2023-2024学年河南省周口市太康县高一上学期1月期末物理试题

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考生注意:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册。
第I卷 (选择题共46分)
一、选择题（本题共10小题，共46分。小题给出的四个选项中,第1只有一项符合题目要求，每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 大雁在迁徙时整个队伍大部分时间实际上都是匀速飞行，这是为了进行长途迁徙而采取的有效措施。下列说法正确的是（ ）
A. 以地面作为参考系，头雁是静止的
B. 摄影师为了拍摄一张清晰大雁队伍照片，应该以地面做参考系
C. 若研究“雁阵”从一处飞往另一处的时间，则可以将“雁阵”看做一个质点
D. 研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时，可以将头雁看做质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．以地面作为参考系，大雁在匀速飞行，A错误；
B．由于大雁在匀速飞行，摄影师为了拍摄一张清晰大雁队伍照片，应该雁群中的某只大雁做参考系，B错误；
C．若研究“雁阵”从一处飞往另一处的时间，与两地的距离相比，大雁群则的形状与体积可以忽略，可以将“雁阵”看做一个质点，C正确；
D．研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时，不能忽略大雁的形状与体积，头雁不能看做质点D错误。
故选C。
2. 加速度是速度的变化率，轿车设计师在关注轿车加速性能时又提出了“加速度的变化率”的概念，用这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢。轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适。图示是一辆汽车在水平公路上行驶时加速度随时间变化的关系图像，下列说法不正确的是（ ）
A. “加速度的变化率”是0.1m/s3
B. 在前10秒内，汽车的速度均匀增加
C. 在前10秒内汽车速度的增加量的大小为15m/s
D. 5s末的加速度为1.5 m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像，加速度的变化率
A正确；
B．加速度恒定的运动，速度均匀变化，在前10秒内，汽车加速度不断增加，为变加速直线运动，B错误；
C．根据图像和时间轴的面积表示速度的变化量，则
前10秒内汽车速度的增加量的大小为15m/s，C正确；
D．加速度随时间均匀变化，根据图像可得5s末的加速度为1.5 m/s2，D正确。
故选B。
3. 如图所示，甲、乙两人正在进行掰手腕比赛。下列说法正确是（ ）
A. 若甲赢了乙，则甲对乙的力大于乙对甲的力
B. 若甲赢了乙，则甲对乙的力等于乙对甲的力
C. 只有甲乙相持不下时，甲对乙的力才等于乙对甲的力
D. 甲、乙各自既是施力物体又是受力物体，所以无法判断谁的力大
【答案】B
【解析】
【详解】甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用力，不论谁赢，二者始终大小相等，方向相反，作用在两个不同物体上。
故选B。
4. 如图是我国第一辆火星车——祝融号。祝融号质量约240kg，在地球表面重力约2400N，高1.85m，设计寿命约92天，下列说法正确的是（ ）
A. N、m、kg是国际单位制中的基本单位
B. 祝融号在火星表面的惯性与地球表面不同
C. 研究祝融号在火星表面运转情况时可将它视为质点
D. 祝融号着落火星后对火星的压力等于火星对祝融号支持力
【答案】D
【解析】
【详解】A．m、kg是国际单位制中的基本单位，而N不是基本单位，是导出单位，故A错误；
B．质量是惯性的唯一量度，祝融号质量保持不变，故祝融号在火星表面的惯性与地球表面相同，故B错误；
C．研究祝融号在火星表面运转情况时不能将它视为质点，否则无法进行运转情况的研究，故C错误；
D．祝融号着落火星后对火星的压力与火星对祝融号支持力是对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故D正确。
故选D。
5. 小球A从离地面20m高处做自由落体运动，小球B从A正下方的地面上以20m/s的初速度做竖直上抛运动，两球同时开始运动，在空中相遇，取，则下列说法正确的是（ ）
A. 相遇时，小球B的速率是15m/s
B. 两球相遇位置离地面高度15m
C. 开始运动0.5s时两球相遇
D. 从开始运动到相遇，A、B两球位移大小之比为1∶1
【答案】B
【解析】
【详解】AC．A、B两小球相遇时，位移之和等于20m，即
相遇时间
相遇时小球B的速度
故AC错误；
BD．相遇时A位移
两球相遇位置离地面高度
B球位移大小
从开始运动到相遇，A、B两球位移大小之比为1∶3，故D错误，B正确。
故选B。
6. 小帅同学用轻质圆规做了如图所示的小实验，圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物，重力为mg。将钥匙重力分解为拉伸A脚的分力F1和压缩B脚的分力F2，则（ ）
A. F1=mgtanαB. F1=mgsinαC. F2=mgtanαD. F2=mgsinα
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示，拉伸A的分力
压缩B的分力
故选A。
7. 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断细线，则在剪断细线瞬间（ ）
A. A球加速度为，B球加速度为gB. A球加速度为，B球加速度为0
C. A球加速度为，B球加速度为0D. A球加速度为，B球加速度为g
【答案】B
【解析】
【详解】悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力
剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，则 对B
对A
解得
故选B。
8. 浏阳烟花世界驰名，橘子洲观看烟花燃放则成为网红打卡地，若在某次燃放活动中，一枚礼花弹由地面竖直向上发射，它的速度和时间的关系图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 时刻，礼花弹距地面最远B. 时间内，礼花弹在向下降落
C. 时间内，礼花弹处于超重状态D. 时间内，礼花弹处于超重状态
【答案】AC
【解析】
【详解】A．v-t图像与坐标轴所围面积表示位移，所以时刻，礼花弹位移最大，距地面最远，故A正确；
B．时间内，礼花弹速度方向沿正方向，处于上升阶段，故B错误；
CD．v-t图像斜率的正负表示加速度的方向，时间内，礼花弹加速度竖直向上，处于超重状态；时间内，礼花弹加速度方向竖直向下，处于失重状态，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 用三根轻质细线a、b、c将质量相同的两个小球1和2悬挂，当两小球静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，如图所示。保持细线a与竖直方向的夹角30°不变，将细线c逆时针缓慢转过60°的过程中（ ）
A. 细线b上的张力逐渐减小B. 细线b上的张力先减小后增大
C. 细线c上的张力逐渐减小D. 细线c上的张力先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】CD．对两小球的整体受力分析，如图1所示，细线逆时针缓慢转过的过程中，构成动态平衡，由图可知，代表力的边长变化即为力的大小变化，则细线上的张力先减小后增大，故C错误，D正确；
AB．由整体的平衡可推得细线a上的张力一直减小，对小球1受力分析，如图2所示，细线b逐渐变为水平，张力逐渐减小，故A正确，B错误。
故选AD。
10. 如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为的小球和，拴接小球的细线、固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为。现剪断细线。重力加速度大小为，取，。下列说法正确的是（ ）
A. 剪断细线前，弹簧的弹力大小为
B. 剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为
C. 剪断细线的瞬间，小球的加速度大小不为
D. 剪断细线的瞬间，细线的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．剪断细线前，对小球受力分析，受重力、绳子拉力和弹簧的弹力，如图所示
根据平衡条件有
，
解得
，
故A错误；
B．剪断细线瞬间，弹簧的弹力大小和方向都不变，则小球a所受的合力等于其剪断前细绳的拉力，由牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．剪断细线P的瞬间，弹簧的弹力大小、方向都不变，所以小球b仍处于静止状态，合力为零，加速度为0，故C错误；
D．剪断细线P前，对b球受力分析，根据平衡条件有
解得
即两个细线上的拉力是相同的，剪断细线P瞬间，弹簧的弹力不变，小球b受力情况不变，所以细线上的拉力不变，即剪断细线P的瞬间，细线Q的拉力与剪断细线P前，细线P的拉力大小相同，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 (非选择题共54分)
二、实验题（本题共2小题，共21分。）
11. 根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验。
（1）如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在A点，另一端B连接两条轻绳，跨过定滑轮后各拴一细绳套，分别挂上3个钩码和4个钩码（每个钩码重），调整滑轮的位置，稳定后结点B位于O处，记下___________和两条细绳的方向，取下滑轮及钩码。
（2）如图乙所示，取某单位长度表示，用力的图示作出两条细绳的拉力和；再用一个弹簧测力计把结点B也拉至O处，记下弹簧测力计的读数______N，取下弹簧测力计。
（3）在图丙中作出和的合力F及拉力的图示。___________
（4）对比F和的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是__________（填一个原因）。
（5）小胡同学做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验，测量弹簧原长时为了方便，他把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长，然后把弹簧悬挂在铁架台上，将6个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端如图甲所示，测出每次弹簧对应的伸长量x，得到弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像如图乙所示。（g取10m/s2）。
①由图可知弹簧的劲度系数___________N/m（保留2位有效数字）。
②由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重、使得到图像不过坐标原点O。这样通过图像测得的劲度系数k相对真实值___________（“偏大”“偏小”或者“不变”）。
【答案】 ①. 结点O的位置 ②. 5.0 ③. ④. 产生误差的原因有测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等 ⑤. ⑥. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]稳定后结点B位于O处，记下O的位置和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码。
（2）[2]弹簧测力计得分度值为，则弹簧测力计的示数为
（3）[3]作出和的合力F及拉力的图示如图所示
（4）[4]产生误差的原因有测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等。
（5）①[5]根据胡克定律，弹簧的劲度系数
②[6]根据
弹簧的劲度系数与弹簧原长测量无关，所以这样通过图像测得的劲度系数k相对真实值不变。
12. 某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚好运动为止，记下传感器的最大示数F0，以此表示小车所受摩擦力的大小。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。
（1）接通频率为50 Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a＝________m/s2。
（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F＝F1－F0）的关系图象。不计纸带与打点计时器间的摩擦。下列图象中正确的是________。
A. B. C. D.
（3）同一次实验中，释放小车前力传感器示数F1与小车加速运动时力传感器示数F2的关系是F1________F2（选填“<”或“＝”或“>”）。
（4）关于该实验，下列说法中正确的是________。
A．小车和力传感器总质量应远大于小桶和砂的总质量
B．实验中需要将长木板右端垫高
C．实验中需要测出小车和力传感器的总质量
D．用加砂方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
【答案】 ①. 0.16 ②. B ③. >
④. D
【解析】
【详解】（1）[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动的推论公式
可知
（2）[2]由于已经平衡摩擦力，所以图象应该过原点，一条倾斜的直线。
故选B；
（3）[3]对小桶受力分析，设小桶重力为mg，木板释放前弹簧秤的示数F1，所以
设小车的重力为Mg，小车在加速运动时弹簧秤的示数F2，根据牛顿第二定律得：
解得
（4）[4]A．在该实验中力传感器可以直接得出力的大小，不需要使小车和传感器的总质量远大于小桶和砂的总质量，故A错误；
B．实验中不需要将长木板右端垫高，因为已经测量了小车所受摩擦力的大小，故B错误；
C．实验中不需要测出小车和传感器的总质量，只需要保证小车和传感器的总质量不变，故C错误；
D．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据，故D正确。
故选D。
三、计算题（本题共2小题，共31分。）
13. 如图所示，轻质光滑小滑轮被一根斜细线系于天花板上的点，质量的重物被绕过轻质小滑轮的细线所悬挂，细线与水平方向的夹角为。细线水平，其一端固定在竖直面上。细线竖直并拉着劲度系数的轻质弹簧，弹簧另一端固定在地面上。是三根细线、、的结点，整个装置处于静止状态。取重力加速度大小，，。求：
（1）细线、、的拉力大小；
（2）弹簧的形变量。
【答案】（1），，；（2）
【解析】
【详解】（1）重物受力平衡，则细线a拉力
解得
对结点受力分析，根据平衡条件
解得
解得
。
（2）弹簧的弹力大小等于细绳的拉力大小，由胡克定律
解得
。
14. 如图所示，质量小物块放在足够长的质量的木板的左端，板和物块间的动摩擦因数，板和水平面间的动摩擦因数，两者均静止。现突然给木板向左的初速度，同时对小物块施加一水平向右的恒定拉力，当木板向左运动最远时撤去，取。求：
（1）木板开始运动时，小物块和木板的加速度大小；
（2）木板向左运动最远的时间；
（3）整个过程中，木板在水平面上滑行的位移大小；
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）木板开始运动时，设小物块和木板的加速度分别为和，取向右为正方向，则由牛顿第二定律有
，
解得
，
（2）设经过时间木板向左运动最远，小物块和木板的位移分别为和，小物块的速度为，由运动学公式有
，，，
解得
，，，
（3）然后撤去，因为
所以木板向右做初速度为零的匀加速直线运动，小物块向右做初速度为的匀减速直线运动。设小物块和木板的加速度大小分别为和，由牛顿第二定律有
，
解得
，，
经过时间木板与小物块速度相同为，位移分别为和，由运动学公式有
，，，
解得
，，，
木板与小物块速度相同后，两者一起做减速运动直至速度为零，设加速度大小为，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
联立解得
设木板在水平面上总共滑行的位移大小为，则有
解得