山西省部分中学2023-2024学年高一上学期期末联考物理试题（含答案）

山西省部分中学2023-2024学年高一上学期期末联考
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第一册。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列有关亚运会比赛项目说法正确的是（ ）
A．电子竞技项目某游戏一局的时间为15分钟，“分钟”是国际单位制的基本单位
B．研究皮划艇比赛中皮划艇的船体姿态时，皮划艇不可看成一个质点
C．两百米游泳比赛中运动员用时1分43秒，则平均速度大小约为
D．羽毛球比赛中运动员跳起扣球时速度增大，运动员的惯性增大
2．“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具，又叫体感车、思维车、摄位车等．基本原理上是利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，进行相应的调整，以保持系统的平衡．人站在“电动平衡车”上，在水平地面上沿直线匀速前进，下列说法正确的是（ ）
A．“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力
B．人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力
C．地面对车的摩擦力与人（含车）所受空气阻力平衡
D．在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向右倾斜
3．学校运动会上举行100m跑比赛时，记录了李明和吴浩起跑阶段的图像分别为图中、所示（从发令枪响开始计时），下列关于两者运动情况的判断错误的是（ ）
A．李明存在抢跑现象 B．李明的跑速变化比吴浩慢
C．时刻起吴浩开始超过李明 D．时刻两人的速度相等
4．一辆模型测试车以的初速度开始刹车做匀减速直线运动（停止后不再运动），加速度大小为，则模型车在开始刹车后第3s内的位移大小为（ ）
A．2m B．1.5m
C．1m D．0.5m
5．某幼儿园要在空地上做一个如图所示的滑梯，根据空地的大小，滑梯的水平跨度确定为6m．设计时，滑梯和儿童之间的动摩擦因数取0.3，滑梯可等效为斜面，不计空气阻力．若儿童在滑梯游戏时刚好能滑下，则滑梯高度为（ ）
A．1.8m B．3.0m
C．1.2m D．2.4m
6．如图所示，轻质滑轮两侧绳子上分别系有小球和小球，两球质量关系为．两球从静止开始运动，经过时间后、两个小球运动到同一水平面，此时恰好细线断裂．此后向下运动，向上运动（未碰到滑轮）最后落地．不计摩擦阻力与空气阻力，则两小球先后落地的时间差为（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，用三根轻绳、、将质量分别为、的小球甲、乙连接并悬挂，其中为普通轻绳，、为弹性轻绳．两小球均处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为45°，轻绳处于水平，重力加速度为．下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的拉力大小为
B．轻绳的拉力大小为
C．剪断绳瞬间，甲的加速度大小为
D．剪断绳瞬间，乙的加速度大小为
8．如图所示，物体甲叠放在物体乙上，物体乙放在光滑水平面上，水平向右的恒定拉力作用在物体甲上，使得两物体相对静止一起向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．甲受到乙向右的摩擦力
B．乙受到甲向右的摩擦力
C．物体乙受到的摩擦力大小与拉力大小无关
D．拉力最大不能超过某一个值
9．如图所示，在光滑竖直木板上用网兜把足球挂在点，足球与木板的接触点为，悬绳与木板的夹角为，网兜的质量不计．接着木板绕下端向右缓慢倾斜了15°．下列说法正确的是（ ）
A．木板竖直时，绳对球的拉力小于足球的重力
B．木板竖直时，木板对球的支持力小于足球的重力
C．木板倾斜过程中，木板对足球的支持力一直增大
D．木板倾斜过程中，绳对球的拉力先增大后减小
10．第24届北京冬季奥林匹克运动会中，高山滑雪是重要的比赛项目之一，如图所示是一名滑雪运动员在比赛过程中的示意图．运动员自身和所有装备的总质量为，沿着倾角的斜坡向下滑动过程中，受滑动摩擦力和空气阻力作用，假设空气阻力与速度成正比，即，其中，斜坡与运动员间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取，，，则下列说法正确的是（ ）
A．当运动员的速度大小为时，运动员的加速度大小为
B．当运动员的速度大小为时，运动员的加速度大小为
C．若斜坡足够长，运动员能达到的最大速度为
D．若斜坡足够长，运动员能达到的最大速度为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）某学习小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验．图甲中，橡皮条的一端挂有轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为．图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环处于点；橡皮条伸长的长度为．图丙中，用一个力单独拉住小圆环，仍使它处于点．
（1）本实验采用的科学方法是______．
A．等效替代法 B．理想实验法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）图丁是根据实验数据处理后得到的图像，其中______（填“”或“”）的方向一定沿．
（3）若初始时、成90°角，现将顺时针转过一个小角度，要保持图乙中点位置与的大小不变，则下列操作可行的是______．
A．增大，并沿顺时针方向转动一个小角度
B．增大，并沿逆时针方向转动一个小角度
C．减小，并沿顺时针方向转动一个小角度
D．减小，并沿逆时针方向转动一个小角度
12．（8分）某实验小组用图甲所示的装置探究“加速度与力、质量的关系”，其中光电门、与电脑端相连．
（1）实验时，实验平台软件自动采集小车通过光电门、的时间分别为、和通过两个光电门之间的时间间隔（两个光电门之间的距离在实验中保持不变），遮光条的宽度为，则小车通过光电门时的速度大小为______，小车的加速度的表达式为______．（均用题中所给字母表示）
（2）实验时，为了让滑块所受的合力近似等于钩码的重力，需满足钩码的总质量______（填“”“”或“”）滑块及遮光条的总质量．
（3）在探究加速度与力的关系时，以加速度为纵轴，合力为横轴，用电脑软件描绘出了图像如图乙所示，图像末端发生弯曲的原因是______．
三、计算题（本题共3小题，共计40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．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）在建筑工地上，把三个形状相同且质量都为的均质圆形钢管按照如图所示放置在粗糙水平面上，、钢管刚好接触且无挤压，系统处于静止状态，重力加速度为，求：
（1）钢管对水平面的压力大小；
（2）水平面对钢管的摩擦力大小．
14．（13分）如图所示，无人机携带苹果悬停在空中某处，一个直径的盆放在水平地面上，盆的右侧边缘到无人机的水平距离．当释放苹果瞬间，给盆一个水平向右的初速度（未知），使其朝苹果落点正下方做加速度为的匀减速直线运动．已知苹果从释放到落地过程中，后一半时间运动的高度比前一半时间运动的高度多，不计空气阻力，重力加速度取，忽略盆的高度．
（1）求苹果离地的高度和落地时的速度大小；
（2）若要苹果能落在盆内，求盆接到苹果时，盆的速度大小的取值范围．
15．（15分）如图所示，质量、长度的长薄木板静止放置于粗糙水平面上，其与水平面的动摩擦因数．一质量小物块（视为质点）以的速度冲上木板的左端，小物块与木板和地面之间的动摩擦因数均．最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．（重力加速度取，若木块从木板上滑离，则其落地时间与速度变化可忽略）．求：
（1）小物块冲上木板的瞬间，两者各自的加速度大小；
（2）木板的最大速度；
（3）小物块和木板均停止时，小物块到木板右端的距离．
山西省部分中学2023-2024学年高一上学期期末联考
物理
参考答案、提示及评分细则
1．B 时间的国际单位制的基本单位是秒，选项A错误；研究皮划艇比赛中艇运动过程中的船体姿态时，皮划艇不可看成一个质点，选项B正确；两百米游泳比赛中运动员用时1分43秒，其位移不是200m，选项C错误；惯性只与质量有关，选项D错误．
2．C 根据牛顿第三定律可知，“电动平衡车”对人的作用力等于人对“电动平衡车”的作用力，选项A错误；人的重力与车对人的支持力两者的受力物体都是人，它们是一对平衡力，不是相互作用力，选项B错误；将人和车看成一个整体，在水平方向上地面对车的摩擦力与人（含车）所受空气阻力平衡，所以人和车能够匀速前进，选项C正确；在行驶过程中突然向右转弯时，人由于具有惯性，会保持原来的运动状态不变，所以人会向左倾斜，选项D错误．
3．C 由图像可知发令枪响时李明已经有了速度，故李明存在抢跑现象，选项A正确；李明的加速度比吴浩的小，李明的跑速变化比吴浩慢，选项B正确；时间内图线与坐标轴所围的面积比的大，表示该段时间内李明的位移比吴浩的大，即李明跑在前面，选项C错误；时刻两者的坐标值相等，即两人的速度相等，选项D正确．
4．D 模型车刹车时间，则第3秒内的位移大小，，解得，选项D正确．
5．A 若儿童刚好能滑下则要求下滑分力等于滑动摩擦力，所以，得，根据几何关系，，解得，选项A正确．
6．B 对于、整体有，细绳断裂瞬间、的速度大小相等且，两小球之后落地的时间差，解得，选项B正确．
7．C 将甲、乙视为整体，其受力如图所示，根据平衡条件有，，选项A、B错误；剪断绳瞬间，由于是弹性绳，绳的拉力没有突变，则剪断绳后的合力大小，由，解得，选项C正确；剪断绳瞬间，由于是弹性绳，绳的拉力没有突变，则此时乙球的合力，由，解得，选项D错误．
8．BD 物体甲受到乙向左的摩擦力作用，根据牛顿第三定律则物体乙受到甲向右的摩擦力作用，选项A错误，B正确；设甲的质量，乙的质量为，则乙受到的摩擦力，选项C错误；由于甲、乙之间的摩擦力存最大值，则要甲、乙共同向右运动，拉力也有最大值，选项D正确．
9．BC 设足球重为，木板竖直时，拉力，，选项A错误，B正确；倾斜过程中，足球受力如图所示，则，其中，增大，减小，可得一直在增大，一直变小，选项C正确，D错误．
10．AC 当时，对运动员进行受力分析，由牛顿第二定律有，解得，选项A正确，B错误；当运动员速度达到最大时，有，解得，选项C正确，D错误．
11．（1）A （2） （3）A
解析：（1）本实验采用的科学方法是等效替代法，选项A正确．
（2）是根据据平行四边形定则作出的合力，则是用一个弹簧作用时的拉力，一定沿方向．
（3）若要保持图乙中点位置与的大小不变，根据三角形定则，如图所示，以起点为圆心，到末端距离为半径可知应增大，并沿顺时针方向转动一个小角度，选项A正确．
12．（1） （2）
（3）所挂钩码质量过大时，绳子的拉力不近似等于钩码的重力
解析：（1）小车通过光电门时的速度大小为，根据加速度的定义，加速度．
（2）由于实际的拉力，为了让滑块所受的合力近似等于钩码的重力，钩码的总质量应远小于滑块的及遮光条总质量．
（3）图像末端发生弯曲，是当钩码的质量过大时，绳子的拉力不近似等于钩码重力，此时拉力不能用钩码的重力代替．
13．解：（1）以整体为研究对象，水平面对整体的支持力大小为，则
根据对称性得水平面对钢管的支持力大小为
由牛顿第三定律得钢管对水平面的压力大小为
（2）的受力如图所示，由平衡条件有
解得
水平面对的摩擦力
解得
14．解：（1）设苹果落地的时间为
则逐差法有
又
且
解得，，
（2）若苹果要落在盆内，则有
解得
盆接到苹果时的速度
则
15．解：（1）设小物块冲上木板瞬间，木板和小物块的加速度分别为、．
则由牛顿第二定律有，对有
对有
解得，
（2）假设小物块能够运动到木板最右端，此时小物块的速度为，木板的速度为，运动时间为，根据运动学公式有，小物块的速度
小物块的位移
木板的速度
木板的位移
根据几何关系有
解得，，或（舍）
由可知，假设成立，即木板的最大速度为
（3）小物块滑离木板后，假设小物块经过位移停止运动
解得
对木板，由牛顿第二定律有
减速到停止的位移
解得
由几何关系知小物块和木板距离为