吉林省长春市东北师大附中2022-2023学年高一物理上学期期末试题（Word版附解析）

东北师大附中2022—2023学年高一年级（物理）科试卷

上学期期末考试

一、选择题（本题共12个小题，每个小题4分，共48分，每个小题的四个选项中，1-7题只有一个正确选项，8-12题至少有一个选项是正确的。全部答对的得4分，选对但不全得2分，有错选的不得分）

1. 曲线运动在生活中随处可见，关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　）

A. 若物体做圆周运动，则所受合力的大小一定不变，方向时刻改变

B. 若物体做平抛运动，则速度方向最终竖直向下

C. 斜抛运动是匀变速曲线运动，在任意相等的时间内速度的变化相同

D. 斜抛运动是变加速曲线运动，物体在某一点的速度方向，可能与它受到的合力方向相反

【答案】C

【解析】

【详解】A．若物体做匀速圆周运动，则所受合力的大小一定不变，方向时刻改变，若物体做变速圆周运动，合力的大小和方向一定变化，A错误；

B．若物体做平抛运动，则速度方向沿着切线方向，B错误；

C．斜抛运动的加速度是重力加速度，是匀变速曲线运动，在任意相等的时间内速度的变化相同，C正确；

D．斜抛运动是匀变速曲线运动，物体在某一点的速度方向一定沿切线方向，重力方向竖直向下，速度方向不可能与它受到的合力方向相反，D错误。

故选C。

2. 将甲、乙两个小球（可视为质点）在同一水平面相邻的两个位置先后以相同的初速度竖直向上抛出。若抛出点所在平面高度设为0，两小球的高度h与时间t的图像如图所示。根据图像所给的信息，下列说法正确的是（　　）

A. 甲回到抛出点的时刻为

B. 乙回到抛出点的时刻为

C. 乙距抛出点的最大高度为

D. 乙距抛出点的最大高度为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据题意可知，甲乙两球的图形一样，只是乙向右平移了一些，由图可知，时刻的虚线为对称轴，则乙回到抛出点的时刻为，则乙运动的时间为

则甲回到抛出点的时刻为，故A错误，B正确；

CD．根据题意，由公式可知，乙距抛出点的最大高度为

故CD错误。

故选B。

3. 如图所示，一轻质支架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角。一重为G的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　）

A. 支持力为 B. 支持力为 C. 摩擦力为 D. 摩擦力为

【答案】B

【解析】

【详解】根据题意，设每根斜杆的作用力为，对斜杆与横杆的结点受力分析如图所示

由平衡条件有

解得

对每根斜杆与地面的结点受力分析，如图所示

由平衡条件有

解得

故选B。

4. 如图所示，完全相同的三个物块A、B、C靠在一起放在水平地面上，在水平推力F的作用下运动。设A和B之间相互作用力与B和C之间相互作用力大小之比为k。有关k的值，下列判断正确的是（　　）

A.  B.  C.  D. 无法确定

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意，假设地面不光滑，设动摩擦因数为，由牛顿第二定律，对A、B、C整体有

解得

对B、C整体有

解得

对C有

解得

可知，与的大小与动摩擦因数无关，则无论有无摩擦力，都有

故选A。

5. 如图所示，光滑小球用水平轻软弹簧系在墙上，并恰好静止在倾角为30°的木板AB顶端，当木板AB突然向下撤除的瞬间，小球的加速度为（　　）

A. 0 B. 大小为，方向水平向右

C. 大小为，方向垂直于木板向下 D. 大小为，方向垂直于木板向下

【答案】D

【解析】

【详解】木板撤去前，小球处于平衡态，受重力、支持力和弹簧的拉力，如图所示

由平衡条件有

解得

木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力大小等于支持力N，方向与N反向，由牛顿第二定律可得

方向垂直于木板向下。

故选D。

6. 如图所示，倾角为30°斜面体置于粗糙水平面上。质量为m的光滑小球被与竖直方向成30°角的轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。重力加速度为g，在移动过程中（　　）

A. 细线对小球拉力逐渐变小

B. 斜面对小球支持力的最小值为

C. 地面对斜面体摩擦力的最大值为

D. 斜面体对地面的压力大小保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据题意，设绳子与斜面的夹角为，对小球受力分析，如图所示

由平衡条件有

可知，使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离时，增大，细线对小球拉力逐渐增大，斜面对小球支持力逐渐减小，开始时，，此时斜面对小球支持力最大，为

则斜面对小球支持力的最大值为，故AB错误；

CD．根据题意，以斜面为研究对象受力分析，如图所示

由平衡条件可得

由AB分析可知，逐渐减小，有最大值，最大值为，则、均逐渐减小，地面对斜面体摩擦力的最大值为

故D错误，C正确。

故选C。

7. 如图为某型号圆锥面型娱乐设施“魔盘”的侧视图，“魔盘”可绕中心轴转动。儿童坐在锥面上，“魔盘”从静止开始转动，转速逐渐增大。最大静摩擦跟正压力成正比，儿童可视为质点，下列说法正确的是（　　）

A. 玩乐的过程中，儿童受到的合外力方向时刻水平指向转轴

B. 其他条件相同时，儿童的质量越大越容易滑动

C. 当“魔盘”的转速增大到一定值时，儿童一定会向上滑动

D. “魔盘”加速转动的过程，儿童未发生滑动时，受到的摩擦力可能减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题意，只有在“魔盘”匀速转动且人未发生滑动时，人在做水平面上的匀速圆周运动，合外力提供向心力，人受到的合外力方向才水平指向转轴，故A错误；

B．“魔盘”匀速转动且人未发生滑动时，设向心加速度为，可分解为沿盘面方向的加速度

若“魔盘”转动的角速度较小，则在沿盘面方向，由牛顿第二定律有

解得

垂直于盘面方向加速度

垂直于盘面方向，由牛顿第二定律有

解得

其他条件相同时，儿童的质量越大，人受到的弹力就越大、则人受到的最大静摩擦力就越大，儿童越不容易滑动，故B错误；

C．由选项B分析可知，在人受到的摩擦力沿“魔盘”向上时，当“魔盘”的转速增大到一定值时，根据

可知随着“魔盘”匀速转动的角速度增大，人受到的摩擦力减小，但弹力增大、则人受到的最大静摩擦力就越大，反而越不容易向上滑动，故C错误；

D．由选项B分析可知，在人受到的摩擦力沿“魔盘”向上时，有

可知在“魔盘”加速转动的过程，若儿童未发生滑动时，人受到的摩擦力反而减小，故D正确。

故选D。

8. 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动。其结构示意图如图所示，活塞可沿水平方向往复运动。曲轴可绕固定的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活塞上的B点，若曲轴绕O点做匀速圆周运动，则（　　）

A. 曲轴和活塞运动周期相等

B. 活塞运动速度大小不变

C. A点和B点的速度大小始终相等

D. 当OA与AB共线时，B点的速度为零

【答案】AD

【解析】

【详解】A．曲轴转一周，活塞运动一个来回，即一个周期，所以它们的运动周期相等，故A正确；

BC．A、B点的速度分解为沿AB杆和垂直于杆方向，两速度与杆AB的夹角分别为α、β，如图所示

根据平行四边形定则可知，两点速度沿杆方向的速度分量相等，即

可得

由于曲轴转动时，α、β都在变化，是圆周运动的线速度大小不变，活塞速度大小不断变化，A点和B点的速度不可能始终相等，故BC错误；

D．由上述分析可知，当OA与AB共线时，，A点速度大小不变，B点速度为零，故D正确。

故选AD

9. 乘坐“空中缆车”饱览长春净月潭公园的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。若在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 小物块处于失重状态

B. 小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上

C. 小物块受到的静摩擦力为

D. 小物块受到的滑动摩擦力为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由于小物块和斜面保持相对静止，所以物块具有沿斜向上的加速度a，所以小物块处于超重状态，故A错误；

BCD．以物块为研究对象，小物块受竖直向下的重力mg，斜面的支持力N和斜面的摩擦力力f，方向沿斜面向上，且为静摩擦力，根据牛顿第二定律有

所以

故BC正确，D错误。

故选BC。

10. A、B两个物体的v－t图像分别如图中a、b所示，图线a是抛物线，图线b是直线，抛物线顶点的横坐标为，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，下列说法正确的是（　　）

A. 时刻A、B间的距离一定最大

B. 时间内A的加速度一直小于B的加速度

C. 时间内A的平均速度等于B的平均速度

D. 时间内A、B的位移大小之比为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据题意，由于不知道物体A、B初始状态的位置关系，则无法判断A、B间的距离变化情况，故A错误；

B．由图可知，的图像关于对称，由图像的斜率表示加速度可知，时间内A的加速度不是一直小于B的加速度，故B错误；

C．由题意可知，时间内图线a、b与横轴围成的面积相等，即时间内A、B的位移相等，则时间内A的平均速度等于B的平均速度，故C正确；

D．根据题意，由图可知，由于的图像关于对称，则有

则时间内A的位移大小为A总位移的一半，B的位移大小为B总位移的，由于A、B在时间内的位移相等，则时间内A、B的位移大小之比为，故D正确。

故选CD。

11. 质量为m的木板放在水平面上，一质量为2m的物块以水平速度从木板左端滑上木板，物块与木板之间的动摩擦因数为，木板与地面之间的动摩擦因数为，已知，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. 若物块不能从木板上滑下，仅增大物块的质量，木板相对于地面运动的总位移将增大

B. 若物块不能从木板上滑下，仅增大物块的质量，木板相对于地面运动的总位移将减小

C. 若物块能从木板上滑下，仅增大木板的质量，木板相对于地面运动的总位移将增大

D. 若物块能从木板上滑下，仅增大木板的质量，木板相对于地面运动的总位移将减小

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．由题意，设物块的质量为，木板的质量为，当物块冲上木板时，物块将做减速运动，对物块根据牛顿第二定律有

可得

对木板有

可得

木板将向前做匀加速直线运动，当物块与木板速度相等时，二者将一起减速直至停止。设它们达到速度相同时的速度为，则有

可得

此时木板对地位移为

二者一起减速时，根据牛顿第二定律，可得木板和物块一起减速的加速度为

木板的对地位移为

联立以上式子，可求得整个过程中，木板的对地位移为

由上式可知，若物块不能从木板上滑下，仅增大物块的质量，木板相对于地面运动的总位移将增大，故A正确，B错误；

CD．该选项可采极限思想的方法来判断，若物块能从木板上滑下，物块在木板上滑行时，仅增大木板的质量，若增大木板的质量非常大，将导致木板受到地面最大静摩擦力远大于或等于物块对它的滑动摩擦力，即

则物块滑上木板时，木板将保持静止不动，木板对地的位移将为变零，即木板相对于地面运动的总位移将减小，故C错误，D正确。

故选AD。

12. 如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，则(　　)

A. 若盒子在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为2π

B. 若盒子以周期π做匀速圆周运动，则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时，小球对盒子左侧面的力为4mg

C. 若盒子以角速度2做匀速圆周运动，则当盒子运动到最高点时，小球对盒子下面的力为3mg

D. 盒子从最低点向最高点做匀速圆周运动的过程中，球处于超重状态；当盒子从最高点向最低点做匀速圆周运动的过程中，球处于失重状态

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．在最高点，盒子与小球之间恰好无作用力，可知小球靠重力提供向心力，根据

得

A正确；

B．当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时，小球的右侧面对小球的压力提供做圆周运动的向心力，则小球对盒子右侧面有压力，而对左侧面无压力， B错误；

C．若盒子以角速度做匀速圆周运动，则当盒子运动到最高点时，根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律，则小球对盒子上面的力为3mg，C错误；

D．盒子从最低点向最高点做匀速圆周运动的过程中，加速度为向心加速度，其竖直分量先向上后向下，则球先处于超重状态，后处于失重状态；当盒子从最高点向最低点做匀速圆周运动的过程中，加速度的竖直分量先向下后向上，则球先处于失重状态，后超重状态，D错误。

故选A。

二、实验题（共2小题，每空2分，共12分）

13. 某同学在“探究求合力的方法”实验中，把白纸用图钉固定在木板上，再把橡皮条的一端用图钉固定在白纸上，另一端连接细绳套，如图所示。

（1）以下操作正确的是______。

A.实验时，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，再换一把弹簧秤拉橡皮条，不一定要拉到O点，只要橡皮条伸长的长度一样就可以

B.实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤的刻度

C.拉弹簧秤的力越大越好，两个弹簧秤之间夹角必须取90°，以便于算出合力的大小

D.实验中只需要记录弹簧秤的示数和细绳的方向

（2）某次实验中，弹簧秤C的指针位置如图甲所示，其示数为______N。

（3）在另一次实验中，两弹簧秤拉力的图示已作出（如图乙所示），方格每边的长度表示1.00N，O是橡皮条的一个端点。理论上合力F的大小为______N。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. B    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验时，为了使两次拉橡皮筋效果相同，要求两次都把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，故A错误；

B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故B正确；

C．实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非越大越好，两弹簧的夹角要适当，并非要求达到90°，非特殊角度也可，故C错误；

D．实验中需要记录弹簧秤的示数和细绳的方向及点的位置，故D错误。

故选B。

（2）[2]由图可知，弹簧秤最小刻度为，则如图甲所示，其示数为。

（3）[3]根据平行四边形法则作图，如图所示

可得，理论上合力F的大小为。

14. 如图（甲）所示，某实验小组利用数字测力计、定滑轮、动滑轮、砂桶（以及适量的细砂）和加速度传感器等实验仪器去测量物块A与木板B之间的动摩擦因数。将木板B固定在水平实验台上，调节木板边缘定滑轮的高度，使得连接物块A的细线平行于木板。已知当地的重力加速度为，不计细线、定滑轮和动滑轮的质量，忽略细线、滑轮间的摩擦。

（1）在实验的过程中______（填“必要”或“不必要”）测出砂桶和砂桶中细砂的总质量。

（2）若保持物块A的质量不变，砂桶中填装适量的细砂，打开数字测力计以及砂桶正下方的加速度传感器，由静止释放砂桶。记录下加速度传感器的数值a以及数字测力计的示数F。改变砂桶中细砂的量多次进行实验。作出a－F图像如图（乙）所示。那么物块A与木板B之间的动摩擦因数______；物块A的质量______kg。（结果均保留2位有效数字）

【答案】    ①. 不必要    ②. 0.30    ③. 0.60

【解析】

【详解】（1）[1]由于数字测力计直接测出细线的拉力，因此不必测出砂桶和砂桶中细砂的总质量。

（2）[2][3]由于物块A的加速度是砂桶加速度的2倍，根据牛顿第二定律可知

整理得

利用图像中的数据可得

，

解得

，

三、解答题（共3小题，其中15题8分、16题8分、17题10分、18题14分，共40分）

15. 5G通信技术将带来更安全、更智能的自动驾驶汽车。A、B两辆5G自动驾驶测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为，B车的速度大小为，如图所示。当A、B两车相距48m时，B车紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为，从此时开始计时，求

（1）过多长时间，A、B两车速度相同？

（2）A车追上B车所用的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意，设经过时间，A、B两车速度相同，由运动学公式可得

解得

（2）根据题意，由运动学公式可得，汽车B刹车停止的时间为

由运动学公式可得，汽车B刹车停止的位移为

此时，汽车A前进的位移为

又有

可见此时A车恰好追上B车，则A车追上B车所用的时间为

16. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？

（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？

【答案】（1）3m/s（2）1.2m

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据平抛运动规律可得

联立解得

（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s为

17. 游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学，如图所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处（如图）的乙同学恰好在第一次到达最低点b处接到，已知“摩天轮”半径为R，重力加速度为g，（不计人和吊篮的大小及重物的质量）。问：

(1)接住前重物下落运动的时间t=？

(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v=？

(3)乙同学在最低点处对地板的压力FN=？

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)重物做自由落体运动，由运动学公式知

解得

(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度为

(3)设支持力为F，由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得人对地板的压力

18. 如图所示，有一水平传送带以速度顺时针方向匀速转动，传送带AB长度，其右端连着一段光滑水平面BC，紧挨着BC的光滑水平地面上放置一辆质量的平板小车，小车上表面刚好与BC面等高。现将质量的煤块（可视为质点）轻轻放到传送带的左端A处，经过传送带传送至右端B后通过光滑水平面BC滑上小车。煤块与传送带间的动摩擦因数、煤块与小车间的动摩擦因数均为，重力加速度取。求：

（1）煤块从A点运动到B点所用的时间；

（2）煤块在传送带上运动时留下的划痕；

（3）若滑块刚好不从小车上掉下来，求小车的长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，对煤块，由牛顿第二定律有

解得

由运动学公式可得，煤块与传送带速度相等的时间为

此时，煤块的位移为

可知，煤块加速结束时还未到达B点，则剩下的部分煤块与传送带一起匀速运动，所用时间为

则煤块从A点运动到B点所用的时间为

（2）根据题意可知，传送带在煤块匀加速运动时，通过的位移为

则煤块在传送带上运动时留下的划痕为

（3）根据题意可知，煤块以的速度滑上小车，由牛顿第二定律，对煤块有

解得

对小车有

解得

设煤块经过时间与小车共速，由可得

解得

煤块的位移为

小车的位移为

则小车的长度的为