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二 0 二三学年度第一学期高一物理期中试卷
一、单项选择题(共 40分。1-8题每小题 3分,9-12题每小题 4分)
1. 以下不能运用平行四边形法则进行合成的物理量是( )
A. 加速度 B. 速率 C. 位移 D. 力
【答案】B
【解析】
【详解】平行四边形法则为矢量运算法则,其适用于矢量的运算,加速度、位移、力均为矢量,适用平行
四边形法则,而速率为标量,不适用平行四边形法则。
故选B。
2. 以下情景中,带下划线的物体可看成质点的是( )
A. 研究跳水运动员在空中的跳水技术动作时
B. 在国际大赛中,乒乓球运动员樊振东准备接对手发出的旋转球
C. 研究汽车上坡有无翻倒危险时
D. 研究飞往火星的宇宙飞船最佳运行轨道时
【答案】D
【解析】
【详解】A、研究跳水运动员在空中的跳水技术动作时,需要研究运动员的姿势和动作,要考虑身体形状,
故不可看作质点,A错误;
B、在国际大赛中,乒乓球运动员王浩准备接对手发出的旋转球,要考虑球的大小和形状,不可看作质
点,故B错误;
C、研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,要考虑汽车本身的形状及其上各点的运动情况,不能将汽车看
成质点,故C错误;
D、研究飞往火星宇宙飞船的最佳运行轨道时,飞船的形状对于轨道没有影响,可以忽略,能看成质点,
故D正确;
故选D.
【点睛】把物体看成质点的条件:当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成
质点.
3. 百米赛跑的冠军,与其他参赛队员相比,其整个赛跑过程中一定最大的物理量是( )
A. 位移 B. 平均速度 C. 速度变化量 D. 加速度
【答案】B
【解析】
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【详解】A.米赛跑的各运动员的位移相同,所以A错误;
B.米赛跑的冠军所用时间最少,则平均速度最大,所以B正确;
C.动员冲刺的瞬时速度不确定不一定是冠军的瞬时速度大,冠军的速度变化量不一定是最大的,所以C
错误;
D.由于不是匀加速运动,加速度是变化的,可能有的运动员开始的加速度最大,其不一定是冠军,所以
D错误;
故选B。
4. 物体在下列哪组力的作用下,不可能做匀速直线运动( )
A. 7N,5N,3N B. 5N,3N,9N C. 8N,8N,15N D. 12N,10N,2N
【答案】B
【解析】
【详解】A.7N和5N的合力的范围是2N≤F≤12N,3N在这个范围内,合力可以为零,可以做匀速直线运
动,故A不符合题意;
B.5N和3N的合力的范围是2N≤F≤8N,9N不在这个范围内,合力不可能为零,不可以做匀速直线运
动,故B符合题意;
C.8N和8N的合力的范围是0N≤F≤16N,15N在这个范围内,合力可能为零,可以做匀速直线运动,故
C不符合题意;
D.12N和10N的合力的范围是2N≤F≤22N,2N在这个范围内,合力可以为零,可以做匀速直线运动,
故D不符合题意。
故选B。
5. 假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀产生了兴趣。他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不
一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),他先后做出过几个猜想,其中合理的是( )
A. 刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了外形美观,跟使用功能无关
B. 在刀背上加上同样的力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C. 在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D. 在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
【答案】D
【解析】
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【详解】把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所
示。
当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F 、F ,使用时依靠着这两个分力分开被加工的其他物
1 2
体。由对称性知,这两个分力大小相等,即
F =F
1 2
画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示,在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中
阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得
F
F F
1 2 2sin
由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sin的
值越小,F 和F 越大;但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至
1 2
碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,做成前部较薄,后部较厚。使用时,用前部切一些
软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就
是这个意思,故D正确,ABC错误。
故选D。
6. 如图,一做直线运动的质点在4 s内的s-t图线为半圆弧,质点在该段时间内的平均速度为( )
A. 0 B. 0.5m/s C. 1 m/s D. π m/s
【答案】A
【解析】
【详解】由图知,4 s内的位移为
x0
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则质点在该段时间内的平均速度为
x
v 0
t
故选A。
7. 如图所示,冰壶以某一速度沿虚线做匀减速直线运动,垂直进入四个完全相同的矩形区域,离开第四个
矩形区域边缘的E点时速度恰好为零。则( )
A. 冰壶在B点和D点的速度之比为3:1 B. 冰壶在C点速度等于AE过程的平均速度
C. 冰壶在D点的时刻是AE过程的时间中点 D. 冰壶在AC和CE过程的时间之比为1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.设矩形区域宽为d,而E点速为0,则逆向看,有
v2 02ag3d
B
v2 02agd
D
解得
v 3
B
v 1
D
故A错误;
BC.逆向看,根据初速度为0的匀变速直线运动在连续相同时间内的位移比为
1:3:5:7:
则冰壶在D点的时刻是AE过程的时间中点,即D点的速度等于AE过程的平均速度。而冰壶在C点速度
为中间位移处的速度,不等于AE过程的平均速度,故B错误,C正确;
D.逆向看,根据初速度为0的匀变速直线运动通过连续相同位移的时间比为
1:( 21):( 3 2):(2 3):
可知冰壶在AC和CE过程的时间之比为( 21):1,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在水平面上有一个向右运动的物体,物体的质量为20kg,与水平面间的动摩擦因数为0.1,
它在运动过程中还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用,则物体所受滑动摩擦力的大小为( )
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A. 10N,水平向右 B. 10N,水平向左
C. 20N,水平向右 D. 20N,水平向左
【答案】D
【解析】
【详解】根据滑动摩擦力公式
f=μF =0.1×200N=20N
N
方向与相对运动方向相反,所以为水平向左。
故选D。
9. 若超市的自动门(阴影部分)宽为1.6m,移动时的加速度大小恒为1.6m/s2,开门过程共右移1.6m,如
图所示。则开门所用的时间是( )
A. 1s B. 1.41s C. 2s D. 2.83s
【答案】C
【解析】
【详解】自动门整个开门过程分为两个阶段,先做初速度为零的匀加速直线运动,再做初速度为v的匀减
速直线运动,直至速度减为零,这两个过程所用时间相等,位移相等,加速度大小相等,设自动门开门过
程中加速阶段的位移为x,加速度大小为a,加速阶段所用时间为t,则根据平均速度公式可得
0v v0
t t 2x
2 2
式中
2x1.6m
由速度与时间的关系可得
vat
代入数据解得
t 1s
则可得开门的时间为
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t2t 2s
故选C。
10. 小明在做“用DIS测瞬时速度”的实验时,保持小车释放点和光电门位置不变。获得的数据如下表,
则可以判断挡光片的安装方式为( )
实验序号 挡光片宽度 挡光时间 速度
1 6cm 0.17593s 0.341m/s
011627s
2 4cm . 0.344m/s
3 2cm 0.05780s 0.346m/s
A. B.
C. 以上两种都可以 D. 以上两种都不可以
【答案】A
【解析】
【详解】若挡光片的安装方式如图中B所示时,则挡光片宽度越窄越接近小车前端的速度,因为保持小车
释放点和光电门位置不变,则越接近小车前端速度越小,和表格数据相反;同理可知,挡光片的安装方式
如图中A所示时,则挡光片宽度越窄越接近小车后端的速度,可知越接近小车后端速度越大,和表格数据
相符。
故选A。
11. 如图所示,一个空杯子静止在水平桌面上,现对空杯缓慢加水,直至水加满,则此过程中,杯连同杯
中水的共同重心将( )
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A. 一直下降 B. 一直上升
C. 先上升后降低 D. 先降低后上升
【答案】D
【解析】
【详解】空杯子的重心在杯子中心偏点下,对空杯缓慢加水的过程中,重心位置不断下降,随着水的不断
增加,整个重心又要上升,故重心的位置先下降后上升,ABC错误,D正确。
故选D。
12. 超市货架陈列着四个完全相同的篮球,不计摩擦,挡板均竖直,则4球中对圆弧面压力最小的球是
( )
A. a球 B. b球 C. c球 D. d球
【答案】D
【解析】
【详解】对球受力分析,如图所示
设圆弧面切线与水平方向的夹角为α,根据平衡条件,有
mg
N
cosα
故α越小,N越小,故弧面对小球支持力最小的是d球,根据牛顿第三定律,对弧面压力最小的也是d
球。
故选D。
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二、填空题(每题 4分,共 20分)
13. 为研究落体运动规律,最先把实验和推理相结合并得出正确结论的科学家是_________。高空作业的电
业工人,在操作过程中不慎将一螺母由静止从高处脱落,它在落到地面前1s内下落了25m,不计空气阻力,
g取10m/s2,则螺母在空中下落的总时间为_________s。
【答案】 ①. 伽利略 ②. 3
【解析】
【详解】[1]伽利略利用斜面实验“冲淡重力”,从而便于测量物体下落时的时间,然后进行推理,将斜面推
广到90,再结合数学运算,从而证明了自由落体运动为匀变速直线运动,伽利略是最先把实验和推理相
结合并得出正确结论的科学家;
[2]设螺母下落的总时间为t,则根据自由落体运动的规律有
1 1
gt2 g(t1)2 h
2 2
其中
h25m
解得
t 3s
14. 如图所示,当同学擦黑板时,某时刻手对黑板擦的推力方向与竖直方向夹角向左上方,则此时黑板擦
对黑板的压力方向为_________,此压力是由于_________发生弹性形变而产生的。
【答案】 ①. 垂直于黑板并指向黑板 ②. 黑板擦
【解析】
【详解】[1]垂直作用于物体表面的力叫做压力,而其方向垂直于受力物体表面指向受力物体,擦黑板时,
受力物体为黑板,则此时黑板擦对黑板的压力方向为垂直于黑板并指向黑板,
[2]压力是为弹力的一种,而弹力一定会垂直于接触面,且指向形变物体恢复形变的方向,擦黑板时,黑板
擦发生形变,从而对黑板产生了弹力。
15. 用手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止,如果用更大的力握住玻璃瓶,则玻璃瓶受到的摩擦力
大小将________(选填“变大”“不变”或“变小”),现改为使玻璃瓶随手一起竖直向上匀速运动,则玻
璃瓶受到的摩擦力方向为________。
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【答案】 ①. 不变 ②. 竖直向上
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止,则重力和手对瓶子的摩擦力平衡,即f=mg,
如果用更大的力握住玻璃瓶,则玻璃瓶受到的摩擦力大小不变,仍为mg;现改为使玻璃瓶随手一起竖直
向上匀速运动,则玻璃瓶受力仍平衡,则受到的摩擦力方向为竖直向上。
16. 在桥面上竖直向上抛出一个石子,2s末速度大小为5m/s,方向向下,4s末落至水面,取g 10m/s2,
则石子的初速度大小为_________m/s,桥面到水面的距离为_________m。
【答案】 ①. 15 ②. 20
【解析】
【详解】[1]取初速度的方向为正方向,根据匀变速直线运动速度与时间的关系式有
vv gt
0
其中
v5m/s,t 2s
代入数据解得
v 15m/s
0
[2]方法一:分段法
设竖直上抛石子后,石子上升到最高点时距桥面的距离为h,所用的时间为t ,则有
1
v gt ,v2 2gh
0 1 0
解得
t 1.5s,h11.25m
1
4s末石子落至水面,则可知石子从最高点落回水面的时间为
t tt 2.5s
2 1
石子从最高点落至水面的位移为
1
H gt2 31.25m
2 2
则可知桥面到水面的距离为
h H h20m
0
方法二:全程法
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设桥面到水面的距离为h ,则由位移与时间的关系可得
2
1
h v t gt2
2 0 2
代入数据解得
h 20m
2
17. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,两车的v-t图像如图所示。已知t=6s时两车并排行驶,则t=0~6s
时间内:两车两次并排行驶的位置之间的距离为_______m,两车相距最远的距离为______m。
【答案】 ①. 80 ②. 15
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移,可知,2~6s内甲、乙两车的位移相等如图所示
在t=6s时两车并排行驶,所以两车在t=2s时也并排行驶。t=2s时,乙车的速度为15m/s,t=6s时乙车的速
度为25m/s,两车两次并排行驶的位置之间的距离等于2~6s内乙车的位移大小,即为
1525
x 6280m
2
[2]两车在t=2s时第一次并排行驶,由图可知,0-2s内乙车的位移比甲车大,且
105
x 215m
2
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则t=0时甲、乙两车相距15m。2-4s内乙车与甲车的位移之差为
25
x 5m
2
可知,两车相距最远的距离为15m。
三、综合应用(共 40分,其中 18题 11分,19题 12分,20题 17分。)
注意:计算题在列式计算、逻辑推理以及回答问题的过程中,要求给出必要的图示、文字说
明、公式、演算等
18. 某同学做“探究两个互称角度的力的合成规律”的实验情况如图(a)所示,其中A为固定橡皮条的图
钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳。
(1)指出下列实验操作中的两个错误,并进行改正。
在木板上固定白纸,将橡皮筋的一端A固定在木板上,另一端拴上带绳套的细绳,将弹簧测力计水平调零。
先用两个弹簧测力计互成角度地将结点拉到某一位置。为了避免摩擦力的影响,应斜向上拉弹簧测力计。
用铅笔在白纸上描下结点O的位置,然后用手按住结点,记录此时力F 和F 的大小和方向。_________;
1 2
__________。
(2)该组同学用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两个弹簧测力计拉力的大小和方向,如图(b)所
示,图中每一小格边长均代表 0.5N。请在图中作出 F 与 F 的合力 F_________,由图可知,合力F
1 2
_________N。
(3)如图(c)所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果,其中F为用一个弹簧测力计拉橡皮筋时
所受到的拉力,则_________(选填“甲”或“乙”)同学测得的实验结果比较符合实验事实。
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【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析 ③. ④. 3
⑤. 乙
【解析】
【详解】(1)[1]不应斜向上拉弹簧测力计,应平行木板拉弹簧测力计,保证力在平行于木板的方向上;
[2]不应用手按住结点,记录此时力F 和F 的大小和方向,而应用铅笔记录结点O的位置后再记录细绳套
1 2
与弹簧测力计连接点的位置,同时记录弹簧测力计的读数,用直线连接两点即为力的方向。
(2)[3]以力F 、F 为邻边做平行四边形,力F 、F 所夹平行四边形对角线即为合力,做出力的平行四
1 2 1 2
边形如图所示
[4]根据力的平行四边形可得其合力
F 0.56N3N
(3)[5]该实验中,力F 、F 所夹平行四边形对角线所表示的力F是由两个分力合成以后的力,而与橡
1 2
皮筋共线的力F 为用一个弹簧测力计拉动时受到的力,则可知乙同学测得的实验结果比较符合实验事实。
19. 近两年,宜春交警将“礼让行人”作为管理重点,“斑马线前车让人”现已逐渐成为一种普遍现象,
如图所示。司机小明驾车以43.2km/h的速度,在平直的城市道路上沿直线行驶。看到斑马线有行人后立
即以2m/s2的加速度刹车,车停住时车头刚好碰到斑马线。等待行人10s后(人已走过),又用了8s时间
匀加速至原来的速度。开始刹车时设为计时起点(即t 0),则:
(1)求车第3s末的瞬时速度大小;
(2)求车前10s内的位移大小;
(3)求从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小。
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【答案】(1)6m/s;(2)36m;(3)3.5m/s
【解析】
【详解】(1)根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得车第3s末的瞬时速度大小为
1000
vv at 43.2 236m/s
0 3600
(2)根据匀变速直线运动速度与时间的关系可得刹车时间为
1000
043.2
0v 3600
t 0 6s
1 a 2
所以车前10s内速度已经变为零,则根据匀变速直线运动位移公式可得车前10s内的位移大小为
2
1000
0 43.2
0v2 3600
x 0 36m
1 2a 22
(3)设中间等待行人的时间为t ,车子从停止到恢复原速度的时间为t ,则根据题意可知
2 3
t 10s
2
t 8s
3
车子从停止到恢复原速度的过程中做匀加速直线运动,则根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速
度等于平均速度,可计算其位移为
1000
43.2
v 3600
x 0 t 848m
2 2 3 2
从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小为
x x 3648
v 1 2 3.5m/s
t t t 6108
1 2 3
20. 如图所示,质量m=2kg的物体静置于水平面上,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于物体上,
另一端施加一水平拉力F,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。逐渐增大F,当弹簧长度为12cm时,物
体刚好被拉动。(g取10m/s2,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)求:
(1)弹簧的劲度系数;
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(2)当将弹簧拉长到11cm时,物体所受摩擦力F 的大小;
f1
(3)当将弹簧拉长到13cm时,物体所受摩擦力F 的大小;
f2
(4)如图用一水平力F拉着物体在水平地面上做匀速直线运动,从t 0时刻起水平力F的大小随时间均
匀减小,物体开始做减速运动。已知t 时刻F减小为零,请定性画出0~t 内物体所受的摩擦力F 大小随
1 1 f
时间t变化的可能图像(无需写出推导过程)。
【答案】(1)200N/m;(2)2N;(3)4N;(4)
【解析】
【详解】(1)根据题意,当弹簧长度为12cm时,物体刚好被拉动,则此刻根据临界条件有
mg F
而
F kx,x12cm10cm2cm0.02m
解得
k 200N/m
(2)当将弹簧拉长到11cm时,根据胡克定律可得此时弹簧的拉力
F kx 200(1110)102N2N
1 1
而最大静摩擦力
F mg 4N F
f 1
可知此时物体受静摩擦力作用,则有
F F 2N
f1 1
(3)当将弹簧拉长到13cm时,根据胡可定律可得
F kx 200(1310)102N6N F
2 2 f
可知此时物块所受摩擦力为滑动摩擦力,则有
F F 4N
f2 f
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(4)根据题意,物体做匀速直线运动,从t 0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,t 时刻F减小为
1
零,则可能出现两种情况,一是,当拉力减小为零时,物体仍在滑动,则受到的摩擦力一直是滑动摩擦力,
大小不变;二是,当拉力减小为零之前,物体已经停止了运动,则物体所受摩擦力先是滑动摩擦力,大小
不变,后是静摩擦力,大小始终与拉力大小相等,而此时的拉力小于滑动摩擦力,则可得其可能的图像如
图所示
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