2023-2024学年河北省唐山市高一（上）期末考试物理试卷(含解析）

2023-2024学年河北省唐山市高一（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于质点，下列说法中正确的是( )
A. 质点就是物体中最重的点
B. 只有静止的物体才可以看成质点
C. 只有体积足够小的物体才能看成质点
D. 物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的
2.关于物体的惯性，下列说法中正确的是
( )
A. 物体的速度越大，惯性越大 B. 做匀速圆周运动的物体，惯性一直变化
C. 做平抛运动的物体，惯性一直变化 D. 质量越大的物体，惯性越大
3.从高出地面处竖直向上抛出的小球，上升后落回地面，全过程中小球运动的位移大小是
( )
A. B. C. D.
4.如图所示，下列四个实例中属于增大摩擦力的是( )
A. 斜向上拉动水平地面上箱子
B. 冰壶表面打磨得很平滑
C. 鞋底有凹凸不平的花纹
D. 气垫船行驶时船底有空气层
5.可视为质点的子弹垂直射入叠在一起的相同木板，穿过第块木板时速度恰好减为。如果子弹在木板中运动的总时间是若子弹在各块木板中运动的加速度都相同，那么子弹穿过第二块木板所用的时间是( )
A. B. C. D.
6.如图所示是汽车和汽车在平直公路上运动的图像，两车在时刻从同一位置出发，再次相遇时所用的时间是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，光滑斜面固定在水平面上，斜面倾角为，质量是的木块在水平恒力作用下恰好沿斜面匀速上滑，重力加速度取，则的大小是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于运动的合成与分解，下列说法正确的是( )
A. 合运动和分运动具有等时性
B. 合运动的速度一定大于分运动的速度
C. 任一时刻的速度方向总是与合运动的位移方向相同
D. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动
9.两艘快艇、在湖面上各自做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们所通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比是，下列说法正确的是( )
A. A、两艘快艇运动的线速度之比
B. A、两艘快艇运动的角速度之比
C. A、两艘快艇运动的周期之比
D. A、两艘快艇运动的向心加速度之比
10.如图所示，放置在光滑水平面上的、两个物体相互接触但不黏合，两物体的质量分别为，，，，则、两个物体间的弹力大小为( )
A. 时为 B. 时为 C. 时为 D. 时为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某同学按照如下步骤进行操作：
在水平桌面上放置一木板，在木板上放一张白纸，用图钉固定；
把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴接系有绳套的两条细绳；
用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度拉动橡皮条，使栓接点到达某一位置，记录栓接点位置、测力计的示数和细绳的方向；
用力的图示法画出测力计的拉力和，并以和为邻边作平行四边形，画出它们所夹的对角线记为；
只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，______；并按同标度作出这个力的图示；
比较和的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
把步骤中的内容填写完整_______；
本实验采用的主要科学方法为______；
A.理想实验法 控制变量法 等效替代法
某次操作时，弹簧测力计的示数如图所示，示数为_____；
下列操作有利于减小实验误差的是______；
A.在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点间距大些
B.拴接在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些
C.用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差应尽可能大
关于实验结果，下列说法正确的是_____。填字母代号
A.与橡皮条一定在一条直线上
B.与橡皮条一定在一条直线上
C.、、都是由弹簧测力计直接测得
12.如图所示，某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置
实验步骤如下：
按照图示安装仪器，轻质细线上端固定在力的传感器上，下端悬挂一小钢球。小钢球静止时刚好位于光电门中央；
将小钢球悬挂静止不动，此时力的传感器示数为，用米尺量出细线长；
将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，静止释放小钢球，光电计时器记录小钢球遮光时间，力的传感器示数最大值为；
改变小钢球的释放位置，重复上述过程：
已知小钢球的直径是，当地的重力加速度大小为，请用上述测得的物理量表示；
小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为_____。
A. ． ． ．
小钢球经过光电门时所受合力的表达式为_____。
A. ． ． ．
小钢球经过光电门时所需向心力的表达式为______。
A. ． ． ．
处理实验数据时，在误差允许的范围内，小钢球经过光电门时所需向心力和所受合力的关系为_____填“相等”或“不相等”，则能验证向心力与线速度大小的关系。
本实验误差的主要来源_____选填“摆长测量”或“空气阻力”
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.做匀加速直线运动的物体，其加速度大小为，运动过程中任意两段连续相等的时间间隔内位移的大小分别为和，试证明：
14.如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机在空中某高度处水平匀速飞行，某时刻释放了一个小球，小球经后恰好落在水平地面，小球释放点与落地点之间的水平距离为，空气阻力忽略不计，重力加速度，求：
小球释放时距地面的高度；
无人机水平飞行的速度大小；
小球落地时的速度大小。
15.如图所示，有一定厚度的长木板静止在光滑水平面上，质量为，长度为长木板左端放置一个质量的滑块，滑块与长木板间动摩擦因数。长木板右侧一段距离处有一足够长的倾斜传送带，传送带与水平方向夹角，传送带顺时针转动的速度恒为。现给滑块向右的初速度，当滑块到达长木板右端时，长木板恰好与传送带护板碰撞，碰撞瞬间速度减为且不影响传送带运动，忽略滑块的大小以及滑块从长木板滑上传送带过程中速度大小的变化。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，求：
滑块滑动至传送带时，滑块的速度大小；
滑块运动过程中的沿传递带向上运动的最大距离；
滑块在传送带上运动的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查质点。解决本题的关键是清楚把物体能看成质点时的条件，知道质点是理想化物理模型。
【解答】
A.质点是理想化的物理模型。在研究的问题中，如果物体的形状和大小可以忽略不计，物体就可以当成质点处理，故A错误；
B.由的分析可知，物体能否看成质点与物体的运动状态无关，故B错误；
C.体积足够小的物体也不一定就能够看成质点，比如原子的体积很小，但是在研究原子的运动时原子是不能看成质点的，故A错误；D.物体可以看成质点的条件是看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，由研究问题的性质决定的，故D正确。
2.【答案】
【解析】
【详解】物体的惯性与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，物体质量越大，惯性越大。
故选D
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查位移大小的计算。解决本题的关键是清楚位移的概念，位移是由初位置指向末位置的有向线段，有向线段的长度表示位移的大小有向线段的方向表示位移的方向。
【解答】
球上升，又下降，位移是由初位置指向末位置的有向线段，则全过程的总位移的大小，故A正确，BCD错误。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查的是滑动摩擦力的定义相互接触的物体间正压力和摩擦系数的乘积即，同学们应该从这几个因素入手讨论摩擦力的变化，考查学生理论联系实际的能力，提高同学们的物理思维能力。
【解答】
A、拉力竖直向上的分力减小了接触面间的正压力，摩擦力减小了，故A错误；
B、冰壶表面打磨得很平滑减小了接触面间的粗糙程度即摩擦系数小了，摩擦力减小了，故B错误；
C、鞋底有凹凸不平的花纹增大了接触面间的粗糙程度即摩擦系数大了，摩擦力增大了，故C正确；
D、气垫船行驶时船底有空气层两物体不接触了，摩擦力为零，故D错误。
5.【答案】
【解析】【分析】子弹的运动逆向分析可以看成是初速度为零的匀加速运动，然后根据匀变速直线运动位移与时间的关系分析解题。
【解答】将子弹穿过木板的过程看作逆向的初速度为零的匀加速运动，则，穿过第二块木板所用时间满足，联立上式得，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查的是根据图像判断两车的相遇时刻，同学们需要掌握图像的斜率，交点，图像与坐标轴围成的面积的物理意义，两车相遇的时刻即两车位移相同的时刻。
【解答】
汽车和汽车在平直公路上运动的图像，两车在时刻从同一位置出发，再次相遇时所用的时间即图像与坐标轴围成的面积相同的时刻，由图像得应该是，故B正确ACD错误。
7.【答案】
【解析】
【详解】根据题意，对木块受力分析，沿斜面方向上，由平衡条件有
解得
故选C。
8.【答案】
【解析】【分析】
运动的合成与分解根据平行四边形定则，对运动的速度、加速度、位移进行矢量的合成与分解；两分运动具有等时性、独立性，合运动是直线运动还是曲线运动取决于合速度方向与合加速度方向是否在同一条直线上。
解决本题的关键知道合运动是直线运动还是曲线运动，合运动为曲线运动，速度方向沿切线方向，位移方向由初末位置决定，以及会根据平行四边形定则判断合速度与分速度的大小关系。
【解答】
A.两分运动具有等时性，且有相互独立，互不影响，故A正确；
B.运动的合成与分解都遵循平行四边形定则，合运动的速度大小可等于分运动的速度大小之和，也可大于的，也可小于的，故B错误；
C.合运动为曲线运动，速度方向沿切线方向，位移方向由初末位置决定，故C错误；
D.两个互成角度的匀变速直线运动有加速度，合运动必有恒定加速度，即合运动一定是匀变速运动，
故D正确。
故选AD。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查匀速圆周期运动的一些物理量的计算。线速度大小等于单位时间内走过的路程，结合路程之比求出线速度大小之比；角速度等于单位时间内转过的角度，结合角度之比求出角速度之比；根据周期与角速度的关系，求出周期之比；抓住向心加速度等于线速度与角速度的乘积，结合线速度和角速度之比求出向心加速度之比。
【解答】
A.根据线速度定义式可知，、两艘快艇的线速度大小之比为，故A正确；
B.根据角速度定义式，运动方向改变的角度等于做圆周运动转过的角度，则、两艘快艇的角速度之比为，故B正确；
C.根据，、两艘快艇运动的周期之比：，故C错误；
D.根据，可知、两艘快艇的向心加速度大小之比为，故D错误．
10.【答案】
【解析】
【详解】由题知， 、 的大小都随时间而变化，但、整体受到的合力
可知保持不变，故开始一段时间内、以相同的加速度做匀加速运动，对整体有
解得
随着的推移， 减小， 增大，弹力 逐渐减小，当、恰好分离时，、间的弹力为零，此时两者的加速度仍相等，有
代入数据，解得
所以在 内，、两物体一直以 的加速度做匀加速运动， 后、两物体分离，、间无相互作用。
A.由题知当 时， ，对有
解得
故A错误；
B.由题知当 时， ，对有
解得
故B正确；
C.由题知当 时， ，对有
解得
故C正确；
D.由前分析知当 时，、恰好分离，此时、间的弹力为零，故D错误。
故选BC。
11.【答案】 把橡皮条的结点拉到与用两个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条时的同一位置
【详解】为了保证两次力的作用效果相同，则用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条，把橡皮条的结点拉到与用两个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条时的同一位置。
由分析可知，本实验采用的主要科学方法为等效替代法。
故选C。
由图可知，弹簧测力计最小分度为 ，则读数为 。
在记录力的方向时，标记同一细绳方向的两点要远些，有利于减小在确定力的方向时的误差，故A正确；
B.拴在橡皮条上的两条细绳不一定必须等长，但是尽量长一些较好，有利于减小在确定力的方向时的误差，故B错误；
C.用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差没必要尽可能大，故C错误。
故选A。
、 、 其中 、 是由弹簧测力计直接测得，且 是用一个弹簧测力计拉橡皮条时的拉力，所以 与橡皮条在一条直线上， 是通过 做平行四边形得到的，不是由弹簧测力计直接测得

【解析】详细答案和解析见答案
12.【答案】 相等 摆长测量
【详解】由题知小钢球的直径为，小钢球遮光时间为，则小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为 。
故选B。
由题知，将小钢球悬挂静止不动，此时力的传感器示数为，小钢球经过光电门时力的传感器示数为，则小钢球经过光电门时所受合力的表达式为
合
故选A。
小钢球经过光电门时所需向心力的表达式为
故选C。
处理实验数据时，在误差允许的范围内，小钢球经过光电门时所需向心力和所受合力的关系为相等，则能验证向心力与线速度大小的关系。
根据以上分析，只需要满足
则本实验误差的主要来源摆长测量。

【解析】详细解答和解析过程见答案
13.【答案】见解析
【详解】根据题意，设初速度为 ，由位移公式 可得
则有

【解析】详细答案和解析见答案
14.【答案】 ； ；
【详解】根据题意可知，小球做平抛运动，竖直方向上，由 可得，小球释放时距地面的高度
水平方向上有
解得，无人机水平飞行的速度大小为
竖直方向上，由 可得，小球落地时竖直分速度为
则小球落地时的速度大小

【解析】详细答案和解析见答案
15.【答案】 ； ；
【详解】根据题意，设滑块滑到长木板右端时速度为 ，长木板的速度为 ，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
即滑块滑动至传送带时，滑块的速度大小为 。
滑块滑上传送带之后，由牛顿第二定律有
解得
滑块减速到与传送带速度相等的时间为
向上运动的距离为
由于
滑块继续向上减速，由牛顿第二定律有
解得
滑块减速到的时间为
运动的距离为
则滑块运动过程中的沿传递带向上运动的最大距离
由上述分析可知，滑块减速到之后，不能停在传送带上，开始加速下滑，则有
解得
则滑块在传送带上运动的时间

【解析】详细答案和解析见答案
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