2023-2024学年山东省威海市高一（上）期末考试物理试卷(含解析）

这是一份2023-2024学年山东省威海市高一（上）期末考试物理试卷(含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列关于质点的说法正确的是( )
A. 研究排球运动员的扣球动作时，排球可以看成质点
B. 研究跨栏运动员的跨栏动作时，运动员可以看成质点
C. 研究短道速滑运动员的运动轨迹时，运动员可以看成质点
D. 研究载人飞船的姿态调整时，飞船可以看成质点
2.树叶从空中下落的轨迹如图所示，P为轨迹上一点，下列说法正确的是( )
A. 树叶经P点时的速度一定为0
B. 树叶经P点时的加速度一定为0
C. 树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切
D. 树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P
3.如图所示，小船从岸边A处渡河，船在静水中的速度大小v1=4m/s，船头与上游河岸的夹角为37∘，河水的流速大小v2=5m/s，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，则小船相对河岸的速度大小为( )
A. 2.4m/sB. 3.0m/sC. 4.5m/sD. 5.0m/s
4.如图所示为某食品厂的曲柄压榨机示意图，O、A、B为铰链，OA、AB均为轻杆且长度相等，OB位于同一竖直线上，活塞可上下移动，M为被压榨的物体。在A处施加一水平向左的恒力F=10N使活塞缓慢下降压榨M，当OA与竖直方向的夹角为30°时，活塞对M的压力为( )
A. 10NB. 5NC. 5 3ND. 5 33N
5.小球a从距地面高5m的位置由静止释放，同时在a正下方另一小球b从地面以10m/s的初速度竖直向上抛出，重力加速度取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. b下降的过程中与a相碰B. 两小球经历0.6s相碰
C. 两小球相碰时速度大小相等D. 两小球相碰时距地面高度为4m
6.如图所示，质量为0.1kg的小球套在固定的水平杆上，受到竖直面内与杆成53°的拉力作用向右匀速运动，拉力大小为20N。重力加速度取10m/s2，sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，则小球与杆之间的动摩擦因数为( )
A. 0.2B. 0.4C. 0.6D. 0.8
7.排球运动员在距离地面H处将排球以v0的初速度水平击出，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 仅增加v0，排球飞行的时间变长
B. 仅增加v0，排球落地时的竖直分速度增大
C. 仅增加H，排球落地时的速度增大
D. 仅增加H，排球落地时的速度与地面的夹角减小
8.如图所示，用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂起来，两小球均处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，细线a对球1的拉力为Ta，细线c对球2的拉力为Tc，则Ta:Tc为( )
A. 2:1B. 1:2C. 1: 3D. 3:1
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.神舟飞船返回地面时，在距离地面1m处启动着陆反推发动机，使飞船匀减速竖直下落，接触地面时的速度几乎为零。将最后1m长的距离分成相等的两段，下列说法正确的是( )
A. 飞船依次通过两段的平均速度之比为1:( 2−1)
B. 飞船依次通过两段的平均速度之比为 2:1
C. 飞船依次通过两段的速度变化量之比为( 2−1):1
D. 飞船依次通过两段的速度变化量之比为 2:1
10.某质点运动的速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 0∼8秒内加速度始终为4m/s2B. 4s末运动方向发生改变
C. 6s末的速度为6m/sD. 前6s内的位移大小为40m
11.如图所示，水平传送带始终以0.5m/s的速度顺时针匀速转动。t=0时，地面上的工人将10kg的物体静止放在传送带的左端，同时以1m/s的速度走到右端，物体传送到右端时工人将其拿走。已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.05，传送带的水平长度为2m，重力加速度取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. t=0.5s时，物体对传送带的摩擦力大小为5N，方向向右
B. t=1.5s时，物体对传送带的摩擦力为0
C. 工人需要在传送带右端等待2.5s
D. 工人需要在传送带右端等待1s
12.如图所示，粗糙水平地面上并排放置A、B两物块，一轻弹簧的右端固定在墙面上，左端拴接在B上，A、B与地面间的动摩擦因数分别为 A、 B。在水平向右的外力作用下A、B静止。某时刻撤去外力，A、B向左运动，分离时弹簧处于压缩状态，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. μA>μBB. μA<μB
C. 分离时B的加速度为μAgD. 分离时B的加速度为μBg
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.某同学做“探究力的分解规律”实验步骤如下：
A.如图甲所示，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为GE；
B.如图乙所示，用一个弹簧测力计拉动小圆环，使其处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，读出弹簧测力计的示数F并记录其方向；
C.如图丙所示，用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，________，读出两弹簧测力计的示数F1、F2并记录二者方向；
D.画出F、F1和F2的图示，猜想并验证三者之间的关系；
F.改变F1和F2的方向重复实验。
请回答下列问题：
(1)请将步骤C补充完整______；
(2)下列说法正确的是_____；
A.实验中采用了等效替代的方法
B.实验中应测量GE的长度
C.实验中F1和F2的夹角尽量接近90°
D.实验中F1和F2的数值一定小于F
(3)如图丁所示，画出F、F1和F2的图示___________，请根据你的猜想验证三者的关系(保留验证过程)，并写出实验结论___________。
14.某同学利用图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动规律，通过实验得到一条图乙所示的纸带，并在纸带上取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没画出，D、E、G到A点的距离分别为x1、x2和x3，打点计时器所用电源的频率为f。请回答下列问题：
(1)实验中，下列措施必要的是_______。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.保证小车的质量远大于钩码的质量
D.抬高长木板不带定滑轮的一端，平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)计算F点速度大小的表达式为v=_______(用题中字母表示)。
(3)若测得x3=61.50cm，x1=24.00cm，则纸带运动的加速度a=_____m/s2(已知f=50Hz)。
(4)若实验时交流电的频率大于50Hz，则加速度的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
四、计算题：本大题共4小题，共42分。
15.如图所示，跳台滑雪运动员在滑道上获得一定速度后从A处水平飞出，最终落在斜坡上的B点。已知斜坡的倾角为θ，AB的长度为L，运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)运动员从A处飞出的速度大小；
(2)运动员从A处运动到距斜坡最远所用的时间。
16.如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平面上，一滑块从斜面底端沿斜面向上滑动，到达最高点后沿原路返回，速度的平方v2与位移x的图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)滑块沿斜面上滑与下滑的加速度大小之比；
(2)滑块沿斜面上滑的最大距离。
17.甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶，甲车在前，速度为10m/s，乙车在后，速度为15m/s。当两车相距64m且甲车距离停车线10m时，甲车司机突然发现前方斑马线处有行人，立即刹车做匀减速直线运动，并恰好停在停车线处，甲车停车等待4s后以5m/s2的加速度启动。甲车开始刹车1s后，乙车以2m/s2的加速度做匀减速直线运动，当看到甲车启动时才以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动。司机的反应时间忽略不计。求：
(1)甲车刹车时加速度的大小；
(2)甲车启动时，两车之间的距离；
(3)两车之间的最近距离。
18.如图所示，光滑水平地面上静止放置质量为m的木板B，B右侧某一位置处固定一挡板S，质量为2m的物块A以初速度v0从左端滑上B，A与B共速后，B与S发生碰撞，B以原速率反弹。已知木板B足够长，A与B间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
(1)B与S第一次碰撞前的速度大小；
(2)B与S第一次碰撞前，A、B的相对位移大小；
(3)B与S第二次碰撞前的速度大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】C
【详解】A.研究排球运动员的扣球动作时，排球的大小和形状不可以忽略，排球不可以看成质点，A错误；
B.研究跨栏运动员的跨栏动作时，运动员的大小和形体动作不可以忽略，运动员不可以看成质点，B错误；
C.研究短道速滑运动员的运动轨迹时，运动员的大小和形状可以忽略，运动员可以看成质点，C正确；
D.研究载人飞船的姿态调整时，载人飞船的大小和形状不可以忽略，飞船不可以看成质点，D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】D
【详解】B.根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，即速度的变化量不等于0，可知，树叶经P点时的加速度一定不为0，故B错误；
A.根据图像可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，可知，树叶经P点时的速度不一定为0，故A错误；
C.树叶做曲线运动，所受外力的合力方向指向轨迹内侧，可知，树叶经P点时的加速度的方向与轨迹不相切，故C错误；
D.根据平均速度的表达式有
v=ΔxΔt
可知，平均速度的方向与位移方向相同，树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P，故D正确。
故选D。
3.【答案】B
【解析】B
【详解】由题意可知，船头与上游河岸的夹角为 37∘ ，船在静水中的速度 v1 可以分解为垂直河岸的分速度和平行河岸的分速度，如图所示，垂直河岸的分速度大小为
v⊥=v1sin⁡37∘=4×0.6m/s=2.4m/s
平行河岸的分速度大小为
v//=v1cs⁡37∘=4×0.8m/s=3.2m/s
方向与水流方向相反。由运动的合成可得小船相对河岸的速度大小为
v= v⊥2+v2−v//2= 2.42+5−3.22m/s=3.0m/s
故选B。
4.【答案】C
【解析】C
【详解】对A点的受力如图所示。
则根据平行四边形法则，有
TAB=TOA=F=10N
则活塞对M的压力为
F压=TABcs30∘=5 3N
故选C。
5.【答案】C
【解析】C
【详解】B.设经历时间t后两小球相碰，该过程中小球a的位移为
h1=12gt2
小球b的位移为
h2=v0t−12gt2
两球相碰，所以两球之间的位移关系有
h=h1+h2
解得
t=0.5s
故B项错误；
A.b球上升阶段需要时间为 t上 ，有
0=v0−gt上
解得
t上=1s>0.5s
所以两球在b球上升过程中相碰，故A项错误；
C.碰撞时a球的速度大小为
va=gt=5m/s
b球的速度大小为
vb=v0−gt=5m/s=va
故C项正确；
D.将 t=0.5s 有
h2=v0t−12gt2=154m
故D项错误。
故选C。
6.【答案】D
【解析】【分析】
对小球受力分析，画出受力图，根据水平方向和竖直方向的平衡结合摩擦力公式即可得解。
【解答】
对小球受力分析，受力如图所示。
FN=Fsin53∘−mg=15N
Ff=Fcsθ=μFN
解得μ=0.8
故选D。
7.【答案】C
【解析】C
【详解】A.由
H=12gt2
得排球飞行的时间
t= 2Hg
可知仅增加 v0 ，排球飞行的时间不变，故A错误；
B.排球落地时的竖直分速度
vy=gt= 2gH
可知仅增加 v0 ，排球落地时的竖直分速度不变，故B错误；
C.排球落地时的速度
v= v02+vy2= v02+2gH
可知仅增加H，排球落地时的速度增大，故 C正确；
D.设排球落地时的速度与地面的夹角为 θ ，则
tanθ=vyv0= 2gHv0
仅增加H， tanθ 增大，排球落地时的速度与地面的夹角增大。故D错误。
故选C。
8.【答案】A
【解析】A
【详解】将两个小球看成一个整体，竖直方向有
Tacs30∘=m1+m2g
水平方向有
Tc=Tasin30∘
整理有
Ta:Tc=2:1
故选A。
9.【答案】AC
【解析】AC
【详解】在初速度为零的匀变速直线运动中，连续相等位移的时间比为
t1:t2:t3:⋯=1:( 2:1):( 3− 2):⋯
神舟飞船返回地面的过程可以看作是反方向的初速度为零的匀加速直线运动，设返回地面过程中第一段位移所用时间为 t2 ，第二段位移所用时间为 t1 ，故飞船依次通过两段的平均速度之比为
v2v1=xt2xt1=1 2−1
飞船依次通过两段的速度变化量之比为
Δv2Δv1=at2at1= 2−11
故选AC。
10.【答案】AB
【解析】.AB
【详解】A. v−t 图像的斜率表示加速度， 0∼8 秒内加速度始终为
a=ΔvΔt=0−−164−0m/s2=4m/s2
故A正确；
B.前4s质点做负向减速运动，4s后做正向加速运动，4s末运动方向发生改变，故B正确；
C.6s末的速度为
v6=v4+at2=0+4×6−4m/s=8m/s
故C错误；
D. v−t 图像与坐标轴围成的面积表示位移，前6s内的位移大小为
x=12×4×16m−12×2×8m=24m
故D错误。
故选AB。
11.【答案】BC
【解析】BC
【详解】A.物体相对传送带向左运动，因此物体受到传送带向右的摩擦力，由牛顿第二定律可得
μmg=ma
解得加速度
a=μg=0.5m/s2
物体做加速运动，由速度时间公式 v=v0+at ，可得物体与传送带达到共速所用时间
t1=v1a=1s
可知物体在1s时间内做匀加速直线运动，则有在 t=0.5s 时，物体受到传送带向右的摩擦力为
Ff=μmg=5N
由牛顿第三定律可知，物体对传送带的摩擦力大小为5N，方向向左，A错误；
B.物体与传送带达到共速后，物体与传送带相对静止，则从 t=1s 开始与传送带一起向右做匀速直线运动到右端，物体做加速运动的位移为
x=12at12=0.25m
物体与传送带一起向右做匀速直线运动到右端所用时间为
t2=L−xv1=2−
因此 t=1.5s 时，物体对传送带的摩擦力是零，B正确；
CD.物体在传送带的左端运动到右端所用时间为
t=t1+t2=4.5s
工人从传送带的左端运动到右端所用时间为
t′=Lv2=2s
可知工人需要在传送带右端等待2．
12.【答案】BC
【解析】BC
【详解】A、B分离时，它们之间的作用力是零，此时A、B的加速度相等，设为a，对A物块，只受到摩擦力作用，以向右为正方向，由牛顿第二定律可得
μAmAg=mAa
解得
a=μAg
对B物块，受到向左弹簧的弹力T和向右的摩擦力，由牛顿第二定律可得
μBmBg−T=mBa
可得
μBg−TmB=a=μAg
可知
μA<μB
故选BC。
13.【答案】 仍使其处于O点 A 在误差允许的范围内，力的分解满足平行四边定则
【详解】(1)[1]用两个弹簧测力计共同拉动小圆环，仍使其处于O点；
(2)[2]实验中采用了等效替代的方法，两次实验力的效果一样；
(3)[3]
[4]连接3个力的末端，与O点构成了平行四边形，且F在对角线上。得出结论：在误差允许的范围内，力的分解满足平行四边定则。

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】 AB## BA (x3−x2)f10 1.5 小于
【详解】(1)[1] A B.为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，AB正确；
CD.本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，不需要平衡摩擦力，只要能让小车做匀加速运动即可，只要摩擦力恒定即可，CD错误；
故选AB。
(2)[2]相邻两个计数点间时间间隔
T=5⋅1f=5f
计算F点速度大小的表达式为
vF=x3−x22T=(x3−x2)f10
(3)[3]由逐差法，纸带运动的加速度
a=x3−2x1(3T)2=(61.50−2×24.00)×10−2(0.3)2m/s2=1.5m/s2
(4)[4]若实验时交流电的频率大于50Hz，打点周期小于 0.02s ，实际周期算大了，故加速度的测量值小于真实值。

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1) csθ gL2sinθ ；(2) Lsinθ2g
【详解】(1)运动员飞出后，其做平抛运动，在水平方向有
Lcsθ=v0t
竖直方向有
Lsinθ=12gt2
解得
v0=csθ gL2sinθ
(2)设经过时间 t1 后，运动员到距斜面最远，此时，运动员的速度方向与斜面平行，设此时运动员竖直方向速度为 vy ，有
vy=gt1
有几何关系有
tanθ=vyv0
解得
t1= Lsinθ2g

【解析】详细解答和解见答案
16.【答案】解：(1)由运动学公式可知，上滑和下滑分别有
v12=2a1x
v22=2a2x
结合图像可知，其图像的斜率为
k=2a
由图像可知，两图线的斜率之比为3:2，所以，滑块沿斜面上滑与下滑的加速度之比为3:2；
(2)由牛顿第二定律得，上滑时
mgsin30∘+μmgcs30∘=ma1
下滑时
mgsin30∘−μmgcs30∘=ma2
解得
μ= 315，a1=6m/s2
由于上滑过程有
v12=2a1x
解得
x=0.25m。
【解析】本题考查动力学的图像问题。解决问题的关键是理解图像的物理意义，结合图像提供的信息，利用牛顿第二定律和运动学公式分析求解。
17.【答案】(1) 5m/s2 ；(2)9m；(3)4m
【详解】(1)甲车立即刹车做匀减速直线运动，并恰好停在停车线处，所以
v12=2a1x1
解得
a1=5m/s2
(2)甲车刹车时间为
t1=v1a1=2s
乙车如果完全刹停所需要的时间为
t乙停=v2a2=7.5s
所以乙先匀速运动1s，在匀减速运动5s，再开始匀加速。则在甲车启动前，乙的位移为
x乙=v2t匀+v2t减−12a2t减2=65m
则甲车启动时，两车之间的距离为
S甲乙=64+10−65=9m
(3)甲乙的 v−t 图如图所示。
则前8s，乙一直在后面追赶甲，所以第8秒末，甲乙两车距离最近。
这8秒内，乙的位移为
x乙总=65m+5+10×22m=80m
这8秒内，甲的位移为
x甲总=10×22m+10×22m=20m
两车之间的最近距离为
Smin=20m+64m−80m=4m

【解析】详细解答和解析过程见答案
18.【答案】(1) 2v03 ；(2) v026μg ；(3) 29v0
【详解】(1)对物块A来说有
2μmg=2maA
对木板B来说有
2μmg=maB
设经过时间t后两者共速
v0−aAt=aBt
单独对木板B有
vB=23v0
(2)共速前，物块A的位移有
xA=v0t1−12aAt2
木板B的位移有
xB=12aBt2
两者相对位移为
Δx=xA−xB
解得
Δx=v026μg
(3)木板碰撞前两者已经共速，由之前的分析可知，其速度为
v共=vB=23v0
碰撞后B原速率反弹，所以碰后，A的速度方向向右，B的速度方向向左，A开始在B上向右减速，B向左减速，设物块A用时 tA 减速为零，有
v共=aAtA
木板B用时 tB 减速为零，有
v共=aBtB
整理有
tA>tB
所以木板B先减速为零，当B的速度减到零时，物块A的速度为
vA1=v共−aAtB
此后A在B上继续向右减速，B开始向右加速，经 t1 第二次达到共速
vA1−aAt1=aBt1
此时速度为
v共1=aBt1
第二次共速后A、B以 v共1 一起向右匀速直到与S发生第二次碰撞，因此B与S第二次碰撞前的速度为
v共1=29v0

【解析】详细解答和解析过程见答案