内蒙古巴彦淖尔市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（含答案）

巴彦淖尔市2023—2024学年上学期高一期末考试
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册第五章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.2023年9月30日，杭州亚运会跳水项目女子双人10米跳台决赛在杭州奥体中心游泳馆举行，中国组合以375.30分获得冠军，这是杭州亚运会跳水项目的首枚金牌。双人跳水比赛时，两名运动员从跳台起跳后先上升再下落，在空中的动作完全同步，则下列说法正确的是
A.运动员在空中以彼此为参考系是静止的
B.运动员离开跳台后的运动属于自由落体运动
C.运动员在空中运动时的速度与加速度始终方向相同
D.运动员从离开跳台到落到水面的过程中路程等于位移大小
2.2023年6月28日在湄洲湾跨海大桥，我国的高铁试验列车实现单列最高速度453km/h，双向两列相对交会最高速度891km/h运行。下列说法正确的是
A.“891km/h”是指平均速度
B.“453km/h”是指瞬时速度
C.“km/h”属于物理基本量对应的基本单位
D.高铁试验列车的运行速度越大，加速时的加速度一定越大
3.小船以船头垂直于平直河岸方向航行时，到达河对岸用时20s，小船沿河岸方向移动的距离为30m。已知河宽为40m，小船在静水中的速度大小，河水流动的速度大小均不变。下列说法正确的是
A.小船此次渡河的实际位移大小为70m
B.小船此次渡河的实际速度大小为2.5m/s
C.无论小船如何调整船头方向，小船都无法垂直于河岸方向渡河
D.若仅河水流动的速度增大，则小船渡河的最短时间将变长
4.如图所示，半球形的碗固定在水平地面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内外表面及碗口光滑。一根细线跨在碗口上，两端分别系有小球甲、乙且细线末端的延长线均过小球甲、乙的球心。当小球甲、乙均处于静止时，小球乙上端细线恰好竖直。下列说法正确的是
A.小球乙受到三个力
B.小球甲受到四个力
C.小球乙受到碗壁的弹力水平向右
D.小球甲受到碗壁的弹力方向从接触点指向О点
5.某次测试时，测试员通过软件记录了无人机(可竖直起降)沿竖直方向运动的速度时间关系式为，式中的单位为m/s，t的单位为s，以竖直向上为正方向，则下列说法正确的是
A.该无人机的加速度大小为4m/s2 B该无人机在0~5s内的位移大小为16m
C.该无人机在t=4s末上升到最大高度 D.该无人机在任意1s内的速度变化量大小都是1m/s
6.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，小车以4m/s的速度向右做匀速直线运动，小车通过跨过定滑轮的绳子拉着物体A向上运动。已知物体A受到的重力大小为10N，某瞬间连接小车端的绳子与水平方向的夹角为30°，则下列说法正确的是
A.物体A处于超重状态 B.该瞬间物体A的速度大小为2m/s
C.绳子上的拉力大小为10N D.物体A做匀速运动
7.沿水平直轨道行驶的车厢顶部通过细线悬挂有光滑小球甲、乙，当小球甲、乙相对于车厢静止时，小球甲紧靠竖直车厢侧壁且悬挂小球甲的细线竖直，悬挂小球乙的细线与竖直方向的夹角为θ。已知两小球的质量均为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.小球乙的加速度大小为gsinθ B.车厢一定在向右做匀加速直线运动
C.悬挂小球乙的细线上的弹力大小为mgtanθ D.小球甲受到车厢侧壁的弹力大小为mgtanθ
8.如图甲所示，物块a，b之间用一根细线相连，均静止在光滑水平地面上。t=0时对物块a施加水平向右的恒力F。两物块的位移随时间变化的情况如图乙所示(图线为抛物线)。已知物块ab的质量分别为1kg、3kg，下列分析正确的是
A.物块a的加速度大小为6m/s2 B.恒力F的大小为12N
C.细线上的弹力大小为18N D.细线上的弹力大小为6N
9.小球从离水平地面高为h处以某一水平初速度抛出，小球落地时的速度大小为，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是
A.小球在空中运动的时间为
B小球在空中运动的时间为
C.小球落地时竖直方向的分速度大小为
D.小球从抛出到落地的过程中水平方向位移大小为
10.如图所示，小球甲、乙套在竖直固定的光滑圆环上，圆环竖直顶点C处固定有一大小可忽略的光滑定滑轮，细线绕过定滑轮将两小球连接在一起。两球静止时，小球甲、乙分别位于圆环上的A、B点，已知BC与竖直方向的夹角为θ，AB过圆环的圆心O点，小球甲、乙的质量分别为m1、m2，圆环对小球甲、乙的弹力大小分别为F1、F2，细线上的弹力大小为F，重力加速度大小为g，则下列关系式正确的是
A.m1：m2=tanθ：1 B. C.F1：F2=1：tanθ D.F：F1=2sinθ：1
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(6分)某同学探究“两个互成角度的力的合成规律”实验的装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB，OC为连接橡皮条与弹簧测力计的细绳套。实验时，先用两个互成夹角的力F1、F2拉伸橡皮条到某一位置，撤去F1、F2，改用一个力F，使得橡皮条拉伸到相同位置。
(1)两次橡皮条的形变量相同，即力F1、F2共同的作用效果与力F相同，所以F等于F1、F2的合力，这用到了____________(填“控制变量法”“放大法”或“等效替代法”)。
(2)某次实验时连接OB的弹簧测力计的示数如图乙所示，则OB上的拉力大小F=_________N。处理实验数据后，得出的力的图示如图丙所示，则_________(填“F2”“F”或“F′”)不是用弹簧测力计直接测量出来的。
12.(8分)某实验小组要做“探究小车的加速度与合外力的关系”的实验，采用的实验装置如图甲所示。打点计时器所接的交流电源的频率为50Hz。
(1)关于实验的要求及相关操作，下列说法正确的是___________。
A.钩码的质量一定要远小于小车的质量
B.不需要调节连接小车的轻绳至平行于长木板
C.平衡摩擦力时，将没有滑轮的长木板一端适当垫高，小车需要连接轻绳并在动滑轮下悬挂钩码
D.小车释放的位置要靠近打点计时器，实验时先接通电源，再释放小车
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两计数点间还有四个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度大小a=________m/s2(结果保留三位有效数字)。若交流电的实际频率低于50Hz，则上述计算结果与实际值相比较_________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度α与弹簧测力计的示数F的关系图像，与本实验相符合的是_________图，若某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则相符合的是___________图。
A. B. C. D.
13.(10分)随着人工智能技术的发展，无人驾驶汽车已经成为智能科技的焦点。普通驾驶员的正常反应时间为0.7s~1.0s，而基于5G技术的无人驾驶汽车在感知紧急情况下的反应时间可以缩短到0.2s。某封闭测试公路上某辆装有无人驾驶系统的汽车由驾驶员驾驶，做匀速直线运动时驾驶员发现紧急情况，经0.8s的反应时间后刹车，汽车刹车时可视为做加速度大小a=8m/s2的匀减速直线运动。从发现紧急情况到最终静止，汽车行驶的距离x=41m。
(1)求汽车匀速行驶时的速度大小；
(2)若更换为反应时间为0.2s的无人驾驶系统驾驶，汽车匀速行驶时的速度大小和刹车的加速度大小不变，求无人驾驶时汽车从发现紧急情况到最终静止行驶的距离。
14.(13分)如图所示，水平地面上有一竖直墙，现将小球(视为质点)以=8m/s的水平初速度，从离地面高H=3.2m，离竖直墙水平距离x=4.8m的A点水平抛出，小球撞到墙上的B点，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求B点离水平地面的高度h；
(2)求小球撞到墙上B点前瞬间的速度大小；
(3)若墙高h1=2.4m，仍从A点水平抛出小球，要使小球恰好击中墙的上边缘，求小球水平抛出时的初速度大小。
15.(17分)生活中运送装修材料时，常采用如图所示的滑轮装置。静止在水平地面上的工作人员通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起装修材料，装修材料沿竖直方向做加速度大小a=2.5m/s2的匀加速直线运动，此时工作人员手中轻绳与竖直方向的夹角θ=37°。已知工作人员的质量M=50kg，装修材料的质量m=10kg，取重力加速度大小g=10m/s2，工作人员与地面间的动摩擦因数=0.5，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
(1)求轻绳上的弹力大小；
(2)求工作人员对地面的压力大小；
(3)若仅增大装修材料的质量(其加速度大小不变)，求工作人员静止在原地能加速拉起的装修材料的最大质量。
巴彦淖尔市2023—2024学年上学期高一期末考试
物理参考答案
1.A，2.B，3.B，4.D，5.C，6.A，7.D，8.AC，9.AD，10.CD
11.(1)等效替代法(2分)；(2)2.95(2.93~2.97均可)(2分)；F(2分)；
12.(1)D(2分)；(2)0.875(2分)；偏大(2分)；(3)B(1分)；C(1分)
13.解：(1)设汽车匀速行驶的速度大小为，汽车在反应时间内行驶的距离
，(2分)
汽车刹车通过的距离，(2分)
结合题意有，(1分)
解得=20m/s。(1分)
(2)若更换为反应时间为0.2s的无人驾驶系统驾驶，汽车在反应时间内行驶的距离
，(1分)
汽车刹车通过的距离不变，(2分)
因此无人驾驶时汽车从发现紧急情况到最终静止行驶的距离=29m。(1分)
14.解：(1)小球从A点到B点做平抛运动，水平方向上有
，(l分)
竖直方向上有(2分)
解得=0.6s，h=1.4m。(1分)
(2)小球撞到墙上B点前瞬间竖直方向上的分速度大小，(1分)
合速度大小，2(2分)
解得v=10m/s。(1分)
(3)设小球以初速度从A点水平抛出后恰好击中墙的上边缘，
则有，，(3分)
解得=12m/s。(2分)
15.解：(1)对装修材料受力分析，由牛顿第二定律有，(2分)
解得F=125N。(2分)
(2)对工作人员受力分析，竖直方向上有，(2分)
由牛顿第三定律可知，工作人员对地面的压力大小，(1分)
解得=400N。(1分)
(3)设仅改变装修材料的质量后，轻绳上的弹力大小为F'，对工作人员受力分析，
竖直方向上有，(2分)
水平方向上有，(2分)
要确保工作人员仍静止在原地，应同时满足，，(2分)
解得F'≤625N且F'≤250N，即轻绳上的弹力大小不能超过250N，(1分)
对装修材料由牛顿第二定律有，(1分)
解得≤20kg，即工作人员静止在原地能加速拉起的装修材料的最大质量为20kg。(1分)