2023-2024学年河北省保定市定州市第二中学高一（上）期末测试物理试卷（含解析）

2023-2024学年河北省保定市定州市第二中学高一（上）期末测试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.早在多年前，我国古代思想家墨子在墨经中就提到“力，刑之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示，质量为的物体静止在光滑水平面上，若对施加两个大小都是且互成角的水平力，则末时物体的速度大小为( )
A. B. C. D.
3.下列说法正确的是( )
A. 生活中，杯子放在桌面上受到的弹力是由于杯子发生微小形变而产生的
B. 力学单位制中，采用的国际单位制的基本单位有、、
C. 做匀加速直线运动的物体，其速度一定与时间成正比
D. 如果物体的加速度的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动
4.西北工业大学专家团队设计了一款仿生无人机，如图所示。该无人机能够模仿信鸽百分之九十的动作，可以与真正的信鸽相伴而飞，速度最快可达到，在计时分钟内航程，它可以混在真正的鸟类中进行军事侦查。下列说法正确的是( )
A. 是指平均速度的大小
B. 无人机在空中飞行一段时间后，其位移可能为
C. 研究无人机分钟内的航程，可以把无人机看成质点，分钟是指时间，航程是指位移的大小
D. 无人机无动力与信鸽相伴滑翔时，以无人机为参考系，地面观察者是静止的
5.一小石子从离地高为处开始做自由落体运动并落到地面，关于小石子的下落过程，下列说法正确的是( )
A. 做自由落体运动的时间为
B. 落地时的速度大小为
C. 在空中最后内下落的高度为
D. 在下落过程中，第秒内、第秒内、第秒内的下落高度之比为
6.甲图中，轻杆一端与墙上的光滑的铰链连接，另一端用轻绳系住，绳、杆之间夹角为，在点下方悬挂质量为的重物。乙图中，轻杆一端插入墙内，另一端装有小滑轮，现用轻绳绕过滑轮挂住质量为的重物，绳、杆之间夹角也为。甲、乙中杆都垂直于墙，则下列说法中正确的是( )
A. 两根杆中弹力方向均沿杆
B. 甲图中杆的弹力更大
C. 两根杆中弹力一样大
D. 若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，乙中轻绳更容易断裂
7.如图所示，将羽毛球向上击出，在竖直方向作直线运动。若羽毛球落地前还没有做匀速运动，已知羽毛球所受的空气阻力大小与速度大小成正比，则羽毛球从被击出到落地前
A. 加速度大小一直减小，方向一直不变
B. 加速度大小先减小后增大，方向一直不变
C. 加速度大小一直减小，上升和下降时加速度方向相反
D. 加速度大小先增大后减小，上升和下降时加速度方向相反
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列说法正确的是( )
A. 跳伞运动员从高空跳下后，降落伞未张开前，运动员处于超重状态
B. 大小为、、的共点力的合力的最小值为
C. 货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或者加挂一些车厢，这会改变它的惯性
D. 弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力
9.如图所示，将一劲度系数为的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部处为球心，弹簧另一端与质量为的小球相连，小球静止于点。已知容器半径为、与水平地面之间的动摩擦因数为，与水平方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 轻弹簧对小球的作用力大小为
B. 容器相对于水平面有向右的运动趋势
C. 容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上
D. 弹簧原长为
10.甲、乙两物体同时从同一位置沿同一直线运动，甲的位移时间图像和乙的速度时间图像如图所示，则两物体从原点出发后( )
A. 在内，甲的加速度为零，乙的加速度为
B. 在内，甲的平均速度为、乙的平均速度为零
C. 内甲、乙两物体均受恒力作用，甲做往返运动，乙做单向直线运动
D. 甲、乙均在第末改变运动方向
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某个实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，方案如图甲，步骤如下：
用两个相同的弹簧测力计互成角度的拉细绳套，使橡皮筋伸长，结点达到纸面上某一位置，记为；
记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；
只用一个弹簧测力计，仍将结点拉到位置，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向；
按照力的图示要求，作出拉力、、；
根据力的平行四边形定则，作出和的合力；
比较和的一致程度。
本次实验需要用到带细绳套的橡皮条，图乙中最合适的是_____；
若步骤中两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半。这样的操作_____选填“合理”或“不合理”；
步骤中某个弹簧测力计指针位置如图丙所示，另一实验小组所用的弹簧测力计在某次实验中指针位置如图丙所示，其中丙读数为_____；
如图丁所示，步骤中，方向一定沿方向的是_____选填“”或“”
下面关于此实验的说法，不正确的选项是_____。
A.如图甲，用两支弹簧测力计把橡皮条的一端拉到点时，两支弹簧测力计之间的夹角必须取，以便算出合力的大小
B.改变和，重复步骤至进行第二次实验，记下的结点位置必须与位置相同
C.实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正视弹簧测力计的刻度
D.完成实验后应整理好实验器材
12.某实验小组利用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为，单个钩码的质量为，打点计时器所接的交流电源的频率为，动滑轮质量不计，实验步骤如下：
按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
改变钩码的数量，重复步骤，求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据上述实验过程，回答以下问题：
对于上述实验，下列说法正确的是_____。
A.钩码的质量应远小于小车的质量
B.实验过程中钩码处于超重状态
C.与小车相连的细线与长木板一定要平行
D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
实验中打出的一条纸带如图所示，图中两相邻的计数点间还有个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度_____结果保留两位有效数字。
若交流电的实际频率略小于，则上述中加速度计算结果与实际值相比_____选填“偏大”、“偏小”、“不变”。
由本实验得到的数据作出小车的加速度与弹簧测力计的示数的关系图像，与本实验相符合的是_____。
A.
．
．
．
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.质量为的小物块在光滑水平地面上以的速度做匀速直线运动，某时受到一个与运动方向相同的水平恒力作用，经历时间，速度变为，求物体在此时间内：
加速度的大小；
发生的位移的大小；
所受恒力的大小。
14.在平直的公路上，一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车超载时，决定前去追赶，经警车发动起来并以的加速度追赶。求：
警车追上货车前，两车之间的最大距离；
警车追上货车所用的时间和警车追上货车时的速度大小。
15.某同学想利用家里的跑步机进行相关实验。如图所示，将跑步机尾端抬高固定，与水平面成，跑步机、两端间距。启动跑步机后，跑带保持以速度逆时针转动，现将一小盒子可视为质点放到跑带上，已知小盒子与跑带之间的动摩擦因数为，重力加速度。结果数可以带根号
如图乙所示，若跑步机还未启动，跑带静止不动，将小盒子无初速地轻放在处，求小盒子运动到处的速度大小；
如图丙所示将小盒子从处以初速度沿斜面向上推出，求盒子向上运动过程中与跑带速度相同时，盒子与点的距离；
第题的情形下，求小盒子从出发再返回所用的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律的表达式可知，力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示为
故选B。
2.【答案】
【解析】
【详解】两个力的合力为
加速度
则末时物体的速度大小为
故选B。
3.【答案】
【解析】
【详解】杯子放在桌面上受到向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的，故A错误；
B.力学单位制中，采用的国际单位制的基本单位有、、，故B错误；
C.做匀加速直线运动的物体，其速度随时间均匀增加，但速度不一定与时间成正比，故C错误；
D.如果物体的加速度的方向与初速度的方向相同，则物体做加速运动，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【详解】是指瞬时速度，故A错误；
C.航程是指无人机轨迹的长度，即路程，故C错误；
B.无人机在空中飞行一段时间后，其位移可能为，故B正确；
D.以无人机为参考系，地面观察者是运动的，故D错误。
故选B。
【详解】是指瞬时速度，故A错误；
C.航程是指无人机轨迹的长度，即路程，故C错误；
B.无人机在空中飞行一段时间后，其位移可能为，故B正确；
D.以无人机为参考系，地面观察者是运动的，故D错误。
故选B。
【详解】是指瞬时速度，故A错误；
C.航程是指无人机轨迹的长度，即路程，故C错误；
B.无人机在空中飞行一段时间后，其位移可能为，故B正确；
D.以无人机为参考系，地面观察者是运动的，故D错误。
故选B。
【详解】是指瞬时速度，故A错误；
C.航程是指无人机轨迹的长度，即路程，故C错误；
B.无人机在空中飞行一段时间后，其位移可能为，故B正确；
D.以无人机为参考系，地面观察者是运动的，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【详解】做自由落体运动的时间为
故A错误；
B.落地时的速度大小为
故B错误；
C.小石子在前下降的高度为
在空中最后内下落的高度为
故C正确；
D.根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知，在下落过程中，第秒内、第秒内、第秒内的下落高度之比为，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】【分析】确定“死杆”和“活杆”的特点，对结点受力分析根据平衡条件求解。
【详解】甲图中的杆为“死杆”，弹力方向沿杆方向，乙图中的杆为“活杆”，弹力方向不沿杆方向，而是沿两根绳合力的反方向，故A错误；
图甲中，以点为研究对象，受到重物的拉力、绳的拉力和杆的弹力，根据平衡条件得杆的弹力
图乙中，以点为研究对象，受到重物的拉力、上边绳的拉力和杆的弹力，由于拉力 和重力的夹角为，则由几何知识可得
轻杆受到的弹力是，甲图中杆的弹力更大，故C错误，B正确；
D.甲图中轻绳的拉力为
乙图中轻绳的拉力
若甲、乙中轻绳能承受最大拉力相同，则物体加重时，甲中轻绳更容易断裂，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】上升过程中重力向下，空气阻力向下，所以合力向下，加速度方向向下，由于速度减小，阻力减小，合力减小，加速度减小；
下落过程中，重力向下，空气阻力向上，合力向下，加速度方向向下，由于速度增大，阻力增大，合力减小，加速度减小。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【详解】跳伞运动员从高空跳下后，降落伞未张开前，有向下的加速度，运动员处于失重状态，故A错误；
B.大小为、、的共点力能构成力的矢量三角形，共点力的合力的最小值为，故B正确；
C.物体的惯性只与物体的质量有关，货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或者加挂一些车厢，这会改变它的惯性，故C正确；
D.力的作用是相互的，弹力、摩擦力、重力都有反作用力，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】
【详解】对小球受力分析，小球受重力、弹簧的弹力和容器的支持力，如图所示
根据平衡条件，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力平衡，竖直向上，结合几何关系可知容器对小球的作用力大小为
弹簧对小球的弹力为
故A错误；
B.以容器和小球整体为研究对象，分析受力可知，竖直方向有总重力、地面的支持力，容器相对于水平面无滑动趋势，故B错误；
C.容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上，与重力等大反向，故C正确；
D.由胡克定律，弹簧的压缩量为
故弹簧的原长为
故D正确。
故选CD。
10.【答案】
【解析】
【详解】甲在朝正方向匀速运动，朝负方向匀速运动，朝正方向匀速运动，乙在朝正方向运动，朝负方向运动，故甲、乙均做往返运动，故C错误；
D.甲在、时改变运动方向，而乙在时改变运动方向，故D错误；
A.甲一直做匀速直线运动，加速度为零，在内乙的加速度为
故A正确；
B.在内，甲的速度为，所以平均速度为，而乙的平均速度为零，故B正确。
故选AB。
11.【答案】 不合理
【详解】本次实验需要用到带细绳套的橡皮条，细线的作用便于确定力的方向，不必等长，但应适当长一些。
故选C。
力的大小不能超出弹簧测力计的量程，所以题目中操作不合理。
图丙中弹簧测力计的每一小格为，所以读数为。
图中一定沿方向的为，由于为一个拉力拉橡皮条，该力一定与共线。
．、方向间夹角大小适当即可，不需要取，故A错误，符合题意；
B.改变和，重复步骤至进行第二次实验，记下的结点位置不需要与位置相同，故B错误，符合题意；
C.本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则作出的力的图示是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确，不符合题意；
D.完成实验后应整理好实验器材，故D正确，不符合题意。
故选AB。

【解析】详细解答和解析过程见答案
12.【答案】 偏大
【详解】由图可知，实验装置中有弹簧测力计，细线的拉力可以通过弹簧测力计读出，不需要钩码的质量远小于小车的质量，故A错误；
B.实验过程中，钩码向下做加速运动，处于失重状态，故B错误；
C.为使小车做匀变速直线运动，与小车相连的细线与长木板一定要平行，故C正确；
D.实验过程中，钩码向下做加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于钩码总重力的一半，故D错误。
故选C。
相邻两计数点的时间间隔为
该纸带可求得小车的加速度为
若交流电的实际频率略小于，打点计时器打点的时间间隔大于 ，计数点间的时间间隔大于 ，计算加速度时所用时间偏小，加速度的测量值大于真实值，即计算结果与实际值相比偏大。
根据牛顿第二定律
可知小车的加速度与弹簧测力计的示数应成正比，即 图线为过原点的一条倾斜直线。
故选A。

【解析】详细解答和解析过程见答案
13.【答案】解：已知初速度，末速度，时间，则；
发生的位移；
根据牛顿第二定律得：
解得：。
答：加速度的大小为；
发生的位移的大小为；
所受恒力的大小为。
【解析】已知初速度、时间和末速度，根据加速度的定义式求解加速度；
根据平均速度和时间的乘积来求解位移；
根据牛顿第二定律求解所受恒力的大小。
对于牛顿第二定律和运动学公式的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用运动学的计算公式求解加速度，再根据牛顿第二定律求力的大小。
14.【答案】；；
【详解】因警车追上货车前警车的速度小于货车的速度，故共速时两车间距离最大，设经时间共速，最大距离为，由
得
故
得最大距离
设警车经时间追上大客车，追上时小汽车的速度为，则
代入数据得
警车追上货车所用的时间
由
得

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】 ； ；
【详解】若跑步机还未启动，根据牛顿第二定律有
解得
小盒子从处运动到处，根据动力学公式有
解得小盒子运动到处的速度大小为
盒子向上运动速度大于跑带速度时，根据牛顿第二定律有
盒子向上运动过程中与跑带速度相同时，根据动力学公式
解得盒子与点的距离为
盒子从点运动至与跑带速度相同时，运动时间为
盒子与跑带速度相同后，根据牛顿第二定律有
盒子从与跑带共速位置运动至点，根据动力学公式
解得
小盒子从出发再返回所用的总时间为

【解析】详细解答和解析过程见答案
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