2023-2024学年河南省南阳市高一（上）期末质量评估物理试卷(含解析）

2023-2024学年河南省南阳市高一（上）期末质量评估物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图所示为甲、乙两物体运动的位移时间图像，在内，下列说法正确的是( )
A. 甲沿曲线运动，乙沿直线运动 B. 两物体运动路程均为
C. 乙物体运动位移大小为 D. 两物体的平均速度大小均为
2.如图所示，在竖直光滑墙壁和光滑挡板之间放置一个光滑的球，挡板可绕点在竖直平面内转动。开始时该系统处于静止状态，现将挡板沿顺时针方向缓慢转动，在挡板转到水平的过程中，下列说法正确的是
( )
A. 球受到墙壁的弹力逐渐增大 B. 球受到墙壁的弹力逐渐减小
C. 球受到的合外力逐渐增大 D. 球受到的合外力逐渐减小
3.某动车组由节车厢组成，其中、节车厢为动车，其余为拖车。假设每节车厢的质量相等，每节动车的牵引力为，动车组在水平直轨道运行的过程中所受的阻力与车重成正比。当动车组做匀加速运动时，第、节车厢间的作用力大小与第、节车厢间的作用力大小之比为
( )
A. B. C. D.
4.如图所示，将一花瓶置于桌面上的桌布上，用水平向右的拉力将桌布迅速抽出，花瓶发生了平移，但最终并没有滑出桌面，这是大家熟悉的惯性演示实验。若花瓶、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )
A. 桌布对花瓶摩擦力的方向向左
B. 若增大水平拉力，更快地将桌布拉出，则花瓶仍不可能滑出桌面
C. 花瓶在桌布上的滑动时间和在桌面上滑动的时间不相等
D. 桌布对花瓶的摩擦力与桌面对花瓶的摩擦力相同
5.货车司机常说的“饿死不拉卷”是因为钢卷的重量很大，如果车速过快，急刹车时，驾驶舱后的钢卷容易发生滚动，从而与驾驶舱相撞造成交通事故。有人在高速路上拍下卡车运载钢卷的情景如图甲所示，半径为的圆形钢卷没有采用其他的固定方式，只在钢卷的前、后各用一块三角尖楔顶在钢卷下端，三角尖楔与钢卷接触点距离水平车面高度为，如图乙所示。若尖楔相对车面不滑动，重力加速度为，钢卷与尖楔的摩擦力不计，在突发情况下，为了保证钢卷不离开车面，则卡车的刹车加速度大小不能超过
( )
A. B. C. D.
6.两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，小车安装加速度传感器，小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为。车在前、车在后，两车相距，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向。下列说法正确的是
( )
A. 时两车间距离为
B. 内，车的加速度大于车的加速度
C. 内两车相遇一次
D. 两车最近距离为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，手握着杯子处于静止状态。若手握杯子的力增大，则( )
A. 杯子受到的摩擦力增大 B. 杯子受到的合外力增大
C. 杯子和手之间的最大静摩擦力增大 D. 杯子更不容易从手中脱落
8.筷子是华人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。如图所示，用筷子夹质量为的小球，两根筷子均在竖直平面内，且和竖直方向的夹角均为，已知重力加速度大小为，小球处于静止状态，则
( )
A. 若小球光滑，每根筷子对小球的压力大小
B. 若小球光滑，只增大筷子对小球的压力，小球仍能静止
C. 若小球不光滑，只增大筷子对小球的压力，小球所受摩擦力可能减小
D. 若小球不光滑，筷子对小球的摩擦力不可能为零
9.图甲是我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛的一个情景。设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力随时间的变化规律如右图所示。取，不计空气阻力，根据图像可知
( )
A. 运动员获得的最大加速度为
B. 运动员离开蹦床后重心上升的最大高度是
C. 运动员在内先处于失重状态再处于超重状态再处于失重状态
D. 跳跃节奏稳定后，处于完全失重状态持续的最长时间为
10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为的物体、与弹簧连接，、均可视为质点，弹簧的劲度系数为，初始时刻物体处于静止状态现用竖直向上的拉力作用在上，使开始向上做加速度大小为的匀加速运动，测得、的图像如图乙所示，物体的图像在时刻的斜率与轴平行，已知重力加速度大小为，则( )
A. 施加力前，弹簧的形变量为
B. 施加力的瞬间，、间的弹力大小为
C. A、在时刻分离，此时弹簧弹力等于的重力
D. 上升速度最大时，、间的距离为
三、实验题：本大题共1小题，共10分。
11.在探究加速度与力、质量的关系实验中，某实验小组做了如图所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测量细线拉力。
实验时，下列说法正确的是______；
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C.如果选用电火花计时器，所用电源应为交流电源
D.为减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
实验中，某同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的、、、几条较为理想的纸带，并在纸带上每个点取一个计数点，按打点先后依次为、、、、、。如果把几条纸带都撕断，如图所示图中数据为相邻两计数点间的距离，已知交流电的频率为，请根据给出的四段纸带判断：在、、三段纸带中，可能是从纸带上撕下的是______。
由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图所示。则小车运动过程中所受的阻力______，小车的质量_______。结果保留两位有效数字
四、简答题：本大题共1小题，共4分。
12.一个物体受到方向如图所示的个力作用，已知，，。

运用平行四边形定则在图中画出、、的合力______；
测得合力____结果保留两位有效数字。
五、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.某学校气象社团的同学放飞一个气象气球，气球以的速度匀速上升，当上升到离地面高时，从气球上落下一小球，小球的质量为，假设小球在运动过程中所受的阻力大小总等于，取。
小球经多长时间到达最高点？
小球落地时速度大小是多少？
14.如图所示，在倾角为的固定粗糙斜面上，一劲度系数的轻质弹簧一端连接在固定挡板上，另一端连接一质量的物体、一轻绳绕过光滑定滑轮，一端系在物体上，另一端与质量也为的小球相连，轻绳与斜面平行，斜面足够长。用手托住小球使轻绳刚好没有拉力，此时物体保持静止，且受到静摩擦力等于滑动摩擦力，方向沿斜面向上，已知物体与斜面间的动摩擦因数，，若由静止释放小球，求：
弹簧恢复原长时轻绳上的拉力大小；
物体沿斜面向上运动多远时速度达到最大？
15.如图所示，粗糙的水平地面上有一块长木板，小滑块可视为质点放置于长木板上最右端。现将一个水平向右的力作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，时撤去。已知滑块与长木板的动摩擦因数，木板与地面的动摩擦因数，物块质量，木板的质量，滑块始终没有从长木板上滑下，重力加速度，求：
内长木板、小滑块的加速度大小；
长木板、小滑块各自运动的时间；
木板的最短长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
图象只能表示直线运动；分析甲、乙两物体的运动情况，再分析路程关系；位移等于纵坐标的变化量，结合平均速度等于位移与时间之比进行解答。
本题的关键要理解位移时间图像的点和斜率的物理意义，要明确位移时间图像的斜率表示速度，纵坐标的变化量表示位移。
【解答】
A、图象只能表示直线运动，故甲、乙均做直线运动，故A错误；
B、甲先向正方向运动位移大于后，再反方向运动，回到位移处，则甲的路程大于，乙一直向前做匀速直线运动，位移大小等于路程为，则甲运动的路程大于乙的路程，故B错误；
、根据图像可知，甲和乙的位移相等，大小均为，所用时间为，则平均速度均为，故C错误，D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】
【详解】对球受力分析，受重力、墙壁的弹力、挡板的支持力，如图
挡板沿顺时针方向缓慢转动，在挡板转到水平的过程中，球受力平衡，由力的平衡条件可知球受到墙壁的弹力逐渐减小，球受到的合外力不变，始终为零，故B正确，ACD错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】
【详解】设每一节车厢的质量是，阻力为，动车组做匀加速运动时，加速度为，第、节车厢间的作用力大小为 ，第、节车厢间的作用力大小为 ，对整体车厢由牛顿第二定律得
对前两节车厢由牛顿第二定律得
对第节由牛顿第二定律得
解得
故选C。
4.【答案】
【解析】
【详解】花瓶相对于桌布向左运动，则桌布对花瓶摩擦力的方向向右，故A错误；
B.对桌布由牛顿第二定律得
若增大水平拉力，桌布的加速度增大；由 ，可知桌布被拉出的时间缩短，更快地将桌布拉出，则花瓶在桌布上运动的时间也缩短；对花瓶由牛顿第二定律得
解得
由 ，知花瓶加速运动的位移变短，在桌面上滑行的距离缩短，不能滑出桌面，故B正确；
D.由于花瓶、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，所以桌布对花瓶的摩擦力与桌面对花瓶的摩擦力大小相等，方向相反，故D错误；
C.花瓶在桌布上和桌面上运动时加速度大小都等于 ，花瓶在桌布上加速运动和在桌面上加速运动，由 可知，花瓶在桌布上的滑动时间和在桌面上滑动的时间相等，故C错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【详解】设钢卷的质量为，三角尖楔对钢卷弹力的方向与竖直方向的夹角为 ，钢卷不向前滚出的临界条件是后面一块尖楔对钢卷的弹力恰好为零且车面对钢卷的支持力也为零，对钢卷受力分析如图所示
即
又由几何关系可知
解得
所以卡车的刹车加速度大小不能超过 。
故选A。
6.【答案】
【解析】
【详解】在内车做减速运动，车减速到零所需时间
故在时车减速到零，车前进的位移为
时车做匀速直线运动，前进的位移为
时两车间距离为
故A错误；
B.在内车的加速度为
在图像中，图像的斜率表示加速度，则车的加速度大小为
车的加速度等于车的加速度，故B错误；
．后，车开始由静止开始做加速运动，车开始做减速运动，从的过程中，设经历时间两者速度相同，则
解得
，
车在内前进的位移为
车前进的位移为
故此时相距的最小距离为
此后车的速度大于车的速度，两者间的距离开始增大，故秒内不可能相遇，故C错误，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【详解】因杯子处于静止状态，而竖直方向只受重力和摩擦力，故摩擦力大小等于重力，不会发生变化，故A错误；
B.因杯子处于静止状态，杯子受到的合外力为零，故B错误；
因为手对杯子的压力增大，手和杯子间的最大静摩擦力增大，杯子更不容易从手中脱落，故CD正确。
故选CD。
8.【答案】
【解析】
【详解】若小球光滑，对球受力分析，筷子对小球的两个压力，小球的重力，如图所示
在竖直方向上有
解得
当压力增大时，竖直方向受力不平衡，小球不能静止，故A正确，B错误；
D.若小球不光滑，当每根筷子对小球的压力在竖直方向的合力等于小球重力时，摩擦力等于，故D错误；
C.若小球不光滑，每根筷子对小球的压力大小 ，则小球所受摩擦力沿筷子向上，只增大筷子对小球的压力，小球所受摩擦力可能减小，故C正确。
故选AC。
9.【答案】
【解析】
【详解】由图像可知蹦床对运动员的最大弹力为
设运动员的最大加速度为，则
解得
故A错误；
B.设运动员上升的最大高度为，则
故B正确；
C.运动员在内蹦床先对运动员的弹力小于重力，处于失重状态；再蹦床先对运动员的弹力大于重力，处于超重状态；再蹦床先对运动员的弹力小于重力，处于失重状态，故C正确；
D.跳跃节奏稳定后，处于完全失重状态持续的最长时间为
故D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】
【详解】施加力前，、整体受力平衡，则弹簧弹力
解得弹簧的形变量

选项A正确；
B.施加力的瞬间，即时刻，对，根据牛顿第二定律有
解得、间的弹力大小
选项B错误；
C.、在时刻分离，此时、具有共同的速度与加速度，且
对有
解得此时弹簧弹力大小
选项C错误；
D.时刻上升速度最大，加速度为零，则
解得此时弹簧的形变量

上升的高度

上升的高度

所以、间的距离

选项D正确。
故选AD。
11.【答案】
【详解】实验中用力传感器来获取小车受到细线的拉力，则不需要测出砂和砂桶的总质量，故A错误；
B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数，故B正确；
C.如果选用电火花计时器，所用电源应为交流电源，故C正确；
D.实验中用力传感器来获取小车受到细线的拉力，则不用保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。
故选BC。
由匀变速直线运动的特点，即相邻的时间间隔位移差相等，得出
则有
不可能是从纸带上撕下的；可能是从纸带上撕下的；故AC错误，B正确。
故选B。
根据牛顿第二定律得
解得
图像的斜率为
解得小车的质量为
由图像可知，当 时

【解析】详细解答和解析过程见答案
12.【答案】
【详解】如图，选取的线段表示，按照图中力的方向作出个力的大小，先按照平行四边形定则作出 、 的合力 ，再按照平行四边形定则作出 、 的合力 ，则力 是、、的合力。
按照比例标度，用刻度尺测得合力 的大小约为

【解析】详细解答和解析过程见答案
13.【答案】；
【详解】小球上升过程由牛顿第二定律得
解得
小球到达最高点经过的时间
小球离开气球上升的高度
小球下落过程由牛顿第二定律得
解得
小球上升到最高点离地面的高度
由 ，解得小球落地时速度大小

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】；
【详解】当弹簧恢复原长时，对有
对有
解得
托住小球时，绳子刚好无拉力，对物体根据平衡条件有
可得弹簧的压缩量
当物体的速度最大时所受合力为零，则有
可得弹簧的伸长量
物体沿斜面向上运动速度达到最大时运动的距离

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】 ， ； ，；
【详解】 内对长木板由牛顿第二定律得
解得
内对小滑块由牛顿第二定律得
解得
末长木板的速度
末小滑块的速度
时撤去后，长木板做匀减速运动，小滑块做匀加速运动，设再经过 时间达到共同速度，对长木板由牛顿第二定律得
解得
小滑块的加速度大小仍是 ，则
解得
，
长木板与小滑块达到共同速度后，小滑块减速运动的加速度大小仍是 ，对长木板由牛顿第二定律得
解得
长木板速度减为零，再运动的时间
小滑块速度减为零，再运动的时间
则长木板运动时间
小滑块运动的时间
长木板加速运动的位移
长木板减速运动到共同速度的位移
小滑块达到共同速度的位移
木板的最短长度

【解析】详细解答和解析过程见答案
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