广东省广州市广东实验中学2020-2021学年高一(上)期末物理试题(解析版)

广东实验中学2020—2021学年（上）高一级期末考试物理

试卷共6页，满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。 2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。

3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。

4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回。

第一部分选择题（共46分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1. 下列说法正确的是（ ）

A. 物体的加速度不变，其运动状态一定不变 B. 体积、质量很大的物体一定不能看成质点

C. “米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的基本单位

D. 伽利略的理想斜面实验是建立在可靠的事实基础之上的合乎逻辑的科学推理 【答案】D 【解析】 【分析】

【详解】A．速度是描述物体运动状态的，物体的加速度不变则速度一定变化，所以物体的运动状态一定改变，故A错误；

B．物体能不能看成质点，取决于所研究的问题，跟物体本身的体积无关，故B错误； C．米、秒是基本单位，牛顿是导出单位，故C错误；

D．伽利略在研究力和运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略次要因素，所以伽利略的理想斜面实验是建立在可靠的事实基础之上的合乎逻辑的科学推理，故D正确；

故选D。

2. 消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内竖直加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（ ）

A. 绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 B. 绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力 C. 儿童的速度越大，惯性越大

D. 儿童的重力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 【答案】A 【解析】 【分析】

【详解】AD．儿童加速上升，合力向上，所以绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，故A正确，D错误； B．绳子对儿童的拉力与儿童对绳子的拉力是相互作用，等大反向，故B错误； C．惯性只与质量有关，故C错误。 故选A。

3. 踢毽子成为全民健身的活动之一，被人们誉为“生命的蝴蝶”。毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下，羽毛在上，如图所示。此种现象的根本原因，下列分析正确的是（ ）

A. 毽子的下落是自由落体运动

B. 因为重的物体运动的快，所以总是铜钱在下，羽毛在上 C. 因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下，羽毛在上 D. 如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下，羽毛在上的现象 【答案】C 【解析】 【分析】

【详解】A．由于空气阻力不能忽略，毽子不是自由落体运动，故A错误；

BC．羽毛受到的阻力和自身的重力相差不多，对羽毛运动的影响较大，而羽毛又和铜钱连在一起，故羽毛

要受到铜钱较大的拖动，即羽毛的运动主要靠铜钱的带动，所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛，铜钱重不是根本原因，故B错误，C正确；

D．如果没有空气阻力，铜钱和羽毛的相对位置是随机的，故D错误。 故选C。

4. 如图所示，一个半球形的碗固定在桌面上，碗口水平，O点为其球心。一根轻线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球。当它们处于静止状态时m1小球在O点的正下方即α=90°，m2小球位于水平地面上，忽略一切摩擦力，设此时m2小球对地面压力大小为N，细线的拉力大小为T，则（ ）

A. T=m2g 【答案】B 【解析】 【分析】

B. T=0 C. N=（m2-m1）g D. N=0

【详解】AB．对小球m1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球m1有拉力作用，则小球m1受力不能平衡，故拉力为零。故A错误；B正确；

CD．对小球m2受力分析，受到重力和支持力，且二力平衡，故

N=m2g

故C错误；D错误。 故选B。

5. 如图所示，楔形斜块固定在水平面上，它的两个光滑斜面倾角不同且α<β。滑块a、b（可视为质点）从斜块的顶点静止开始沿两斜面下滑到底端，它们下滑过程的v-t图像正确的是（ ）

A. B. C. D.

【答案】D 【解析】 【分析】

【详解】根据牛顿第二定律得

mgsinma

因为α<β，则知

abaa

而v-t图像的斜率等于加速度，由速度位移关系式可得

2gsinhv2 sin知

v2gh

到达斜面底端时二者速度相等，故ABC错误，D正确。 故选D。

角且不变，6. 如图所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向60°当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则θ、F的值分别为（ ）

A. 0°，

1G 2B. 30°，

3G 2C. 30°，

1G 2D. 60°，

1G 2【答案】B 【解析】

【分析】

【详解】当力F与细绳垂直时，即=30时，F取得最小值，由平衡条件可得

FminGsin60故选B。

3G 27. 如图所示，在水平面上有一小物体P，P与水平面的动摩擦因数为μ=0.8，P用一水平轻质弹簧与左侧墙壁连在一起，P在一斜向上的拉力F作用下静止，F与水平成夹角θ=53°，并且P对水平面无压力．已知：=0.8，cos53°=0.6，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．则撤去F瞬间P的加重力加速度g=10m/s2，sin53°速度大小为

A. 0 【答案】A 【解析】 【分析】

B. 2.5m/s2 C. 12.5m/s2 D. 无法确定

撤去F之前，由平衡知识可求解弹簧的弹力；撤去F后的瞬间，弹力不变，物体与地面之间产生压力和摩擦力，比较弹力和最大静摩擦力的关系可知求解物块的加速度.

=mg，解得F弹=0.75mg；撤去F的瞬时，弹簧弹力不变，【详解】撤去F之前，由平衡知识可知，F弹tan53°

因最大静摩擦力为fm=μmg=0.8mg，可知物体不动，加速度为零；故选A.

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

8. 如图所示为甲、乙两物体沿同一直线运动的位置s随时间t的变化图线，下列说法正确的是（ ）

A. 甲、乙两物体同时开始运动

B. t2时刻甲、乙两物体相遇

C. t1～t3时间内，甲物体做加速运动 【答案】BC 【解析】 【分析】

D. 0～t3时间内，乙物体做加速运动

【详解】A．在0～t1时间内，甲物体的位置不变，处于静止状态，此段时间内乙物体处于运动状态，所以，乙先开始运动，故A错误；

B．t2时刻甲、乙两物体的位置x相同，表示相遇，故B正确；

C．t1～t3时间内甲物体的x-t图线的切线斜率的绝对值逐渐增大，可知，甲物体的速度增大，做加速运动，故C正确；

D．0～t3时间内，乙物体做匀速运动，斜率不变，故D错误。 故选BC。

9. 广州塔总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图象如图所示，则下列相关说法正确的是（ ）

A t=4.5s时，电梯处于超重状态 C. t=57s时，电梯处于超重状态 【答案】AB 【解析】 【分析】

【详解】A．t=4.5s时，电梯加速向上运动，加速度方向向上，电梯处于超重状态，故A正确；

BC．56～59s时间内，a=−2m/s2，电梯处于失重状态，且加速度最大，绳索拉力小于电梯的重力，所以这段时间内绳索拉力最小，故B正确C错误；

D．根据a−t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内a−t图象与坐标轴所围的面积为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t=60s时，电梯速度恰好为0，故D错误。 故选AB。

.

B. 56～59s时间内，绳索拉力最小 D. t=60s时，电梯速度最大

10. 如图甲、乙所示，质量均为m的A、B两物块以不同方式置于光滑水平地面上，A、B接触面也光滑，倾角均为θ。现分别以水平向右的恒力F1、F2作用于A物块上，使A、B恰相对静止共同运动，此时加速度分别为a1、a2，则下列说法正确的是（ ）

A. F12ma1 B. F1F2

C. a1gtan 【答案】ACD 【解析】 【分析】

【详解】A．把A、B当成整体，甲、乙两图分别满足

F12ma1

F22ma2

A正确；

C．甲图中，A、B恰相对静止时地面 A无作用力，对A受力分析，如图所示

水平和竖直方向分别满足

F1N1sinma1

N1cosmg

对B受力分析，如图所示

D. a2gtan

水平方向满足

N1sinma1

联立可得最大加速度a1gtan，此时F12mgtan，C正确；

BD．乙图中，A、B恰相对静止时，地面对B无作用力，对B受力分析，如图所示

满足

tanF合ma2 mgmgN2cosmg

可得乙图A、B的加速度a2gtan， 对A受力分析，如图所示

水平方向满足

F2N2sinma2

联立可解得F22mgtan，故F1F2，B错误，D正确。 故选ACD。

第二部分非选择题

三、实验题（共16分）

11. 小柯同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，其部分实验操作如下。请完成下列相关内容：

(1)本实验采用的科学方法是___________。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．放大法 (2)实验主要步骤如下：

①在弹簧下端悬挂两个钩码，稳定后记录钩码的总数量和钩码重力的方向，弹簧末端的位置O“需要”或“不需要”）记录，然后卸下钩码；

②将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及_______，图乙中B弹簧测力计的读数为_______N；

③在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请你在图丙中坐标纸上作出FA、FB的合力F'。（ ）

(3)弹簧所受钩码拉力F如图丙所示。观察比较F和F’即可验证力的平行四边形定则。

【答案】 (1). B (2). 需要 (3). 两弹簧测力计的读数 (4). 11.40 (5).

_____（填

【解析】 【分析】

【详解】(1)[1]验证“力的平行四边形定则”实验用两个互成角度的弹簧测力计拉绳套到O点，其作用效果

的

与用两个钩码来拉绳套相同，所以是等效替代法。

(2)①[2]实验中需要记录O点的位置，以便于确定两个互成角度的弹簧测力计拉绳套与其等效替代。 ②[3][4]实验需要记录两个弹簧测力计的读数大小和方向，弹簧测力计的最小分度值为0.1N，需估读到0.01N，故读数为11.40N。

③[5]使用平行四边形定则，以FA和FB为两邻边做出平行四边形，其对角线即为合力F'，如下图所示。

12. 用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容：

(1)实验时平衡摩擦力操作如下：将小车静止放在水平长木板右端，连接已穿过打点计时器的纸带，且_______（填“连接”或“取下”）砝码和砝码盘，调整长木板右端的高度，接通打点计时器的电源，________，使打点计时器在纸带上打出一系列________的点，说明小车已经平衡摩擦力。 (2)实验要求“小车的质量远大于砝码和砝码盘的质量之和”的目的是________。

(3)图乙为某次实验得到的纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为（结果均保留两位有效数字） ________m/s；小车的加速度大小为________m/s2。

(4)小薇同学研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到了如图丙中①所示的a-F图线，主要原因是___________。

(5)小丹同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到的a-F图线应该是图丙中的___________（填“①”“②”或“③”）。

【答案】 (1). 取下 (2). 轻拨小车 (3). 点迹均匀 (4). 绳子拉力近似等于砝码和砝码盘的总重力 (5). 1.6 (6). 3.2 (7). 未平衡摩擦力或者长木板倾角不够 (8). ③ 【解析】 【分析】

【详解】(1)[1][2][3]平衡摩擦力时，是在不悬挂砝码和砝码盘的情况下，调整长木板右端的高度，轻拨小车，使小车带着纸带运动，如果纸带上打出的点迹均匀，则小车做匀直线运动，说明小车已经平衡摩擦力； (2)[4] 当小车的质量远大于砝码和砝码盘的质量之和时，可以认为绳子对小车的拉力等于砝码和砝码盘的重力，提供小车的合力；

(3)[5]由图乙可知打出B点时小车的速度为

xAC(6.196.70)102vBm/s=1.6m/s

4T40.02[6] 小车的加速度大小为

(7.217.726.706.19)10222am/s3.2m/s

(4T)2(4)[7] 图丙中①所示的a-F图线，说明悬挂的砝码和砝码盘质量达到一定的值后，小车才开始沿斜面加速运动，说明未平衡摩擦力或者长木板倾角不够；

(5)[8]在其他条件不变的情况下，砝码和砝码盘的总重力提供小车的合力，设砝码盘的质量为m，有

a可看出，图线与加速度轴有截距，故选③。

Fmg MM四、计算题（共3小题，共38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）

两根伸直的轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上，另一端系在小球A13. 如图一个小球A的质量为m=2kg，

上，在小球A上施加一个方向与水平线成θ=60°拉力F，重力加速度g取10m/s2，（以下计算结果均可含根

号）

(1)若细绳b恰没有拉力，求F的大小； (2)若细绳c恰没有拉力，求F的大小。

【答案】(1)F4033N；(2)F2033N【解析】 【分析】

【详解】(1)对A分析

解得

(2)对A分析

Fsinθ-mg=0

F4033N

y方向

Fsinθ+Tbsinθ=mg

x方向

Fcosθ-Tbcosθ=0

解得

F203N 314. 在工业化高度发展的今天，传动带已成为物流系统自动化不可缺少的组成部分。如图所示，在物流运输线上，传送带以速度v=2m/s匀速转动，一可视为质点的包裹被静止释放于A点，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，此后其运动至B点最后到达C点，始终未脱离皮带。已知AB间距离为4m，BC长度为3m且=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：与水平面间夹角θ=37°，重力加速度g=10m/s2，sin37° (1)通过计算证明包裹到达B点时已经与传送带共速； (2)包裹在倾斜传动带上从B至C所用时间；

(3)若传送带速度很大，可使包裹在传送带上从A静止开始运动至C一直未与传送带速度相等，则包裹运动到C处的速度大小。

【答案】(1)s1=0.4m；s1<4m，可见包裹共速时未离开水平传送带；(2)1s；(3)10m/s 【解析】 【分析】

【详解】(1)在水平传动带上，共速前，对包裹由牛顿第二定律可得

mgma1

解得a1=5m/s2，设经过t1时间共速，则

t1v a1s112a1t1 2联立得s1=0.4m，s1<4m，可见包裹共速时未离开水平传送带。

(2)包裹进入倾斜传送带后，μ＜tanθ即cosθ＜mgsinθ，故继续加速，对包裹由牛顿第二定律可得

mgsinθ-μmgcosθ=ma2

又

12sBCvt2a2t2

2联立得a2=2m/s2；t2=1s。

(3)包裹全程加速，则水平传送带上，由运动学公式可得

22a1sABvB0

倾斜传送带上由牛顿第二定律及运动学方程可得

mgsinθ+μmgcosθ=ma3

222a3sBCvCvB

联立可得vC=10m/s。

15. 如图所示，在光滑水平地面上，静放着一质量m1=0.2kg、长度L=4m的平板小车，质量m2=0.1kg的小物块（可视为质点）置于平板小车A处，A处与小车右端距离为2.5m，其与小车间的动摩擦因数μ=0.4（且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）。现给小物块一个v=6m/s水平向右的初速度，同时对其施加水平向左的拉力F=0.6N，取g=10m/s2，则：

（1）当小物块在小车上开始滑动时，两者加速度大小和方向？并通过计算说明小物块不会从小车右端滑落；

（2）小物块最远能向右走多远？

（3）当小车速度减为零时，水平向左的拉力变为F′=1.2N，而后保持此值不变，则小物块从获得初速度v0到滑离小车的总时间是多少？

【答案】（1）a2=10m/s，方向向左；a1=2m/s，方向向右；不会滑落；（2）2m；（3）2s 【解析】 【分析】

【详解】（1）小物块水平方向受向左的拉力与滑动摩擦力做减速运动，而小车受摩擦力向右做匀加速运动。对小物块水平方向受力分析如图

22

设小车与小物块的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律得

Fm2gm2a2 a2方向向左

对小车水平方向受力分析如图

Fm2g10m/s2

m2

由牛顿第二定律得

m2gm1a1

a1方向向右

设经t1秒两者速度相同，则小物块有

m2gm12m/s2

v共=v0a2t1

对小车有

v共=a1t1

解得：t1=0.5s，v共=1m/s 此时小车位移

1s1a1t120.25m

2物块位移

s2物块比小车多运动了

(v0v共)2t11.75m

ss2s11.5m

小于物块距右端距离2.5m，所以不会滑落

（2）当两者达到共同速度后，假设两物体时只受F作用下相对静止做减速运动，其加速度为a共，对整体水平方向受力如图

F=（m1+m2）a共

得：a共=2m/s2

对小车水平方向受力如图

设两者间摩擦力为f需，则

f需=m1a共=0.4N≤m2g

假设成立，两者以2m/s2小物块第二段运动的位移

2v共s2=0.25m

2a共共同加速度做减速运动，直至共同速度减为零

故小物块向右运动最远位移

1.75m0.25m2m ss2s2（3）小物块第二段运动的时间

t2v共a共=0.5s

当小物块及小车的速度减为零后，其水平方向受力如图，由牛顿第二定律得

此时小车的加速度大小为

a3小物块的加速度

m2gm12m/s2

Fm2ga48m/s2

m2小物块相对于小车向左运动直至从小车左端滑离，故

1212L2.5sa4t3a3t3

22得：t3=1s

所以小物块从获得初速度v0到滑离小车的总时间

t=t1+t2+t3=2s