2023-2024学年宁夏银川三沙源上游高级中学高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年宁夏银川三沙源上游高级中学高一（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列说法中正确的是( )
A. 质点、位移都是理想化模型
B. 牛顿第一定律是牛顿通过实验发现的规律
C. 物体只有静止或做匀速直线运动时才具有惯性
D. 伽利略利用了理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点
2.下面哪一组单位属于国际单位制的基本单位( )
A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、
3.关于超重和失重，下列说法中正确的是( )
A. 做自由落体运动的物体处于超重状态 B. 做减速下降运动的物体处于超重状态
C. 正在向上加速启动的电梯处于失重状态 D. 物体处在超重状态，代表其重力变大
4.两个大小相等的共点力、，当它们间的夹角为时合力大小为；则当它们间夹角为时，合力的大小为( )
A. B. C. D.
5.光滑水平面上，有一木块以速度向右运动，一根弹簧固定在墙上，如图所示，木块从与弹簧接触到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是( )
A. 木块做匀速直线运动 B. 木块做匀减速直线运动
C. 木块的速度减小，加速度增大 D. 木块的速度增大，加速度增大
6.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内测出飞船和空间站速度变化是，则空间站的质量为( )
A. B. C. D.
7.高空坠物已成为城市中仅次于交通肇事的伤人行为。忽略空气阻力，从某高楼层楼的窗口恰好在楼层中间位置自由下落的物体落地时的速度约为，则从该高楼层楼的楼面自由下落的物体自由下落的时间约为( )
A. B. C. D.
8.如图，水平皮带匀速顺时针转动，速度大小，
A. 两轮间的距离为，在右端一物块以的速度滑上皮带，物块与皮带间的动摩擦因数，取，则下列说法正确的是( ) A.物块能滑过轮
B. 物块经速度减为零
C. 物块返回到轮时的速度大小仍是
D. 物块在皮带上滑动时加速度的大小是
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.一辆汽车沿平直道路行驶，以表示它相对出发点的位移，汽车在内运动的图像如图所示。则汽车( )
A. 内汽车处于静止状态 B. 前内速率是后内速率的两倍
C. 前内与后内运动方向相反 D. 始终沿同一方向运动
10.如图，小波同学平伸上肢向右匀速推动沙发，小波对沙发的推力方向水平。已知沙发的重量小于小波同学的重量。下列说法正确的是( )
A. 沙发被推动，说明小波对沙发的推力大于沙发对小波的弹力
B. 沙发受到个力作用，处于平衡状态
C. 沙发所受重力的反作用力是地面对沙发的支持力
D. 小波受到的摩擦力与沙发受到的摩擦力方向相反
11.风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的土具出如图为模拟风洞实验的示意图，某次实验时调节风力方向为水平向右，用细线拴着个质量为的小球将其放入风器洞实验室，当风速时，小球静止在点，悬线与竖直方向夹角为。已知，，取，风洞能产生可调节的风力，其大小满足关系为常数，为风速。下列说法正确的是
( )
A. 此时细线上的拉力大小为
B. 此时风力大小为
C. 常数
D. 若风速增加为原来的倍，再次平衡时，细线拉力大小变为
12.如图所示，当小车向右加速运动时，物块相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时( )
A. 受静摩擦力增大 B. 对车厢壁的压力增大
C. 仍相对于车厢静止 D. 受静摩擦力减小
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某同学在物理实验室进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验。请完成下列有关问题：
在进行实验器材准备工作时，实验室已经提供了电磁打点计时器、钩码、小车、细绳、纸带和一端有滑轮的长木板，为完成实验，还需要哪两种器材__________。
A.天平
B.低压交流电源
C.交流电源
D.刻度尺
E.秒表
如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中、、、、为连续相邻的计数点，相邻计数点之间还有四个点未标出，已知计时器工作时每隔打一个点，则根据纸带上所提供的数据，计算得到计时器打下纸带上点时的小车速度大小为__________，小车的加速度大小为__________。计算结果均保留三位有效数字
14.如图甲所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图乙所示的图像。
实验中，下面操作正确的两项是；。( )
A.适当倾斜木板，放开拖着纸带的小车，若能够匀速下滑，则小车受到的摩擦力已被平衡
B.调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行
C.先放开小车，再接通打点计时器的电源
D.改变桶中沙的质量之后，需重新平衡摩擦力
本实验中是否仍需要沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量__________选填“是”或“否”；
图线不过坐标原点的原因是__________；
由图像求出小车和传感器的总质量为__________。结果保留两位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
15.质量为的物体放在水平地面上，在水平恒力的作用下做匀加速直线运动，末撤去此水平恒力。物体运动的图像如图所示，求：
物体在的加速度大小；
物体在的位移大小；
物体所受的水平恒力大小。
16.如图所示，倾角的质量为的粗糙斜面体，置于粗糙水平面上，保持静止不动，质量的物体经平行于斜面的不可伸长的轻质细线跨光滑定滑轮悬挂质量为的物块。已知、间的动摩擦因数为，视最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，求：
若不悬挂物块时，通过计算，判断是否会自行下滑；
若物体的质量是，求物体受到的摩擦力的大小和方向；
若物体的质量是，求地面对斜面体的摩擦力的大小。
17.如图所示，在水平面上固定放置一个倾角为的光滑斜面；一物块以的初速度从斜面底端滑上斜面，恰好能到达斜面顶端。取。
求斜面的长度；
在斜面上设置一个长度为的摩擦区，物块与摩擦区之间的动摩擦因数，要使木块在上滑过程中不滑出摩擦区，求摩擦区下边界到斜面底端的最小距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、质点是理想化模型，但位移是物理量，不是理想化模型，故A错误；
B、牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理概括得而出的规律，即物体在不受力的作用时，总保持静止状态或物体做匀速直线运动状态，故B错误；
C、惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，故C错误；
D、根据物理学史可知，伽利略通过理想斜面实验，推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故D正确。
故选：。
位移不是物理模型；惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.【答案】
【解析】【分析】
国际单位制规定了七个基本物理量：分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位，他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
本题主要考查国际单位制的概念，单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量：分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。
【解答】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为、、，故A正确，故BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】解：、由落体运动加速度向下，为完全失重状态，故A错误；
B、做减速下降运动的物体加速度向上，故处于超重状态，故B正确；
C、正在向上加速启动的电梯，加速度向上，处于超重状态，故C错误；
D、不论物体超重、失重，还是完全失重，其重力都是不变，故D错误。
故选：。
当物体有向下的加速度时物体处于失重状态；当物体加速度向上时，物体处于超重状态；物体超重和失重时重力是不变的。
本题考查超重与失重的性质，明确在同一加速度方向有两种可能：加速或减速，同时知道超重和失重时物体的重力不变。
4.【答案】
【解析】两个大小相等的共点力 、 ，当它们间的夹角为 时合力大小为；由几何知识可知

当它们间夹角为 时，合力的大小为
故选D。
5.【答案】
【解析】木块与弹簧接触后，所受的合力为弹簧的弹力，弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律知加速度逐渐增大，加速度方向水平向左，与速度方向相反，木块做减速运动，所以木块做加速度增大的减速运动。
故选C。
6.【答案】
【解析】根据题意，在推进器工作期间，飞船与空间的平均加速度为
速度的变化量
其中
联立代入数据解得
故选C。
7.【答案】
【解析】设从层自由下落到地面时的速度大小为 ，设从层自由下落到地面时的速度为 ，由
可知
下落时间为
故选B。
8.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律可得，物块在水平皮带上运动时加速度的大小为
物块速度减为零所用的时间为
该过程物块的位移大小为
由于
因此物块不能滑过轮，故AD错误，B正确；
C.由于
因此物块返回轮时最终会和皮带达到共速，之后和皮带保持相对静止到达轮，即物块返回到轮时的速度大小仍是，故C错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】A.内汽车的位置坐标不变，因此汽车处于静止状态。故A正确；
B.图像的斜率表示速度，前内汽车的速度大小为，后内汽车的速度大小为。故B正确；
前内汽车向正方向运动，后内汽车向负方向运动。故C正确；D错误。
故选ABC。
10.【答案】
【解析】A.由牛顿第三定律可知，小波对沙发的推力大小等于沙发对小波的弹力大小，故A错误；
B.沙发受到重力、支持力、摩擦力和小波对沙发的推力，沙发做匀速直线运动，故处于平衡状态，故B正确；
C.沙发所受重力的反作用力是沙发对地球的作用力，故C错误；
D.沙发向右运动，由平衡条件可知，小波对沙发向右的作用力与沙发受到的摩擦力大小相等，方向相反，即沙发所受到的摩擦力向左，沙发对小波作用于小波所受到的摩擦力等大反向，即小波受到的摩擦力向右，故D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】对小球进行受力分析如图所示
小球受重力、细线拉力和风力三个力的作用而处于平衡状态，细线拉力为
风力为
B错误，A正确；
C.由于风力与风速成正比，则有
D.当风速增加为 时，细线与竖直方向夹角增大，风力变成原来点的倍，细线拉力变为
D错误。
故选AC。
12.【答案】
【解析】【分析】
分析物块的受力情况，根据牛顿第二定律分析摩擦力、弹力与加速度的关系，再分析加速度增大时，各力如何变化。
解决本题的关键知道物块与小车具有相同的加速度，隔离对物块分析，运用牛顿第二定律进行求解。
【解答】
以物块为研究对象，分析受力情况如图：
重力，车厢的弹力和静摩擦力，根据牛顿第二定律得，
水平方向：
竖直方向：
当加速度增大时，增大，所受的最大静摩擦力增大，物块在竖直方向受力平衡，即不变，故A错误，B正确，D错误；
C.当加速度增大时，静摩擦力与重力仍然平衡，仍相对于车厢静止，故C正确。
故选BC。
13.【答案】
【解析】电磁打点计时器需要低压交流电源，另外还需要刻度尺；故选BD。
相邻计数点之间还有四个点未标出，则；打下纸带上点时的小车速度大小为
小车的加速度大小
14.【答案】 否 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【解析】适当倾斜木板，不悬挂砂桶，放开拖着纸带的小车，若能够匀速下滑，则小车受到的摩擦力已被平衡，故A正确；
B.为了平衡摩擦力后使细绳拉力提供小车受的合力，所以需要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，故B正确；
C.先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C错误；
D.改变桶中沙的质量之后，无需重新平衡摩擦力，故D错误。
故选AB。
本实验中有力传感器测量小车受到的拉力，不需要沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量；
由图像可知，当力达到一定值时小车才有加速度，可知图线不过坐标原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；
由
可得
由图像可知
可得小车和传感器的总质量为
15.【答案】；；
【解析】物体在的加速度大小
根据图像的面积表示位移可得物体在的位移大小
由图像可得，内的加速度大小
由牛顿第二定律得摩擦力大小
由牛顿第二定律
可得
16.【答案】会自行下滑；；沿斜面向上；
【解析】若不悬挂物块时，则重力沿斜面向下的分量
最大静摩擦力
因
可知会自行下滑；
若物体的质量是 ，因
可知物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，大小为
若物体的质量是 ，此时对斜面和的整体分析可知，地面对斜面体的摩擦力的大小
17.【答案】 ；
【解析】由物块的受力可知，物块运动的加速度为
根据速度位移公式可知
当物块在上滑过程中恰好不滑出摩擦区时，摩擦区下边界到斜面底端距离最小，设最小距离为 ，到达摩擦区上边界时的速度恰好为零，则
代入数据解得摩擦区下边界到斜面底端的最小距离为
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