河南省南阳市镇平县2023-2024学年高一上学期1月期末考试物理试题（含解析）

镇平县2023-2024学年高一上学期1月期末考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
（试卷总分：100分 考试时间：75分钟）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法中正确的是（　　）
A．加速度a的方向由△v的方向决定
B．加速度a与△v成正比，与△t成反比
C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致
D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致
2．质量为m的同学站在体重计上，随电梯以加速度a减速下降，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．该同学处于失重状态 B．该同学受到的重力发生了变化
C．体重计对该同学的支持力为 D．体重计对该同学的支持力为
3．如图所示，一端带有定滑轮的伸缩杆固定在竖直墙面上，轻绳一端固定在墙面上的P点，另一端跨过光滑定滑轮悬挂一小球，小球静止。则在伸缩杆缓慢变长的过程中（ ）
A．绳中的弹力逐渐增大 B．滑轮对绳的作用力一定沿杆
C．滑轮对绳的作用力逐渐增大 D．滑轮对绳的作用力先增大后减小
4．北方冬季高空冰溜坠落容易伤及过往行人。若一冰溜（冰溜可看成质点）从楼顶坠落地面，其在最后1s内下落的高度为15m。重力加速度g取10m/s ，不计空气阻力。则冰溜自由下落的时间为（　　）
A．1.5s B．2.0s C．2.5s D．3.0s
5．在一次军事演习中，一伞兵从悬停在高空的直升机中以初速度为零落下，在空中沿竖直方向运动的v-t图像如图。则伞兵在（　　）
A．0~10s内位移大小为50m
B．10s~15s内加速度逐渐增大
C．0~10s内所受阻力逐渐增大
D．10s~15s内所受阻力逐渐增大
6．如图，质量、的A、B两物体在水平推力的作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动，物体A、B始终保持相对静止。A和B接触面竖直，且A不与地面接触。已知物体A和B之间的滑动摩擦因数为0.9，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体的加速度大小为 B．A、B物体之间的压力大小为1.2N
C．A、B两物体之间的摩擦力大小为1.08N D．B物体对地面的压力大小为4N
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选和不选的得0分。
7．如图所示，悬在空中的物体A重力为10N，静止在地面上的物体B的重力为15N，弹簧测力计保持静止。不计弹簧测力计和细线重力及一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧测力计受到的合力为25N B．弹簧测力计受到的合力为0N
C．弹簧测力计的示数为20N D．弹簧测力计的示数为10N
8．如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定的速率沿逆时针方向运行。t＝0时，将质量m＝1kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上端，物体相对地面的v-t图像如图乙所示，2s时滑离传送带。以沿传送带向下为正方向，重力加速度g取。则（　　）
A．传送带的倾角θ＝30°
B．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.4
C．传送带上下两端的间距为16m
D．第1s内物体在传送带上留下的痕迹长度为5m
9．如图所示，人重600N，木块重400N，人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，现在人用力拉绳使人与木块一起向右匀速运动，则（　　）
A．人拉绳的力是120N
B．人拉绳的力是100N
C．人的脚给木块的摩擦力向右
D．人的脚与木块间会发生相对滑动
10．如图所示，物块A、B、C的质量均为m，其中物块A、B上下叠放，A放在轻弹簧上，B、C通过一绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，用手托住C使绳子处于恰好伸直无拉力的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C还未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．释放C后瞬间，A、B间的弹力大小为mg
B．A、B分离之前物块B做匀加速运动
C．A、B分离时，物块A的速度恰好达到最大值
D．A、B分离时，连接B、C的绳子拉力大小为mg
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共14分。
11．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）实验时，必须先补偿小车受到的阻力，关于补偿阻力的操作方法，下列说法正确的是 ．
A．要保持砂桶和小车始终相连
B．逐渐垫高木板右侧，直到小车恰好开始滑动
C．逐渐垫高木板右侧，直到轻推小车能让小车恰好匀速滑动
D．每次改变小车内砝码的数量，都要重新进行阻力补偿
（2）在补偿小车受到阻力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。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。该小车的加速度 。（结果保留两位有效数字）
（3）补偿阻力后，将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F/N 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980
加速度 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
请根据实验数据在图丙中作出图像。( )
12．在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中，采用图甲所示装置。
（1）关于该实验的说法，正确的是
A．所挂钩码的个数是没有限制的
B．测量弹簧中弹力的依据是二力平衡
C．测量弹簧原长时应将弹簧水平放置
D．根据所测数据在图上描点，作图像时应用折线连接每一个数据点
（2）某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图乙所示，由此图线可得该弹簧的原长是 cm；劲度系数 N/m。
（3）现将两根相同的弹簧串联起来，如图丙所示，若单根弹簧的弹力F与伸长量x的关系图像，如图丁中图线①所示，则串联后的整根长弹簧的弹力F与伸长量x的图像可能是( )
A．图线① B．图线② C．图线③ D．均有可能
四、计算题：本大题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分；有数值计算的题，答案中应明确给出数值和单位。
13．（12分）如图所示，一热气球从地面由静止开始匀加速上升，加速度大小为，当升到离地面20m高时，从气球上落下一质量为0.4kg的小球。假设小球在空中运动过程中所受阻力大小恒为1N，取重力加速度，求小球
（1）相对地面上升的最大高度；
（2）从最大高度落至地面所需的时间t。

14．（12分）如图所示，质量为 m1的物体A用细绳绕过光滑的定滑轮与质量为 m2的物体B相连，B右侧与轻质弹簧相连，轻质弹簧另一端与竖直墙壁相连且保持水平，弹簧的劲度系数为k，连接A的细绳与水平方向的夹角为θ，物体B 左侧的轻绳与水平方向的夹角也为θ，此时系统恰好处于静止状态，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），A所在的桌面水平，已知重力加速度为g，求：
（1）轻质弹簧的伸长量；
（2）A物体与桌面之间的滑动摩擦因数。
15．（14分）2022年8月14日下午，搭载2640件驰援海南防疫物资的南航CZ862Q航班平稳降落。下图是防疫物资运输过程中卸货的传送装置示意图，倾斜部分AB的长度为4m，水平传送带BC的长度为5m，AB部分与水平面之间的夹角。传送带以的速度沿顺时针方向匀速运转，把物资包裹轻放到A端开始运动，包裹经过B点前后速度大小不变且不脱离传送带。已知包裹与斜面AB间的动摩擦因数，与水平传送带间的动摩擦因数，包裹运动到传送带上后传送带速度保持不变。不计空气阻力，g取，已知，。求：
（1）包裹在斜面上运动的加速度大小；
（2）包裹到达B点时的速度大小；
（3）包裹从A点传送到C点所需的时间。
参考答案：
1．D
【详解】AB．加速度的定义式
不是决定式，加速度是采用比值法定义的，与、无关，a的方向不由△v的方向决定，也不与△v成正比，与△t成反比，故A错误，B错误；
正确；
C．根据牛顿第一定律知，力能改变物体的运动状态，但与物体的速度方向无关，故C错误；
D．根据牛顿第二定律知，物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向一致，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．依题意，该同学随电梯减速下降，加速度方向竖直向上，处于超重状态。但其重力并未发生变化，故AB错误；
CD．对该同学受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
故C正确、D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．绳中的弹力总等于小球的重力，则弹力大小不变，选项A错误；
B．滑轮对绳的作用力与两边绳的拉力的合力等大反向，两边绳的拉力大小相等，则滑轮对绳的作用力方向沿两绳夹角的角平分线方向上，不一定沿杆方向，选项B错误；
CD．在伸缩杆缓慢变长的过程中，两边绳子的夹角变小，两边绳子拉力大小不变，可知合力变大，则滑轮对绳的作用力逐渐增大，选项C正确，D错误。
故选C。
4．B
【详解】设冰凌自由下落的总时间为t，根据自由落体公式可知
最后1s内下落的高度为15m，则
解得
故选B。
5．C
【详解】A．0~10s内图线与横轴所围区域的面积大于50m，即位移大于50m，故A错误；
C．由图可知，0~10s内图线切线的斜率减小，即伞兵的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有
加速度减小，则阻力增大，故C正确；
BD．10s~15s内伞兵向下减速，图线切线的斜率减小，加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律
加速度减小，则阻力减小，故BD错误。
故选C。
6．B
【详解】A．以A、B两物体整体进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得A、B两物体的加速度大小为
故A错误；
D．以A、B两物体整体进行受力分析，竖直方向有
故B对地面的压力为，故D错误；
B．对A进行受力分析，水平方向有
故B对A的弹力
故B正确；
C．对A进行受力分析，竖直方向有
故AB之间的摩擦力大小始终等于A物体的重力大小1N，故C错误。
故选B。
7．BD
【详解】AB．弹簧测力计处于静止状态，受到的合力为0N，故A错误，B正确；
CD．物体A处于静止状态，所以A受力是平衡的，即拉A的绳子的张力大小为10N，弹簧测力计受到的合力为0N，所以拉B的绳子的张力大小为10N，弹簧测力计的示数是其一端受到的力，所以示数为10N，故C错误，D正确。
故选BD。
8．CD
【详解】AC．由题图得0~1s内物体加速度
根据牛顿第二定律得
1~2s内加速度
根据牛顿第二定律得
联立，解得
，
故AB错误；
C．由题可得物体0~2s内的位移即为传送带上下两端的间距，v-t图像中图线与t轴所围面积表示位移，可知位移
故C正确；
D．由题图知传送带的速率v0=10m/s，则0~1s内，传送带的位移为
故相对位移为
物体相对传送带向上运动。
1~2s内物体的位移为
传送带的位移为10m，故相对位移为
物体相对传送带向下运动，因此物体在传送带上留下的痕迹长度为5m，故D正确。
故选CD。
9．BC
【详解】AB．人与木块一起向右匀速运动，则根据平衡条件可得两段绳上总的拉力为
而定滑轮只改变力的方向不改变力的大小，则可得绳拉人的力是
根据牛顿第三定律可得，人拉绳的力是
故A错误，B正确；
CD．对人受力分析，人在水平方向上受到绳子水平向右的拉力，而人做匀速直线运动，人处于平衡状态，由此可知，木块给人水平向左的摩擦力作用，大小等于100N，则根据牛顿第三定律可知，人的脚给木块的摩擦力向右，而人与木块间的最大静摩擦力为
因此可知，人与木块间未发生滑动，人与木块间的摩擦力为静摩擦力，故C正确，D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】释放C前，弹簧上的弹力为
释放C后瞬间，弹簧弹力瞬时不变，对A、B、C整体，根据牛顿第二定律，有
解得
对A，有
解得
A错误；
B．A、B分离前，A、B、C加速度相同，对整体，有
C向下运动，弹力T减小，所以加速度减小，B错误；
C．A、B分离时，对B、C整体，有
解得
此时，A加速度也恰好为0，弹簧弹力为
之后A继续向上运动，弹簧弹力小于重力，A减速，所以在A、B分离时，物块A的加速度为0，速度恰好达到最大值，C正确；
D．A、B分离时，对B、C整体，有
解得
对C，绳上拉力为
D正确。
故选CD。
11． C 0.16
【详解】
（1）ABC．补偿阻力的方法是，不挂砂和砂桶，让小车与纸带相连，垫高木板右侧，直到轻推小车，小车在斜面上恰好做匀速直线运动，AB错误，C正确；
D．每次改变小车内砝码的数量，都不需要重新补偿小车受到的阻力，D错误。
故选C。
（2）每5个点取一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为，根据逐差法
（3）根据数据确定每个点的位置，将各点用一条直线连接起来，使尽可能多的点落在直线上，不能落在直线上的点均匀分布在直线两侧，如下图所示。
12． B 4 50 B
【详解】（1）[1]A．弹簧有弹性限度，所以所挂钩码的个数是有限制的，故A错误；
B．悬挂的钩码稳定时，处于平衡状态，则弹簧弹力跟重力平衡，即测量弹簧中弹力的依据是二力平衡，故B正确；
C．实验时，应将弹簧竖直悬挂，所以测量弹簧原长时应将弹簧竖直放置处于静止状态，故C错误；
D．根据所测数据在图上描点，作图像时应用光滑直线连接数据点，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，故D错误。
故选B。
（2）[2]如图乙所示图像横轴的截距是弹簧原长，由此图线可得该弹簧的原长是4cm，故填4；
[3]如图乙所示图线斜率即为弹簧的劲度系数，则
故填50；
（3）[4]弹簧串联，在F的作用下，每根弹簧的伸长量都是x，则有
得
即串联后劲度系数减小，故选B。
13．（1）24m；（2）
【详解】（1）当升到离地面20m高时，从气球上落下一小球，设此时速度为v，则有
解得
小球继续上升的加速度大小为
小球继续上升的高度为
则小球相对地面上升的最大高度为
（2）小球从最大高度下落过程的加速度大小为
解得小球从最大高度落至地面所需的时间为
14．（1）；（2）
【详解】（1） 设细绳上的拉力大小为，A、B 都静止均处于平衡状态， 水平方向对B进行受力分析得
由胡克定律，可得
（2）竖直方向对B进行受力分析得
解得绳子上的拉力
细绳对物体A的拉力大小也是。
竖直方向对A 进行受力分析有
水平方向
解得A物体受到桌面的支持力
A 物体受到桌面的摩擦力
由，可得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）包裹在斜面上运动时，由牛顿第二定律有
解得
（2）包裹由过程中，由运动学公式有
解得
（3）根据题意，由运动学公式可得，包裹由的运动时间为
包裹刚滑上传送带到与传送带共速的过程中，设包裹与传送带共速所用时间为，则有
解得
包裹运动的位移为
因此包裹和传送带共速后匀速向右运动，共速后到运动到点的时间为
则包裹从A点传送到C点所需的时间