2023-2024学年山东省青岛市高一（上）期末选科测试物理试卷(含解析）

这是一份2023-2024学年山东省青岛市高一（上）期末选科测试物理试卷(含解析），共17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.如图，物理老师驾车从二中出发去一中，利用百度地图导航时，APP提供了三种方案。关于本次行程，下列说法正确的是( )
A. 方案1显示预计上午10：21到达，“10：21”指的是时刻
B. 研究车的运动轨迹时，不能将车视为质点
C. 方案1的位移大于方案2的位移
D. 若选择方案1，汽车的平均速度约为49km/h
2.2023年3月31日，由中车自主研制的国内首套高温超导电动磁悬浮系统完成首次悬浮运行，其运行速度可达600km/h，且能够真正实现“快起快停”，如图是系统启动过程中的v−t图像。关于该系统，下列说法正确的是
( )
A. 由图可知，系统启动过程中加速度越来越大
B. 系统运行速度很大，所以惯性很大
C. 系统能“快起快停”，意味着起、停过程中加速度较大
D. 系统是悬浮运行，运行时不会受到阻力
3.如图是某种桌面阅读支架的示意图。我们做作业时，将教科书放在支架的木质斜面上，通过调节斜面倾角θ可以获得更好的舒适度。已知教科书与斜面始终相对静止，下列说法正确的是( )
A. 教科书受到的摩擦力始终沿斜面向下
B. 斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的
C. 教科书受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
D. 斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是一对作用力和反作用力
4.关于物理学中的理想化模型，下列说法正确的是( )
A. “质点”“自由落体运动”“平行四边形定则”都是理想化模型
B. “质点”是物体在研究问题中的简化，是实际存在的
C. 用“质点”代替有大小和形状的物体是不科学的
D. 建立理想化模型过程中需要突出问题的主要因素，忽略次要因素
5.某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，绘制的弹力F与形变量x的关系图像如图所示。下列说法正确的是
( )
A. 牛顿发现弹簧的弹力F与形变量x成正比
B. 劲度系数k的单位N/m是国际单位制中的导出单位
C. 该弹簧的劲度系数k=0.5N/m
D. 由劲度系数k=Fx可知，F越大，k越大
6.游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速a和惯性前迚b两个过程，将这两个过程简化为水平方向的直线运动，v−t图像如图。已知运动员的体重为60kg，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 0∼0.5s内运动员做匀加速直线运动
B. 0.2∼0.5s内运动员加速度大小为6m/s2
C. 0∼0.5s内运动员平均速度大小为1.7m/s
D. 惯性前迚过程中，水对运动员作用力大小为40N
7.2023年12月15日，《青岛都市圈发展规划》中的重点项目“明董高速”建成通车，青岛高速公路通车里程增加到919公里。为检测“明董高速”路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，让测试汽车在该公路水平直道上以72km/h的速度行驶，某时刻紧急刹车导致车轮抱死，测得车轮在公路上留下的痕迹长度为40m。已知重力加速度g=10m/s2，路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数为
( )
A. 0.2B. 0.4C. 0.5D. 0.6
8.一辆小车以一定速度冲上光滑斜面后回到原处，其v−t图像如图，下列说法正确的是
( )
A. 上滑过程和下滑过程的时间相等
B. 上滑过程和下滑过程发生的位移相同
C. 到达最高点时，小车的速度和加速度均为零
D. 上滑过程和下滑过程的加速度大小相等、方向相反
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图，质量为60kg的同学站在电梯内的磅秤上测得体重为50kg。已知重力加速度g=10m/s2，关于电梯的运动，下列说法可能正确的是
( )
A. 加速下降B. 加速上升C. 减速下降D. 减速上升
10.如图，竖直方向上有两根轻质弹簧A、B，一端与质量为m的物体相连接，另一端分别固定在M、N两点。当物体平衡时，下列说法可能正确的是
( )
A. A、B均处于压缩状态B. A、B均处于伸长状态
C. A处于伸长状态，B处于压缩状态D. A处于压缩状态，B处于伸长状态
11.如图，一杂技演员将三个小球1、2、3从手中以大小不同的速度依次竖直向上抛出，然后等待小球落回手中，三个小球上升的最大高度之比为3∶2∶1。已知三个小球抛出的速度分别为v1、v2、v3，在空中运动时间分别为t1、t2、t3，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. v1:v2:v3=3:2:1B. v1:v2:v3= 3: 2:1
C. t1:t2:t3= 3: 2:1D. t1:t2:t3=3:2:1
12.如图，质量为M1和M2的木箱P、Q叠放在平板车上，定滑轮固定在Q上，P右侧连接水平轻绳，轻绳另一端绕过定滑轮连接一质量为m的小球。当平板车沿水平方向运动时，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角为θ，所有物体都与平板车保持相对静止，重力加速度为g。下列说法正确的是
( )
A. 平板车运动的加速度方向水平向左，大小为gsinθ
B. Q对平板车的压力大小等于(M1+M2+m)g
C. 木箱P受到的静摩擦力方向水平向左，大小为mgcsθ
D. 平板车对Q的静摩擦力方向水平向左，大小为(M1+M2+m)gtanθ
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
13.某学校实验小组做“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验。
(1)除甲图中所需器材之外，该实验还需要__________；
A.秒表 B.刻度尺 C.6∼8V低压交流电源 D.220V交流电源
(2)实验过程中，下列说法正确的是__________；
A.要先接通电源，再释放小车
B.当使用频率为50Hz的交流电时，每隔0.02s打一个点
C.纸带上点迹比较密集的区域，对应小车的运动速度比较大
(3)某次实验中连接频率50Hz的交流电源进行实验，得到如图乙所示的纸带，从A点开始相邻两计数点间有4个点未画出，打下C点时的瞬时速度为__________m/s。(结果保留两位有效数字)
14.某同学在做“探究小车加速度与合外力的关系”实验时，装置如图，水平木板上有一装有拉力传感器和遮光条的小车，细绳通过定滑轮连接拉力传感器和托盘。实验时细绳始终与木板平行，小车、遮光条和拉力传感器的总质量M保持不变，通过改变托盘中砝码的质量使得拉力F发生变化，然后测得不同拉力F对应的加速度a，做出a−F图像。
(1)实验中__________(选填“需要”或“不需要”)控制托盘和砝码的总质量小于小车、遮光条和拉力传感器的总质量M；
(2)研究a−F图像，发现图像不过坐标原点，出现这个现象的原因是________________，图像的斜率k=__________。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
15.某时刻，一辆小车从静止以1m/s2的加速度前进，同时有一人在车后与车相距25m处以6m/s的速度匀速追车，人与车前进的方向相同。
(1)求小车经过多长时间与人的速度相同；
(2)请通过计算判断人能否追上车。若追得上，求追上时小车的速度；若追不上，求人与车的最小距离。
16.如图甲，一名质量为60kg的消防队员在一幢高楼上进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑，最终停在距楼顶h=12m的窗口处，两脚蹬在光滑的玻璃窗上向室内观察，图乙是此时消防员的示意图。已知消防员腰部绳套的位置与窗的水平距离约为1m，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)玻璃窗对消防员的弹力大小；
(2)消防员沿玻璃窗缓慢向下移动的过程中，请说出玻璃窗对人的弹力大小和绳子的拉力大小如何变化。
17.某互联网物流配送公司正在尝试运营无人机送外卖的新模式。如图，一架无人机在往高层住宅送货时，携带外卖箱从地面以2m/s2的加速度由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，1s后开始匀速上升，当高度达到16m时无人机开始做匀减速直线运动，又经过2s到达用户阳台附近，此时无人机恰好悬停。已知外卖箱中携带质量为3kg的货物，整个运动过程中无人机可视为质点，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
(1)无人机匀速上升的时间；
(2)用户阳台距地面的高度；
(3)减速上升过程中，货物对外卖箱的压力大小。
18.习近平总书记多次在不同场合表达对冰雪运动的重视。在他的亲自谋划、持续推动下，“三亿人参与冰雪运动”愿景成为现实。如图，某室内滑雪场中的雪道由斜直雪道和水平雪道两段组成，小明坐在滑雪圈里从静止开始沿斜直雪道匀加速下滑9.6m，冲入水平雪道后逐渐减速到零。已知小明和滑雪圈的总质量为40kg，斜直雪道倾角为37°，滑雪圈与雪面间动摩擦因数恒为μ=0.15，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。求：
(1)小明在斜直雪道下滑的加速度大小；
(2)小明在水平雪道滑行的距离；
(3)受场地限制，将室内滑雪场的水平雪道缩短为20m，在水平雪道末端接着铺设5m长的防滑毯，小明恰好在防滑毯末端安全停下，求防滑毯与滑雪圈之间平均阻力的大小。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A
【详解】A.方案1显示预计上午10：21到达，“10：21”指的是时刻，选项A正确；
B.研究车的运动轨迹时，车的大小可忽略不计，能将车视为质点，选项B错误；
C.三种方案的初末位置都相同，则位移相同，选项C错误；
D.若选择方案1，因汽车的位移不能确定，可知不能求解汽车的平均速度，选项D错误。
故选A。
2.【答案】C
【解析】C
【详解】A.图像的斜率等于加速度，由图可知，系统启动过程中加速度越来越小，选项A错误；
B.惯性只与质量有关，与速度无关，选项B错误；
C.系统能“快起快停”，意味着起、停过程中加速度较大，选项C正确；
D.系统是悬浮运行，运行时受到阻力较小，但仍有阻力，选项D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】B
【详解】A.教科书受到的摩擦力始终沿斜面向上，故A错误；
B.斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的，故B正确；
C.教科书受到重力、支持力、摩擦力三个作用力，所谓的下滑力是重力沿斜面向下的分力，故C错误；
D.斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是不同性质的力，不是一对作用力和反作用力，故D错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】D
【详解】A.质点和自由落体运动都是抓住了事物的主要因素，忽略了次要因素，突出了事物的本质，在物理学上把这种方法称为理想模型法，而“平行四边形定则”不是理想化模型，选项A错误；
B.“质点”是理想物理模型，实际是不存在的，选项B错误；
C.质点是忽略了物体的形状和大小，把物体看成一个具有质量的点，这是为了研究问题方便而建立的理想化模型，突出主要因素，忽略次要因素，是有意义的，故C错误；
D.建立理想化模型过程中需要突出问题的主要因素，忽略次要因素，选项D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】B
【详解】A.胡克发现弹簧的弹力F与形变量x成正比，选项A错误；
B.劲度系数k的单位N/m是国际单位制中的导出单位，选项B正确；
C.该弹簧的劲度系数
k=
选项C错误；
D.弹簧的劲度系数是由弹簧本身决定的，与F大小无关，选项D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】C
【详解】A.0∼0.2s内运动员做匀加速直线运动，0.2∼0.5s内运动员做匀减速直线运动，故A错误；
B.0.2∼0.5s内运动员加速度大小
a=|ΔvΔt|=|2−2.20.5−0.2|m/s2=23m/s2
故B错误；
C.v−t图线与t轴围成的面积等于位移，则0∼0.5s内运动员平均速度的大小为
v=12×0.2×2.2+12×(0.5−0.2)×(2.2+2)0.5m/s=1.7m/s
故C正确；
D.运动员受重力和水的作用力，则
F2+(mg)2=(ma)2
得
F=40 226N
故D错误。
故选C。
7.【答案】C
【解析】C
【详解】汽车刹车的加速度为
a=v22x=2022×40m/s2=5m/s2
根据牛顿第二定律
μmg=ma
可得
μ=0.5
故选C。
8.【答案】A
【解析】A
【详解】ABD.上滑和下滑的加速度大小相等、方向相同，位移大小相同，方向相反，将上滑过程看做逆向的初速度为零的匀加速运动，根据
x=12at2
可知上滑过程和下滑过程的时间相等，选项A正确，BD错误；
C.到达最高点时，小车的速度速度为零，但是加速度不为零，选项C错误；
故选A。
9.【答案】AD
【解析】.AD
【详解】因视重小于人的重力，可知人处于失重状态，加速度向下，则电梯可能加速下降或者减速上升。
故选AD。
10.【答案】ABC
【解析】ABC
【详解】A.A、B均处于压缩状态，A对物体的弹力向下，B对物体的弹力向上，物体可能保持平衡，故A正确；
B.A、B均处于伸长状态，A对物体的弹力向上，B对物体的弹力向下，物体可能保持平衡，故B正确；
C.A处于伸长状态，B处于压缩状态，A对物体的弹力向上，B对物体的弹力向上，物体可能保持平衡，故C正确；
D.A处于压缩状态，B处于伸长状态，A对物体的弹力向下，B对物体的弹力向下，物体不可能保持平衡，故D错误。
故选ABC。
11.【答案】BC
【解析】BC
【详解】CD.下落阶段，根据
h=12gt2
t= 2hg
根据竖直上抛运动的对称性，整个过程的时间
t′=2t=2 2hg
三个小球上升的最大高度之比为3∶2∶1，则
t1:t2:t3= 3: 2:1
故C正确，D错误；
AB.根据
v=gt
v1:v2:v3= 3: 2:1
故A错误，B正确。
故选BC。
12.【答案】BD
【解析】BD
【详解】A.对小球受力分析可知，平板车运动的加速度方向水平向左，大小为
a=gtanθ
选项A错误；
B.对PQ和小球的整体分析可知，平板车对Q的支持力大小
N=(M1+M2+m)g
则Q对平板车的压力大小等于 (M1+M2+m)g ，选项B正确；
C.对木箱P分析可得
f−T=M1a
对小球
T=mgcsθ
可得木箱P受到的静摩擦力方向水平向左，大小为
f=M1a+mgcsθ
选项C错误；
D.对PQ和小球的整体分析可知，水平方向，平板车对Q的静摩擦力方向水平向左，大小为
f′=(M1+M2+m)a=(M1+M2+m)gtanθ
选项D正确。
13.【答案】 BD##DB AB##BA 0.51
【详解】(1)[1]AB.在测量做直线运动物体的瞬时速度的实验中，打点计时器直接记录时间，不需要秒表，需要刻度尺来测量计数点之间的距离，故A错误，B正确；
CD.电火花打点计时器使用220V交流电源，故C错误，D正确。
故选BD。
(2)[2]A.为充分利用纸带，要先接通电源，再释放小车，故A正确；
B.当使用频率为50Hz的交流电时，每隔
T=1f=150s=0.02s
打一个点，故B正确；
C.纸带上点迹比较密集的区域，对应小车的运动速度比较小，故C错误。
故选AB。
(3)[3]相邻两个计数点间的时间间隔
T0=5T=0.1s
打下C点时的瞬时速度为
vC=xBD2T0=4.10+6.102×0.1×10−2m/s=0.51m/s

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】 不需要 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够 1M
【详解】(1)[1]实验中由于有拉力传感器测量小车的拉力，则不需要控制托盘和砝码的总质量小于小车、遮光条和拉力传感器的总质量M；
(2)[2]研究a−F图像，发现图像不过坐标原点，即当拉力F到达一定值时小车才开始有加速度，可知出现这个现象的原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够；
[3]根据
a=F−fM=1MF−fM
可得图像的斜率
k= 1M

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1) t=6s ；(2)没有追上，7m
【详解】(1)小车与人的速度相同时，有
v车=at
且
v车=v人=6m/s
解得
t=6s
(2)人车共速时
x车=12at2
x人=v人t
由于
x车+d=43m>x人=36m
故人没有追上车，人车最小距离
Δx=x车+d−x人=7m

【解析】详细解答和解析过程见答案
16.【答案】(1) FN=50N ；(2)弹力逐渐减小，绳子的拉力逐渐减小
【详解】(1)设绳子与大楼墙面间夹角为 θ ，则消防员所受弹力大小
解法一：合成法
FN=mgtanθ
tanθ=112
解得
FN=50N
解法二：分解法
FTcsθ=mg
FTsinθ=FN
tanθ=112
解得
FN=50N
(2)消防员沿玻璃窗缓慢向下移动的过程中， θ 减小，则玻璃对人的弹力FN逐渐减小，绳子的拉力FT逐渐减小。

【解析】详细解答和解析过程见答案
17.【答案】(1)7.5s；(2)18m；(3)27N
【详解】(1)匀加速直线运动过程，根据位移公式有
x1=12a1t12
匀加速直线运动过程，根据速度公式有
v1=v0+a1t1
根据题意可知，匀速直线运动的位移
x2=h1−x1
匀速直线运动过程有
x2=v1t2
解得
t2=7.5s
(2)匀减速直线运动的位移
x3=12v1t3
则用户阳台距地面的高度
H=h1+x3
解得
H=18m
(3)匀减速直线运动的加速度大小
a=v1t3
根据牛顿第二定律有
mg−FN1=ma
解得
FN2=FN1
由牛顿第三定律可知，货物对外卖箱的压力
FN2=27N

【解析】详细解答和解析过程见答案
18.【答案】(1) 4.8m/s2 ；(2) 30.72m ；(3) 128.64N
【详解】(1)小明在斜直雪道下滑过程中，对人进行分析有
N=mgcs37∘ ， mgsin37∘−μN=ma1
解得
a1=4.8m/s2
(2)小明在斜直雪道下滑过程中，根据速度与位移的关系式有
v12=2a1x1
小明在水平雪道上对人进行分析有
μmg=ma2
小明在水平雪道上，根据速度与位移的关系式有
v12=2a2x2
解得
x2=30.72m
(3)室内滑雪场的水平雪道缩短为20m，在雪道上滑行过程，根据速度与位移的关系式有
v12−v22=2a2x3
小明恰好在防滑毯末端安全停下，根据速度与位移的关系式有
v 22=2a3x4
根据牛顿第二定律有
f=ma3
解得
f=128.64N

【解析】详细解答和解析过程见答案