黑龙江哈尔滨市东方红中学2022-2023高一上学期期末物理试题（含解析）

哈尔滨市东方红中学2022-2023高一上学期期末物理试题（含解析）
一、单选题
1．重力分别为50 N和60 N的木块A、B间连接有水平轻弹簧，两木块静止在水平面上，A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.25，弹簧被拉长了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m。现用大小为F＝5 N、方向水平向右的拉力作用在木块B上，如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后木块A、B所受的摩擦力的大小分别是（　　）
A．8 N　3 N B．8 N　8 N C．8 N　13 N D．0　0
2．如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点．设小滑块所受支持力为N，则下列判断正确的是（ ）
A．F缓慢增大 B．F缓慢减小 C．N不变 D．N缓慢减小
3．一辆汽车向西行驶8km，又向南行驶了6km．则这辆汽车通过的路程和位移的大小分别是
A．14km ，10km B．10km ，2km
C．14km ，2km D．2km ，10km
4．对于匀变速直线运动的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．速度随时间均匀变化 B．在相等的时间内的位移大小相等
C．速度变化量是一个恒量 D．速度方向一定不变
5．关于速度、速度的变化量和加速度的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．速度的变化量Δv越大，则加速度也越大
B．做加速运动的物体，当加速度减小时，物体的速度增大
C．当速度的变化量的方向为正方向时，加速度的方向可能为负方向
D．物体的速度很大，则其加速度一定也很大
6．竖直升空的模型火箭，其图像如图所示，由图可知（　　）
A．火箭上升的最大高度为40m
B．火箭上升的最大高度为120m
C．火箭经过6s落回地面
D．火箭上升过程中的加速度大小始终是
7．A、B两物体在同一坐标系中运动的x-t图像如图所示，则下列关于物体运动的说法正确的是（　　）
A．A物体在0时刻至第8s末，运动方向没有发生改变
B．两物体在第5s末相遇
C．A物体在2～8s时间内位移大小为4m
D．0～5s过程中两物体的平均速度不相同
二、多选题
8．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　）
A．小球运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时速度最大
C．在最低点时球对环的压力为（mg+qE）
D．在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）
9．从竖直墙的前方A处，沿AO方向水平发射三颗弹丸a、b、c，在墙上留下的弹痕如图所示。已知Oa=ab=bc，则a、b、c三颗弹丸（不计空气阻力）（ ）
A．初速度之比是
B．初速度之比是
C．从射出至打到墙上的过程速度增量之比是
D．从射出至打到墙上的过程速度增量之比是
10．如图所示是锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40cm，某人用600N的力把它们拉长至1.6m，则（ ）
A．人的每只手受到拉力器的拉力为300N
B．每根弹簧产生的弹力为150N
C．每根弹簧的劲度系数为125N/m
D．每根弹簧的劲度系数为500N/m
11．一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上质量为m，具有一定初速度的物块（可视为质点），如图甲所示，以此时为计时起点t＝0，物块之后在传送带上运动的v﹣t图象如图乙所示，取沿斜面向上的运动方向为正方向，v1＞v2，则（　　）
A．物块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ
B．0～t1内电动机消耗的电能大于t1～t2内电动机消耗的电能
C．0～t2内物块动能变化量大小一定小于物体与皮带间摩擦而产生的热量
D．0～t2内传送带对物块先做负功再做正功，总功为正
12．如图所示，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳拉起重力为200N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止．不计滑轮与绳的摩擦，关于地面对人的支持力和摩擦力（　　）
A．摩擦力大小为100N，水平向左
B．支持力大小为400N
C．若人向右移动后物体仍静止，地面对人的支持力将变大
D．若人向右移动后物体仍静止，地面对人的摩擦力将变大
13．一物体做自由落体运动，先后经过空中M、N两点的速度分别为和，则下列说法中正确的是（　　）
A．M、N间的距离为
B．在M、N段的平均速度为
C．通过M、N段所用的时间为
D．通过M、N段中点时的速度为
三、实验题
14．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图1所示的实验装置，小车的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出．
①当M与m的大小关系满足____________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力．
②在保持小车的质量M一定时，探究加速度与所受合力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，有位同学得到的a﹣F关系如图2所示．其原因是_____________．
15．某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心．在O点挂上重G＝2.00 N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则．
(1)当F1＝1.00 N、F2＝1.50 N，θ1＝45°、θ2＝30°时，请在图乙中用力的图示法作图________，画出两绳拉力的合力F，并求出合力F＝________N．(结果保留三位有效数字)
(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度θ2，作出了如图丙所示的F2-θ2图象，由图丙可知A传感器所处位置的角度θ1＝________．
四、解答题
16．如图所示，某建筑工地上一倾角的传送带两端长4.5米，以速度沿顺时针方向匀速转动，现将一质量的物块轻轻地放在传送带的底端的同时对物块施加一沿传送带向上的恒力，物块运动到传送带的顶端时恰好与传送带速度相同，重力加速度，，。求：
(1)物块与传送带间的动摩擦因数；
(2)若保持其它条件不变的情况下，第二次此恒力从底端开始作用后撤去，则末物块速度多大？
17．如图所示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为和，它们与地面间的动摩擦因数均为。在A、B之间有一原长、劲度系数的轻质弹簧将它们连接。现分别用两个方向相反的水平恒力、同时作用在A、B两物体上，已知，，取。当物体运动达到稳定时，求：
（1）A和B共同运动的加速度；
（2）A、B之间的距离（A和B均可视为质点）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】木块A与水平面间的滑动摩擦力为
FfA＝μmAg＝0.25×50 N＝12.5 N
木块B与水平面间的滑动摩擦力为
FfB＝μmBg＝0.25×60 N＝15 N
弹簧弹力为
F弹＝kx＝400×2×10 2N＝8 N
施加水平拉力F后，对B木块受力分析，重力与水平面的支持力平衡，水平方向受向左的弹簧弹力和向右的拉力，由于B木块与水平面间的最大静摩擦力为15 N（等于滑动摩擦力），大于弹簧弹力和拉力之差，故木块B静止不动，故木块B受到的静摩擦力
FfB′＝F弹－F＝8 N－5 N＝3 N
施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对水平面有向右的运动趋势，受到向左的静摩擦力，且与弹力平衡，因而大小相等，有
FfA′＝F弹＝8 N
综上所述，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．A
【详解】对物体进行受力分析：物体受重力mg、支持力FN、水平力F．已知小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，我们可以看成小滑块每一个状态都是平衡状态．根据平衡条件，应用力的合成得出：
，由于小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点，所以θ减小，tanθ减小，sinθ减小．根据以上表达式可以发现F增大，FN增大．故选A.
【点睛】物体的动态平衡依然为高考命题热点，解决物体的平衡问题，一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键；二是要学会利用力学平衡的结论（比如：合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等）来解答；三是要养成迅速处理矢量计算和辨析图形几何关系的能力．
3．A
【详解】试题分析：位移为初末位置之间的有向线段，则位移大小为：，路程为路径长度，则路程为：s=8km+6km=14km，A正确；
考点：考查了位移和路程
【名师点睛】位移是矢量，位移的方向由初位置指向末位置，位移的大小不大于路程．路程是标量，是运动路径的长度．当质点做单向直线运动时，位移的大小一定等于路程，位移与路程是描述运动常用的物理量，它们之间大小关系是位移大小≤路程
4．A
【详解】A．匀变速直线运动的加速度恒定，速度随时间均匀变化，A正确；
B．由于速度发生变化，在相等的时间内，匀变速直线运动的位移大小不等，B错误；
C．匀变速直线运动的速度变化量为
只要相等时间内的速度变化量才相等，C错误；
D．由可知匀变速直线运动中加速度方向与速度改变量方向相同，而速度方向可以变化，如往返匀变速直线运动，D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．根据加速度定义式
可知，速度的变化量大，加速度不一定大，还要看时间的长短，故A错误；
B．做加速运动的物体，速度的方向与加速度的方向相同，当加速度减小时，物体的速度继续增大，故B正确；
C．根据加速度的定义式可知，速度的变化量的方向与加速度的方向相同，所以当速度的变化量的方向为正方向时，加速度的方向也为正方向，故C错误；
D．物体以很大的速度匀速运动时，速度很大，加速度为零，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】AB．在速度—时间图像中可知，图像所包面积即为上升高度
故A错误、B正确；
C．6s内速度为正，运动方向不变，火箭一直上升，故C错误；
D．从速度—时间图像我们可知上升过程分为两段，0-2s，火箭加速上升，加速度大小为20m/s2，2s-4s内火箭减速上升，加速度大小为，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】A. A物体在0~2s时间内沿x轴正方向运动，2s~4s静止，4s~8s沿x轴负方向运动，A错误；
B. 由图像可知，两物体在第5s末相遇，B正确；
C. A物体在2～7s时间内位移大小为4m，7s~8s继续沿负方向运动，C错误；
D. 0～5s过程中两物体的位移相等，因此在这段时间内平均速度相同，D错误。
故选B。
8．BD
【详解】A．小球运动过程中电场力和重力都做正功，小球机械能不守恒，A错误；
B．小球从开始运动到经过环的最低点过程中电场力和重力始终做正功，从最低点向上运动时电场力和重力做负功，由此可知，小球经过环的最低点时速度最大，B正确；
CD．小球经过最低点的速度大小为，根据动能定理则有
最低点处环对小球的支持力为，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，在最低点时球对环的压力为
C错误，D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】AB．水平发射的弹丸做平抛运动，竖直方向上是自由落体运动，水平方向上是匀速直线运动，竖直方向上即
由
可知
由水平方向
可得
B错误A正确；
CD．由
可知，从射出至打到墙上的过程速度增量之比是
D错误C正确。
故选AC。
10．BC
【详解】A.人的每只手受到拉力器的拉力均为，故选项A错误；
B.每根弹簧产生的弹力为，故选项B正确；
CD.每根弹簧的劲度系数，故选项C正确，D错误．
11．BC
【详解】A．在t1～t2内，物块向上运动，则有
μmgcosθ＞mgsinθ
解得
μ＞tanθ
故A错误；
B．由图“面积”等于位移可知，0～t1内的位移x1大于t1～t2内的位移x2，电动机消耗的电能克服摩擦力做功，即
μmgcosθx1＞μmgcosθx2
故B正确；
C．系统产生的热量
Q＝μmgcosθx
而物块动能的变化
由于
μmgcosθ＞μmgcosθ-mgsinθ
x＞x物
则
Q＞Ek
故C正确；
D．由图乙知，物块先向下运动后向上运动，0～t1内，送带对物块的摩擦力方向沿传送带向上，则摩擦力对物块做负功，t1～t2内传送带对物块的摩擦力方向沿传送带向上，则摩擦力对物块做正功，即先做负功再做正功，0～t2内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，所以总功为负，故D错误。
故选BC。
12．CD
【详解】解：AB．人和重物静止，对物体进行分析得到，绳的拉力F等于物重200N；人受到四个力的作用，如图所示．
将绳的拉力F分解得：水平方向
Fx=Fcos60°=200×0.5N=100N
竖直方向
Fy=Fsin60°=200×N=100N
根据平衡条件得，在x轴上
f=Fx=100N
在y轴上
N=G﹣Fy=500N﹣100N
N=327N
故AB错误；
CD．若人向右移动后物体仍静止，故
f=Fx=Fcosθ
N=G﹣Fy=G﹣Fsinθ
细绳与水平方向的夹角减小，故f增大，N增大，故CD正确；
故选CD。
考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用。
【点睛】本题是共点力平衡问题，分析受力情况是关键，正交分解法是处理三个以上力平衡常用的方法，要熟练掌握。
13．ABC
【详解】自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。
A．根据公式
得M、N间的距离
故A正确；
B．根据匀变速直线运动平均速度推论可知，在M、N段的平均速度为
故B正确；
C．根据速度公式
可知通过M、N段所用的时间为
故C正确；
D．设M、N段中点的速度为，前半段有
后半段有
联立解得设M、N段中点的速度为
故D错误。
故选ABC。
14． M＞＞m 平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力
【详解】（1）[1]以整体为研究对象有
解得
以M为研究对象有绳子的拉力
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
（2）[2]图2图像与横轴的截距大于0，说明在拉力大于0时，加速度等于0，说明物体所受拉力之外的其他力的合力大于0，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
15． 2.01(1.97～2.05) 60°
【详解】（1）F1、F2的图示及力的合成图如图所示，根据比例关系可知合力大小为2.01N．
（2）根据丙图可知，当θ2＝时，F2=2.0N
F1、F2的合力仍为重力G=2N，根据平衡条件则有：F1cosθ1+F2cos60°=G，F1sinθ1=F2sin60°，
解得：F1=2N，θ1=60°
16．(1)；(2)
【详解】(1)设物块运动的加速度大小为a，则由运动学公式
解得
a=9m/s2
根据牛顿第二定律有
解得，物块与传送带间的动摩擦因数为
(2)根据速度公式可得，0.5s末速度为
撤F后，根据牛顿第二定律可得
解得
a2=2m/s2
则末物块速度为
解得
17．（1），方向水平向右；（2）
【详解】（1）当A和B共同运动时，对A、B整体受力分析，根据牛顿第二定律可得
带入数据可得
方向水平向右。
（2）对A受力分析，根据牛顿第二定律可得
带入数据可得
方向水平向左，说明弹簧处于拉伸状态，根据胡克定律有
带入数据可得
所以A、B之间的距离为。
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