2023-2024学年甘肃省天水一中高一（上）期末物理试卷（含解析）

2023-2024学年甘肃省天水一中高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。
1.下列物理量中，属于矢量的是( )
A. 位移 B. 时间 C. 功率 D. 动能
2.下列说法中，正确的是( )
A. 坐在火车上的乘客看到铁路旁的电杆迎面向他飞奔而来，乘客是以地面为参考系的
B. 研究“神十一”的轨迹时，“神十一”可以视为质点
C. 物体在内指的是物体在第末到第初这的时间
D. 物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移
3.如图所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是，经过一小段时间之后，速度变为，表示速度的变化量。由图中所示信息可知线段长度表示速度大小( )
A. 汽车在做加速直线运动 B. 汽车的加速度方向与的方向相同
C. 汽车的加速度方向与的方向相同 D.
4.如图是一辆汽车做直线运动的图象，对线段、、、所表示的运动，下列说法正确的是( )
A. 段运动速度最大
B. 段物体做匀速运动
C. 段的运动方向与初始运动方向相反
D. 运动 汽车的位移大小为
5.“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图，人笔直站在“电动平衡车”上，在某水平地面上沿直线匀速前进，忽略空气对人和车的阻力，下列正确的是( )
A. “电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力
B. “电动平衡车”对人的作用力竖直向上
C. “电动平衡车”对人的摩擦力水平向前
D. 在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向右倾斜
6.如图所示，一个滑块从斜面顶端由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端，已知，则下列说法正确的是( )
A. 滑块到达、两点的速度之比为：
B. 滑块到达、两点的速度之比为：
C. 滑块通过、两段的时间之比为：
D. 滑块通过、两段的时间之比为：
7.如图所示，光滑的小球放在车内的水平地面上，小球紧靠车厢左壁，车和小球一起沿水平面向右运动，则( )
A. 小球一定受到个力作用
B. 小球受到小车对它的弹力，该弹力产生的原因是小球的微小形变
C. 若小车匀速运动，则车厢左壁对小球的弹力方向水平向右
D. 若小车加速运动，则车厢左壁对小球的弹力等于小球对车厢左壁的弹力
8.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，为球心，一质量为的小滑块，在水平力的作用下静止点。设滑块所受支持力为与水平方向的夹角为下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。
9.如图所示，两竖直木桩、固定，一不可伸长的轻绳两端固定在、端，绳长，一质量为的物体通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为若把轻绳换成自然长度为的橡皮筋，物体悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内若重力加速度大小为，关于上述两种情况，下列说法正确的是( )
A. 橡皮筋的弹力小于 B. 橡皮筋的弹力大小可能为
C. 轻绳的弹力大小为 D. 轻绳的弹力大小为
10.如图所示，木块、分别重和，它们与水平地面间的动摩擦因数均为，连接在、之间的轻弹簧被拉伸了，弹簧的劲度系数为，系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块上，则在力作用后( )
A. 木块所受摩擦力大小是 B. 木块所受摩擦力大小是
C. 木块所受摩擦力大小是 D. 木块所受摩擦力大小是
11.如图，在光滑地面上，水平外力拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是，木块质量是，力大小是，加速度大小是，木块和小车之间动摩擦因数是则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是( )
A. B. C. D.
12.水平木板上有质量的物块，受到随时间按一定规律变化的水平拉力的作用，如图甲所示，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图乙所示，取重力加速度，下列判断正确的是( )
A. 时外力一定等于零 B. 时外力一定等于
C. 物块与木板间的动摩擦因数为 D. 物块与木板间的动摩擦因数为
三、实验题：本题共2小题，共16分。
13.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，与为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是______。
本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法等效替代法
C.控制变量法建立物理模型法
在实验操作过程中，其中对减小实验误差有益的说法是______填字母代号。
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
D.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
14.在“探究加速度与质量和力关系”实验中，实验装置如图所示。
实验过程中，电火花计时器应接在______选填“直流”或“交流”电源上。
实验中平衡小车所受阻力的做法是：在不挂细绳和钩码的情况下，改变板的倾斜程度，使小车能拖动纸带沿木板做______运动。
在探究加速度与质量关系实验中，实验小组通过改变小车质量做了多组实验，记录实验数据，通过计算分析数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过图象法直观的确认自己的结论，须建立______填或坐标系。
图是实验中打出的一条纸带，在纸带上每隔个点取个计数点，得到、、、、几个计数点。测得，，已知电源频率为，则打点时小车的速度为______，小车的加速度大小为______计算结果请保留两位有效数字。
四、计算题：本题共3小题，共36分。
15.如下图所示为长沙市地标建筑国金中心，其内置观光电梯，到达位于高层的餐厅的游客可以鸟瞰长沙。电梯从地面到层的餐厅只需要，整个过程经历加速、匀速和减速三个阶段，加速和减速阶段可视为匀变速过程，且加速度大小相等。电梯上行的最大速度为。当电梯加速上升时，质量为的人站在置于电梯地板上的台秤上，台秤的示数为，取，求：
电梯加速上升的加速度大小；
餐厅距地面的高度。
16.在平直的公路上一辆汽车和一辆摩托车同向匀速行驶，汽车的速度大小；摩托车的速度大小。如图所示，在两车并排相遇时汽车因故开始刹车，加速度大小，在以后的运动中，求：
汽车从开始刹车到停止所经历的时间；
从汽车开始刹车，经过多长时间两车再次并排相遇。
17.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图象，如图所示除时间段内的图象为曲线外，其余时间段图象均为直线。已知小车运动的过程中，时间段内小车的功率保持不变，在末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。
求：
小车所受到的阻力大小及时间内电动机提供的牵引力大小。
小车在运动过程中平均速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：位移有大小和方向，计算遵循平行四边形定则，是矢量；而时间、功率和动能只有大小没有方向，计算遵循代数法则，为标量，故A正确，BCD错误。
故选：。
标量有大小无方向，计算遵循代数运算，矢量有大小有方向，计算遵循平行四边形定则。
本题主要考查对标量和矢量的理解，根据标量和矢量的定义、计算法则解答。
2.【答案】
【解析】解：、坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的；故A错误；
B、研究“神舟飞船”在太空的轨迹时，“神舟飞船”的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计，可以视为质点，故B正确；
C、物体在第内指的是物体在第末到第末这的时间间隔，故C错误；
D、位移是矢量，既有大小，又有方向，而路程是标量，只有大小，没有方向，不能说路程就是位移，故D错误。
故选：。
研究物体的运动情况时，首先要选取一个物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参考系；当不考虑物体的大小和形状时，可看作质点；时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点；位移为初位置到末位置的有向线段，而路程为物体运动轨迹的长度。
解决本题的关键知道路程和位移的区别，路程是标量，位移是矢量，有大小有方向，掌握质点的条件，明确能不能看成质点不是由物体决定，而是由问题的性质决定．
3.【答案】
【解析】解：、由图可知，的方向与初速度方向相反，由知加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，汽车做减速直线运动，故AB错误，C正确；
D、速度的变化量，故D错误。
故选：。
速度的变化量，用从矢量的箭头到矢量的箭头的有向线段表示，加速度的方向与速度变化量的方向相同。根据加速度方向与初速度方向关系判断汽车的运动情况。
解答本题时，要掌握加速度的定义式，知道加速度的方向与速度变化量的方向总是相同，当加速度方向与初速度方向相反时，物体做减速直线运动。
4.【答案】
【解析】解：
A、由图看出，段的斜率最大，运动速度的大小最大．故A错误．
B、段物体的位移不随时间而变化，物体处于静止状态．故B错误．
C、段物体沿正方向运动，段物体沿负方向运动，所以段的运动方向与段的运动方向相反．故C正确．
D、运动汽车的位移大小为故D错误．
故选：
位移图象的斜率等于物体的速度，由数学知识比较速度的大小，确定物体的运动性质．汽车的位移大小等于纵坐标的变化量．
本题考查图象的应用，要注意对于位移图象，抓住图象的斜率等于速度、坐标的变化量等于位移大小是解题的关键．
5.【答案】
【解析】解：、“电动平衡车”对人的作用力与人对“电动平衡车”的作用力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故A错误；
B、根据平衡条件可得“电动平衡车”对人的作用力与人的重力是平衡力，所以“电动平衡车”对人的作用力是竖直向上，故B正确；
C、人笔直站在“电动平衡车”上，在某水平地面上沿直线匀速前进，处于平衡状态，由于不考虑空气阻力，则“电动平衡车”对人没有摩擦力，故C错误；
D、在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性，要保持原来的运动状态，因此人会向左倾斜，故D错误。
故选：。
根据作用力与反作用力的性质分析选项；由于人是匀速直线运动，根据平衡条件，分析电动平衡车对人的作用力；依据惯性来判定人转弯时偏向方向。
本题主要是考查共点力的平衡，通过分析“电动平衡车”对人的作用力，掌握平衡条件的应用，注意不考虑空气阻力，当人处于匀速直线运动时，不受摩擦力作用。
6.【答案】
【解析】解：、由题意可知小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，设小滑块到达、两点的速度分别为、，
则根据运动学公式有，，
由题意可知，
整理可得滑块到达、两点的速度之比为：，故A正确，B错误；
、设段、段的长度为，所经历的时间分别为，，根据匀变速直线运动的位移时间公式有，
则，所以，故C错误，D正确。
故选：。
由题意可知小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式结合已知量可以得出滑块到达、两点的速度之比，及滑块通过、两段的时间之比。
根据题意先确定滑块的运动性质，再结合运动学公式和已知条件即可解决问题。
7.【答案】
【解析】解：、车和小球一起沿水平面向右运动，若做匀速运动，则小球受到重力和竖直向上的支持力，车厢左壁对小球无弹力，故共受到两个力，故AC错误；
B、小球受到小车对它的弹力，该弹力产生的原因是小车发生微小形变没要恢复原状，故对小球由弹力，故B错误；
D、若小车加速运动，则车厢左壁对小球的弹力与小球对车厢左壁的弹力为作用力和反作用，大小相等，故D正确；
故选：。
根据小车合小球的运动状态，对小球受力分析，明确弹力产生的条件，接触且发生形变，知道作用力和反作用力大小相等，方向相反即可。
本题主要考查了受力分析，关键明确弹力产生的条件，抓住作用力和反作用大小相等即可。
8.【答案】
【解析】【分析】
物体处于平衡状态，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，可求出支持力和水平推力。
本题受力分析时应该注意，支持力的方向垂直于接触面，即指向圆心。本题也可用正交分解列式求解。
【解答】
解：对小滑块受力分析，受水平推力、重力、支持力、根据三力平衡条件，将受水平推力和重力合成，如图所示，由几何关系可得
，，所以A正确，、、D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：设两杆间的距离为，细绳的总长度为，静止时轻绳两端夹角为，由于重物的拉力的方向竖直向下，所以三个力之间的夹角都是根据矢量的合成可知，三个力的大小是相等的。故轻绳的弹力大小为，若把轻绳换成自然长度为的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，杆之间的距离不变，所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的拉力小于。故BCD错误，A正确。
故选：。
根据几何知识求出两绳与水平方向的夹角，分析挂钩受力情况，根据平衡条件求解绳中的张力同理分析橡皮绳的弹力．
本题要抓住挂钩与动滑轮相似，两侧绳子的拉力关于竖直方向对称，能运用几何知识求解夹角，再运用平衡条件解题．
10.【答案】
【解析】解：对进行受力分析，受到弹簧向右的弹力，故弹簧对有向左的拉力，大小也为，加拉力前，还受到向右的摩擦力，大小为，故B受到的最大静摩擦力大于等于。现给施加向右的拉力，此时，小于最大静摩擦力和弹簧弹力之和，故不会运动。
、受力分析 带入数据，解之可得，故A错误，B正确。
、对做受力分析，故A受到向左的摩擦力，大小为，故C错误，D正确。
故选：。
先判断加拉力之前受到的摩擦力，从而判断最大静摩擦力的范围，再根据所加的拉力大小可以断定不会运动。再对分别进行受力分析，根据平衡条件即可求出的摩擦力。
本题考查静摩擦力的计算。静摩擦力没有直接的计算公式，在计算时，要根据物体的运动状态，由平衡条件或者牛顿第二定律列方程求解。
11.【答案】
【解析】解：先对整体受力分析，受重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：

再对物体受力分析，受重力、支持力和向前的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

由联立解得：
故AC错误，BD 正确；
故选：。
由于小车和木块一起作无相对滑动的加速运动，所以小车和木块的加速度大小相同，对小车和木块受力分析，根据牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小。
当分析多个物体的受力、运动情况时，通常可以采用整体法和隔离法，用整体法可以求得系统的加速度的大小，再用隔离法可以求物体之间的作用的大小。
12.【答案】
【解析】解：、由题意可知水平木板表面粗糙，因为物块在水平方向上的摩擦力在 时为零，若受到不为零的外力作用，则必定会产生摩擦力，故互相矛盾，因此时，，故A正确；
B、由图可知，物块受到的最大静摩擦力为，外力需要大于最大静摩擦力才可能让该物体受到的摩擦力从静摩擦力变成滑动摩擦力，而在 时，该物体受到的摩擦力等于滑动摩擦力，所以外力必定大于最大静摩擦力，故B错误；
、由图可知，物体受到的滑动摩擦力，因为，动摩擦因数：，故C正确，D错误。
故选：。
分析清楚图示图象，根据木块所受摩擦力情况分析清楚木块的运动过程，要与平衡条件与滑动摩擦力公式求出动摩擦因数，然后解题。
本题主要考查的是摩擦力的计算，解答本题的关键在于正确对图象进行分析，由图象得出静摩擦力、滑动摩擦力、拉力情况，应用滑动摩擦力公式可以求出动摩擦因数。
13.【答案】
【解析】解：是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿方向的是。
合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。故选：
、两细绳不必要等长，故A错误
B、弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确
C.拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，故C正确
D.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差不要差别太大，故D错误
故选：
故答案为：
根据本实验的原理：采用作合力与分力的图示的方法来探究平行四边形定则来分析选择。
在实验中使用一根弹簧秤拉细线与两根弹簧秤拉细线的作用效果要相同即橡皮条拉到同一位置，而细线的作用是画出力的方向，弹簧秤能测出力的大小。
据实验原理确定正确的步骤。
本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代。对于实验题目，只有亲自做过实验，做起来才能心中有数，而且会起到事半功倍的效果，通过背实验而做实验题目效果会很差。
14.【答案】交流 匀速直线
【解析】解：根据电火花打点计时器的工作原理可知，电火花打点加速器应接在交流电源上。
实验中平衡小车所受阻力的做法是：在不挂细绳和钩码的情况下，改变板的倾斜程度，使小车能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
通过计算分析数据后，得出的结论是在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，如果想通过图象法直观的确认自己的结论，须保证图象为倾斜直线，故建立坐标系。
每隔个点取个计数点，则时间间隔：
根据匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，
根据匀变速直线运动中，连续相等时间间隔内位移之差为常量可知，．
故答案为：交流；匀速直线；；；。
根据打点计时器的工作原理分析。
根据实验操作步骤分析平衡摩擦力的方法。
根据实验的结论，结合加速度与质量的关系确定建立的坐标系。
根据匀变速直线运动的规律求解瞬时速度和加速度。
该题考查了探究加速度与质量、力的关系的实验，解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度，以及知道钩码重力等于绳子拉力所满足的条件。
15.【答案】解：加速过程，由牛顿第三定律得，人受到的支持力
对人由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
加速过程和减速过程的加速度大小相同，时间相同，位移大小相同，时间为
位移为
匀速过程的位移为
餐厅距地面的高度
答：电梯加速上升的加速度大小为；
餐厅距地面的高度为。
【解析】对人受力分析，根据牛顿运动定律列式求解加速度；
根据速度时间公式求解加速过程和减速过程的时间，进而求解匀速过程的时间，根据位移时间公式求解位移，进而得到餐厅距地面的高度。
本题考查牛顿第二定律和匀变速直线运动规律，解题关键是分析好人的受力情况和运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式列式求解即可。
16.【答案】解：对汽车，根据匀变速直线运动的规律，运用逆向思维法
得
汽车从刹车到停止，运动的距离
此时摩托车匀速运动的距离，说明此时摩托车还没有追上汽车，之后汽车停止，摩托车还需要时间才能追上汽车并排相遇，依题意
故再次并排相遇的总时间
答：汽车从开始刹车到停止所经历的时间为；
从汽车开始刹车，经过两车再次并排相遇。
【解析】根据匀变速直线运动规律求解刹车时间；
根据再次相遇时满足的位移关系列式求解时间，注意汽车是否已经在摩托车追上前停止。
考查汽车刹车类问题，特别注意刹车时间和刹车距离，结合追击问题的位移条件列式求解。
17.【答案】解：由图象可得，在内加速度大小为：
小车受到阻力大小：
在内加速度大小为：
由得，电动机提供的牵引力大小
即小车所受到的阻力大小为，时间内电动机提供的牵引力大小为；
在内小车做匀速运动，位移：，
在内小车做匀减速运动，位移：，
小车在运动过程中平均速度。
答：小车所受到的阻力大小为，时间内电动机提供的牵引力大小为；
小车在运动过程中平均速度为。
【解析】在末停止遥控而让小车自由滑行，小车只受摩擦力，故可以可以先求加速度，再求出合力，等于摩擦力；再分析前过程，求出加速度后，进一步由牛顿第二定律求出牵引力；
求出小车在运动过程中总位移，再求出平均速度。
本题关键分析清楚小车各段的运动规律以及力的变化情况，结合牛顿第二定律和平均速度的计算公式求解；注意只有在匀变速直线运动中平均速度才等于速度的平均值。
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