2023-2024学年江西省九江市庐山市第一中学高一（上）期末物理试卷(含解析）

这是一份2023-2024学年江西省九江市庐山市第一中学高一（上）期末物理试卷(含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.飞机在起飞过程中，一般是先在水平地面上加速，然后离开地面并向上攀升，当上升到平流层时调整姿态，最后水平匀速飞行。若某次飞行过程中发生了“飞鸟撞机”的事件，则下列说法正确的是( )
A. “飞鸟撞机”过程中，飞鸟受到的撞击力大于飞机受到的撞击力
B. “飞鸟撞机”过程中，飞机受到的撞击力大于飞鸟受到的撞击力
C. 飞机的运动状态较飞鸟不容易改变是因为飞机的惯性比较大
D. 飞鸟的运动状态较飞机容易改变是因为飞鸟的速度比较小
2.2023年10月9日，中国海警2502舰艇编队在中国钓鱼岛领海内巡航。这是中国海警依法开展的维权巡航活动。如图所示，上午7：25我国海警船从大陆A港出发先向正东方向沿直线行驶一段距离到达B处，然后再向正北方向沿直线行驶一段距离，10：22到达钓鱼岛C处，历时2时57分。已知钧鱼岛在A港北偏东420km处，A、C连线与正东方向的夹角为30°，则下列说法正确的是( )
A. 海警船在海上航行，确定其位置时可以看成质点
B. 海警船航行的路程为420km，位移大小为210 3+1km
C. “2时57分”是指时刻，“7：25”和“10：22”均是指时间间隔
D. “北偏东420km”中的“km”是力学单位制三个基本量之一
3.下面对教材中的插图理解错误的是
( )
A. 甲图中飞机上的人与地面上的人观察跳伞者运动不同的原因是选择了不同的参考系
B. 乙图中重力的分力F2就是压力
C. 丙图高大的桥要造很长的引桥目的是为了减小车的重力沿桥面方向的分力
D. 丁图桌面以上的装置可以观察桌面微小形变
4.质量为m的物体，它的v−t图像如图所示，该物体所受的合外力最大的时间段是( )
A. 0∼2sB. 2∼6sC. 6∼9sD. 9∼10s
5.如图所示，在光滑水平面上，质量分别为1kg和2kg的物块A和B与轻质弹簧相连，用大小为F=15N的恒力作用在A上，使A和B相对静止一起向左匀加速运动，则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小等于5N
B. A的加速度大小为15m/s2
C. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为5m/s2
D. 撤去F后的短暂时间内，A、B的速度都将减小
6.如图甲所示，小物块从足够长的固定光滑斜面顶端由静止自由下滑．下滑位移x时的速度为v，其x−v2图像如图乙所示，g取10 m/s2，则斜面的倾角θ为
( )
A. 30°B. 45°C. 60°D. 75°
7.如图所示，斜面体置于水平地面上，在斜面体上有一物块A通过轻绳跨过光滑定滑轮与物块B相连，整个系统处于静止状态，且此时轻绳与斜面体垂直。现用水平向右的外力缓慢拉动物块B，直至B侧轻绳与竖直方向成60∘夹角。已知整个过程A与斜面体始终保持静止，则在此过程中( )
A. 水平向右拉力的大小先增大后减小B. A所受斜面体的支持力一直减小
C. A所受斜面体的摩擦力一直增大D. 地面对斜面体的摩擦力一直减小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.在某次冰壶比赛中，一冰壶以初速度v垂直边界进入三个完全相同矩形区域(如图所示)做匀减速运动，且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好减为零。冰壶可能看作质点，则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比正确的是
( )
A. t1:t2:t3=( 3− 2):( 2−1):1
B. t1:t2:t3=1: 2: 3
C. v1:v2:v3=9:4:1
D. v1:v2:v3= 3: 2:1
9.如图所示，叠放在水平桌面上的木块A和B处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.3kg，砝码和托盘与木块A用一根轻质绳通过定滑轮连接，待系统稳定后，弹簧测力计的读数为2N，定滑轮与轻质绳之间的摩擦不计，g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A. 木块B对木块A的摩擦力方向向右B. 木块B对木块A的摩擦力大小为3N
C. 桌面对木块B的摩擦力方向向左D. 桌面对木块B的摩擦力大小为2N
10.质量为m的人站在升降机中，如果升降机运动的加速度大小为a，升降机地板对人的支持力为F=mg+ma，则( )
A. 此人处于超重状态B. 此人处于失重状态
C. 升降机可能以加速度a向上加速运动D. 升降机可能以加速度a向下加速运动
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某物理兴趣小组在“探究用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度”。回答下列问题：
(1)下列关于在使用如图甲所示的打点计时器操作正确的是__________(填标号)；
A.接入220V交变电源
B.先释放纸带，后接通交变电源
C.将纸带安装在复写纸下方
(2)实验中，用该打点计时器(交变电源的频率f=50Hz)记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点。其相邻点间的距离如图乙所示，已知每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未标出，测量出各点到A距离分别为2.88cm、7.20cm、12.96cm、20.16cm，计算小车在整个运动过程中的加速度a=__________m/s2(计算结果保留两位小数)。
(3)实验结束后，实验室管理员告知实验时使用的电源频率高于50Hz时，则该小组刚刚计算出的速度以及加速度大小将会比真实值__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
12.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上的打点计算出。
(1)在该实验中，下列说法正确的是________(填标号)；
A.为了消除摩擦力的影响，需要调节斜面倾角，使小车在小盘(盘中不放砝码)的牵引下在斜面上匀速下滑
B.在平衡摩擦力时，需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速下滑
C.每改变一次小车的质量，需要重新平衡一次摩擦力
(2)实验中，在M与m的大小关系满足M_________，(填“>”=”或“<”)m时，可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码受到的重力；
(3)如图乙所示，一组同学在做加速度与质量的关系实验时打出一条纸带，相邻计数点的时间间隔为T，间距x1、x2、x2、……、x6已测量出，则可计算小车加速度。保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据。为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系，应该作a与_____________(填“M”或“1M”)的图像；
(4)另两位同学用同一装置，做加速度与力的关系实验时，画出了各自得到的a−F图像，如图丙所示，则两个同学做实验时小车及车中砝码的质量较大的是_________(填“小红”或经“小华”)。
四、简答题：本大题共2小题，共26分。
13.某同学让小球从距地面高度为1m处竖直向上抛出，开始1s内上升的高度与最后1s内上升的高度之比为4:1，不计空气阻力，重力加速度大小为g=10m/s2，求：
(1)小球最初1s的平均速度v大小；
(2)小球上升到最高点离地面的高度H。
14.如图所示，粗糙水平地面上叠放着质量分别为m1和m2的物块甲和乙，质量为m3的物体丙通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与甲相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲、乙、丙均处于静止状态。(已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？
(2)甲受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若m1=3kg，m2=4.5kg，甲乙之间的摩擦因数μ1=0.6，乙与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.2，欲使甲、乙不滑动，则物体丙的质量m3最大不能超过多少？
五、计算题：本大题共1小题，共14分。
15.如图所示，有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带，其速度v=5m/s，传送带与水平面间的夹角为θ=37°，现将一质量m=1.5kg的物块轻放在其底端(物块可视为质点)，与此同时，给物块沿传送带方向向上的恒力F=11.7N，经过一段时间，物块运动到了离地面高为ℎ=3m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)。
(1)分析物块在传送带的摩擦力的大小和方向；
(2)求物块在传送带上开始运动时的加速度；
(3)求物块从传送带底端运动到平台上所用的时间。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】AB.由牛顿第三定律可知，“飞鸟撞机”过程中，飞鸟受到的撞击力等于飞机受到的撞击力，故AB错误；
CD.质量是惯性的唯一量度，质量越大，惯性越大，由于飞机的质量大，则飞机的惯性越大，惯性越大运动状态越难改变，故C正确，D错误。
故选C。
2.【答案】A
【解析】A.海警船在海上航行时，船自身大小远小于航程，可以看成质点，故A正确；
B.位移是起点到终点的有向线段，大小为 420km ，路程由实际的运动路径决定，大小为
s=(420× 32+420×12)km=210( 3+1)km
故B错误；
C.“7：25”和“10：22”均是指时刻，“2时57分”是指时间间隔，故C错误；
D.力学单位制三个基本量为长度、时间和质量，“ km ”为长度常用单位，不是物理量，故D错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】【分析】
参考系不同，同一物体的运动可能不同；乙图中重力的分力F2，此力从效果上是使得物体压紧斜面，但不是压力；丙图高大的桥要造很长的引桥目的是为了减小车的重力沿桥面方向的分力；丁图中的装置可以观察桌面微小形变。
本题是基本物理知识和插图的考查，不难。
【解答】
A.甲图中飞机上的人与地面上的人观察跳伞者运动不同的原因是选择了不同的参考系，故A正确。
B.乙图中重力的分力F2，此力从效果上是使得物体压紧斜面，但不是压力，故B错误；
C.丙图高大的桥要造很长的引桥目的是为了减小车的重力沿桥面方向的分力，故 C正确；
D.丁图中的装置可以观察桌面微小形变，故 D正确。
本题选择错误，故选B。
4.【答案】D
【解析】物体所受合力最大即物体的加速度最大， v−t 图像的斜率的物理意义是加速度，即斜率最大的时间段就是物体所受合力最大的时间段，根据图像可知，物体在 9∼10s 的时间段加速度的绝对值最大，即所受合力最大。
故选D。
5.【答案】C
【解析】【分析】
对整体分析，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，隔离分析求出弹簧的弹力，撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律求出B的加速度大小。
本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，知道撤去F的瞬间弹簧的弹力不变，结合牛顿第二定律进行求解。
【解答】
AB.对整体分析，整体的加速度a=FmA+mB=151+2m/s2=5m/s2，隔离对B分析，则弹簧的弹力F弹=mBa=2×5N=10N，故AB错误；
C.撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，则B的加速度aB=F弹mB=102m/s2=5m/s2，故C正确；
D.撤去F后的短暂时间内，A的速度将减小，B的速度继续增大，故D错误。
6.【答案】A
【解析】【分析】先由匀变速直线运动的速度—位移公式写出表达式，整理出x与v2的关系式，据图像斜率的意义得小物块的加速度a，然后应用牛顿第二定律求出斜面的倾角。
本题主要考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的速度与位移的关系。
【解答】由匀变速直线运动的速度—位移公式可得v2=2ax，整理得x=12av2，由x−v2图像可知12a=110s2⋅m−1，得小物块的加速度a=5 m/s2，根据牛顿第二定律得小物块的加速度a=gsin θ，联立解得sinθ=ag=12，解得θ=30°，故A正确．
7.【答案】B
【解析】【分析】该题考查动态平衡应用相关知识。分析好受力，灵活应用平衡条件是解决本题的关键。
分析好受力，应用解析法、整体法和隔离法逐项分析解题即可。
【解答】A.设水平拉力为F，绳子中的张力为T，是挂B的细绳与竖直方向的夹角为θ，由于物块B缓慢移动，可认为它始终处于平衡状态，则
FmBg=tanθ
mBgT=csθ
解得
F=mBgtanθ
T=mBgcs θ
即随着θ增大，拉力F逐渐增大，绳子中的张力T也逐渐增大，故 A错误;
B.设斜面倾角为α，则物块A所受斜面的支持力为
FN=mAgcsα−T
随着T增大，斜面支持力逐渐减小，故 B正确;
C.物块A所受斜面的静摩擦力，在大小上等于物块A的重力沿斜面的分力，即F静=mAgsinα，由于物块A与斜面始终保持静止，可知A所受斜面的摩擦力F静保持不变，故C错误;
D.以A和斜面体为对象，在水平方向上：F静′=Tsinα，随着T增大，地面对斜面的摩擦力F静′逐渐增大，故 D错误。
8.【答案】AD
【解析】AD
【详解】AB.根据
x=12at2
可知初速度为零的匀加速直线运动中连续三段相等位移的时间之比为
1:( 2−1):( 3− 2)
将冰壶的运动逆向看成是初速度为零的匀加速直线运动，则有
t1:t2:t3=( 3− 2):( 2−1):1
故A正确，B错误；
CD.将冰壶的运动逆向看成是初速度为零的匀加速直线运动，根据
2ax=v2
可得
v= 2ax
则有
v1:v2:v3= 3: 2:1
故C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】BC
【解析】【分析】
本题考察用整体法与隔离法解决平衡问题。
通过对AB分别分析，根据平衡条件判断摩擦力大小和方向。
【解答】
AB.对砝码和托盘分析，绳拉力与重力等大反向，大小为3N，对A分析，根据平衡条件，则B对A的摩擦力与绳拉力等大反向，绳拉力向右，则木块B对木块A的摩擦力大小为3N，方向向左，故A错误，B正确；
CD.根据牛顿第三定律，木块A对木块B的摩擦力大小为3N，方向向右，弹簧的拉力为2N，方向向左，根据平衡条件，则桌面对木块B的摩擦力方向向左大小为1N，故C正确，D错误。
10.【答案】AC
【解析】AC
【详解】AB.根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小
F′=F=mg+ma>mg
因此，此人处于超重状态，故A正确，B错误；
CD.人运动的加速度
a=F−mgm
方向向上，则升降机可能以加速度a向上加速运动，或以加速度a向下减速运动
故C正确，D错误；
11.【答案】 C 1.44 偏小
【解析】(1)[1]A.由图甲可知本次实验使用的是电磁打点计时器，其电源采用的是 8V 交变电源，A错误；
B.为了充分利用纸带，应当先接通交变电源后再释放纸带，B错误；
C.电磁打点计时器是利用振针和复印纸在纸带上打点，故需要检查复写纸与纸带的放置顺序，将纸带安装在复写纸下方，C正确。
故选C。
(2)[2]利用逐差法计算出小车在整个过程中的加速度为
a=CD+DE−AB−BC2×2T2=AE−AC−AC2×2T2=20.16−7.20−7.202×2×0.12m/s2=1.44m/s2
(3)[3]用打点计时器测定物体的速度，当使用的电源频率高于 50Hz 时，那么实际周期T小于 0.02s ，则打出的对应点与交变电源的频率正常时(频率是 f=50Hz )比较间距将变小；根据运动学公式 Δx=aΔT2 得，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。
12.【答案】 B > 1M 小华
【解析】(1)[1]AB.平衡摩擦力时，需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速的下滑，故A错误，B正确；
C.平衡摩擦力后有
mgsinθ=μmgcsθ
改变小车的质量，不需要重新平衡摩擦力，故C错误。
故选B。
(2)[2]在实验中，对小车、钩码整体有
mg=m+Ma
对小车有
T=Ma
得
T=mg1+mM
若有
m≪M
有
T≈mg
所以如果让绳子的拉力约等于盘及盘中砝码受到的重力，就需要让小车的质量远大于盘和砝码的质量。
(3)[3]用逐差法计算小车的加速度
a=x6+x5+x4−x3+x2+x19T2
根据牛顿第二定律a与M成反比，而反比例函数图像是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能做a−M图像；但
a=FM
故a与 1M 成正比，而正比例函数图像是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应做 a−1M 图像。
(4)[4] a−F 图像的斜率倒数表示小车的质量，且斜率大的小车质量较小，小车及车中砝码的质量较大的是小华。
13.【答案】(1)20m/s；(2)32.25m
【解析】(1)竖直上抛运动看成自由落体运动的逆运动，由运动学公式
ℎ=12gt2
小球开始 1s 内下落高度
ℎ1=12×10×12m=5m
最后 1s 内下落的高度
ℎ2=4ℎ1=20m
最后 1s 内下落的高度是小球最初 1s 内上升的高度，小球最初 1s 的平均速度为
v=201m/s=20m/s
(2)小球自由下落到抛出点的时间为
t=2010s+0.5s=2.5s
小球上升到最高点离抛出点的高度为
ℎ3=12×10×2.52m=31.25m
14.【答案】解：(1)以结点O为研究对象，如图，
由平衡条件得：
水平方向：FOB−FOAsinθ=0
竖直方向：FOAcsθ=m3g
联立解得：FOA=1.25m3g ； FOB=0.75m3g
(2)甲水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，由平衡条件得 f=FOB=0.75m3g，方向水平向左；
(3)甲乙之间的最大静摩擦力为f1=μ1m1g=0.6×3×10N=18N
乙与地面的最大静摩擦力f2=μ2(m1+m2)g=0.2×(3+4.5)×10N=15N
对甲乙整体分析可知 FOBm=f2
又FOBm=m3gtanθ
联立解得m3=2kg
【解析】本题涉及共点力平衡中极值问题，当物体刚要滑动时，物体间的静摩擦力达到最大。
(1)以结点O为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力；
(2)对物体甲水平方向应用平衡条件求解；
(3)当乙与地面物体刚要滑动时，物体丙的质量m1达到最大，此时乙受到的静摩擦力达到最大值Fmax=μ2(m1+m2)g，再平衡条件求出物体丙的质量。
15.【答案】(1) μmgcsθ ，方向沿斜面向上；(2)5m/s2；(3)1.5s
【解析】(1)对物块受力分析如图所示
由平衡得
FN=mgcsθ
又知
f=μFN
解得
f=μmgcsθ
方向沿斜面向上；
(2)物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速度为零的匀加速运动，直至速度与传送带的速度相同由牛顿第二定律得
F+f−mgsinθ=ma1
代入数据解得
a1 =5m/s2.
(3)物块加速过程所用的时间
t1=va1 =1s
运动的距离
x1=v22a1 =2.5m
物块与传送带共速后，对物块进行受力分析可知，物块受到的摩擦力的方向改变，因为F=11.7N，而重力沿传送带向下的分力和最大静摩擦力之和为20.7N，所以物块不能相对传送带向上加速，物块将随传送带匀速上升，传送带长度为
x=ℎsinθ =5m
物块随传送带做匀速运动的时间
t2=x−x1v =0.5s
故物块从传送带底端运动到平台上所用的时间
t=t1+t2 =1.5s