安徽省定远县民族学校2023-2024学年上学期高一期末物理试题（含解析）

2023-2024学年上学期高一期末物理试题
一、单选题（7小题，28分）
1．某同学在文献上看到一个单位“”，该单位与以下哪个物理量随时间的变化率有关（　　）
A．力 B．位移 C．速度 D．加速度
2．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　)
A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车
B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用
C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变
3．如图所示，火箭将“神舟十五号载人飞船”送入太空。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火箭受到的重力与喷出的气体对火箭的作用力是一对平衡力
B．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力
C．若火箭飞出大气层后，火箭虽然向下喷气，但无法获得前进的动力
D．飞船内的宇航员对椅子的压力小于椅子对宇航员的支持力
4．昆明三中教育集团第65届田径运动会200米决赛中，为了研究运动员起跑阶段的运动情况，用频率为2Hz频闪照相机记录运动员起跑阶段不同时刻的位置，如图所示，用厘米刻度尺测量照片上运动员不同位置间的距离，已知照片与实物的尺寸比例为1：50，运动员起跑阶段的运动可视为匀加速直线运动。下列说法正确的是（　　）
A．运动员起跑阶段的加速度为2m/s2
B．运动员通过照片中3cm位置时速度为1m/s
C．照片中0cm位置为运动员的起跑位置
D．运动员在照片前6cm内的平均速度为4m/s
5．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度图像如图所示，在0﹣t0时间内，下列说法中正确的是（ ）
A．I、II两个物体的加速度都在不断减小
B．I物体的加速度不断增大，II物体的加速度不断减小
C．I物体的位移等于II物体的位移
D．I、II两个物体的平均速度大小都大于
6．．如图所示，有一均匀梯子AB斜靠在竖直墙上处于静止状态，假设墙面光滑，地面粗糙，则地面对梯子的作用力可能沿(　　)
A．F1的方向
B．F2的方向
C．F3的方向
D．F4的方向
7．倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒内放一质量的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为（ ）
A． B．
C．a = 0.5g D．a = 0.4g
二、多选题（3小题，15分）
8．城市部分过街天桥装有智能化电动扶梯，如图所示，当乘客站上扶梯并随扶梯一起向右上方加速上升时，下列说法正确的是（　　）
A．乘客处于超重状态
B．乘客处于失重状态
C．电梯对乘客的支持力大于重力
D．电梯对乘客的摩擦力水平向右
9．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动．通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示．重力加速度g=10m/s2．则（　　）
A．物体的质量m=1kg
B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2J
C．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4
D．前2s内推力F做功的平均功率为1.5w
10．如图所示，A、B、C、D放置在水平地面上，水平拉力分别作用在B、C上，A、B、C、D均静止，设A、B间动摩擦因数为，B与地面间动摩擦因数为，C、D间动摩擦因数为，D与地面间动摩擦因数为，则下列说法正确的是（　　）
A．有可能等于零 B．有可能等于零
C．不可能等于零 D．不可能等于零
三、实验题（2小题，16分）
11．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某小组的主要实验步骤如下：
①用图钉把一张白纸钉在水平桌面的木板上；
②用铅笔描下结点 O 的位置和两个细绳套 OB、OC 的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力 F；
③比较 F′与用平行四边形定则求得的合力 F，看它们在实验误差允许的范围内是否相等．
④将橡皮条的一端固定在水平木板上的 A 点，另一端系上两根细绳套，先用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置 O，如图所示；
⑤只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置 O，记下弹簧测力计的读数 F′和细绳的方向．
（1）正确的实验步骤应该是
（2）图示的弹簧秤度数为
12．某同学用图所示的实验装置探究小车的加速度a与小车质量M的关系。所用交变电流的频率为。
（1）已安装好器材，准备开始实验。请写出实验装置图中错误（或不合适）的地方： ，图中电火花打电计时器使用的电源为 （填写以下选项前字母）。
A．直流 B．直流 C．交流 D．交流
（2）该同学在教师指导下，将实验装置调试正确。下左图是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如下左图所示。求小车的加速度是 （结果保留两位有效数字）。
（3）该同学实验中，保持所挂钩码的总质量m不变，改变小车的质量M，并测出所对应的加速度a，以小车的质量M为横坐标，以为纵坐标，在坐标纸上作出如上右图所示的关系图线，已知当地的重力加速度为g，结果发现图像不过原点，根据牛顿第二定律认为在拉力不变的情况下，与M应该成正比，请你告诉该同学图中纵轴上的截距的物理意义 （用题中所给的字母表示）。
四、解答题（3小题，42分）
13．如图所示，用三根轻质细线a、b、c将质量为2m的小球1和质量为m的小球2连接并悬挂，两小球均处于静止状态，细线b与水平方向的夹角θ为30°，细线c水平。（重力加速度为g）求：
（1）细线c对小球2的拉力大小；
（2）细线a与竖直方向的夹角α为多少度？
（3）现将细线c的右端逆时针缓慢旋转90°的过程中，球1始终保持静止，则在此过程中细线c拉力的最小值为多大？此时细线c的拉力与水平方向的夹角为多大？
14．如图所示，水平地面上有一长度，质量的木板B，木板B与地面间的动摩擦因数，木板B上表面光滑且距地面的高度，在木板B的上表面中间放置一质量的物块A（可视为质点）。对木板B施加一水平向右，大小的拉力，使木板B由静止开始运动，取，求：
(1)从木板开始运动到物块A从木板B的上表面脱离所经历的时间；
(2)物块A落地时，物块A到木板B左端的水平距离。
15．如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,g取10m/s2,试求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小．
(2)t=6s时物体的速度,并在图乙上将t=6s内物体运动的v-t图象补画完整,要求标明有关数据．
试卷第4页，共6页
试卷第3页，共6页
参考答案：
1．C
【详解】加速度的国际单位为，根据加速度定义式
可知该单位与速度随时间的变化率有关，C正确，ABD错误；
故选C。
2．B
【详解】A、根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误；
B、物体的速度不断增大，说明物体的运动状态在改变，物体必然受到力的作用，故B正确；
C、物体如果向正北方向运动，如果是匀速则不受力或受平衡力；如果加速，合力向正北方向；如果减速，合力向正南方向，故C错误；
D、物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动的状态不变，故D错误．
【点睛】此题是一道有关牛顿第一定律的基础性的试题，解答时把握好：牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的；再就是物体在不受力的作用时，总保持静止状态或者是匀速直线运动状态．
3．B
【详解】A．火箭加速上升，则火箭喷出的气体对火箭的作用力大于火箭受到的重力，选项A错误；
BC．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，即使火箭飞出大气层后，火箭向下喷气，仍能获得前进的动力，选项B正确，C错误；
D．飞船内的宇航员对椅子的压力与椅子对宇航员的支持力是一对相互作用力，总是等大反向，选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．频率为2Hz频闪照相机，时间为
根据匀变速直线运动的判别式有
解得
故A正确；
B．匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则运动员通过照片中3cm位置时速度为
故B错误；
C．根据0位置到3的速度公式，有
解得
即照片中0cm位置的速度为，故不是起跑位置，故C错误；
D．运动员在照片前6cm内的平均速度为
故D错误；
故选A。
5．A
【详解】AB．速度﹣时间图像上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体I做加速度不断减小的加速运动，物体II做加速度不断减小的减速运动，故A正确，B错误；
C．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图像可知：I物体的位移大于II物体的位移，故C错误；
D．如图
图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从v2均匀减小到v1，或从v1均匀增加到v2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于，故I的平均速度大于，II的平均速度小于，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】：选B.对梯子受力分析知，梯子受竖直向下的重力G，墙施加的水平向右的弹力N，另外地面施加的作用力，此三力不平行，故三力应共点，如图所示，F应交于G与N的交点，所以可能的方向是沿F2的方向．
7．B
【详解】当物体放在B盒中时，以AB和B盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
当物体放在A盒中时，以AB和A盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
联立解得
加速度大小为
a = 0.2g
故选B。
8．ACD
【详解】AB．乘客在加速运动时，乘客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；故A正确，B错误；
C．乘客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，故C正确；
D．乘客的加速度沿电梯斜向上，有水平向右的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的摩擦力的方向向右，故D正确。
故选ACD。
9．BCD
【详解】由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以，由牛顿第二定律可得，所以，A错误；第二秒内物体的位移是，摩擦力做的功，B正确；由，所以，C正确；在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为，所以前2S内推力F做功的平均功率为，D正确．
10．ACD
【详解】A．物体A保持静止，水平方向无外力，则A、B间无摩擦力的作用，μ1无法判断，可能为零，故A正确；
B．物体A和物体B两物体保持静止，用整体法分析可知，地面对B一定有摩擦力的作用，则μ2一定不为零，故B错误；
C．物体C保持静止，水平方向由外力，则C、D间有摩擦力的作用，则μ3不可能等于零，故C正确；
D．物体C和物体D两物体保持静止，用整体法分析可知，地面对D一定有摩擦力的作用，则μ4不可能等于零，故D正确。
故选ACD。
11． ①④②⑤③ 2.90N
【详解】(1)[1]在“验证力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效替代”法．进行实验时在明确实验原理以及实验目的基础上，要先进行实验设备的安装，即先在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的某点，然后进行实验和有关数据的测量，最后进行数据处理和仪器的整理．所以步骤为：①④②⑤③．
(2)[2] 由图可知弹簧秤最小分度值是0.1N，所以其示数为：2.90N．
12． 小车释放时距打点计时器过远；或细绳不够长（一条即可） D （都可以认为正确）
【详解】（1）[1][2]图甲中错误的地方有：小车释放时距打点计时器过远；或细绳不够长等，答一条就可以。实验用的是电火花打点计时器，所使用的电源是交流电，故D正确。
（2）[3]相邻两计数点之间还有4个点未画出，故相邻两个计数点之间的时间间隔为
由逐差法求加速度
（都可以认为是正确的）。
（3）[4]由牛顿第二定律可得
由此变形可得
根据数学知识可知，图象在纵坐标的截距表示。
13．（1）；（2）30°；（3），30°
【详解】（1）对球2受力分析可知
解得
（2）对球1、球2整体受力分析可得
解得
（3）由题意可得，整体处于动态平衡的过程中，对整体受力分析可知当细线c的拉力方向与细线a的拉力方向垂直时，此时细线c的拉力最小为
解得
此时细线c与水平方向的夹角为30°。
14．(1)1s；(2)0.23m
【详解】(1)物块A水平方向不受力，故物块A水平方向静止不动
开始时木板B对地面的压力
木板B受到的摩擦力
由牛顿第二定律可知
木板B的加速度
物块A从木板B上脱离，木板B移动的距离为，由运动学公式得
解得从木板B开始运动到物块A从木板B的上表面脱离所经历的时间。
(2)物块A从木板B上表面脱离时，木板B的速度
物块A从木板B上表面脱离后，竖直方向做自由落体运动
物块A从木板B上脱离后木板B对地面得压力
木板B受到得摩擦力
由牛顿第二定律可知
在物块A落地过程中木板B走过的位移
解得
故物块A落地时，物块A距木板B左段的水平距离为0.23m。
15．（1）F=30N,μ=0.5；（2）6m/s，
【详解】(1)设撤去拉力前物体的加速度大小为a1,撤去拉力后物体的加速度大小为a2
由v-t图像可知：a1=m/s2=20m/s2
a2=m/s2=10m/s2
对物体在撤去拉力前,由牛顿第二定律得：F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1
对物体在撤去拉力后上滑时,由牛顿第二定律得：mgsin37°+μmgcos37°=ma2
解得F=30N，μ=0.5
(2)加速上滑的时间t1=1s,撤去拉力时的速度为v=20m/s,设再经过t2速度减至0,
由0=v-a2t2,得t2=2s
在最高点时，因mgsin37°>μmgcos37°，故物体将沿斜面加速下滑,设加速度大小为a3,
据牛顿第二定律得mgsin37°-μmgcos37°=ma3
解得a3=2m/s2
再经过3s物体的速度大小为6m/s,方向沿斜面向下，补画完整后的图线及有关数据如图所示：
点睛：此题关键受力分析后，根据牛顿第二定律，运用正交分解法求解出各个运动过程的加速度，然后结合运动学公式列式求解．
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