2023-2024学年陕西省西安市五校联考高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年陕西省西安市五校联考高一（上）期末物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

A. 汽车在出发后10s内的平均速度是5m/s
B. 汽车在某段时间内的平均速度是5m/s，表示汽车在这段时间的每1s内的位移都是 5m
C. 汽车经过两路标之间的平均速度是5m/s
D. 汽车在某段时间内的平均速度都等于它的初速度与末速度之和的一半
2.有一质点从t=0开始从原点出发，其运动的速度——时间图像如图所示，则( )
A. t=1s时，质点离原点的距离最大B. t=2s时，质点离原点的距离最大
C. t=2s时，质点回到原点D. t=4s时，质点回到原点
3.400m比赛中运动员从错列的起跑线出发，全程分道赛跑，比赛的后程都经过跑道的直道部分，最后到达同一条终点线。下列说法正确的是( )
A. 400m比赛，外跑道的运动员的路程大
B. 400m比赛，不同跑道的运动员的位移相同
C. 200m比赛，不同跑道的运动员的位移相同
D. 100m比赛在直道上进行，运动员的位移大小与路程相等
4.下列说法中正确的是( )
A. 物体的加速度不为零，速度可能为零
B. 物体的速度大小保持不变时，可能加速度不为零
C. 速度变化越快，加速度一定越大
D. 加速度越小，速度一定越小
5.如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F=0.5mg)，若其他条件不变，则木盒滑行的距离
( )
A. 变小B. 不变C. 变大D. 变大变小均可能
6.A，B两物体的质量之比mA︰mB=1︰2，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速滑行，直到停止，其速度图象如图所示．则该过程A，B两物体所受摩擦力之比FA︰FB与A，B两物体动摩擦因数之比μA︰μB分别为
( )
A. 1︰1，1︰1B. 1︰2，1︰4C. 2︰1，1︰2D. 1︰1，2︰1
7.在电梯内地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50kg；电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数为40kg，如图所示，则在这段时间内(g取10m/s2)
A. 电梯可能以2m/s2的加速度加速上升B. 电梯可能以2m/s2的加速度减速上升
C. 电梯可能以8m/s2的加速度加速上升D. 电梯可能以8m/s2的加速度减速上升
8.如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的v−t图，已知当两小球间距小于或等于L时，受到相互排斥的恒力作用，当间距大于L时，相互间作用力为零，由图可知( )
A. a球的质量大于b球的质量
B. a的质量小于b球的质量
C. t1时刻两球间距最小
D. t3时刻两球间距为2L
9.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小直至为零，则在此过程中( )
A. 速度先逐渐变大，然后再逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值
B. 速度先均匀增加，然后增加得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最大值
C. 速度先不变，当加速度减小到零时，速度再增大
D. 速度先逐渐减小，后逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值
10.汽车在平直的公路上行驶，发现险情紧急刹车，汽车立即做匀减速直线运动直到停车，已知汽车刹车时第1s内的位移为13m，在最后1s内的位移为2m，则下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1秒末的速度可能为10m/sB. 汽车加速度大小可能为3m/s2
C. 汽车在第1秒末的速度一定为11m/sD. 汽车的加速度大小一定为4.5m/s2
11.一个做匀加速直线运动的物体，先后经过相距为x的A、B两点时的速度分别为v和7v，从A到B的运动时间为t，则下列说法正确的是
( )
A. 经过AB中点的速度为4v
B. 经过AB中间时刻的速度为4v
C. 通过前x2位移所需时间是通过后x2位移所需时间的2倍
D. 前t2时间通过的位移比后t2时间通过的位移少1.5vt
12.用弹簧测力计悬挂静止的小球，下列说法正确的是( )
A. 弹簧测力计对小球的拉力就是小球所受的重力
B. 弹簧测力计对小球的拉力大小等于小球所受重力的大小
C. 小球所受重力的施力物体是弹簧测力计
D. 小球所受重力的施力物体是地球
13.如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力。图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是( )
A. F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力
B. 物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用
C. F2是物体对斜面的压力
D. 力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同
14.一物体受水平绳的拉力作用在水平地面上由静止开始前进，先做加速运动，然后做匀速运动，最后又做减速运动，则下列说法中正确的是( )
A. 加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B. 减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C. 只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D. 不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
15.如图所示AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°。如把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为( )
A. 12G， 32GB. 33G， 3GC. 23G， 22GD. 22G， 32G
16.如图甲所示，建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P放在上面，便于将木头P锯断，如图乙，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下列哪个图是正确的( )
A. B.
C. D.
17.一路灯距地面的高度为h，身高为L的人以速度v匀速行走，如图所示：
(1)试证明人的头顶的影子做匀速直线运动；
(2)求人影的长度随时间的变化率。
18.一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内。问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
(2)判定警车在加速阶段能否追上货车？(要求通过计算说明)
(3)警车发动后要多长时间才能追上货车？
19.如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少
20.如图所示，质量m=2 kg的物体静止于水平地面的A处，A，B间距L=20 m。用大小为30 N，沿水平方向的力拉此物体，经t0=2 s拉至B处。(g=10 m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；
(2)用大小为20 N，沿水平方向的力拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、10s末的速度表示瞬时速度．故A错误．
B、汽车在某段时间内的平均速度为5m/s，若为匀速直线运动，则每秒位移为5m，若为变速运动，每秒内的位移不一定等于5m.故B错误．
C、平均速度表示某一段时间或某一段位移内的速度．故C正确．
D、v=v0+v2仅适用于匀变速直线运动．故D错误．
故选：C．
平均速度表示某一段时间或某一段位移内的速度，v=v0+v2仅适用于匀变速直线运动．
解决本题的关键知道平均速度表示某一段时间或某一段位移内的速度，以及知道v=v0+v2仅适用于匀变速直线运动．
2.【答案】BD
【解析】AB．v−t图中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知，t=2s时，图线与坐标轴为成的图形面积最大，即t=2s时，质点离原点的距离最大，故A错误，B正确；
CD.由上述分析及图可知，t=2s时，质点位移为
s1=12×2s×5m/s=5m
t=4s时，质点位移为
s2=12×2s×5m/s+12×4−2s×−5m/s=0
故C错误，D正确。
故选BD。
3.【答案】D
【解析】A.所有运动员的路程相同，A错误；
BC.由于赛道不同，起点和终点不同，则位移不相同，BC错误；
D.100m是直线运动，则运动员的位移大小与路程相等，D正确。
故选D。
4.【答案】ABC
【解析】解：A、物体的加速度不为零，速度可能为零，例如火箭发射的瞬间．故A正确
B、物体的速度大小保持不变时，方向变化，加速度不为零，例如匀速圆周运动，故B正确
C、速度变化越快，加速度一定越大，故C正确
D、如果加速度方向与速度方向相同，加速度大小不断变小，速度却增大，故D错误
故选：ABC．
根据加速度的定义式a=△v△t可知物体的加速度等于物体的速度的变化率，加速度的方向就是物体速度变化量的方向，与物体速度无关，即物体的速度变化越快物体的加速度越大．
本题考查加速度的定义式，只要理解了加速度的概念就能顺利解决．
5.【答案】A
【解析】解：设木盒的质量为M，根据牛顿第二定律得，放砝码时，加速度：a1=μ(M+m)gM+m
拿走砝码施加F时，加速度：a2=μ(M+0.5m)gM，可知：a2>a1。
根据v2=2ax得，x=v22a，加速度增大，则滑行的距离变小。
故选：A。
根据牛顿第二定律分别求出两种情况下的加速度，根据匀变速直线运动的速度位移公式比较位移的大小。
解决本题的关键通过牛顿第二定律比较出加速度的大小，注意选择的研究对象不同，第一次选择整体，第二次选择木盒。
6.【答案】D
【解析】【分析】
由于物体只受到摩擦力的作用，根据速度时间的图象可以知道加速度的大小，再根据牛顿第二定律可以知道摩擦力的大小，根据f=μmg求出两物体动摩擦因素之比。
物体受到的摩擦力作为物体的合力，在速度时间图象中，要知道直线的斜率表示物体的加速度的大小。
【解答】
根据速度时间的图象可知，aA：aB=2：1，物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，f=ma，所以摩擦力之比为1：1；物体运动时受到的摩擦力为μmg，两物体动摩擦因素之比μA︰μB=2：1，故D正确，ABC错误。
故选D。
7.【答案】B
【解析】解：对人受力分析，根据牛顿第二定律可知，mg−FN=ma，代入数据，解得a=2m/s2，加速度方向向下，故电梯可能是减速向上运动，也可能上加速向下运动，故ACD错误，B正确；
故选：B。
人对体重计的压力小于人的重力，说明人处于失重状态，加速度向下，根据牛顿第二定律求得加速度大小，运动方向可能向上也可能向下。
本题主要考查了牛顿第二定律，关键是正确的求得加速度和判定方向，即可判断。
8.【答案】B
【解析】解：AB、从v−t图象可以看出，在0−t3时间内，a小球速度−时间图象的斜率绝对值较大，所以a小球的加速度较大，而两小球之间排斥力大小相等，根据a=Fm知，加速度大的质量小，所以a的质量小于b球的质量，故A错误，B正确；
C、二者做相向运动，所以当速度相等时相距最近，即t2时刻两球间距最小，之后间距又开始逐渐增大，故C错误；
D、当间距大于L时，相互间的作用力为零，由图看出，t3时刻之后相互作用力为零，即间距大于L，所以t3时刻两球间距为L，故D错误。
故选：B。
当两小球间距小于或等于L时，两球受到相互排斥的恒力作用，根据图象的斜率分析加速度大小，由牛顿第二定律判断质量的大小。当两球速度相等时间距最小。根据t3时刻两球间的作用力大小，分析间距大小。
本题考查了v−t图象、牛顿第二定律、加速度与速度的关系等有关知识，有一定的综合性。解题的关键是从v−t图中获取有用的信息，来分析两球的运动情况，知道速度相等时两者相距最近。
9.【答案】B
【解析】加速度方向与速度方向同向，故速度增大，当加速度不变时，速度均匀增加；当加速度逐渐减小时，速度仍增大，但增加得越来越慢；当加速度减小到零时，速度达到最大值，保持不变。
故选B。
10.【答案】C
【解析】解：汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，对于最后1s，有：
x最后1s=12at最后1s2
解得：a=2x最后1st最后1s2=2×212=4m/s2。
设汽车在第1秒末的速度为v。对于第1s内，由x第1s=vt1+12at12代入数据得：
13=v×1+12×4×12
可得：v=11m/s。
故选：C。
汽车作匀减速直线运动，其逆过程是初速度为零的匀加速直线运动，采用逆向思维分析．
本题采用逆向思维分析匀减速直线运动，比较简便，也可以画出v−t图象帮助分析汽车的运动情况，采用运动学公式研究．
11.【答案】BCD
【解析】A.设AB中点的速度为v1，根据运动学公式有
v12−v2=2ax2 ， (7v)2−v12=2ax2
解得
v1=5v
故A错误；
B.中间时刻的速度为v2为
v2=v+7v2=4v
故B正确；
C.前一半位移内的平均速度为
v1=v+5v2=3v
后一半位移内的平均速度为
v2=7v+5v2=6v
根据 x=vt 知，位移相等，可知通过前一半位移所用的时间是后一半位移所用时间的2倍，故C正确；
D.前一半时间内的平均速度为
v 1′=v+4v2=2.5v
后一半时间内的平均速度为
v 2′=7v+4v2=5.5v
根据 x=vt 知，前一半时间内的位移比后一半时间内的位移少1.5vt，故D正确。
故选BCD。
12.【答案】BD
【解析】AB.弹簧测力计对小球的拉力大小等于小球所受重力的大小，故A错误，B正确；
CD.小球所受重力的施力物体是地球，而小球所受拉力的施力物体是弹簧测力计，故C错误，D正确。
故选BD。
13.【答案】D
【解析】【分析】光滑斜面上的物体的重力mg按作用效果分解为沿斜面向下和垂直于斜面两个方向的分力，注意两个分力不是物体所受到的力，分析受力时，分析物体受到的实际受到的力．两分力共同作用效果与重力作用效果相同。
解决本题的关键知道F1、F2是重力的两个分力，要能正确分析重力产生的作用效果，一个使物体下滑，一个压斜面。
【解答】A.F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故A错误;
B.物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故B错误;
C.F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故C错误;
D.合力与分力有相同的作用效果，故D正确。
14.【答案】D
【解析】根据牛顿第三定律可得，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等，方向相反，与物体的运动状态无关。
故选D。
15.【答案】A
【解析】根据重力压两个光滑斜面的作用效果，将重力分解为与两斜面分别垂直的 G1 和 G2 ，根据平行四边形定则作出力的示意图，如图所示

由几何关系可得
G1=Gcs30∘= 32G
G2=Gsin30∘=12G
故选A。
16.【答案】C
【解析】解：M处受到的支持力与地面垂直向上，即竖直向上；
N处受到的支持力与原木P垂直向上，不是竖直向上，
由上分析可知，故C正确，ABD错误。
故选：C。
支持力是一种弹力，其方向总是与接触面垂直，指向被支持物．若接触面是曲面，则与该点的切面垂直．
解决本题的关键要掌握支持力方向的特点，并能正确分析实际问题．要注意弹力方向总是与接触面垂直。
17.【答案】解：(1)设t=0时刻，人位于路灯的正下方O处，在时刻t，人走到S处，根据题意有OS=vt，过路灯P和人头顶的直线与地面的交点为M，即为t时刻人头顶影子的位置，如图所示
OM为人头顶影子到O点的距离。
由几何关系可知hOM=lOM−OS
解得：OM=hvh−lt
因OM与时间t成正比，故人头顶的影子做匀速运动。
(2)由图可知，在时刻t，人影长度为SM，由几何关系，有SM=OM−OS
得SM=lvh−lt，故影长随时间的变化率为k=lvh−l。

【解析】考查建立正确的物理模型，同时画出运动轨迹图，根据相似三角形的知识结合物理规律来综合解题是解题的关键之处。
(1)由人做匀速直线运动，根据运动学公式可得出位移与时间的关系，结合几何关系，即可求解；
(2)根据运动轨迹图，结合几何关系，即可求解。
18.【答案】解：(l)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时．它们的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．
则t1= 10 2.5 s=4s，
此时货车的位移为s货=(5.5+4)×10m=95m，
警车的位移为s警= 12a t1 2 =12 ×2.5×42m=20m
所以两车间的最大距离△s=s货−s警=75m
(2)90km/h=25m/s，则警车加速到最大速度25m/s所用的时间为t2= 25 2.5 s=10s
s货′=(5.5+10)×10m=155m
s警′=12at22=12×2.5×102m=125m
因为s货′>s警′，故此时警车尚未赶上货车；
(3)警车刚达到最大速度时两车距离△s′=s货′−s警′=30m，警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过△t时间追赶上货车
则：Δt= 3025−10 s=2s
所以警车发动后要经过t=t2+△t=12s才能追上货车。

【解析】(1)当警车速度等于货车速度时，两车间的距离最大；分别求出两车的路程，然后求出两车间的最大距离。
(2)求出警车达到最大速度时，警车与货车的路程，根据两车路程间的关系判断警车能否追上货车；
(3)警车追上货车时，两车的路程相等，由速度公式的变形公式求出警车追上货车的时间。
本题是一道追击问题，分析清楚车的运动过程，找出两车距离最大及追上的条件，熟练应用速度公式的变形公式、路程公式可以正确解题，本题难度较大，是一道难题。
19.【答案】(M+m)g mgtan θ
【解析】选取A和B整体为研究对象，根据平衡条件有：
N−(M+m)g=0，
F=Ff
可得N=(M+m)g
再以B为研究对象，处于平衡状态，根据平衡条件有：
竖直方向上：FABcs θ=mg
水平方向上：FABsin θ=F
解得F=mgtan θ，所以Ff=F=mgtan θ．
考点：共点力的平衡。
20.【答案】解：(1)分析题意知物体做从A到B做匀加速直线运动。L=12at02
由牛顿第二定律得F−μmg=ma
代入数据，解得：μ=0.5
(2)分析题意知：物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且到达B点时速度刚好为零。
当该力作用时，作用时间t后撤去，
由牛顿第二定律得F′−μmg=ma1
L1=12a1t2
由速度公式vt=a1t
该力撤去后，μmg=ma2
由速度位移公式得vt2=2a2L2
L1+L2=L
联立方程，代入数据，解得：t=2 s
【解析】(1)物体做从A到B做匀加速直线运动，根据匀加速直线运动规律和牛顿第二定律求出物体与地面间的动摩擦因数μ；
(2)物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且到达B点时速度刚好为零，由牛顿第二定律和速度位移公式求出该力作用的最短时间t。