新泰市弘文高级中学2023-2024学年高一上学期期中考试
物理试题
2023.11.14
一、单项选择（每题3分，共24分）
1．一篮球从某一高度处由静止释放后匀加速下落，与地面碰撞（碰撞时间极短）后等速率反弹，再竖直向上做匀减速直线运动，直至最高点。下列关于篮球运动的速度v随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．某小组用力传感器探究弹簧弹力与弹簧长度的关系，通过描点画图得到如图所示的图像，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的图线。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧1的原长大于弹簧2的原长
B．弹簧1的劲度系数为100N/m，大于弹簧2劲度系数
C．弹簧2产生15N的弹力时，弹簧的伸长量是50cm
D．因未测弹簧原长，因此本实验无法探究弹簧弹力与伸长量的关系
3．如图所示，九个相同的木块并排固定在水平面上，从左至右编号依次为1、2、…、8、9，一个子弹（可视为质点）从木块1左端以速度v射入，恰好没有从木块9穿出，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为4:1
B．子弹穿过前三个木块的时间和穿过后三个木块的时间之比为
C．子弹刚进入木块9时的速度与初速度v的大小之比为1:3
D．子弹在木块5中点的速度大小为
4．物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直到停止。在这一过程中，手机软件描绘出其位移x和时间t的比值，与t间的关系如图所示。已知0~3s内图像为直线，3s后图像为反比例曲线。下列说法正确的是（ ）
A．物块在3s后的某一时刻静止
B．物块运动的加速度大小为2m/s
C．0时刻物块的速度大小为12m/s
D．物块滑行的距离为27m
5．如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．小球A的加速度大小为 B．小球A的加速度大小为
C．小球B的加速度大小为 D．小球B的加速度大小为g
6．如图所示，A、B两轻质弹簧原长分别为l1和l2，劲度系数分别为k1和k2（k1≠k2），竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间连接有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个平板把下面的物体缓慢向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，则（ ）
A．此时A、B两弹簧均处于原长状态
B．此过程m1将保持不动
C．此时A、B两弹簧弹力大小相等
D．此过程m2上升的高度是
7．如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法错误的是（ ）
A．甲图像中物体在到这段时间内的平均速度小于
B．乙图像中，阴影面积表示到时间内物体的速度变化量
C．丙图像中，物体的加速度大小为0.5m/s2
D．丁图像中，时物体的速度为5m/s
8．如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的n倍，且绳子A端的切线与竖直方向的夹角为，绳子B端的切线与墙壁的夹角为（重力加速度为g）则（ ）
A．绳子在C处弹力大小
B．绳子在A处的弹力大小
C．绳子在B处的弹力大小
D．
二、多项选择（每题4分，漏选2分，错选0分。共16分）
9．如图所示，长为L的刚性直轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，C端与轻滑轮连接（滑轮大小可忽略不计），绕过滑轮的轻绳上端固定于墙上A点，下端悬挂一个重力为G的重物，轻杆与竖直方向的夹角为60°时，系统处于静止状态。若将绳的上端从A处沿墙在竖直方向移动D点，使系统重新处于平衡状态，此时轻杆与竖直方向的夹角为45°，已知轻绳的长度为2L，不计一切摩擦，则（ ）
A．D点一定在A下方
B．轻杆与竖直方向的夹角为45°时，轻杆上的弹力大小为G
C．系于D点时杆的弹力小于A点时杆的弹力
D．系于D点时重物所在的高度比A点时低
10．如图所示，一滴雨滴从离地面20m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用的时间通过一个窗口，窗口的高度为2m，g取，不计空气阻力，则（ ）
A．雨滴落地速度为20
B．雨滴最后1s的位移为15m
C．雨滴到窗口中间位置时的速度为10
D．屋檐距离窗口上边框的距离为6m
11．如图所示，倾角的斜面体A固定在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为2.5m和m的小物块a、b，整个装置处于静止状态.现给物块b施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成60°角的位置。整个过程中小物块a一直保持不动，不计绳与滑轮间的摩擦.在此过程中（ ）
A．力F一直增大
B．小物块a受到的摩擦力先增大再减小
C．绳上张力先增大后减小
D．小物块a与斜面之间的动摩擦因数最小值为
12．如图所示，将一劲度系数为的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为的半球形容器底部中心处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球A相连，小球静止于P点，OP与水平方向间的夹角为。若换为与质量为2m的小球B相连，小球B将静止于M点（图中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．容器对小球B的作用力大小为
B．弹簧对小球A的作用力大于对小球B的作用力
C．弹簧的原长为
D．的长度为
三、实验题（共18分）
13．某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。
（1）钩码静止时所受重力的大小 （大于，等于，小于）弹簧弹力的大小。
（2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。弹簧自由下垂时的长度 ，弹簧的劲度系数 。（结果均保留小数点后一位）
（3）实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果 。（填“有影响”或“无影响”）
14．“验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码。
（1）同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A．交流电源、导线 B．直流电源、导线
C．天平（含配套砝码） D．秒表
E.刻度尺
其中必要的器材是 ；图中木板右端被垫高，这样做的目的是 。
（2）某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹3时，小车运动的速度 m/s（结果保留3位有效数字），该小车的加速度 ；（结果保留3位有效数字）
（3）根据测量的实验数据作出物体的加速度a和拉力F图线即：图线，发现其不通过原点，请分析其主要原因是 ；
（4）在对上一问中的装置进行了调整后，图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断改变钩码质量，发现随着F增大，图象由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末端弯曲的原因是 。
四、解答题（15题8分，16题9分，17题12分，18题13分）
15．如图所示，一可视为质点的物块在时刻以的速度滑上一固定斜面，斜面足够长，斜面的倾角，物块与斜面间的动摩徖因数。经过一段时间后物块返回斜面底端，取重力加速度。求：
（1）物块向上和向下滑动过程中，物块的加速度大小；
（2）物块从斜面底端出发到再次返回斜面底端所用的总时间。
16．如图所示，跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开直升机从距离地面580m的高处由静止自由下落 4s后，张开降落伞沿竖直方向匀减速下降，恰好到达地面静止。（ g 取） 求：
（1）自由落体运动结束时运动员的速度大小；
（2）减速下降时运动员的加速度；
（3）运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小。
17．如图所示，质量 的物块放在竖直弹簧上端并紧挨着竖直墙壁，水平向左、大小 的力作用在物块上，物块恰好不下滑，此时弹簧的长度。已知弹簧的劲度系数、原长 ，物块与竖直墙壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 ，求：
（1）弹簧对物块的弹力大小；
（2）竖直墙壁对物块的摩擦力大小和方向；
（3）物块与竖直墙壁之间的动摩擦因数。
18．5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。A，B两辆5G自动驾驶的小测试车，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v1= 12m/s，B车的速度大小为v2= 20m/s，如图所示。当A、B两车相距x0= 44m时，B车因前方突发情况紧急刹车，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a = 2m/s2，从此时开始计时，求：
（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离xm；
（2）A车追上B车所用的时间t2；
（3）如果B车刹车后，为避免两车相撞，A车也要刹车，且加速度大小也为a = 2m/s2，在B车刹车后到A车接受指令刹车经过的最长时间t3。
新泰市弘文高级中学2023-2024学年高一上学期期中考试
物理试题参考答案：
1．A2．B3．C4．C5．B6．D7．D8．B9．AD10．AB11．AD12．CD
13． 等于 10.0 40.0 无影响
【详解】（1）[1]实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小。
（2）[2]根据胡克定律有
所以图像的横截距表示L0，斜率表示劲度系数，即
（3）[3]根据前面分析可知，弹簧自重体现在图像会出现横截距，但对图像的斜率无影响，所以对弹簧劲度系数的测量结果无影响。
14． ACE 平衡摩擦力 0.376 0.160 平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力/平衡摩擦力不足/没有平衡摩擦力 所挂钩码的总质量太大
【详解】（1）[1][2]打点计时器需要交流电源，即选A；验证牛顿第二定律需要用天平测量小车的质量，即选C；打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表；需要使用刻度尺测量纸带打点之间的距离，即选E；所以必要的器材为ACE，图中木板右端被垫高，这样做的目的是为了消除摩擦力对小车的影响，即平衡摩擦力。
（2）[3][4]匀变速直线运动中，某段时间内的中间时刻速度等于平均速度，所以
根据逐差法求解加速度
（3）[5]在开始阶段，拉力不为零时，加速度为0，说明合外力为0，即平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。
（4）[6]对钩码，根据牛顿第二定律得
对小车由牛顿第二定律得
解得
开始时，砝码质量远小于小车质量，绳上拉力，a-F图像为直线；当砝码质量不再远小于小车质量时，所以图线在末端弯曲的原因是所挂钩码的总质量太大。
15．（1），；（2）
【详解】（1）物块向上滑动过程中，根据牛顿第二定律有
物块向上滑动过程中，物块的加速度大小为
物块向下滑动过程中，根据牛顿第二定律有
物块向下滑动过程中，物块的加速度大小为
（2）物块从斜面底端运动至最高点的时间为
物块从斜面底端运动至最高点的位移为
物块从最高点运动至斜面底端，根据动力学公式有
解得物块从最高点运动至斜面底端所需的时间为
物块从斜面底端出发到再次返回斜面底端所用的总时间为
16．（1）40m/s；（2）大小为，方向竖直向上；（3）20m/s
【详解】（1）运动员由静止自由下落 4s后时的速度为
（2）自由落体高度为
开始打开降落伞时离地高度为
设减速时加速度大小为a，则
解得
即减速时的加速度大小为，方向竖直向上。
（3）设匀减速运动时间为t2，由
解得t2=25s
所以运动员从离开直升机至到达地面的总时间t=t1+t2=29s
则运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小为
17．（1）；（2），方向竖直向上；（3）
【详解】（1）根据胡克定律有
解得
（2）对物块受力分析，竖直方向上有
解得
方向竖直向上。
（3）物块在水平方向上有
物块与竖直墙壁之间的动摩擦因数
解得
18．（1）xm= 60m；（2）t2= 12s；（3）t3= 9s
【详解】（1）设经过时间，两者相距的距离最大，此时A、B两车速度相等，则
代入数据解得xm= 60m
（2）B车刹车停止运动所用时间
B车此时间内发生位移
A车此时间内发生位移
代入数据解得，
由于，可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追上，则：
代入数据解得
（3）A车刹车后通过的位移
A车匀速运动的位移 且有
代入数据解得
