2023张家界高一上学期期末考试物理试题含解析

2022年张家界市普通高中一年级第一学期期末联考

物理试卷

注意事项：

1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。

2. 请将答案正确填写在答题卡上。

第I卷（选择题）

一、单选题（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的）

1. 下列各组物理量中，都属于矢量的是（　　）

A. 位移、时间、速度 B. 弹力、时刻、速度

C. 速度、加速度、重力 D. 路程、质量、摩擦力

【答案】C

【解析】

【详解】矢量是既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则的物理量；标量是只有大小没有方向，运算遵循代数运算法则的物理量

A．时间只有大小没有方向，是标量，位移和速度既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则，是矢量，故A错误；

B．时刻只有大小没有方向，是标量，弹力和速度既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则，是矢量，故B错误；

C．速度、加速度、重力既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则，是矢量，故C正确；

D．路程和质量只有大小没有方向，是标量，摩擦力既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则，是矢量，故D错误。

故选C。

2. 下面关于质点正确说法有（　　）

A. 蚂蚁很小，一定可以把蚂蚁看成质点

B. 研究“梦天实验舱”在与“天和核心舱”对接的过程，控制人员不能将它们视为质点

C. 研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点

D. 在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看成质点

【答案】B

【解析】

【详解】A．是否能看成质点，关键看本身大小、形状对所研究的问题是否有影响，如果在研究蚂蚁爬行动作时，就不能把蚂蚁看成质点，A错误；

B．研究“梦天实验舱”在与“天和核心舱”对接的过程，控制人员不能将它们视为质点，不然操作会受到影响，B正确；

C．研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，运动员的肢体动作对成绩是有影响的，不可以把运动员看成质点，C错误；

D．在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，运动员踢球的位置会影响效果，故不可以把足球看成质点，D错误。

故选B。

3. 如图，铁片和羽毛在抽成真空中的“牛顿管”中下落的实验，表明（　　）

A. 下落快慢与轻重无关 B. 物体越重，下落越快

C. 自由落体运动是匀速直线运动 D. 自由落体运动是匀变速直线运动

【答案】A

【解析】

【详解】AB．铁片和羽毛在抽成真空中的“牛顿管”中同时下落到底部，表明下落快慢与轻重无关，故A正确，B错误；

CD．该实验无法表明铁片和羽毛下落的运动的具体性质，故CD错误。

故选A。

4. 两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单，绿色环保等优点，如图所示，下列分析正确的是（　　）

A. 自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小

B. 轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力

C. 自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力

D. 地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的

【答案】A

【解析】

【详解】A．由于自平衡电动车的质量较小，惯性较小，运动状态容易改变，因此自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小，A正确；

B．轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度，进而增加运动时的摩擦力，B错误；

C．自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力作用在不同物体上，这两个力不是一对平衡力，C错误；

D．地面对自平衡电动车支持力是由于地面发生形变而产生的，D错误。

故选A。

5. 牙膏是生活中常用物品，在你使用牙膏过程中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（　　）

A. 牙膏皮被挤压的过程中产生的形变为弹性形变

B. 牙膏能被挤出来是因为牙膏受到重力的作用

C. 牙膏盖上设计的条纹是为了增大摩擦因素

D. 挤牙膏时，手对牙膏皮的力大于牙膏皮对手的力

【答案】C

【解析】

【详解】A．牙膏皮被挤压的过程中产生的形变不可恢复原状，不是弹性形变，故A错误；

B．牙膏受到牙膏皮的作用力，发生形变，从而将牙膏挤出来，故B错误；

C．牙膏盖上的条纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦系数，增大摩擦力，故C正确；

D．挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力，大小相等，故D错误。

故选C。

6. 物块A的重力是10N，放在水平地板上，用弹簧测力计向上拉物块，若弹簧测力计的示数为2.5N，则地板对物块A的作用力为（　　）

A. 10N，方向竖直向上 B. 7.5N，方向竖直向下

C. 7.5N，方向竖直向上 D. 12.5N，方向竖直向上

【答案】C

【解析】

【详解】弹簧测力计的示数为2.5N，物块A受到弹簧测力计向上的拉力为2.5N，故地板对物块A的作用力为

方向竖直向上，故ABD错误，C正确。

故选C。

【点睛】对弹簧测力计读数的理解。

7. 在学校运动会上，体育健儿争相亮相。如图所示是某同学参加跳远的场景，以下说法正确的是（　　）

A. 助跑阶段地面对该同学的支持力大于他对地面的压力

B. 单脚起跳瞬间该同学对地面的压力和地面对他的支持力大小相等

C. 腾空阶段，该同学不受外力作用

D. 能落入沙坑是重力维持了该同学的运动

【答案】B

【解析】

【详解】AB．无论什么阶段，地面对该同学的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，故A错误，B正确；

C．腾空阶段，该同学还受重力作用，故C错误；

D．物体的运动不需要力维持，故D错误。

故选B。

8. 运动员在水平地面，上进行拉轮胎的负荷训练，若在起动后的一小段时间内，运动员用两根轻绳拉着轮胎做匀速直线运动。如图所示，运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为θ、所在平面与水平面夹角恒为。已知轮胎重为G，运动过程受地面摩擦力大小恒为f，则每根绳的拉力大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设每根绳拉力大小为T，根据力的合成与分解以及对称性可知，两根绳拉力的合力大小为

对轮胎根据平衡条件有

解得

故选A。

二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）

9. 以下几种情景：①点火后即将升空的火箭，②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车，③磁悬浮列车在轨道上高速行驶，④轿车在加速爬坡时，速度仪表盘上示数不在增大。下列对情景分析和判断正确的说法是（　　）

A. 因即将升空的火箭还没有运动，所以加速度一定为零

B. 轿车紧急刹车，速度变化很快，加速度很大

C. 高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大

D. 轿车在爬坡时，速度仪表盘上示数增大，但是轿车加速度不一定增大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．火箭点火启动时，初速度为零，但是下一时刻速度不为零，速度增加，所以加速度不为零，故A错误；

B．加速度是描述速度变化快慢的物理量，轿车紧急刹车，说明速度变化很快，所以加速度很大，故B正确；

C．高速行驶的磁悬浮列车，速度很大，但是完全可以做匀速直线运动，所以加速度也可以为零，故C错误；

D．轿车在爬坡时，速度仪表盘上示数增大，说明汽车做加速运动，加速度方向与速度方向相同，但加速度大小可以变大，也可以减小，也可能不变，故D正确。

故选BD。

10. 跳台跳水可简化为如下的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员在空中上升过程中处于超重状态

B. 运动员在空中运动到最高点时加速度为g

C. 运动员在空中上升过程中处于失重状态

D. 入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．运动员在空中上升过程中，不计空气阻力，则只受重力，具有向下的加速度，处于完全失重状态，故A错误，BC正确；

D．入水过程中，水对运动员的作用力与运动员对水的作用力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。

故选BC。

11. 如图所示是许多家庭使用的四个支撑腿等长的“人字梯”，可通过改变支撑腿之间的距离L来调节梯子的高度。当人坐在梯子的最高处时，增大L，下列说法正确的是（　　）

A. “人字梯”对地面的压力增大

B. “人字梯”对地面的压力不变

C. 四个支撑腿所受地面的支持力的合力减小

D. 四个支撑腿所受地面的支持力的合力不变

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．“人字梯”和人的总重力不变，支撑腿的形状不影响其对地面的总压力，即“人字梯”对地面的总压力保持不变，A错误，B正确；

CD．四个支撑腿所受地面的支持力的合力等于“人字梯”与人重力之和，即四个支撑腿所受地面的支持力的合力不变，C错误，D正确。

故选BD。

12. 神舟五号载人飞船的返回舱总质量约为3100kg。返回舱在距地面约10km时开始启动降落伞装置，快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速。假设返回舱速度减为10m/s后在大气中保持这个速度竖直降落，快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为0，若返回舱降落过程的最后一秒的速度（v）-时间（t）图像如图，重力加速度取10m/s2，对这一秒的描述正确的是（　　）

A. 最后一秒下降高度为8.8m

B. 返回舱距离地面1.2m时，缓冲发动机启动

C. 返回舱减速过程中，航天员处于失重状态

D. 四台缓冲发动机共对返回舱提供约为3.2×105N的作用力

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由图像可得最后一秒下降高度为

故A正确；

B．由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱到地面距离为

故B正确；

C．返回舱减速过程中，加速度向上，航天员处于超重状态，故C错误；

D．由图像可得缓冲发动机启动时，返回舱的加速度大小为

由牛顿第二定律

可得四台缓冲发动机共对返回舱提供约为

故D错误。

故选AB。

第II卷（非选择题  共48分）

三、实验题（共16分，第13题6分，第14题10分，其中每小题2分）

13. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O。再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图1所示。

（1）用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数F′=_________N。

（2）实验中，在白纸上画出的测量结果如图2所示，其中O处为结点位置。图中的F与F′两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是_________。

（3）物理学的科学研究方法较多，请将研究对象与所采用的方法进行配对，填在相应的横线上（填A、B、C、D）A. 理想实验 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法

①伽利略理想实验_________；

②研究共点力的合成_________。

【答案】    ①. 3.00    ②. F′    ③. A    ④. B

【解析】

【详解】（1）[1]由于弹簧秤的每一小格为0.1N，所以弹簧秤的读数

（2）[2]图中F为合力的理论值，而F′为合力的实际测量值，即一个弹簧测力计作用时的力，该力一定与橡皮筋在同一方向上。

（3）[3]伽利略的理想实验采用理想实验法。

故选A。

[4]合力的作用效果与分力的作用效果相同，所以采用等效替代法。

故选B

14. 用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容：

（1）实验时平衡摩擦力操作如下：将小车静止放在水平长木板右端，连接已穿过打点计时器的纸带，且取下砝码和砝码盘，调整长木板右端的高度，接通打点计时器的电源，轻拨小车，使打点计时器在纸带上打出一系列_________的点，说明小车已经平衡摩擦力；

（2）图乙为某次实验得到的纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为_________m/s；小车的加速度大小为_________m/s2；（结果均保留两位有效数字）

（3）小薇同学研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到了如图丙中①所示的a-F图线，主要原因是_________；

（4）小丹同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到的a-F图线应该是图丙中的_________（填“①”“②”或“③”）；

（5）某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案，他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。他将无线力传感器和小车固定在一起，将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上，调整细绳方向与木板平行。请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要（选填“有必要”或“没必要”）。

A. 调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力_________；

B. 控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量_________。

【答案】    ①. 点迹均匀    ②. 1.6    ③. 3.2    ④. 没有平衡摩力或平衡摩擦力不够    ⑤. ③    ⑥. 有必要    ⑦. 没必要

【解析】

【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，使得小车重力沿长木板向下的分力等于沿长木板向上的摩擦力，此时小车受力平衡，做匀速直线运动，所以纸带上打下的点迹应均匀分布；

（2）[2]根据匀变速直线运动的推论有

[3]根据逐差法可得小车运动的加速度为

（3）[4]图线①中图线没有过坐标原点，即当绳的拉力增大到某一值时小车才产生加速度，说明可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角过小；

（4）[5]当忘记测量砝码盘的质量时，根据牛顿第二定律有

所以

由此可知，图线应为③；

（5）[6][7]当使用力传感器时，可以直接测出绳的拉力，且绳的拉力为小车的合力时，必须先平衡摩擦力，所以有必要平衡摩擦力；但是绳的拉力直接由力的传感器测出，不需要用砂和桶的总重力来代替，所以不需要满足质量应远小于小车和车内砝码的总质量。

四、解答题（共32分，第15题6分，第16题8分，第17题8分，第18题10分）

15. 2022年6月17日上午，我国完全自主设计建造的首艘弹射型福建舰下水，福建舰采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，以利于航空母舰的舰载机在航母上起飞，降落。

（1）某舰载机起飞时，采用弹射装置使飞机获得10m/s的速度后，由机上发动机使飞机获得25m/s2的加速度在航母跑道上匀加速前进，2.4s后离舰升空。飞机匀加速滑行的距离是多少；

（2）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80m/s，飞机钩住阻拦索后经过2.5s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。

【答案】（1）96m；（2）32m/s2，100m

【解析】

【详解】（1）根据匀变速直运动的位移与时间的关系式，可得

（2）设飞机初速度方向为正方向，飞机初速度，末速度，据匀变速直线运动的速度与时间的关系式，可得

加速度为负值表示方向与初速度方向相反，再根据匀变速直线运动的位移与时间的关系式，可得

16. 如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机，起重机将质量的重物从地面竖直吊起运动到最高点的过程中，重物运动的图像如图所示，取，不计空气阻力，求：

（1）重物的上升最大高度；

（2）全过程中的重物平均速度的大小；

（3）前内与最后内钢索的拉力之比。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，由图像的面积表示位移可知，最大高度为

（2）根据题意，由公式可得，平均速度为

（3）根据题意，设的拉力大小为，由牛顿第二定律有

由图像的斜率表示加速度可得

解得

同理可得，的为拉力大小为

前内与最后内钢索的拉力之比为

17. 某幼儿园在空地上做了一个滑梯，如图甲所示，可简化为图乙所示模型。其主要结构由倾斜部分AB和水平部分BC组成，中间平滑连接，根据空地的大小，滑梯的倾斜部分水平跨度为，高。滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数约为，一质量为的小孩（可看成质点）从滑梯顶部A由静止开始无助力滑下，g取。

（1）画出小孩在滑梯AB上滑下时受力图；

（2）求小孩在滑梯AB上受到的摩擦力大小；

（3）求小孩滑到B点时的速度大小；

（4）为了使小孩不滑出滑梯，水平部分BC长度至少为多少？

【答案】（1）见解析；（2）64N；（3）4.1m/s；（4）2.1m

【解析】

【详解】（1）根据题意，对小孩受力分析，如图所示

（2）根据题意，设斜面倾角为，则有

可得

A小孩所受摩擦力大小为

（3）根据题意，设小孩在斜面上的加速度大小为，由牛顿第二定律有

解得

设斜面长度为，则有

由运动学公式可得

解得

（4）根据题意可知，小孩在水平方向上减速，设加速度大小为，由牛顿第二定律得

解得

在段，由运动学公式可得

解得

18. 蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量、空气阻力均可忽略。某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为B点，如图1所示。已知人的质量为m，弹性绳的弹力大小和弹簧的弹力大小规律相同，满足F＝kx，其中x为弹性绳的形变量，k是与弹性绳有关的系数。重力加速度为g。

（1）分析人从A点到B点的运动情况；

（2）图像是研究物体问题常见的方法

a. 以A点为坐标原点，向下为正方向，人由A点到B点的运动过程中，加速度a随位移l变化，在图2中，定性画出人由A点到B点的运动过程中，加速度a随位移l变化的图线；

b. 我们知道速度-时间图像所围的“面积”大小等于物体的位移。试说出在图2的a-l图像“面积”大小的物理意义；

（3）如果另一个蹦极者的质量M＞m，试说明M下降的最低位置比m下降的最低位置低。

【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）人从A点开始向下做加速度逐渐减小的加速运动，到达平衡位置C时（重力与绳子弹力相等），人的速度达到最大；从平衡位置C继续往下，弹力大于重力，合力向上，随弹力增大而增大，人向下做加速度（向上）逐渐增大的减速运动，直至达到B点时速度降为零。

（2）a. 下落过程中由牛顿第二定律

mg-kl＝ma

则人下落的加速度

所以a-l图像

b. 由公式

可知图像面积表示，v为下落到任一点的速度。

（3）由知，对于质量更大的蹦极者M，图线斜率更小（图中虚线所示）：

人对应的平衡位置更低，所以最低点位置也更低。