2023-2024学年湖南省怀化市高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年湖南省怀化市高一（上）期末考试物理试卷
一、单选题（本题共7小题，共28分）
1.下列四组物理量中均为标量的是( )
A. 位移 平均速度 B. 质量 速度的变化量
C. 加速度 力 D. 速率 路程
2.年月日起，我国内地至香港每日列车开行数量由列增至列，此举将积极促进香港与内地人员流动和经贸往来。某同学经查询得知，次列车自长沙南站出发，历时小时分到达香港西九龙站，全程运行，运行的最高时速为。下列说法中正确的是( )
A. “小时分”指的是时刻 B. “”指的是路程
C. “”指的是平均速率 D. 运行中的列车不可以选作为参考系
3.如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便，以下说法正确的是( )
A. 墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上
B. 大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大
C. 吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力
D. 空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力
4.电磁弹射技术是一种利用电磁力将飞行器从甲板上弹射起飞的技术，相较于传统的蒸汽弹射，具有更高的起飞效率已知某舰载机在静止的航母上利用电磁弹射装置使飞机获得一定初速度后，再由飞机发动机使其获得的加速度在航母上匀加速前进升空起飞已知飞机安全起飞的速度为，若要使飞机安全起飞，通过电磁弹射装置使飞机获得的初速度至少为
( )
A. B. C. D.
5.某人想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。经测量细绳偏离竖直方向约为角取，此时地铁的加速度约为
( )
A. B. C. D.
6.我省株洲市是和谐号动车的生产基地，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车，假设某列动车组各车厢质量均为，在做匀加速直线运动时每节动车提供的动力均为，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为。该动车组由节车厢组成，其中第、、节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组
( )
A. 做匀加速直线运动时，加速度为
B. 做匀加速直线运动时，加速度为
C. 做匀加速直线运动时，第、节车厢间的作用力为
D. 做匀加速直线运动时，第、节车厢间的作用力为
7.“天宫课堂”第四课于年月日时分开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A. 击球过程中，水球所受弹力是由于“球拍”发生形变产生的
B. 击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
C. 梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大
D. 梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
二、多选题（本题共3小题，共15分）
8.某同学站在力传感器上观察“体重”变化现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“站起”过程。如图显示的是该同学站在力传感器上，“下蹲”和“站起”的过程力传感器的示数随时间变化情况。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是
( )
A. 内，该同学下蹲，先出现超重现象后出现失重现象
B. 内，该同学站起，先出现失重现象后出现超重现象
C. 该同学下蹲过程中，其重心向下加速度的最大值约为
D. 该同学站起过程中，其重心向上加速度的最大值约为
9.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李箱进行安全检查，如图甲所示。图乙为这一水平传送带装置简化示意图，紧绷的传送带始终保持的恒定速率运行，旅客把行李箱无初速度地放在端，只考虑行李箱和传送带之间的作用，视行李箱先作匀加速运动，然后和传送带一起作匀速运动。设行李箱与传送带之间的动摩擦因数，间的距离为，取，乘客把行李箱放上传送带端的同时也以的恒定速度平行于传送带走向端取行李箱，则
( )
A. 行李箱被轻放在传送带上的瞬间，行李箱受到滑动摩擦力的作用
B. 在整个传送过程中，行李箱始终运动，行李箱一直受滑动摩擦力的作用
C. 乘客比行李箱提前到达端
D. 若传送带速度足够大，行李箱会比乘客先到达端
10.可以用位移传感器测量速度，如图所示，位移传感器工作时由装置发出短暂超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被装置接收，通过发射与接收的时间差和超声波的速度可以计算出被测物体运动的平均速度。若被测物体正远离装置，已知第一次发射和接收超声波脉冲的时间间隔为，第二次发射和接收超声波脉冲的时间间隔为，两次脉冲发出的时间间隔为，超声波在空气中的速度为，则以下说法正确的是( )
A. 第一次发射的超声波到达被测物体时，被测物体到位置的距离为
B. 第二次发射的超声波到达被测物体时，被测物体到位置的距离为
C. 被测物体的平均速度为
D. 被测物体的平均速度为
二、实验题（本题共2小题，共15分）
11.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计挂于固定点，下端用细线挂一重物。弹簧测力计的一端用细线系于点，手持另一端向左拉，使结点静止在某位置。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。
该实验运用的思想方法是_________。
A.控制变量法 等效替代法 理想模型法
本实验用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为_________。
下列的实验要求不必要的是___________填选项前的字母。
A.应用测力计测量重物所受的重力
B.应在水平桌面上进行实验
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使点静止在同一位置
12.实验小组用图甲所示的装置测量当地的重力加速度，请完成下列实验步骤中的填空：
按图甲装配好器材：跨过滑轮的不可伸长的光滑轻绳两端分别与钩码和力传感器相连，力传感器可测出轻绳的拉力。重物用轻绳挂在动滑轮上，其下端与纸带相连，让纸带穿过固定好的打点计时器上的限位孔；
接通电源，释放钩码后重物上升，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图乙所示，记下此过程中力传感器的示数。已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，此次实验打点时重物的速度______，重物的加速度______；计算结果保留位有效数字
改变钩码的质量，多次重复实验步骤，得到多组、数据；
实验得到重物的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示，当地的重力加速度______用图丙中给出的字母表示。
本实验中主要的误差来源是______。
A.动滑轮的重力
B.钩码的质量远大于重物质量的一半
C.空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力
四、简答题（本题共3小题，共42分）
13.“天宫课堂”上，“太空教师”叶光富给同学们演示了太空失重环境下的各种运动。演示中，叶老师在“天和”核心舱内通过脚蹬舱壁获得加速度匀加速起动，离开舱壁后以不变的姿态在舱内匀速运动，到达舱体另一头时伸出手臂触壁缓冲匀减速至停止。已知核心舱的全长为，叶老师通过脚蹬壁获得大小为的加速度，加速距离为、减速缓冲距离为，忽略他身高的影响，求：
叶老师匀速运动的速度和匀减速过程的加速度大小；
演示中叶老师在舱内运动全程所用的时间。
14.如图所示，质量为的斜面体放在水平面上，质量为的重物放在斜面体上，质量为的重物通过水平细绳与重物相连于点，点通过另一根细绳悬挂于天花板上，细绳与竖直方向夹角以及斜面体倾角均为，、、都处于静止状态。取，，求：
水平细绳的拉力大小；
重物对斜面体的压力及摩擦力大小；
地面对斜面体的支持力及摩擦力大小。
15.如图，质量为、长为的一只长方体形空铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为。这时铁箱内一个质量为的小木块恰好能静止在后壁上。小木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：
小木块对铁箱压力的大小；
水平拉力的大小；
减小拉力，经过一段时间，小木块沿铁箱左侧壁落到底部小木块不反弹，此时铁箱的速度为同时撤去拉力，又经再给铁箱施加一水平向右的恒力，为使小物块不撞击铁箱右壁，则恒力最小值为多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】位移、平均速度、速度的变化量、加速度、力都是既有大小又有方向的物理量，都是矢量；而速率和路程只有大小无方向，是标量。
故选D。
2.【答案】
【解析】A.“小时分”指的是时间间隔，选项A错误；
B.“”指的是路程，选项B正确；
C.“”指的是瞬时速率，选项C错误；
D.参考系的选择是任意的，则运行中的列车可以选作为参考系，选项D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】【分析】
吸盘在墙壁上保持平衡，所以受到的合力为零，分析吸盘的受力情况即可解答。
本题主要考查平衡状态与平衡条件，关键在于区分平衡力与相互作用力。
【解答】
A.墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是竖直向上，故A错误；
B.吸盘受到的摩擦力与物体对吸盘的拉力是一对平衡力，与物体重力大小相等，不会变化，故B错误；
C.吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力，故C错误；
D.空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查速度位移公式的应用，基础题目。
根据速度位移公式得出飞机获得的速度的表达式，结合题设得出其最小值即可判断。
【解答】
由解得，可见当，，，解得飞机获得的最小速度，故B正确，ACD错误。
5.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律可知
解得
故选A。
6.【答案】
【解析】做匀加速直线运动时，对节车厢的整体分析可知，加速度为
选项AB错误；
C.对、、节车厢的整体分析可知
解得第、节车厢间的作用力为
选项C正确；
D.对、节车厢的整体分析可知
第、节车厢间的作用力为
选项D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】击球过程中，水球所受弹力是由于“球拍”发生形变产生的，选项A正确，B错误；
C.惯性只与物体的质量有关，梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大，选项C正确；
D.牛顿第一定律不能通过实验进行验证，选项D错误。
故选AC。
8.【答案】
【解析】A、内，下蹲过程，初末速度均为零，同学经历了先向下加速后向下减速的过程，加速度先向下后向上，则先出现失重现象后出现超重现象，故 A错误；
B、内，站起过程，初末速度均为零，同学经历了先向上加速后向上减速的过程，加速度先向上后向下，则先出现超重现象后出现失重现象，故 B错误；
C、根据图像可知同学的重力为，则质量为，下蹲过程中的最小力为，根据牛顿第二定律，解得，故C正确；
D、该同学站起过程中，最大力为，根据牛顿第二定律，解得，故D错误。
故选C。
本题主要考查了超重和失重的概念，正确理解超重和失重的定义是解题的关键，知道加速度方向向上时物体超重，加速度方向向下时物体失重。
9.【答案】
【解析】行李箱被轻放在传送带上的瞬间，行李箱受到向左的滑动摩擦力的作用，与传送带共速后不再受摩擦力，选项A正确，B错误；
C.行李箱开始运动的加速度
与传送带共速时的时间
位移
匀速的时间
乘客到达另一端的时间
乘客比行李箱提前
到达端，选项C正确；
D.若传送带速度足够大，则若行李箱一直做加速运动，则到达另一端的最短时间为
此时行李箱与乘客同时到达端，则无论传送带速度多大，行李箱不会比乘客先到达端，选项D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.超声波在空气中的速度为，因此第一次发射的超声波到达被测物体时，被测物体到位置的距离为
A正确；
B.第二次发射的超声波到达被测物体时，被测物体到位置的距离为
B正确；
两次发射超声波到达被测物体的时间间隔为
则被测物体的平均速度为
C错误，D正确。
故选ABD。
11.【答案】；；；
【解析】【分析】
该实验采用等效替代法；
由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数；
因为我们要用力的图示画重力，故需要测出重力的大小；为了让测出来的两个分力更精确，故弹簧测力计应在使用前校零且拉线方向应与木板平面平行来减小摩擦；重力的大小和方向很定，所以不需要固定点位置。
【解答】
实验中，要求合力和分力满足等效的关系，故该实验采用等效替代法，故B正确；
由图示可知，弹簧测力计分度值为，其示数为。
、实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，故A正确；
B、重力充当合力，重力方向竖直向下，应该在竖直平面内进行实验，故B错误；
C、拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；
D、由于重物的重力大小和方向都是确定的，所以不需要使点静止在同一位置。故D错误。
本题选错误的，故选BD。
12.【答案】；；；
【解析】【分析】
本题为测定重力加速度的实验，处理纸带数据时，要掌握匀变速直线运动的两个推论的运用。
利用中间时刻速度等于平均速度求打某一个点时的速度，利用逐差法求加速度。
对研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律列出等式，并整理为的形式，然后结合图丙分析图像纵轴截距的物理意义。
根据实验原理分析误差。
【解答】
计数周期，根据匀变速直线运动的推论可得；根据逐差法可得重物的加速度为；
以重物和动滑轮为研究对象，根据牛顿第二定律，有，可得，由此可知，截距为，所以重力加速度为；
由上式可知，纵轴截距绝对值等于重力加速度，与重物和动滑轮的质量无关，与钩码的质量无关，故AB错误；
C.若有阻力，则，则重力加速度的实际值与测量值有误差，故C正确。
13.【答案】， ；
【解析】设加速结束时的速度，即匀速运动的速度为
由运动学公式
得
同理可得，减速过程的加速度
加速的时间
减速的时间
匀速的时间
总时间为
14.【答案】 ； ，；，
【解析】对点进行受力分析，可知受到的拉力 ，的拉力 以及左侧绳子的拉力 ，如图所示。根据平衡条件可得
重物受到重力 、斜面体的支持力 、绳子的拉力 以及斜面体的摩擦力 ，如图所示。垂直于斜面的方向有
沿斜面的方向有
联立解得
根据牛顿第三定律可知，对斜面体的压力和摩擦力大小分别为 和。
以斜面体和重物整体为研究对象，受到重力、地面对的支持力 、地面对的摩擦力 以及水平细线的拉力 ，如图所示。竖直方向有
水平方向有
联立解得
15.【答案】；；
【解析】对木块：
由牛顿第三定律，木块对铁箱的压力大小为；
小木块和铁箱整体
对木块：
解得
设 ，在撤去拉力后，经 的过程
对木块：
对铁箱
设施加恒力 后，经时间 木块到达铁箱右侧且两者速度都为，在此过程对木块
对铁箱
在 时间内木块相对铁箱运动的距离为铁箱的长度 ，则有
解得：

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