湖南省娄底市新化县2023-2024学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省娄底市新化县2023-2024学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列哪一组单位属于国际单位制中的基本单位( )
A. 米、牛顿、千克 B. 米、千克、秒
C. 千克、焦耳、秒 D. 米秒、千克、牛顿
2.青藏铁路，简称青藏线，是通往西藏腹地的第一条铁路，也是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，线路全长千米。其中格尔木至拉萨段全长千米，设计的列车运行的最大速度为千米小时。下列说法正确的是( )
A. “千米”指的位移大小 B. 运动中的列车不可以作为参考系
C. “千米小时”指的是平均速度大小 D. 列车行驶速度较大时加速度可能很小
3.有关运动与力的关系，下列说法正确的是( )
A. 离地球越远的物体所受的重力越小，所以物体惯性也越小
B. 力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因
C. 只有物体所受的合力发生改变，物体的运动状态才会发生改变
D. 作用力与它的反作用力可以为一对平衡力
4.一个质点做变速直线运动的图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 在段时物体处于静止状态
B. 前内的运动方向与第内的运动方向相反
C. 第内的加速度为
D. 段的加速度方向与速度方向相反
5.如图所示，甲同学用两个手指捏住直尺的上端，乙同学用一只手在直尺刻度位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。在甲同学放开手指让直尺下落时，乙同学立刻捏住直尺。根据直尺下落的高度，即可算出乙同学的反应时间。则下列正确的是取( )
A. 乙同学捏住直尺处的刻度值越大，则反应时间越短
B. 若把刻度尺的长度刻度值直接标注为时间刻度值，则时间刻度值也是均匀的
C. 若乙同学捏住直尺处的刻度值为，则处标注的时间刻度值是
D. 若乙同学捏住直尺处的刻度值为，捏住直尺前的瞬间，直尺的速度为
6.学习摩擦力时，小明同学做了一个小实验，他的实验装置如图，将一重力不计的白纸铺在水平桌面上，纸的一部分伸出桌边，再在白纸上放一本笔记本。先用水平拉力将白纸从笔记本底下向右抽出笔记本未从桌面滑落，已知笔记本重力为，所有接触面间的摩擦因数均为，则在白纸被抽出过程中( )
A. 白纸对笔记本的摩擦力方向向左
B. 抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为
C. 笔记本与白纸间的摩擦力大小始终等于
D. 瞬间拉力越大，笔记本与白纸间的摩擦力越大
7.用两根细线把、两小球悬挂在水平天花板上的同一点，并用细线连接、两小球，然后用外力作用在小球上图中未画出，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小，则小球、分别受到力的个数可能是( )
A. 受个力，受个力 B. 受个力，受个力
C. 受个力，受个力 D. 受个力，受个力
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
8.如图所示，、为弹性竖直挡板，相距，、之间为水平导轨。一小球可视为质点自板处开始，以的速度沿导轨向板运动，它与、挡板碰撞后瞬间均以碰前瞬间的速率反弹回来，且在导轨上做减速运动的加速度大小不变，为使小球恰好停在两挡板的中间，这个加速度的大小可能为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，倾角的斜面置于水平地面上，一质量为的小物块置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与一质量也为的物体相连接，连接的一段细绳与斜面平行。某一段时间内匀速下降，处于静止状态。已知重力加速度大小为，，，则( )
A. 绳子的拉力大小为 B. 与之间的动摩擦因数大小为
C. 受到地面的摩擦力大小为 D. 若将细绳剪断，最终将停在斜面上
10.神舟五号载人飞船的返回舱总质量约为。返回舱在距地面时开始启动降落伞装置，速度减为后在大气中保持这个速度竖直降落。快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为。返回舱降落过程的最后一秒的速度时间图象如图。重力加速度取。对这一秒的描述正确的是( )
A. 最后一秒下降高度为
B. 返回舱距离地面时，缓冲发动机启动
C. 返回舱减速过程中，航天员处于失重状态
D. 四台缓冲发动机共对返回舱提供约为的作用力
11.如图所示，置于光滑水平面上的物块和用轻质弹簧连接，。在水平恒力的作用下，、以相同的加速度向右运动。为使再次稳定后弹簧的伸长量增大，下列操作可行的是( )
A. 仅增大的质量 B. 仅增大的质量
C. 仅将、的位置对调 D. 仅减小水平恒力
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置，并记下该点的位置。再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置点，如图甲所示。
物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是______；
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.物理模型法
图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为______；
实验中，在白纸上画出的测量结果如图乙所示，其中处为结点位置。图中的与两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是______；
关于本实验，下列说法正确的是______。
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C.两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可
D.拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
13.如图甲，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挂钩上，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，某次测量得到纸带图乙，根据所测数据在坐标系中作出了如图丙所示的图像。
图乙是某同学在正确操作下获得的一条纸带，打点计时器的频率为，其中、、、、每两点之间还有个点没有标出。各计数点之间距离已在图中标出，根据图可求得计数点所代表时刻的瞬时速度大小 ______，小车的加速度大小 ______结果均保留两位有效数字；
分析纸带数据，画出其图如图丙所示，由图丙可求出小车和传感器的总质量为______；
图丙中图线不过坐标原点的原因可能是：______写出一条即可。
四、简答题：本大题共1小题，共14分。
14.某工厂输送物件的传送系统由倾角为的传送带和倾角相同的木板组成，木板长为，物件和传送带间的动摩擦因数，传送带以的恒定速度顺时针转动。现将物件无初速置于传送带端，发现当物件到达端时刚好相对传送带静止，到达点时速度恰好为零，随即被机械手取走。物件可以看成质点，传送带与木板间可认为无缝连接，已知，，取，求：
的长度；
物块与木板间的动摩擦因数以及物件从到所需的时间；
假如机械手未能在点及时把物件取走，物件将会下滑，在它再次返回木板时到达的最高点与点的距离。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
15.在平直的公路上，一辆小汽车前方处有一辆大客车正以的速度匀速前进，这时小汽车从静止出发以的加速度追赶。试求：
小汽车何时追上大客车；
追上时小汽车的速度有多大；
追上前小汽车与大客车之间的最远相距是多少。
16.风洞实验是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的方法之一。如图所示为风洞实验简化的物理模型，一个用轻质细线悬挂的小球静止于风力恒定的风洞中，已知小球的质量为，风力水平向左，细线与竖直方向夹角为，重力加速度为，不计小球在空气中受到的浮力。
求细线拉力大小；
若剪断细线，求小球的加速度；
若已知小球离地的高度为，求剪断细线后小球落地的时间。
答案和解析
1.
【解析】力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位．
A、牛顿是导出单位，故A错误；
B、米、千克、秒都是国际单位制中的基本单位．故B正确；
C、焦耳是导出单位，故C错误；
D、米秒、牛顿是导出单位，故D错误；
故选：．
2.
【解析】、“千米”指的是轨迹的实际长度，是路程大小，故A错误；
B、运动和静止都是相对于参考系而言的，参考系的选取是任意的，故B错误；
C、“千米小时”是最大速度，是瞬时速度大小，不是平均速度，故C错误；
D、列车的速度很大，但是速度的变化可能很小，例如列车做匀速运动，所以加速度可能很小，故D正确。
故选：。
3.
【解析】质量是惯性大小的唯一量度，离地球越远的物体所受的重力越小，但物体的质量不变，所以惯性不变，故A错误；
B.力是改变物体的运动状态即产生加速度的原因，故B正确；
C.只要物体所受的合力不为零，无论合力是否发生变化，力是改变物体的运动状态的原因，都能改变物体的运动状态，故C错误；
D.作用力与反作用力分别作用在两个物体上，不是共点力不能求合力，不能平衡，不是平衡力，平衡力一定是作用在同一物体上的两个力，故D错误。
故选：。
4.
【解析】解：根据质点做变速直线运动的图像可得段速度为，即段时物体处于匀速运动状态，故A错误；
B.根据质点做变速直线运动的图像可得，前内的速度与第 内的速度均为正值，即两时刻的运动方向相同，故B错误；
C.图像斜率代表加速度，由图可知，第内的加速度为
故C正确；
D.段的加速度与速度均为正值，方向相同，物体做匀加速直线运动，故D错误。
故选：。
5.
【解析】乙同学捏住直尺处的刻度值越大，下落的高度越大则反应时间越长，故A错误；
B.刻度尺的下落是自由落体运动，连续相等时间内的下落的高度是不相等，若把刻度尺的长度刻度直接标注为时间刻度，则时间刻度不是均匀的，故B错误；
若乙同学捏住直尺处的刻度值为，根据公式：，则处标注的时间刻度是：，直尺的速度为，故C正确，D错误。
故选：。
6.
【解析】、笔记本相对白纸向左运动，因此白纸对笔记本的摩擦力方向向右，故A错误；
B、抽动瞬间，白纸受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式，且白纸受到笔记本与桌面的两个滑动摩擦力，因此其大小为，故B正确；
C、笔记本与白纸间在没有相对运动时，受到是静摩擦力，当有相对运动时，受到是滑动摩擦力，因此它们之间的摩擦力大小不是始终等于，故C错误；
D、依据滑动摩擦力大小公式，可知，笔记本与白纸间的摩擦力与拉力无关，故D错误；
故选：。
7.
【解析】处于平衡状态，受重力和竖直方向拉力两个力作用，连接的绳子没有作用力，受重力、外力、绳子拉力三个力的作用，当外力竖直向上且等于重力时，绳子拉力为，故A正确，BCD错误；
故选：。
8.
【解析】解：根据题意可把小球整个过程的运动看成是匀减速直线运动，
设加速度大小为，为使小球恰好停在两挡板的中间，
小球通过的路程应满足
根据运动学公式可得
解得
当时，代入数据解得
当时，代入数据解得
当时，代入数据解得
故AC错误，BD正确。
故选：。
9.
【解析】、物体匀速下降，根据共点力平衡条件有：，故A正确；
B、对受力分析，沿斜面方向根据共点力平衡条件有：
垂直于斜面方向有：
联立解得：
故B正确；
C、对于整体受力分析如图：
水平方向
代入数据解得：
故C错误；
D、的最大静摩擦力为，所以若将细绳剪断，不会停在斜面上，故D错误；
故选：。
10.
【解析】由图像可得最后一秒下降高度为
故A正确；
B.由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱到地面距离为
故B正确；
C.返回舱减速过程中，加速度向上，航天员处于超重状态，故C错误；
D.由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱的加速度大小为
由牛顿第二定律
可得四台缓冲发动机共对返回舱提供约为
故D错误。
故选：。
11.
【解析】弹簧稳定时的伸长量取决于弹簧的弹力的大小。以、整体为研究对象，由牛顿第二定律有
以为研究对象，由牛顿第二定律得
联立可得，可知当仅增大的质量，或者仅将、的位置对调时，弹力增大，弹簧的伸长量增大，故AD错误，BC正确。
故选：。
12.
【解析】本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果，应用了等效替代法，故ACD错误，B正确。
故选：。
弹簧测力计的精确度为，因此要估读到下一位，所以弹簧测力计的示数为。
是通过平行四边形得出的合力的理论值，由于实验中存在误差，因此不一定沿橡皮筋方向，而是用一个弹簧拉绳套时测得的力，其方向一定沿橡皮筋方向。
通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；
B.测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C.本实验采用“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条的效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，即沿同一个方向拉伸相同长度，故C错误；
D.弹簧测力计标记同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故D正确。
故选：。
故答案为：；；；。
13. 未补偿阻力或补偿阻力不足
【解析】相邻计数点之间的时间间隔，
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计数点所代表时刻的瞬时速度大小
；
根据逐差法可得小车的加速度大小
由图像可得，变形得
图像中的斜率，解得小车质量；
根据表达式可知，当时，加速度，说明未补偿阻力或补偿阻力不足。
故答案为：；；；未补偿阻力或补偿阻力不足。
14.解：物件在传送带上，由牛顿第二定律可得解得，由运动学规律
从到，由运动学规律有，
由牛顿第二定律，解得
物件从到的时间，
物件从到的时间，
可得物件从到所需的时间
从点下滑至点，由牛顿第二定律则有，代入数据解得
物件到点的速度，代入数据解得
滑上先做匀减速再反向匀加速，再到达点时，速度大小仍为，由运动学规律则有，即物件到达最高点与相距。
答：的长度为；
动摩擦因数为，物件从到所需的时间为；
再次返回木板时到达的最高点与点的距离为。
15.解：设经过时间小汽车追上大客车，
小汽车追上大客车时：，
代入数据解得： 不符合实际，舍去
追上时小汽车的速度大小：
当小汽车与大客车的速度相等时两者距离最大，
设经过时间两者距离最大，小汽车速度
代入数据解得：
小汽车与大客车间的最大距离：
代入数据解得：
答：小汽车追上大客车所用的时间是；
追上时小汽车的速度大小是；
追上前小汽车与大客车之间的最大距离是。
16.解：小球静止时，分析小球受力，如图所示。
竖直方向，由平衡条件可得
解得细线拉力大小为：
剪断细线后，小球所受合外力与原来细线拉力等大反向，由牛顿第二定律有
解得：
方向沿细线向下。
剪断细线后，小球做初速度为零的匀加速直线运动，至落地位移为
又，解得
答：细线拉力大小为；
小球的加速度为，方向沿细线向下；
剪断细线后小球落地的时间为。
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