在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图装置，如图1中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。(1)往沙桶中加入一定量的沙子，当M与m的大小关系满足_时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；在释放小车_（选填“之前”“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点；(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图2，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出
17、，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小是_m/s2，当打点计时器打B点时小车的速度是_m/s。（结果保留三位有效数字）【答案】 (1). (2). 之前 (3). 0.390 (4). 0.377【解析】【分析】【详解】(1)1当时，可近似认为绳对小车拉力大小等于沙桶和沙的重力。2先通电后释放小车。这样可以提高纸带的利用率。(2)3根据加速度公式得4 根据速度公式得14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作
18、平抛运动的初速度为_m/s。（g取9.8 m/s2）(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s。（g取10m/s2）【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). 1.6m/s (4). 1.47m/s (5). 1.96m/s【解析】【分析】【详解】(1)1 2为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。(2)3分析图乙，O点为抛出点，取坐标点x=32.0cm=0.32my=19.6cm
19、=0.196m在竖直方向上水平方向上x=v0t代入数据解得小球平抛初速度v0=1.6m/s(3)4 5分析图丙L=5cm=0.05m由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知y=2L由匀变速直线运动的推论y=gT2可得初速度根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度四、解答题：本题共4小题，共34分。解答时请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. 如图所示，一个质量m4kg的小物块放在水平地面上。对小物块施加
20、一个F=10N的恒定拉力，使小物块做初速度为零的匀加速直线运动，拉力与水平方向的夹角=37，小物块与水平地面间的动摩擦因数=0.20，已知sin37=0.60，cos37=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)小物块运动过程中加速度的大小；(2)小物块运动4.0s位移的大小。【答案】(1)0.3m/s2；(2)2.4m【解析】【分析】【详解】(1)根据牛顿第二定律，有联立解得a=0.3m/s2(2)小物块运动4.0s的位移16. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，从水平飞出时开始计时，经t=3.0s落到斜坡上的A点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平
21、面的夹角=37，运动员看成质点，不计空气阻力取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求： （1）A点与O点的距离L；（2）运动员离开O点时的速度大小V1及落到A点时的速度大小V2【答案】 L75m；v020m/s；vm/s，方向与水平方向的夹角为：arctan【解析】试题分析：运动员从O点水平飞出后，做平抛运动至A点，在竖直方向上，根据自由落体运动规律可知，运动员下落的高度为：h 根据图中几何关系可知：L 由式联立解得A点与O点间的距离为：L75mA点与O点间的水平距离为：x 在水平方向上运动员做匀速运动，所以有：v0 由式联立解得运动员离开O点时的速率为：v020
22、m/s在竖直方向上vygt30m/s所以运动员落到A点时的速度大小为：vm/s设其方向与水平方向的夹角为，则：tan，即arctan考点：本题主要考查了平抛运动规律的应用问题，属于中档题17. 如图所示，传送带与地面夹角37，从A到B长度为L10.25 m，传送带以v010 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m0.5 kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 370.6，g10 m/s2，求：(1)煤块从A到B的时间；(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成痕迹的长度。【答案】(1)1.5 s；(2)5 m【解析】【
23、分析】【详解】(1)煤块刚放上时，受到向下的摩擦力，其加速度为煤块加速至与传送带速度相等时需要的时间为发生的位移为达到v0后，受到向上的摩擦力，则解得：；煤块从A到B的时间为(2)第一过程痕迹长为第二过程痕迹长x1与x2部分重合，故痕迹总长为5 m。18. 如图所示，光滑水平面上静止放着长L1.6 m，质量为M3 kg的木板(厚度不计)，一个质量为m1 kg的物块放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（g取10 m/s2) (1)为使物块与木板不发生相对滑动，拉力F应满足什么条件？(2)如果拉力恒定为F10 N，为使物块不从木
24、板上滑下，求拉力的最长作用时间？【答案】F4N 0.8s【解析】【分析】隔离对小物体分析，求出它的临界加速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出拉力的最大值；木板在恒力F的作用下由静止开始向右加速运动，滑块受摩擦力作用相对地面也向右匀加速滑动，由牛顿第二定律求出木板的加速度大于滑块的加速度，所以在力F作用时间内木板的速度必大于滑块的速度，若力F作用一段时间停止后，木块继续做匀加速运动，木板做匀减速运动，当两者的速度恰好能够相等并且木块滑到木板最右端时达到下滑的临界状态，这时木块相对于木板的位移为L，则力F作用在木板上的时间就是最短时间，对系统研究，根据动量定理列出时间与速度的关系式，根据动能定理列出木板滑行距离速度，由运动学公式列出时间与木板滑行距离与时间的关系，再联立求解时间；【详解】解：(1) 设物块与木板不发生相对滑动的最大加速度为a对小物体由牛顿第二定律：对整体由牛顿第二定律得：解得：为使物块与木板不发生相对滑动，拉力F应满足(2)设木块滑到木板最右端速度恰好与木板相同时，水平力作用的时间为t，相同速度v，此过程木板滑行的距离为S对系统：根据动量定理得： 根据动能定理得： 又由牛顿第二定律得到木板加速运动的加速度为： 此过程木板通过的位移为： 联立上述四式得