湖南省岳阳县第一中学2023-2024学年高一上学期期末综合素质测试物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省岳阳县第一中学2023-2024学年高一上学期期末综合素质测试物理试卷（Word版附解析），共18页。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 第19届亚洲运动会于2023年9月在中国杭州举行，杭州是中国第三个取得夏季亚运会主办权的城市。下列关于亚运会比赛项目的叙述正确的是（ ）
A. 决赛中陈佳鹏逆转夺冠，研究陈佳鹏的交接棒技术时可以将其视为质点
B. 双人10米跳台的比赛中，中国陈芋汐和全红婵组合获得冠军，若以全红婵为参考系，陈芋汐做自由落体运动
C. 100米蝶泳决赛选手张雨霏夺冠，赛道为50米国际标准泳道，则张雨霏全程运动的位移大小为100m
D. 女子100米栏决赛林雨薇跑出12秒74，夺得冠军，则林雨薇的平均速度大小一定大于亚军的平均速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究陈佳鹏的交接棒技术时，运动员的大小和形状不能忽略，故不能看成质点，A错误；
B．以全红婵为参考系，陈芋汐处于静止状态，B错误；
C．张雨霏全程往返运动的位移为0，C错误；
D．夺得冠军，说明时间最短，平均速度最大，则林雨薇的平均速度大小一定大于亚军的平均速度大小，D正确。
故选D。
2. 国际单位制中的三个力学基本物理量所对应的单位为长度单位m、质量单位、时间单位：s，现有一个物理量，其中M是质量，r是长度，又已知G的单位是，据此推知A表示的物理量可能是（ ）
A 速度B. 加速度C. 力D. 时间
【答案】B
【解析】
【详解】A的单位是
该单位是加速度，可知推知A表示的物理量可能是加速度。
故选B。
3. 如图所示，在高速公路上，为了行车安全，每隔一段路程就会设置一组车距确认标志牌：0m、50m、100m、 150m、200m。设有一辆汽车沿着平直路面行驶，当车经过“0m”标志牌A时前方出现突发情况，司机立即开始刹车做匀减速运动直到停止。已知车通过AC的时间与通过CD的时间相等，则预计车停下来的位置与“150m"标志牌D的距离为（ ）

A. 50mB. 25mC. 12.5mD. 6.25m
【答案】D
【解析】
【详解】设标志牌之间的距离为l，则连续相等时间内的位移差为：
解得：
由平均速度公式：
车停下来的位置与C的距离：
故车停下来的位置与标志牌D的距离为：
故选D。
4. 如图所示，足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点，ab＝bc＝cd＝de，从a点水平抛出一个小球，初速度为v时，小球落在斜面上的b点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为θ；不计空气阻力，初速度为2v时
A. 小球可能落在斜面上的c点与d点之间
B. 小球一定落在斜面上的e点
C. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θ
D. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角小于θ
【答案】B
【解析】
【详解】设斜面与水平的夹角为，小球以速度平抛落到斜面上时的水平位移为x，竖直位移为h，下落的时间为t，由平抛运动的关系可知，解得，由几何关系可知，联立解得，因此当速度变为2v时，落到斜面上的时间为2t，因此水平方向的位移，因此小球会落到e点，故A错B正确；
小球落在斜面时可知小球的位移的方向不变， 又可知速度夹角的正切是位移夹角正切的2倍，位移的方向不变，速度的方向也不变，小球落在斜面上的速度方向与斜面的夹角还是，故CD错误．
5. 铺设瓦片时，屋顶结构如图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，瓦片静止在檩条上.已知檩条与水平面夹角均为θ，瓦片质量为m，檩条间距离为d，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）

A. 瓦片受到4个力的作用
B. 檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上
C. 增大檩条间的距离d，两根檩条对瓦片的弹力都增大
D. 减小檩条的倾斜角度θ，瓦片与檩条间的摩擦力增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．对瓦片惊醒受力分析，根据共点力平衡可知物体受重力、两侧的支持力、沿檩条向上的两侧摩擦力五个力，故A错误；
B．檩条对瓦片作用力为支持力和摩擦力的合力，所以并不垂直檩条，故B错误；
C．根据题意可知两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为，则
增大檩条间的距离d时，变大，则瓦片与檩条之间的弹力变大，故C正确；
D．瓦片与檩条间的摩擦力为
减小檩条的倾斜角度θ，瓦片与檩条间的摩擦力减小。故D错误。
故选C。
6. 打印机在正常工作的情况下，进纸系统每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，若图中有10张相同的纸，每张纸的质量为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为，工作时搓纸轮对第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A. 第2张纸与第3张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力
B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
C. 第10张纸与摩擦片之间的摩擦力大小为
D. 若，进纸系统仍能正常进纸
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于进纸系统每次只进一张纸，则在第1张纸向右运动时，第2张纸与第3张纸保持相对静止，第2张纸与第3张纸之间的摩擦力为静摩擦力，故A错误；
BC．工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力为，则第1张纸与第2张纸之间的滑动摩擦力为
由于第2张及第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以第2张以下的纸之间以及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为
故B正确，C错误；
D．若，则有
可知搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，而第1张纸静止不动，所以进纸系统不能正常进纸，故D错误。
故选B
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 2023年11月11日，中国蹦床运动员朱雪莹、范欣怡、胡译乘荣获世界蹦床锦标赛女子网上团体冠军，为国家争得荣誉。如图是她们比赛时的画面。如果把网面近似看成遵循胡克定律的垫子，且不计空气阻力，则运动员从最高点运动到最低点过程中（以向下为正方向），速度—时间、加速度—位移的图像正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】CD．人在下落的过程中，接触蹦床之前，人处于自由落体状态，加速度为g；接触之后，弹力
随下落距离逐渐增加，根据牛顿第二定律
可知，网面的形变量和a线性变化关系，故a和x也是线性变化关系，当弹力F小于重力时，做加速度减小的加速运动；当弹力F等于重力时，加速度为零，速度最大；当弹力F大于重力时，做加速度增大的减速运动，所以加速度先不变，后减小再增大，且加速度a和x是线性变化关系，故C正确、D错误；
AB．人的加速度先不变，后减小后再反向增加，可知速度时间图像的斜率绝对值先不变，后减小再增加，故A正确、B错误。
故选AC。
8. 如图所示，乙球静止于地面上，甲球位于乙球正上方h处，现从地面上竖直上抛乙球，初速度，同时让甲球自由下落，不计空气阻力。（取，甲乙两球可看作质点）下列说法正确的是（ ）
A. 无论h为何值，甲乙两球一定能在空中相遇
B. 当时，乙球恰好在最高点与甲球相遇
C. 当时，乙球不能在下降过程中与甲球相遇
D. 当时，乙球能在上升过程中与甲球相遇
【答案】BD
【解析】
【详解】A．设两球在空中相遇，所需时间为t，根据运动学公式可得
可得
而乙球的落地时间
两球在空中相遇条件是
整理得
故A错误；
B．若两球恰好在乙球最高点相遇，满足的条件是
代入数据整理得
B正确；
C．由于
可得乙球能在下降过程中与甲球相遇，故C错误；
D．当时，乙球还没有上升到最高点就与甲球相遇，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，叠放在水平地面上的四个完全相同的排球，相互接触，处于静止状态。假设排球的质量均为m，不计排球之间的摩擦力，不考虑转动情况，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 下面每个球对地面的压力均为
B. 下面的球不受地面给的摩擦力
C. 下面每个球受地面给的摩擦力均为
D. 上面球对下面每个球的压力均为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据整体法，有
解得
根据牛顿第三定律可知，下面每个球对地面的压力均为，故A正确；
B．四个球的球心连线构成了正四面体，对下面的一个球受力分析，如图
可知会受到摩擦力作用，否则不会静止，故B错误；
CD．依题意，下面球所受上面球的压力沿四面体的棱指向下面球的球心，设该力与竖直方向夹角为，棱长为L，由几何关系可知
根据平衡条件，可得
联立，解得
故C正确、D错误。
故选AC
10. 如图所示，一个倾角为的斜面固定在水平面上，斜面底端固定一垂直于斜面的挡板一劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A连接，物块A与物块B接触且不粘连，弹簧与斜面平行，物块B通过与斜面平行的轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮与物块C连接，物块A、B和C的质量均为，物块A、B与斜面之间的动摩擦因数均为，且三个物块都可以视为质点。刚开始，用手托住C使细线刚好伸直但不绷紧，此时A、B处于静止状态且A、B与斜面之间的静摩擦力刚好为0，然后松手，物块C下落，A、B上升，在A、B分离时，C还没有落地。重力加速度，最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（ ）
A. 松手前，弹簧弹力为
B. 当弹簧弹力为0时，A、B恰好分离
C. A、B分离瞬间，弹簧弹力为
D. 从释放C到A、B分离这一过程中，物块C的最大加速度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A． 用手托住C使细线刚好伸直但不绷紧，说明绳子拉力为0。此时A、B处于静止状态且A、B与斜面之间的静摩擦力刚好为0。把A、B看成一个整体，可得
故A正确；
BC．A、B恰好分离时，A、B之间弹力为0，并且A、B加速度相等。
先对A分析
①
再把B、C看成一个整体分析
②
将①②式联立，可得
故B错误，C正确；
D．释放瞬间，C的加速度最大。
对A、B、C整体分析，释放瞬间
解得
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某同学设计实验研究弹簧弹力与伸长量的关系。实验时，弹簧的一端固定在力的传感器上，挂钩每次增加质量的钩码，弹簧每次伸长量均增加1cm，力的传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量上停留2秒钟，最终得到的弹力和时间关系如图。

（1）从6s~26s时间内弹簧长度的变化量为________cm。
（2）实验发现，数据连线不过原点，我们依然可以用线性部分来定义该弹簧的劲度系数，由图可以求出该弹簧的劲度系数为__________N/m（保留两位有效数字）；该种方法计算的弹簧劲度系数________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实劲度系数。
【答案】 ①. 10 ②. 50 ③. 等于
【解析】
【详解】（1）[1] 弹簧每伸长1cm，通过传感器自动测量一次弹力，弹簧在每一个伸长量停留2秒钟，所以从6s-26s时间内弹簧长度的变化量为
（2）[2][3]该弹簧的劲度系数为
由于图像斜率不变，该种方法计算的弹簧劲度系数等于真实劲度系数。
12. 实验小组用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。主要实验步骤如下：

①测出遮光条的宽度，光电门1、2之间的距离；
②用细线跨过定滑轮，细线一端与小车相连，另一端挂上托盘和砝码，调节滑轮高度使滑轮右侧细线与木板平行；
③调节木板的倾角，使小车沿木板匀速下滑；
④取下托盘和砝码，测出托盘和砝码的总质量；
⑤取下托盘和砝码后，让小车从光电门1上方沿木板下滑，记录遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为、，算出小车的加速度大小；
⑥改变砝码的个数，重复步骤③④⑤，得到多组托盘和砝码的总质量，以及对应的加速度
⑦在坐标纸上描点作出图像。
小车（含遮光条）的质量用表示，已知当地的重力加速度为，据此回答下列问题：
（1）实验过程中，必要的操作是_______（填正确选项前的字母）。
A．需满足的条件
B．遮光条的宽度要适当小一些
C．小车每次必须从同一位置由静止释放
（2）某次实验时，测得遮光条通过光电门1、2的挡光时间分别为，则小车通过光电门1时的速度大小为________，小车的加速度大小为_______。（计算结果均保留2位有效数字）
（3）在坐标纸上作出的图像如图乙所示，由图像得到的结论为________（填正确选项前的字母）。
A．小车所受合外力一定，小车的加速度与其质量成正比
B．小车所受合外力一定，小车的加速度与其质量成反比
C．小车的质量一定，小车的加速度与其所受合外力成正比
（4）利用图乙中的图像还可求得小车（含遮光条）的质量_______。（计算结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. B ②. 2.5 ③. 4.9 ④. C ⑤. 250##251##252##253##254##256
【解析】
【详解】（1）[1]A．该实验的原理是在挂上托盘和砝码的情况下使小车做匀速运动，即小车此时处于平衡状态，之后去掉托盘和砝码，使小车做匀加速运动，由此可知，小车所受合外力即为托盘和砝码的重力，因此，不需要需满足的条件，故A错误；
B．该实验用到了光电门，测速原理是用小车上所安装遮光条通过光电门的平均速度来代替小车的瞬时速度，因此，要使所测瞬时速度更接近真实值，遮光条的宽度要适当小一些，故B正确；
C．该实验探究的是加速度与力、质量的关系，根据
可知，每次小车是否从同一位置释放并不影响实验探究，故C错误。
故选B。
（2）[2][3]小车通过光电门1的速度为
小车通过光电门2的速度为
由此可得小车的加速度为
（3）[4]图乙中，纵轴表示加速度，横轴表示托盘和砝码的质量，且图像为过原点的倾斜直线，根据该实验的原理有
变式得
由此可知，小车的质量一定，小车的加速度与其所受合外力成正比。
故选C。
（4）[5]根据
可知，图像得斜率为，代入数据可得
解得
13. 在平直的公路上一辆汽车和一辆摩托车同向匀速行驶，汽车的速度大小；摩托车的速度大小。如图所示，在两车并排相遇时汽车因故开始刹车，加速度大小，在以后的运动中，求：
⑴汽车从开始刹车到停止所经历的时间；
⑵从汽车开始刹车，经过多长时间两车再次并排相遇。
【答案】(1)5s； (2)6.25s
【解析】
【详解】(1)汽车自开始刹车至停止
得。
(2)设经时间t两车间的距离最大，此时两车速度相等
联立解得，两车速度相等之前，汽车位移
摩托车位移
汽车停止前，两车之间的最大距离
汽车自开始刹车至停止，设汽车运动位移，摩托车运动位移
解得，。因为，在汽车停止时，摩托车还没追上汽车，汽车停止后
得，汽车开始刹车至两车再次并排相遇的所用时间
14. 如图所示，物块A放在足够长的木板B上，A、B之间的动摩擦因数μ1=0.6，木板与水平面间的滑动摩擦因数μ2=0.2，某时刻A、B分别有向左和向右的速度v0，且v0=10m/s，如果A、B的质量相同，取g=10m/s2。求：
(1)初始时刻A、B的加速度大小；
(2)A向左运动的最大位移；
【答案】(1)6m/s2; 10m/s2；(2)8.5m
【解析】
【详解】(1)对木块A
解得
对木板B
解得
(2)B的加速度大，B先减速到0，设B由v0减速到0的时间为t1
解得
此时A速度为
解得
该过程A的位移为
之后B受摩擦力反向
解得
B反向加速至共速的时间为t2
解得
从B反向加速到两者共速，该过程A的位移为
共同速度为
两者共速后一起向减速
解得
两者共同减速的位移
A向左运动的总位移
15. 如图所示，传送带的倾角θ＝37°，从A到B长度为10.25m，传送带以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上A端无初速度地放一个质量为2kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，取g＝10m/s2，不计空气阻力和煤块质量变化，求：
（1）煤块到B点时速度的大小；
（2）煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度；
（3）若传送带从静止开始以加速度a逆时针加速转动，设沿传送带向下为摩擦力正方向，请写出煤块在传送带上运动过程中所受摩擦力f与加速度a的关系式，并画出f-a图像（需要在图中标注出转折点的坐标值）。
【答案】（1）11m/s；（2）5m；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）开始阶段煤块所受摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
mgsinθ＋μmgcsθ＝ma1
解得
a1＝10m/s2
煤块加速至与传送带共速所需时间
t1＝＝1s
运动的位移
x1＝m＝5m
由于
x1＝5m<10.25m
所以煤块加速到8m/s时未到达B点；由于
μ则此后煤块相对传送带下滑，根据牛顿第二定律，对煤块有
mgsinθ－μmgcsθ＝ma2
解得
a2＝2m/s2
设第二阶段煤块滑动到B所需的时间为t2，则
LAB－x1＝vt2＋a2
解得
t2＝0.5s
煤块到B点时速度的大小为
vB＝v＋a2t2＝11m/s
（2）第一阶段煤块相对传送带向上移动，煤块位移为
x1＝5m
传送带位移为
x传＝vt1＝10m
煤块相对传送带上移
Δx＝x传－x1＝5m
第二阶段煤块相对传送带向下移动，煤块的位移为
x2＝LAB－x1＝5.25m
传送带位移
x传′＝vt2＝5m
煤块相对传送带下移
Δx′＝x2－x传′＝0.25m
由于
Δx′<Δx
故传送带表面留下黑色划痕的长度为
Δx＝5m
（3）①若a<2m/s2，煤块相对传送带向下加速运动，二者之间为滑动摩擦，方向沿传送带向上，则此时
f1＝－μmgcsθ＝－8N
②若2m/s2≤a≤10m/s2，煤块与传送带相对静止，此时受静摩擦力，由牛顿第二定律有
mgsinθ＋f2＝ma
则
f2＝（2a－12）N
③若a>10m/s2，煤块一直加速运动，二者之间为滑动摩擦力，方向沿传送带向下，则此时摩擦力
f3＝μmgcsθ＝8N
f-a图像如图所示