2023-2024学年广东省广州市荔湾区高一（上）期末统考物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省广州市荔湾区高一（上）期末统考物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.物理学是一门以实验为基础的学科，下列哪种仪器测量的是国际单位制中力学基本单位的物理量( )
A. B.
C. D.
2.北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭成功发射。在飞行约5000千米后载人飞船与火箭分离进入预定轨道，然后采用自主快速交会对接模式，与天和核心舱形成三舱三船组合体，整个对接过程历时约6.5小时，结合所学物理知识，下列说法正确的是( )
A. “6.5小时”是时刻
B. “11时14分”是时间
C. “5000千米”是火箭运动的位移
D. 研究飞船与天和核心舱对接过程，飞船不能看成质点
3.如图所示，甲虫沿着一段圆弧树枝的上表面由A缓慢爬到B的过程中，下列说法正确的是
( )
A. 树枝对甲虫的支持力一直增大B. 树枝对甲虫的摩擦力一直减小
C. 树枝对甲虫的作用力保持不变D. 树枝对甲虫的作用力一直增大
4.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，当水面形状接近于如图所示时，火车可能在做( )
A. 向右加速运动B. 向右减速运动C. 向左减速运动D. 向左匀速运动
5.某同学借助高速照相机对亭台檐边下落的雨滴进行探究：雨滴每隔0.2s自檐边静止滴下，当第1滴落地时第6滴恰欲滴下，不考虑空气阻力，雨滴处于无风环境中，g取9.8m/s2，则下列说法正确的是
( )
A. 雨滴做匀速直线运动B. 雨滴落地的时间为1.2s
C. 檐边距地面高度为4.9mD. 相邻雨滴均在空中下落时两者距离不变
6.在室内运动场将一篮球竖直向上抛出，若篮球运动时所受空气阻力大小恒定，取竖直向上为正方向，下列能表示篮球上升过程的图像是( )
A. B. C. D.
7.竖直升降电梯经过启动、匀速运行和制动三个过程，从低楼层到达高楼层，启动和制动可看作是匀变速直线运动。某电梯的最大速度为5m/s，其竖直向上运动过程中不同时刻速度的变化情况如下表，则前6s内电梯上升的高度为( )
A. 24.00 mB. 23.75 mC. 22.50 mD. 18.75 m
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.商场的电动扶梯有阶梯式与斜面式两种，如图所示为某顾客站在匀速向上运行的阶梯式扶梯上，下列说法正确的是( )
A. 顾客受到台阶水平向前的摩擦力
B. 顾客对台阶的压力就是顾客的重力
C. 顾客对台阶的压力大小等于台阶对顾客的支持力大小
D. 顾客离开电梯时常常伴有身体前倾，是因为惯性导致
9.蹦极是一项极限体育项目，为了研究其运动情况，蹦极运动员将传感器安装在身上，测出运动员在不同时刻下落的高度及速度。某次运动员从蹦极台自由下落到最低点的过程中，根据传感器测到的数据，得到如图所示的速度−位移图像。已知弹性绳原长为8m，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 该运动员能体验失重感的高度是8m
B. 下落到15m时，运动员所受合力为零
C. 下落到最低点时，运动员处于平衡状态
D. 弹性绳伸直后该运动员先做加速运动再做减速运动
10.安检机在工作时，通过水平传送带将被检物品从安检机一端传到另一端，简化图如图甲所示，传送带顺时针匀速转动。乘客在传送带左端A处轻放一可视为质点的物品，物品从A端运动到B端的v−t图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则
( )
A. 传送带的速度大小为2m/s
B. 该过程物品始终受到摩擦力的作用
C. 物品与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.4
D. 若传送带的速率增大为原来的2倍，物品的最大速率也增大为原来的2倍
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某物理兴趣小组成员，在“探究弹簧的弹力与形变量的关系”时测得的几组数据如下表所示，已知弹簧始终处于弹性限度内。
(1)根据测得的数据，在如图所示的坐标纸上作出F−l图像。__________
(2)弹簧的原长l0=___________cm。
(3)弹簧的劲度系数k=_____________N/m。
12.某实验小组用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律。
(1)下列器材不需要用到的是_______。
A.秒表 B.刻度尺 C.托盘天平 D.交流电源
(2)该小组平衡摩擦力时操作方法如下：将小车静止地放在长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，_______(填“要”或“不要”)挂砂桶，轻推小车给小车一个初速度，直到小车带动纸带恰好匀速下滑为止。
(3)该小组已完成平衡摩擦力的操作，保持小车质量不变，不断改变对小车的拉力F，测出小车的加速度a，作a−F图像，如图所示，发现图线不是直线，原因是_______。
(4)已知打点计时器使用的交变电流的频率f=50Hz。如图是该小组在正确操作下获得的一条纸带，图中A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还有4个点未标出。写出小车加速度的表达式：a=______(用s1，s2，s3，s4，f表示)根据纸带所提供的数据，算出小车的加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.拖把是生活中常用的清洁工具，由拖把杆和拖把头构成，如图所示。某同学做卫生时对拖把施加一个沿拖把杆向下、大小为F=15N的力时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。已知拖把杆质量可忽略不计，拖把头质量为0.8 kg，拖把杆与水平地面的夹角θ=53∘，sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)拖把头对水平地面的压力大小；
(2)拖把头与水平地面间的动摩擦因数μ。
14.安全距离含反应距离和刹车距离，下表为某汽车在一平直道路上测试时的一组数据，已知试驾员的反应时间为定值。
(1)求试驾员的反应时间及该汽车刹车时的加速度大小；
(2)该汽车以108km/h的速度在某段平直高速公路上行驶，试驾员突然发现正前方50m处有辆货车正在慢速运行，马上采取刹车措施。已知此时货车的速度为36km/h，路面状况与测试时的路面相同，请通过计算说明该汽车是否会发生安全事故？
15.如图所示是大型户外水上游乐活动的模型图，斜槽AB与水平槽BC平滑连接，水平槽BC右端紧靠一平板但不粘连，平板上表面与水平槽末端相切，且平板始终浮于水面上。游客从斜槽顶端A处由静止滑下，经过水平槽滑上平板，整个运动过程中游客可视作质点。已知θ=37∘，斜槽AB长L1=12.5m，水平槽BC长L2=7.2m，平板的质量为M=50kg，长度为L3=5m，游客的质量m=50kg，游客与斜槽、水平槽间的动摩擦因数均为μ1=0.25，与平板间的动摩擦因数μ2=0.5，平板在水中运动时受到的阻力是其所受浮力的0.1倍。不计水流速度，水池足够宽。sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，重力加速度取g=10m/s2。求：
(1)游客在AB斜槽上的加速度大小；
(2)游客滑到水平槽C点时的速度大小；
(3)游客在平板上滑行的距离。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
力学中的国际基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，根据物理量来确定测量的仪器即可。
解决本题的关键知道力学的三个基本物理量以及对应的基本单位，需识记。
【解答】
长度、时间、质量是三个力学基本物理量，温度计是测温度的仪器，天平是测量质量的仪器，时速表是测速度的仪器，弹簧测力计是测量力的仪器，力，温度，速度不是基本物理量，故选A。
2.【答案】D
【解析】A.“6.5小时”指一段时间，是时间段，表示时间间隔，A错误；
B.“11时14分”是时间点，表示时刻，B错误；
C.在飞船发射后，运行过程中运动轨迹不是直线，“5000千米”是飞船运行轨迹的长度，表示路程，C错误；
D.研究飞船与天和核心舱对接过程，飞船的大小和形状不能忽略，飞船不能看成质点，D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了动态平衡问题。
对甲虫受力分析，根据平衡条件写出支持力和摩擦力的表达式，再根据数学方法解答；树枝对甲虫的作用力与甲虫的重力等大、反向。
【解答】AB.对甲虫受力分析可知支持力为FN=mgcsθ，摩擦力为f=mgsinθ，由A缓慢爬到B过程中动态平衡，当θ增大，可知支持力减小，摩擦力增大，故AB错误;
CD.由A缓慢爬到B过程中动态平衡，树枝对甲虫的作用力即是树枝对甲虫的支持力和摩擦力的合力，与甲虫的重力是一对平衡力，由于重力总竖直向下，故这个合力竖直向上，大小不变，即树枝对甲虫的作用力保持不变，故C正确，D错误。
故选C。
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了牛顿第二定律的应用；解决本题的关键是理解牛顿第二定律F=ma的矢量性，知道加速度方向与合力方向相同，据此分析实际问题。
根据碗中水面形状，碗中水的加速度方向水平向左，然后根据牛顿第二定律分析即可。
【解答】
图中水面向左倾斜，则碗对水的作用力的合力方向大致斜向左上方，另外，水受到竖直向下的重力，所以水受到的重力与碗对水的作用力的合力的方向向左；根据牛顿第二定律可知水的加速度的方向向左，所以水可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，即火车可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动。
故B正确，ACD错误。
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了自由落体运动。根据自由落体运动的规律解答即可。
【解答】A.由于雨滴处于无风环境中，则雨滴做自由落体运动，故A错误；
B.当第1滴落地时第6滴恰欲滴下，则雨滴落到地上的时间为t=(6−1)×0.2s=1s，故B错误；
C.根据位移时间公式可知h=12gt2=12×9.8×12m=4.9m，故C正确；
D.根据初速度为0的匀加速直线运动的推论，经过连续相同的时间，位移之比为1:3:5:⋯:2n−1，故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了牛顿第二定律、图像问题。
根据牛顿第二定律分析加速度与t的关系；上升过程做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动规律写出位移与时间的关系式，再进行解答。
【解答】CD.上升过程受重力和大小恒定的空气阻力，由牛顿第二定律有mg+f=ma，取竖直向上为正方向，则加速度大小恒定，方向向下为负值，故C错误，D正确；
AB.设篮球抛出的初速度为v0，上升过程做匀减速直线运动，位移为s=v0t−12at2，则s−t图像应为开口向下的抛物线，故AB错误。
故选D。
7.【答案】B
【解析】【分析】
由表格看出3−7s电梯做匀速运动，求出速度，0−2s电梯做匀加速运动，根据表格数据求出加速度和加速的时间，匀加速运动的末速度就等于匀速运动的速度，即可由速度v=at求出匀加速运动的时间，再根据表格数据，由运动学公式求出总位移即可。
本题是一道实际问题，关键要从表格数据中分析电梯的运动情况，运用运动学公式进行求解。
【解答】
由由表格看出3−7s电梯做匀速运动，速度为v=5m/s
0−2内电梯做匀加速运动的加速度为a=△v△t=4−02−0m/s2=2m/s2，
则电梯匀加速运动的总时间为t1=va=52s=2.5s，
则前2.5s内的位移：x1=12at12=12×2×2.52m=6.25m
后3.5s做匀速直线运动，位移：x2=vt2=5×3.5m=17.5m
前6s内的位移：x=x1+x2=6.25m+17.5m=23.75m，故B正确，ACD错误。
故选B。
8.【答案】CD
【解析】【分析】
本题主要是考查了共点力的平衡问题和惯性。
阶梯式电梯匀速向上运行时，人受到重力和支持力作用而平衡，再根据作用力与反作用力特点、以及惯性解答。
【解答】A.顾客站在匀速向上运行的阶梯式扶梯上，顾客受重力和竖直向上的支持力，二力平衡，不受摩擦力，故A错误；
B.顾客对台阶的压力是顾客的脚发生形变产生的弹力，而顾客受到的重力是由于地球的吸引产生的，故B错误；
C.顾客对台阶的压力与台阶对顾客的支持力是一对相互作用力，两力大小相等，方向相反，故C正确；
D.顾客离开电梯时常常伴有身体前倾，即顾客保持原来的运动状态，是因为惯性导致，故D正确。
故选CD。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查了v−t图像、利用牛顿第二定律分析动态过程、超重和失重的概念；本题分析时，要抓住速度的变化，根据牛顿第二定律分析运动员的运动情况，知道加速度为0时速度最大。
根据图像分析速度最大时的下落高度，即为运动员能体验失重感的高度；分析加速度方向，判断运动员的状态；根据加速度确定合力。
【解答】AD.由题图可知，0−15m运动员的速度逐渐增大，15−26m运动员的速度逐渐减小，则该运动员能体验失重感的高度是15m，故A错误，D正确；
B.由题图可知，下落到15m时，速度最大，加速度为0，则运动员所受合力为零，故B正确；
C.由题图可知，15−26m运动员的速度逐渐减小，则运动员下落到最低点时，运动员处于超重状态，故C错误。
故选BD。
10.【答案】ACD
【解析】【分析】
本题考查了水平传送带问题。
物品在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律计算加速度，再根据匀变速规律解答。
【解答】A.由乙图知，物品在传送带上先做初速度为零的匀加速直线运动，当物品的速度与传送带速度相等后，物品和传送带一起做匀速直线运动，物品做匀速直线运动的速度是2m/s，则传送带的速度大小为2m/s，故A正确;
B.当物品和传送带共速后一起做匀速直线运动，即在0.5s−1.5s时间内，对物品受力分析可知，物品只受重力和支持力的作用，不受摩擦力的作用，故B错误;
C.对物品在0−0.5s内受力分析，由牛顿第二定律得μmg=ma，根据乙图，v−t图像斜率表示加速度得a=ΔvΔt=20.5m/s2=4m/s2，联立解得μ=ag=0.4，故C正确;
D.根据乙图，v−t图像面积表示位移得，传送带的总长度为x=12×2×0.5m+2×(15−05)m=2.5m，若传送带的速率增大为原来的2倍，即为v=4m/s时，物品与传送带共速所需时间为t，则t=va=44s=1s，此段时间内物品的位移为x=12at2=12×4×12m=2m，因此该时间内物品未滑离传送带，且此时物品的末速度为v1=at=4×1m/s=4m/s，物品的最大速率也增大为原来的2倍，故D正确。
故选ACD。
11.【答案】(1) (2)5.00 (3)20
【解析】(1)根据描点作图法可得
(2)由图可知弹簧的原长为l0=5.00cm。
(3)F−l图线的斜率即为劲度系数，则有k=ΔFΔx=0.5−−5.50×10−2N/m=20N/m。
12.【答案】(1) A；
(2)不要；
(3)不满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量；
(4)(s3+s4)−(s1+s2)100f2；0.75
【解析】【分析】
本题考查验证牛顿第二定律的实验。解决问题的关键是清楚原理，会选择实验器材，知道操作注意事项，会处理实验数据，会分析实验误差。
【解答】
(1)A.打点计时器可以记录时间，不需要秒表，故 A符合题意;
B.需要用刻度尺测量计数点间距离，故B不符合题意;
C.需要用托盘天平测量小车质量和砂桶质量，故 C不符合题意;
D.打点计时器需要使用交流电源，故D不符合题意。
(2)平衡摩擦力时，应将小车静止放在长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，不要挂砂桶，轻推小车给小车一个初速度，直到小车带动纸带恰好匀速下滑为止，使得小车受重力、支持力和摩擦力的合力为零。
(3)发现图线不是直线，原因是随着绳拉力增大，即砂桶的总质量增大，使得砂桶的质量不满足远小于小车质量。
(4)小车运动的加速度为a=(s3+s4)−(s1+s2)4T2=(s3+s4)−(s1+s2)100f2，代入数据解得a=0.75m/s2。
13.【答案】(1)对拖把：在竖直方向上根据平衡条件有mg+Fsinθ=FN，
解得FN=20N，
由牛顿第三定律可知拖把头对地面的压力大小为20N。
(2)对拖把：在水平方向上根据平衡条件有Fcsθ=Ff，
根据滑动摩擦力公式有Ff=μFN，
解得μ=0.45。
【解析】本题考查正交分解法解决平衡问题。
利用正交分解方法解题的一般步骤：①明确研究对象；②进行受力分析；③建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；④x方向，y方向分别列平衡方程求解。
14.【答案】(1)在反应时间t1内，汽车做匀速运动，由v=s1t1，
代入表格中数据，解得t1=0.6s，
刹车后，汽车做匀减速运动，由v2=2as2，
代入表格中数据，解得a=5m/s2。
(2)v1=108km/h=30m/s，v2=36km/h=10m/s，
当汽车减速至v2=10m/s时，所需时间为t2，
v2=v1−at2，
解得t2=4s，
汽车位移为s′1=v1t1+v1+v22t2，
货车的位移s′2=v2(t1+t2)，
解得s′1=98m，s′2=46m，
由于s′1>s′2+50m，所以会出现安全事故。
【解析】本题考查刹车与追及相遇问题。汽车反应时间内为匀速运动，刹车后开始做匀减速直线运动，末速度为零，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式即可解题。
对于追及相遇问题，要仔细分析两者的运动过程，熟练掌握匀变速直线运动的基本公式，此类问题解题关键：①掌握好两个关系：时间关系和位移关系；②一个条件：两者速度相等，这往往是能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件是分析问题的切入点。
15.【答案】 (1)游客沿斜槽下滑，设加速度大小为a1，
由牛顿第二定律mgsinθ−μ1mgcsθ=ma1，
解得a1=4m/s2。
(2)游客滑到斜槽底端B点时的速度大小为v1，
由运动学公式v12=2a1L1，
解得v1=10m/s，
游客沿水平槽滑动，设加速度大小为a2，滑到C点时的速度大小为v2，
由牛顿第二定律μ1mg=ma2，
由运动学公式v22−v12=−2a2L2，
解得a2=2.5m/s2，v2=8m/s。
(3)游客以v2滑上平板，设经过t时间达到共速v，
对游客：μ2mg=ma3，
对平板：μ2mg−0.1(m+M)g=Ma4，
共速时v=v2−a3t=a4t，
解得a3=5m/s2，a4=3m/s2，t=1s，v=3m/s，
在t=1s时间内：
游客的位移s1=v2t−12a3t2，
平板的位移s2=12a4t2，
游客在平板上滑行的距离△s=s1−s2，
解得△s=4m游客在平板上滑行的距离△s=4m。
【解析】本题考查斜面模型以及板块模型。
(1)做好游客在斜面上的受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度；
(2)游客从A到B，根据运动学公式求出B点速度，之后游客沿水平槽滑动，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学公式求C点速度大小；
(3)游客滑上平板后，根据牛顿第二定律分析两者的加速度，根据匀变速直线运动的规律分析两者的运动，对于板块模型，一定要注意两者共速时，摩擦力会发生变化。时刻ts
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
速度vm/s
0
2.0
4.0
5.0
5.0
5.0
5.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0
弹簧总长度l/cm
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
弹力F/N
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
车速v/km/h
反应距离s1/m
刹车距离s2/m
安全距离s/m
36
6
10
16