湖南省长沙市雅礼教育集团2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）

雅礼教育集团2023年下学期期末考试试卷
高一物理
时量：75分钟 分值：100分
一、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.踢毽子是受同学们喜爱的课间运动。毽子一般由羽毛和带孔的圆形铁片组成，在下落时由于空气阻力
的影响，总是铁片在下、羽毛在上，关于毽子在下落的过程中，下列说法正确的是()
A.做自由落体运动 B.处于失重状态
C.铁片的速度小于羽毛的速度 D.下落的加速度等于重力加速度
2.如图甲，在一端封闭、长约1m的玻璃管中注满清水，水中放一个直径略小于玻璃管内径的圆柱形红蜡块R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。把玻璃管迅速竖直倒置，红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升，在红蜡块刚从管口A开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动(如图乙所示)，直至红蜡块上升到管底B的位置(如图丙所示)。以地面为参考系，以红蜡块开始匀速运动的位置为原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系，描绘红蜡块R在这一运动过程中的轨迹，下列可能正确的是()
A. B. C. D.
3.如图，假设某转球高手能让篮球在他的手指上绕竖直轴匀速转动，手指刚好在篮球的正下方，下列说法正确的是()
A.篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处
B.篮球上各点做圆周运动的角速度不相等
C.篮球上离转动轴距离相等的各点线速度均相同
D.篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小
4.在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时，一个同学解得某物体位移的表达式为，
其中F表示力、t表示时间，m表示质量，物理量均使用国际单位。用单位制的知识检查，这个结果()
A.一定是错误的 B.可能是正确的 C.无法判断 D.一定是正确的
5.如图，将连接一重物的轻质小滑轮放置在一根轻弹性绳上，绳A、B两端在同一水平线上，不计一切摩擦，若将B端水平向左缓慢移动一小段距离，则弹性绳长度将()
A.变短 B.变长 C.不变 D.无法确定
6.A、B两小球同一时刻从不同的高度由静止释放，A球所受空气阻力可忽略，B球所受空气阻力的大小与物体速率成正比，两小球同一时刻落到水平地面，落地瞬间均以原速率反弹，规定向下为正方向，关于两小球的速度v与时间t的图像，下列可能正确的是()
A.B.C.D.
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.第24届冬季奥林匹克运动会在北京举行，山地滑雪是冬奥会的传统项目之一。如图所示是某同学山地滑雪时的情景，该同学在倾斜雪道(视为斜面)匀速下滑，不计空气阻力，关于运动员匀速过程中运动员或雪道的受力情况，下列说法正确的是()
A.雪道受到的摩擦力方向沿雪道向上
B.雪道对该同学的弹力和摩擦力的合力方向竖直向上
C.若该同学在雪道上加速下滑，则雪道对该同学的摩擦力小于该同学对雪道的摩擦力
D.无论该同学在雪道上匀速下滑还是加速下滑，雪道对该同学的摩擦力总等于该同学对雪道的摩擦力
8.如图，物块B套在竖直杆上，滑块A放在水平面上，一根不可伸长的细绳绕过定滑轮连接A和B，B以速度v匀速下滑，下列说法正确的是()
A.A做匀速运动
B.A做加速运动
C.当连接B的细绳与竖直方向成θ角时，A的速度为vcosθ
D.当连接B的细绳与竖直方向成θ角时，A的速度为
9.四个水球可以挡住一颗子弹！央视“国家地理”频道播出的一挡节目真实地呈现了该过程，其实验示意图如图所示。四个完全相同的装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4号水球。球皮对子弹的阻力忽略不计，子弹视为质点。下列说法正确的是()
A.子弹经过每个水球的过程中速度变化量均相同
B.子弹穿出第2号水球时的速度等于穿过四个水球的平均速度
C.子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则t1+t2+t3=t4
D.子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，，则
10.如图，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合，转台以一定角速度ω匀速旋转。甲、乙两个小物块(可视为质点)质量均为m，分别在转台的A、B两处随陶罐一起转动且始终相对罐壁静止，OA、OB与OO'间的夹角分别为α=30°和β=60°，重力加速度为g。当转台的角速度为时，小物块乙受到的摩擦力恰好为零，下列说法正确的是()
A.
B.当转台的角速度为时，甲有上滑的趋势
C.当角速度从0.5缓慢增加到1.5的过程中，甲受到的摩擦力一直增大
D.当角速度从0.5缓慢增加到1.5的过程中，甲受到的支持力一直增大
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11.(6分)探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。
(1)在这个实验中，利用了________________(填“理想实验法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_________(填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与_________(填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径相同的两个塔轮。
12.(8分)用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上，小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车后端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后，在保持小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a，改变砂桶中砂子的质量，重复实验五次。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能是_______。
A.木板右端垫起的高度过小
B.木板右端垫起的高度过大
C.砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M
D.砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M
(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，则纸带上C点的速度=________小车运动的加速度a=________m/s2。
(3)小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，砂桶和砂子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示，则小车的质量M=______kg。
13.(12分)跳台滑雪是一项勇敢者的运动，它是利用山势特点建造一个特殊跳台。如图所示，一运动员穿着专用滑雪板，在助滑路上获得较高速度后从A点水平飞出，在空中飞行一段时间后在山坡上B点着陆。已知运动员(视为质点)水平飞出的速度为=20m/s，山坡看成倾角为37°的斜面，不计空气阻力(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求
(1)运动员在空中的飞行时间t；
(2)AB间的距离d。
14.(14分)如图，轻杆长为3L，在杆的两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球可在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，重力加速度为g。
(1)当球B在最高点时，球B的速度为多大；
(2)当球B在最高点时，杆对球A的作用力为多大；
(3)若球B转到最低点时的速度大小为，求此时杆对球A的作用力。
15.(16分)如图，质量均为m的滑块A、木板B左端对齐，静止叠放在水平地面上，A、B之间的动摩擦因数μ1=0.3，B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1。从零时刻开始，用带有橡胶指套的手指在A的上表面以恒定速率v向右移动，手指对A的压力为F=0.5mg，经过时间△t后，撤去手指，此时A的左端与B上表面标记点P的距离恰好等于手指在A的上表面留下的划痕长度。撤去手指经过时间△t后，A的左端与点P对齐且A、B恰好速度相等。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求
(1)手指撤去前瞬间，木板B的加速度大小；
(2)△t的大小；
(3)点P到木板B左端的距离。
雅礼教育集团2023年下学期期末考试试卷
高一物理参考答案
1.【答案】B
2【答案】C
【详解】由题意可知红蜡块竖直向上做匀速直线运动，水平向右做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角的正切值为，由上式可知θ随t的增大而逐渐减小，而蜡块速度方向沿轨迹切线方向，所以红蜡块实际运动的轨迹可能是C。
故选C。
3.【答案】D
【详解】A.只有篮球上运动半径最大的点做圆周运动的圆心才在球心处，其他点做圆周运动的圆心所在平面的轴心处，A错误；
B.篮球上各点绕同轴转动，做圆周运动的角速度相等，B错误；
C.根据可知，角速度相等，半径相等，线速度的大小相等，但是速度方向不一定相同，C错误；
D.根据圆周运动公式可知，同轴运动，角速度一样，半径越小向心加速度越小，D正确。
故选D。
4.【答案】A
书达式F(t十的单位是kg
【详解】表达式的单位是，根据牛顿第二定律可知，所以，该单位是速度单位，所以该表达式是错的。
故选A。
5.【答案】A
【详解】进行受力分析如图
若将B端水平向左缓慢移动一小段距离，可知弹性绳之间的夹角减小，则可得弹性绳的弹力减小，弹性绳的长度将变短；
故选A。
6.【答案】D
【详解】A.B球所受空气阻力大小与物体速率成正比，B球下降阶段加速度大小，上升阶段加速度大小，球下降阶段与上升阶段加速度大小不同，小球落地后以原速度大小反弹，根据，B球下降阶段与上升阶段时间不同，故A错误：
BC.v-t图像斜率代表加速度，B球所受空气阻力大小与物体速率成正比，B球下降阶段加速度越来越小，故C错误；
D.A球上升阶段与下降阶段所需时间相同，加速度相同，B球上升阶段加速度较大，根据，所需时间较短，下降阶段加速度随时间减小，上升阶段加速度随时间减小，故D正确。故选D.：
7.【答案】BD
【详解】AB.对该同学受力分析，受到沿雪道向上的滑动摩擦力和垂直于雪道同上的弹力作用四为匀速下滑，所以二力的合力与其自身重力等大反向，即竖直向上。同时根据牛顿第三定律可知，雪道受到的摩擦力方向沿雪道向下。故A错误，B正确：
CD.根据牛顿第三定律可知，无论该同学在雪道上匀速下滑还是加速下滑，雪道对该同学的摩擦力总等于该同学对雪道的摩擦力。故C错误，D正确。
故选BD.
8.【答案】BC
【详解】当连接AB的细绳与竖直方向成θ角时，根据运动的分解可知A的速度为，则可知随着θ的变化，A做加速运动。
故选BC。
9.【答案】CD
【详解】A.子弹经过每个水球过程中，位移相同，但是速度逐渐减小，则经过每个水球的时间增加，根据可知，子弹的速度变化量不同，选项A错误；
B.对整个过程的逆过程可看做初速度为零的匀加速运动，根据初速度为零的匀加速运动的规律，反向穿过第4球与后面的3个球的位移之比为1：3，可知子弹反向穿出第4号水球时，即正向穿过第3号水球时的速度等于穿过四个水球的平均速度，选项B错误；
C.依据C的分析可知，穿过第3号水球是整个过程的中间时刻，则子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则t1+t2+t3=t4，选项C正确；
D.对整个过程的逆过程，由初速度为零的匀加速运动相等位移的时间关系可知，子弹穿过第4号水球、第3号水球、第2号水球、第1号水球的时间之比为，则子弹依次穿过4、3、2、1水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则，选项D正确。故选CD。
10.【答案】BD
【详解】A.设陶罐内璧对物块乙的支持力为F，则有，，解得，故A错误；
B.设当转台的角速度为时，物块甲受到的摩擦力恰好为零，设此时支持力为F，则有，，解得，所以当转速为时，支持力的分力不足以提供物块所需要的向心力，物块必然受到一个沿内壁切线向.下的静摩擦力，即物块甲有上滑的趋势，故B正确；
C.由于，所以当角速度从，缓慢增加到的过程中，物块甲一开始具有下滑的趋势，到最后具有上滑的趋势，所受的摩擦力方向发生了变化，其大小先减小再增大，故C错误；
D.摩擦力沿着陶罐内壁的切线方向，把它沿着水平和竖真方向进行分解；当角速度从缓慢增加到的过程中，摩擦力在沿着切线向上的方向上逐渐减小到零并反向增大，由于物块竖直方向上所受合力为零，则由可知，物块甲受到的支持力一直在增大，故D正确。
故选BD。
11.【答案】控制变量法(2分)；相同(2分)；挡板B(2分)
【详解】(1)[1]实验探究向心力的大小与小球质量m角速度和半径r之间的关系利用了控制变量法。
(2)[2][3]根据向心力公式，探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需控制实验中小球质量、圆周运动角速度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B。
12【答案】BD(2分)；0.70(2分)；2.0(2分)；0.40(2分)
【详解】(1)[1]图线不过原点且力为零时小车加速度不为零，可能是由于木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)造成的；图线末端发生了弯曲现象，是因为砂桶和沙子的总质量m未远小于小车的质量M造成的。
故选BD。
(2)[2][3]相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔为T=s=0.1s，纸带上C点的速度为=0.70m/s；根据逐差法可得小车的加速度为m/s2=2.0m/s2。
(3)[4]对小车.砂桶与沙子组成的系统，由牛顿第二定律可得，整理得，由图像可知g=10m/s2，，解得M=0.40kg。
13.【答案】(1)3s(6分)；(2)75m(6分)
【详解】(1)运动员做平抛运动，则
解得
=3s
(2)落到斜面上时的位移大小
m=75m
14.【答案】(1)(4分)；(2)1.5mg(4分)；(3)0.3mg(3分)，方向竖直向下(1分)
【详解】1)球B在最高点时：
得
(2)设球B在最高点时的角速度为，由向心力公式，有
此时球A在最低点，由向心力公式，有
解得F=1.5mg
(2)；
此时球A在最高点，由向心力公式，有
解得，方向竖直向下。
15.【答案】(1)0.2g(4分)；(2)(6分)；(3)(6分)
【详解】(1)对木板B，根据牛顿第二定律，手指撤去前
(2)手指撤去后
得
手指撤去前，划痕长度为
手指撤去时，A、B的速度分别为
，，
手指撤去后，根据牛顿第二定律，A的加速度大小为
二者共速，则
又
得
手指撤去后，二者相对位移等于划痕长度，即
联立得
手指撤去时，A的速度为，说明在拼去手指前，A的速度已经达到v，
二者共速，则
得
(3)撤去手指后，设共速为，A、B的相对位移为
撤去手指前，设经手指和A达到共速，指套在A上面留下的划痕长度为
解得
在手指作用期间A、B的相对位移
故点Р到木板B左端的距离