贵州省黔西南州2023-2024学年高一（上）期末物理试卷B卷（含解析）

绝密★启用前
贵州省黔西南州2023-2024学年高一（上）期末物理试卷B卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，为了观察桌面的微小形变，在一张大桌子上放两个平面镜和，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点。当用力压桌面时，光点的位置会发生明显变化。通过光点位置的变化反映桌面的形变。这个实验中主要用到的思想方法是( )
A. 控制变量法和转换法
B. 理想化模型法和类比法
C. 等效替代法和转换法
D. 微小量放大法和转换法
2.如图所示，小钢球以初速度在光滑水平桌面上运动，由于受到磁铁的作用力而做图示的曲线运动到达点。下面对磁铁所放的可能位置及小钢球运动性质说法正确的是( )
A. 放在位置处，小钢球做非匀变速曲线运动
B. 放在位置处，小钢球做匀速圆周运动
C. 放在位置处，小钢球做匀变速曲线运动
D. 放在位置处，小钢球做非匀变速曲线运动
3.轩轩用遥控器控制万向扭变小汽车在客厅地面上做匀速圆周运动，以下说法正确的是( )
A. 研究扭变小汽车的运动轨迹和周期可将小汽车视为质点
B. 研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，小汽车可视为质点
C. 从位置和，两过程位移相同
D. 从位置和，两过程平均速度相同
4.“套圈游戏”深受大家的喜爱，游戏者要站到区域线外将圆圈水平抛出，落地时套中的物体即为“胜利品”。某同学在一次“套圈”游戏中，从点以某一速度水平抛出的圆圈落到了物体左边，如图。为了套中该物体，该同学做了如下调整，则下列方式中一定套不中的是忽略空气阻力( )
A. 点正上方，以原速度水平抛出 B. 点正前方，以原速度水平抛出
C. 点位置不变，增大速度水平抛出 D. 点正下方，减小速度水平抛出
5.和两物体在同一直线上运动的图像如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 前两物体速度方向相同
B. 前两物体位移方向相同
C. 运动过程中、的加速度相同
D. 前内两物体的平均速度相同
6.打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物、和通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，从与滑轮等高处加速下落，某时刻，、上升的速度为，细绳与竖直方向的夹角均为，则对该时刻的速度及重物的运动状态说法正确的是( )
A. 的速度为，重物处于超重状态
B. 的速度为，重物处于失重状态
C. 的速度为，重物处于超重状态
D. 的速度为，重物处于失重状态
7.如图所示，质量为的物块放在水平桌面上，桌面的左端固定一光滑定滑轮，轻绳绕过定滑轮，一端连接在物块上，另一端吊着质量为的小球，物块与滑轮间的轻绳水平。由静止释放物块，当小球的质量为时，物块由静止开始在水平桌面上运动所用的时间为。已知重力加速度取，不计空气阻力，物块与水平桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是( )
A. 若小球的质量增大，则轻绳的拉力也增大，但不可能超过
B. 若小球的质量增大，轻绳的拉力也增大，但不可能超过
C. 要使物块能运动，小球的质量至少大于
D. 要使物块能运动，小球的质量至少大于
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.某同学登山时，发现悬崖下方有一块平地，该同学将一块石头从悬崖边上由静止释放，后听到石头砸到平地的声音，忽略声音传播所用的时间，重力加速度取，则关于释放石头处离平地的高度下列说法正确的是( )
A. 不考虑空气阻力，悬崖的高度为 B. 考虑空气阻力，悬崖的高度也是
C. 考虑空气阻力，悬崖的高度大于 D. 考虑空气阻力，悬崖的高度小于
9.做匀速圆周运动的物体，内在沿半径为的圆周上运动了，则物体做匀速圆周运动时( )
A. 周期为 B. 线速度的大小为
C. 角速度的大小为 D. 向心加速度大小为
10.如图所示，轻杆长为，在杆的、两端分别固定质量均为的球和球，杆上距球为处的点装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动，在转动的过程中，忽略空气的阻力。某时刻若球运动到最高点，且球对杆恰好无作用力，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 此时球在最高点时的速度为 B. 此时球在最高点时的速度为
C. 此时杆对水平轴的作用力为 D. 此时杆对水平轴的作用力为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，实验装置如图所示。
实验时，除了木板、小球、斜槽、坐标纸、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是______。
A.重垂线
B.秒表
C.刻度尺
D.天平
实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板末端是否水平，请简述你的检查方法：______。
关于这个实验，下列说法正确的是______。
A.斜槽及水平木板必须光滑，否则误差较大
B.每次小球要从同一位置由静止释放
C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球的平抛运动要靠近木板但不接触
在做“研究平抛运动的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是______。
12.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置，其中为小车的质量，为砂和砂桶的总质量，为滑轮的质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
实验时，______选填“需要”或“不需要”保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，______选填“需要”或“不需要”将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿摩擦力。
甲同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条直线，如图所示，图像的斜率为，则小车的质量 ______。用斜率和滑轮质量表示
乙同学根据测量数据作出如图所示的图像，对该同学做实验时可能存在的问题说法正确的是______。
A.将长木板右端垫高时高度不够，补偿摩擦力不足
B.将长木板右端垫高时高度过高，补偿摩擦力过度
C.沙和沙桶的总质量没有远小于小车的质量
D.实验时打点计时器所用电源是直流电源而不是交流电源
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.航空母舰的舰载机既要在航母上起飞，也要在航母上降落。
某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得的速度后，由机上发动机使飞机获得的加速度在航母跑道上匀加速前进，后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少？
飞机在航母上降落时，需用阻拦索使飞机迅速停下来。若某次飞机着舰时的速度为，飞机钩住阻拦索后经过停下来。将这段运动视为匀减速直线运动，此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是多少？
14.如图所示，质量为的物体用细绳绕过光滑的定滑轮与质量为的物体相连，连接的细绳与水平方向的夹角为，物体左侧的轻绳与水平方向的夹角也为，右侧与竖直墙壁相连的轻弹簧保持水平，此时系统处于静止状态，所在的桌面水平，已知重力加速度为，求：
细绳、轻弹簧分别对物体的拉力大小；
物体受到桌面支持力和摩擦力的大小，以及桌面对物体的作用力大小。
15.今年中秋、国庆“双节”叠加，人们旅游热情高涨，餐饮酒店也迎来了客流高峰，用工需求增大，部分餐饮企业“招聘”了一批“机器人服务员”图甲。工作时只需让机器人停靠在出餐口，厨师将餐盘放在机器人的托盘上，点击屏幕上桌号，机器人就能自己进行配送。某次配送过程中，机器人服务员正在沿图乙中电脑规划的路线给号桌送餐，已知弧长和半径均为的圆弧与直线路径、相切，段长度为，段长度为，机器人以的速度匀速率通过段时餐盘与托盘恰好不发生相对滑动，通过点之后在某位置开始做匀减速直线运动，最终停在号桌旁的点。已知重力加速度取，求：
餐盘和托盘间动摩擦因数；
“机器人服务员”从点到点的时间；
餐盘和托盘不发生相对滑动的情况下，“机器人服务员”从点到点的最短时间。
答案和解析
1.
【解析】用于向下压桌面，桌面发生形变，平面镜、不再竖直，时光线的传播方向发生改变，最终光点在刻度尺上的位置方式改变；由于桌面的形变十分微小，需要进行放大，采用了微小形变放大法，另一方面桌面发生的形变可以通过刻度尺上光点的位置变化反映出来，采用了转换法，故ABC错误，D正确。
故选：。
2.
【解析】做曲线运动物体的轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，所以钢球受到的吸引力指向弧内，则磁极在位置。同时，由于钢球相对于磁铁位置不断变化，所以钢球受到的磁场力也不断变化，所以小钢球做非匀变速曲线运动。故A正确，BCD错误。
故选：。
3.
【解析】、研究扭变小汽车的运动轨迹和周期时可以忽略小汽车的大小和形状，可以把小汽车看成质点，故A正确；
B、研究扭变小汽车轮子的万向转动情况，不能忽略小车的大小和形状，所以不能把小汽车视为质点，故B错误；
C、小汽车做匀速圆周运动，设圆的半径为，由几何关系可得从和两过程的位移大小为：，可知两过程位移大小相同，根据位移方向由初位置指向末位置可知位移方向不同，所以位移不同，故C错误；
D、小车做匀速圆周运动，从位置和两过程运动时间相同，由上分析可知两过程位移大小相等，由平均速度定义式，可知平均速度大小相等，方向不同，故D错误。
故选：。
4.
【解析】设圆圈平抛运动下落的高度为，水平位移为，初速度为，则有：
解得下落时间为：
水平位移为：；
圆圈落到了物体左边，说明圆圈的水平位移偏小。
A、从点正上方，以原速度水平抛出，增大，由上式知，水平位移增大，可能套住物体，故A正确；
B、点正前方，以原速度水平抛出，则水平位移不变，落地点右移，可能套住物体，故B正确；
C、点位置不变，增大速度水平抛出，增大，由上式知，水平位移增大，可能套住物体，故C正确；
D、点正下方，减小速度水平抛出，和都减小，由上式知，水平位移减小，圆圈还落到物体左边，故D错误。本题选一定套不中的，故选：。
5.
【解析】速度一时间图像在时间轴上方表示速度方向为正，在时间轴下方表示速度方向为负，和两物体在同一直线上运动的图像中图线都在时间轴上方，则表示、速度方向相同，故A正确；
B.速度一时间图像，图像与时间轴围成的面积表示位移，在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负，和两物体在同一直线上运动的图像中图线与时间轴围成的面积均在时间轴上方，则可知两物体的位移方向相同，故B正确；
C.速度一时间图像的斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向，和两物体在同一直线上运动的图像中，图线的斜率为负，图线的斜率为正，即在运动过程中、两物体的加速度不同，故C错误；
D.根据速度一时间图像围成的面积可知，前内两物体的位移均为，平均速度均为，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
6.
【解析】设下降的速度大小为，将该速度向沿右侧绳方向、垂直右侧绳方向分解，如下图所示
则有：
解得：
下降的过程中减小，则增大，所以减小，可知物体向下做减速运动，加速度的方向向上，所以物体处于超重状态。
故C正确，ABD错误。
故选：。
7.
【解析】、设物块由静止开始加速度的加速度为，根据匀变速直线运动位移时间公式得：
代入数据解得：
对小球，根据牛顿第二定律得：
对物块，根据牛顿第二定律得：
代入数据联立解得：
要使物块能运动，小球的质量至少为：，故CD错误；
、对小球，根据牛顿第二定律得：
对物块，根据牛顿第二定律得：
联立解得：，则轻绳的拉力不可能超过，故A错误，B正确；
故选：。
8.
【解析】、不考虑空气阻力，石头做自由落体运动，下落的位移，即悬崖高度，故A正确；
、考虑空气阻力，石头下落时的加速度，则，石头下落的高度小于，故BC错误，D正确。
故选：。
9.
【解析】线速度的大小
周期，
故A错误，B正确；
C.角速度的大小，故C正确；
D.向心加速度大小为，故D错误。
故选：。
10.
【解析】球运动到最高点时，球对杆恰好无作用力，则重力恰好提供向心力，
有：，
解得：，故A错误，B正确；
由于、的角速度相等，且两者做圆周运动的半径分别为、，则半径之比为：，则两者线速度之比也为：，
可知的速度大小为：，
设球在最高点时，杆对的作用力大小为，
对，根据牛顿第二定律得：，
联立可得：，
又因为球在最高点时，杆子对球无作用力，则此时杆对水平轴的作用力为，故C错误，D正确；
故选：。
11. 实验前将小球放在斜槽水平部分末端的任意位置，若小球静止不动，则斜槽末端水平
【解析】、该实验需要用到重垂线以确保木板与方格纸在竖直平面内，使其与小球运动的平面平行，故A正确；
B、由于平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动，因此小球做平抛运动的时间可通过竖直方向的自由落体运动求出，因此该实验不需要秒表，故B错误；
C、由于该实验用到的不是白纸，而是标准的方格纸，因此小球在竖直方向和水平方向的位移可以通过方格的边长得到，因此不需要刻度尺，故C错误；
D、该实验不需要知道小球的质量，因此不需要天平，故D错误
故选：。
实验前将小球放在斜槽水平部分末端的任意位置，若小球静止不动，则斜槽末端水平。
、只要让小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，则可得到相同的平抛速度，不需要斜槽及水平木板必须光滑，故A错误，B正确；
C、由于小球在竖直方向做的是自由落体运动，因此在实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，否则会产生较大误差，故C正确；
D、实验中小球做平抛运动时不能与木板接触，否则会因与木板接触产生的摩擦力而改变小球做平抛运动的实际轨迹，因此小球的平抛运动要靠近木板但不接触，故D正确。
故选：。
小球要做平抛运动，则必须获得水平速度，因此斜槽末端必须是水平的，而研究平抛运动时需要将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，因此方格纸应沿竖直方向和水平方向，坐标原点应该与小球在斜槽末端静止时球心在木板上的投影点重合，故C正确，ABD错误。
故选：。
故答案为：；实验前将小球放在斜槽水平部分末端的任意位置，若小球静止不动，则斜槽末端水平；；
12.不需要 需要
【解析】由于该实验中用到了力传感器，小车所受合外力可用力传感器直接得到，因此不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量；为了能够得到小车运动过程中小车和滑轮所受合外力为力传感器示数的两倍，因此需要将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿摩擦力。
对滑轮和小车整体由牛顿第二定律有，整理可得，由此可知图像的斜率，解得；
将长木板右端垫高时高度不够，补偿摩擦力不足，则根据牛顿第二定律有，整理可得可知，做出的图像将不过原点，且与横轴有交点，符合图所示图像，故A正确；
B.若将长木板右端垫高时高度过高，补偿摩擦力过度，则小车在没有受到其他外力时，放在木板上时就会做加速度运动，即图像将与纵轴有截距，不符合图所示图像，故B错误；
C.由于该实验中用到了力传感器，因此不需要沙和沙桶的总质量没有远小于小车的质量，故C错误；
D.若实验时打点计时器所用电源是直流电源而不是交流电源，则该实验无法进行，不能通过纸带得到数据点，从而不能做出图像，故D错误。
故选：。
故答案为：不需要，需要；；。
13.由位移公式得
解得：
设加速度大小为，滑行的距离为
由加速度定义得：
把飞机的减速运动看做反方向的初速度为零的加速运动，则
解得：
答：飞机匀加速滑行的距离是；
此过程中飞机加速度的大小及滑行的距离各是、。
14.对物体和物体受力分析，如图
A、都静止均处于平衡状态
设绳子拉力大小为，对进行受力分析得：，
解得；
对进行受力分析，竖直方向根据平衡条件可得：
解得支持力
水平方向根据平衡条件可得：
解得摩擦力
桌面对物体的作用力是桌面对物体的摩擦力和支持力的合力，由平行四边形法则可得
答：细绳对物体的拉力大小为，轻弹簧对物体的拉力大小为；
物体受到桌面支持力大小为，摩擦力的大小为，桌面对物体的作用力大小为。
15.机器人在段做圆周运动，餐盘所需向心力由托盘对其的摩擦力提供，设餐盘的质量为，由牛顿第二定律有，
式中，，代入数据解得
设机器人经过段的时间为，经过段的时间为，根据题意可得，，因此可知“机器人服务员”从点到点的时间为，解得
根据牛顿第二定律可得，可得餐盘能够达到的最大加速度的大小为，则机器与餐盘保持相对静止速度减为零所用的时间，根据匀变速直线运动的规律可得机器人速度减为零的位移大小为，由此可知机器人匀速运动的时间为，则“机器人服务员”从点到点的最短时间为，解得
答：餐盘和托盘间动摩擦因数等于；
“机器人服务员”从点到点的时间等于；
餐盘和托盘不发生相对滑动的情况下，“机器人服务员”从点到点的最短时间等于。
第1页，共13页