山东省青岛全市2017-2018学年高一上学期期末统考物理试题
一、选择题：本题共14小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~14题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分
1. 2015年12月16日11时，青岛市地铁三号线全线开通运营，路线全长25.2公里，设22个站点，极大地方便了市民的出行，根据这段文字请判断下列说法正确的是 A. 题目中“2015年12月16日11时”指的是时间 B. 地铁3号线全程通过的位移为25.2公里 C. 计算地铁全程的平均速率时可以把列车看成质点 D. 计算地铁通过某站牌可以把列车看成质点 【答案】C
【解析】A：题目中“2015年12月16日11时”指的是时刻，故A项错误。 B：地铁3号线全程通过的路程为25.2公里，故B项错误。
C：计算地铁全程的平均速率时，列车的大小形状可以忽略不计，可以把列车看成质点。故C项正确。 D：计算地铁通过某站牌，列车的大小不可以忽略，不可以把列车看成质点。故D项错误。
点睛：位移是从始位置指向末位置的有向线段，取决于物体的始末位置，是矢量；路程是物体运动轨迹的长度，取决于物体实际通过的路线，是标量。只有在单向直线运动时，位移的大小和路程相等。 2. 列车在轨道上行驶时，轨道会受弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是 A. 列车的形变 B. 轨道的形变 C. 列车和轨道的形变 D. 列车受到的重力 【答案】A
【解析】轨道受弹力的作用，是列车形变后对轨道产生的。故A项正确。
.........
.........
3. 下列物理量是矢量的有
A. 加速度 B. 路程 C. 功率 D. 重力势能 【答案】A
【解析】A：加速度有大小有方向，合成时遵循平行四边形定则，是矢量。故A项正确。
BCD：路程、功率和重力势能都只有大小没有方向，合成时遵循代数法则，是标量。故BCD三项错误。 点睛：有大小有方向，合成时遵循平行四边形定则的物理量是矢量；只有大小没有方向，合成时遵循代数法则的物理量是标量。
4. 自由下落的物体第（n+1）秒内通过的位移比第n秒内通过的位移多（A. 5m B. 10m C. 20m D. 【答案】B
【解析】自由下落的物体第（n+1）秒内通过的位移比第n秒内通过的位移多B项正确。
5. “复兴号”列车是中国标准动车组的中文命名，具有完全知识产权，达到世界先进水平的动车组列车，已知“复兴号”运行时采用动车组技术。列车分为动车和拖车，动车牵引拖车前进，则下列说法正确的是 A. 列车高度运行时的惯性比静止时的惯性大
B. 列车加速前进时，动车向前拉拖车的力大于拖车向后拉动车的力 C. 无论列车何种运动，动车拉拖车的力与拖车拉动车的力大小都是相等的 D. 只有列车匀速前进时，动车拉拖车的力才与拖车拉动车的拉大小相等 【答案】C
【解析】A：物体惯性的唯一量度是质量，列车高度运行时的惯性等于静止时的惯性；故A项错误。 BCD：根据牛顿第三定律可得：无论列车何种运动，动车拉拖车的力与拖车拉动车的力大小都是相等的。故C项正确，BD项错误。
6. 如图所示，不同倾角的光滑滑梯叠靠在同一水平面上，两位质量相同的同学从最高点A由静止沿两个滑梯滑到B、C两点，在两位同学滑行过程中
，故
）
A. 下滑的加速度相同
B. 从最高点滑到水平面的过程中重力做功相同 C. 滑行通过的位移相同 D. 滑到水平面时的速度相同 【答案】B
【解析】A：两位同学滑行过程中，加速度的方向不同。故A项错误。 B：两位同学从最高点滑到水平面的过程中重力做功相同。故B项正确。
C：两位同学滑行过程中，位移的方向不同。故C项错误。 D：滑到水平面时的两同学速度的方向不同，故D项错误。 点睛：矢量的相同必须大小和方向均相同。
B置于倾角θ=30°7. 如图所示，质量为m的箱子A和质量为2m的箱子B，用轻质细绳跨过光滑的定滑轮相连，的斜面上，整个装置处于静止状态，现向B中缓慢加入沙子，直到B运动前的瞬间，则在加入沙子的过程中，B所受的摩擦力
，质量相同，始末位置高度差相同，重力做功
A. 先减小后增大 B. 先增大后减小 C. 逐渐减小 D. 逐渐增大 【答案】D
【解析】以A为研究对象，对A受力分析可得，绳中拉力
向B中缓慢加入沙子，B的质量变大，B所受重力沿斜面向下的分量下运动的趋势，则
解得：
变大，物体B相对斜面有向
在加入沙子的过程中，B的质量变大，B所受的摩擦力逐渐增大。故D项正确。
8. 如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，其垂线与脚，两手连线中点间的距离OA、OB分别为1.0m和0.60m，若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则运动员1min内克服重力做功约为
A. 150J B. 204J C. 4500J D. 7200J 【答案】C
【解析】由几何知识可知，人肩部上升的距离为0.4m时，人重心上升的高度为则1次俯卧撑克服重力做功
1min内做了30个俯卧撑，1min内克服重力做功故C项正确。
9. 一物体做匀变速直线运动的位移x与时间t关系是A. 2s后速度开始反向 B. 1s后速度开始反向 C. 前2s内的平均速度是9m/s D. 物体沿x正方向的最大位移是3m 【答案】BD
【解析】物体做匀变速直线运动的位移x与时间t关系是变速直线运动的位移与时间公式为AB：由公式C：由
可得：当
可得：
、
（t以s为单位，x以m为单位），对比匀
。
（t以s为单位，x以m为单位），则物体
时速度变为零，故A项错误，B项正确。
可得，前2s内物体的位移为零，前2s内的平均速度是0。故C项错误。
时，
，则物体沿x正方向的最大
D：物体在0～1s内沿x正方向运动，1s后沿x负方向运动。当位移是3m。故D项正确
10. 如图所示，桌面离地高为H，质量为m的小球从离桌面高为h处自由下落，规定桌面为零势能的参考平面，则下列说法正确的是
A. 小球落地时的重力势能为-mgH B. 小球落地时的重力势能为-mg（H+h） C. 下降过程中小球所受的重力做正功
D. 小球从下落到着地过程中重力做功为mg（h-H） 【答案】AC
【解析】AB：规定桌面为零势能的参考平面，小球落地时的高度为故A项正确，B项错误。
CD：小球从下落到着地过程中小球所受的重力做功
，故C项正确，D项错误。
，小球落地时的重力势能为
。
点睛：重力势能具有相对性，要根据选取参考系来作答问题，但是重力势能的变化量具有绝对性。也就是说：重力势能会随着参考平面的改变而改变，但重力势能的改变量是不会因为参考平面的不同而变化的。 11. 沿同一条直线运动的a、b两个质点，在0~t2时间内的x-t图像如图所示，则下列说法正确的是
A. b质点的运动方向始终不变
B. t2时刻，a、b的位置相同，两者速度也相同 C. 在0~t1时间内，a、b的位移相同
D. 在0~t2时间内，a通过的路程是b通过路程的3倍 【答案】CD
【解析】A：0~ t1 时间内b质点向x轴负方向运动，t1 ~ t2时间内b质点向x轴正方向运动。故A项错误。 B： t2时刻，a、b的位置相同，两者的速度不相同(x-t图像切线的斜率表示速度)。故B项错误。 C：0~ t1 时间内两质点均从x=0处运动到x=-5m处，0~ t1 时间内，a、b的位移相同。故C项正确。 D：0 ~ t2时间内，a通过的路程是30m(先从x=0处单向运动到x=5m处，再由x=5m处单向运动到x=-5m处，
然后从x=-5m处单向运动到x=5m处，最后从x=5m处单向运动到x=0处)。
0 ~ t2时间内，b通过的路程是10m(先从x=0处单向运动到x=-5m处，再由x=-5m处单向运动到x=0处) 则0 ~ t2时间内，a通过的路程是b通过路程的3倍。故D项正确。
12. 如图所示，某同学用同一弹簧测力计按图（a）、（b）两种方式测量同一小桶的重力，（a）图中系小桶的轻绳较短，下列说法中正确的是
A. （a）图中弹簧测力计的示数比（b）图中的大 B. 两图中弹簧测力计的示数一样大 C. （a）图中绳的张力比（b）图中的小 D. （a）图中绳的张力比（b）图中的大 【答案】BD
AB：弹簧测力计测量同一小桶的重力，弹簧测力计等于小桶重力，【解析】与绳的长短无关。故A项错误，B项正确。
CD：当一个力分解为两对称分力时，夹角越小，分力越小。（a）图中绳的夹角比（b）图中的大，（a）图中绳的张力比（b）图中的大。故C项错误，D项正确。
13. 如图所示，轻绳两端拴接两个质量相同的小球A、B，拴接小球A的轻弹簧固定在天花板上，两球静止，现将细绳剪断，则这一瞬间
A. 小球B开始做自由落体运动 B. 小球A的加速度为零 C. 两球的加速度相同
D. 小球A处于超重状态 【答案】AD
【解析】设两者质量均为
A：绳剪断后，小球B只受重力，小球B开始做自由落体运动(加速度大小为，方向竖直向下)。故A项正确。
BD：绳剪断前，以两球整体为研究对象，受力分析可得：弹簧弹力等于两球的总重力剪断绳瞬间，弹簧弹力不变，以A为研究对象，受力分析可得：为，方向竖直向上。 故B项错误，D项正确。
C：将细绳剪断瞬间，小球AB加速度方向不同。故C项错误。
点睛：未剪断的绳，绳中张力可发生突变；未剪断的弹簧，弹簧弹力不可以突变。
14. 某同学在操场上踢足球，足球质量为m，该同学将足球以速度从地面上的A点踢起，最高可以到达离地面高度为h的B点位置，从A到B足球克服空气阻力做的功为W，选地面为零势能的参考平面，则下列说法中正确的是
解得：
。
，小球A加速度大小
A. 足球从A到B机械能守恒 B. 该同学对足球做的功等于C. 足球在A点处的机械能为D. 足球在B点处的动能为【答案】BC
【解析】A：A到B足球克服空气阻力做的功为W，足球从A到B机械能不守恒。故A项错误。 B：同学将足球以速度从地面上的A点踢起，该同学对足球做的功C：选地面为零势能的参考平面，足球在A点处的机械能
，故B项正确。
，故C项正确。
D：对足球从A到B的过程应用动能定理可得：
。故D项错误。
，解得足球在B点处的动能
二、实验题
15. 某物理小组的同学用如图所示的实验器材验证机械能守恒定律，实验器材有：直径为D的小钢珠、固定底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门1更靠近小钢珠释放点），小钢珠释放器（可使小钢珠无初速度释放）。实验时可用两光电门测量小钢珠经过光电门1的时间t1和经过光电门2的时间t2，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h，当地重力加速度为g。
（1）设小钢珠的质量为m，小球从光电门1运动到光电门2的过程中动能的增加量的减少量
=__________。
________
（填“>”“<”或“=”）。
=______；重力势能
（2）实际操作中由于空气阻力的影响，会造成【答案】 (1).
(2). mgh (3).
【解析】(1) 小球过光电门1的速度为，小球过光电门2的速度为，小球从光电门1运动到光电
门2的过程中动能的增加量
球从光电门1运动到光电门2的过程中重力势能的减少量
(2) 实际操作中由于空气阻力的影响，重力势能的减少大于动能的增加，则16. 在探究牛顿第二定律的实验中，可以选择如下两种方案：
（1）方案一：如图甲所示，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2。则在实验误差允许的范围内，当
、
时，两小车的位移关系为_______；当
、
时，两小车的位移关系为________。
，实验中用沙
（2）方案二：如图乙所示，沙和沙桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M，且和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。
①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还有需要进行的一项操作是__________________________________；
②图丙是实验中得到的一条纸带，0~6为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。已
2
知打点计时器的工作频率为50Hz，请根据图丙计算小车的加速度a=________m/s.（保留三位有效数字）
【答案】 (1). (2). (3). ①把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不
受牵引力时，能拖动纸带沿木板匀速运动 (4). 0.421 【解析】(1) 当当
、
、时，
时，，据
，据可得：
可得：
(2)小车运动方向上受细线对小车的拉力和摩擦力，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，必须把木板的一侧垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时，能拖动纸带沿木板匀速运动。这样做的目的是平衡摩擦力。
打点计时器的工作频率为50Hz，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，小车的加速度
三、计算题
17. 如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角θ=30°，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙面上，不计小球与斜面间的摩擦，求：
（1）斜面体对小球支持力的大小； （2）斜面体受到地面摩擦力的大小和方向。 【答案】（1）
（2）
方向水平向右
【解析】本题考查整体法和隔离法，三力平衡和多力平衡等知识。 (1)以小球为研究对象，对小球受力分析如图：
由平衡条件得斜面对小球支持力绳对小球的拉力
(2)将小球与斜面看成整体，对整体受力分析如图：
斜面体受到地面摩擦力，方向水平向右。
18. 如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m，该车立即做匀加速运动要通过路口。已知该车加速时最大加速度大小为2m/s，此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s。通过计算判断说明：在绿灯熄灭前汽车能否在未超速情况下通过停车线？
2
【答案】能够在未超速下通过停车线
【解析】本题考查匀变速直线运动的运动学公式。 汽车匀加速2s通过的位移匀加速2s后汽车的速度
所以能够在未超速下通过停车线
19. 质量为m的小球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图像如图所示。球与水平面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前为，该球受到的空气阻力f大小恒为重力的，
，求：
（1）该球第一次下落到地面所用的时间； （2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。 【答案】（1）
（2）
【解析】本题考查牛顿运动定律与运动学公式及动能定理等知识。 (1)以球为研究对象，对下落过程中的小球受力分析，由牛顿第二定律可得又
，联立解得：
小球落地时的速度与下落时间关系为代入数据解得：(2)小球反弹时的初速
小球上升过程受重力和方向向下的空气阻力，设小球第一次碰撞后反弹的高度为h，对上升过程应用动能定理得：
解得：
20. 如图所示，是运动员驾驶摩托车训练表演的简化图，AB段是水平路面，BC是一段破面，运动员驾驶的摩托车从A点由静止开始以P=10kW的恒定功率启动，经t=4s的时间到达B点，此时关闭发动机，摩托车依靠惯性冲向坡顶，已知人和车的总质量m=160kg，AB段长度s=100m，摩托车在AB段受地面阻力f恒为103J，重力加速度人和车总重力的0.05倍，坡顶高度h=5m，摩托车在BC段克服地面摩擦阻力做功为8×
，全程空气阻力，求：
（1）摩托车牵引力做的功W； （2）摩托车到达B点时受到大小为v1； （3）摩托车冲到坡顶C点时的速度大小v2. 【答案】（1）4000J （2）20m/s （3）【解析】本题考查功和功率及动能定理等知识。 (1) 摩托车牵引力做的功
(2)以摩托车为研究对象，对车从A点到B点应用动能定理得：又
，联立解得：
(3)以摩托车为研究对象，对车从B点到C点应用动能定理得：
又
，代入数据解得：
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