2023-2024学年山东省烟台市高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年山东省烟台市高一（上）期末考试物理试卷（含解析），共21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.下列说法正确的是
A. 物体的加速度减小，说明该物体做减速运动
B. 物体加速度方向与正方向相同，该物体做加速运动
C. 物体的加速度不变，则在相同时间内速度变化量一定相等
D. 物体做匀加速直线运动，其加速度方向和速度方向可能相反
2.2023年12月29日晚19:35，CBA传奇球星易建联的球衣退役仪式在东莞篮球中心举行，同时安排了一场退役表演赛。如图为易建联在比赛中的某张照片，下列说法正确的是
A. 19:35指的是时间间隔
B. 篮球对手产生弹力是因为篮球发生了形变
C. 篮球离开手后，速率增大，惯性变小
D. 篮球刚被投出后受到重力、手的推力和空气阻力
3.如图所示，甲和乙两人在相同的水平地面上拔河，甲身材矮胖，乙身材高瘦，但两人体重相同，穿相同材料的鞋子，下列说法正确的是
A. 甲更容易赢得比赛，因为甲对绳子的拉力大
B. 乙更容易赢得比赛，因为乙对绳子的拉力大
C. 甲和乙赢的难易程度相同，因为两人体重相同
D. 乙更容易赢得比赛，因为其与地面间的最大静摩擦力更大些
4.下列均属于国际单位制基本单位的是( )
A. kg、m、JB. N、s、m/sC. cm、m/s2D. ml、K、A
5.某汽车在一平直路段做匀加速直线运动，该段路每隔18m配置了一盏路圢。从经过某一盏路灯开始计时，6s后经过第二盏路灯，又过4s经过第三盏路灯(可将汽车视为质点)，汽车运行的加速度大小为( )
A. 0.2m/s2B. 0.3m/s2C. 0.4m/s2D. 0.5m/s2
6.甲、乙两辆模型汽车从同一地点开始沿同一直线运动，在0～6 s内它们的运动图像分别如图甲、乙所示，则在此过程中两车相距最远的时刻为
A. t=2 sB. t=3 sC. t=4 sD. t=6 s
7.某同学在做平抛运动实验中得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、c三点在直角坐标系xOy中的位置坐标已标出，其中a在坐标原点，已知重力加速度g=10m/s2，则由图中数据推算出抛出点的位置坐标为( )
A. −20,−5B. 0,0C. −10,−10D. −40,−10
8.如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图，其顶角为60∘。把它对称放在一段房脊B上，将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动，如图乙所示，此时房脊与水平面的夹角为θ。下列说法中正确的是( )
A. A受到4个力的作用
B. B对A的作用力为mgsinθ
C. B的每个侧面对A的弹力大小为mgcsθ
D. B对A的最大静摩擦力的合力大小为12mgsinθ
二、多选题：本大题共6小题，共18分。
9.2000年2月23日，在吉隆坡进行的国际乒联特别大会上决定从2000年10月1日起，使用直径40毫米，重量2.7克的大球，乒乓球改用“大球”，即球的直径由之前的38 mm改为40 mm，球的质量也略有增加。大球“笨重”的球体，将使得球速变慢、旋转减缓，增加了比赛的回合，带来了更丰富的技术展现，增添了比赛的观赏性。下列说法中正确的是
A. 乒乓球受到重力的作用，施力物体是地球
B. 同一个乒乓球在赤道处的重力大于在北极处的重力
C. 乒乓球体积较小，研究问题时均可视为质点
D. 在研究乒乓球的旋转对轨迹的影响时，不能将乒乓球视为质点
10.一名运动员骑自行车沿如图所示的水平轨道运动，其中abc为一段圆弧轨道，自行车上的码表示数一直为72 km/h，运动员及自行车可视为质点，则
A. 自行车的速度一直保持不变
B. 自行车沿圆弧轨道abc运动到b点时，速度沿圆弧在该点的切线方向
C. 整个过程中，自行车与轨道间的摩擦力方向始终与运动方向相反
D. 自行车在圆弧轨道abc上运动时的合力方向不可能沿圆弧的切线方向
11.2023年8月1日，受连续多日强降雨影响，北京永定河水位高涨，漫过河堤，全国各地救援队集中到北京进行救援。在抗洪抢险中，救援队员驾驶冲锋舟救人，假设河岸是平直的，洪水沿河自上游而下，水流速度v1=3m/s，冲锋舟在静水中的航速v2=5m/s，救援队员救人的地点A、离岸边最近点O的距离为200m。则将人从A点救上岸( )
A. 需要的最短时间为25s
B. 需要的最短时间为40s
C. 若想通过最短的航程将人送上岸，需要的时间为50s
D. 若想通过最短的航程将人送上岸，需要的时间为2003s
12.某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作，此过程中地板所受压力随时间变化的图像如图所示，根据图像分析可知( )
A. t3∼t4的过程中，人处于完全失重状态
B. t4∼t5的过程中，人始终处于超重状态
C. 人在t2时刻的加速度小于在t3时刻的加速度
D. 人在t2时刻下蹲到最低位置
13.如图所示，四分之一圆柱体A固定在水平地面上，在截面圆心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮C，一根轻绳跨过定滑轮，一端和置于圆柱体上的小球m连接(可视为质点)，另一端系在固定竖直杆上的B点。现将一钩码M挂在轻绳上，整个装置处于静止状态。不计一切摩擦，则
A. 将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，绳子的拉力不变
B. 将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，A对m的支持力变小
C. 若将M换成质量较小的钩码后，整个装置仍处于静止状态，则A对m的支持力不变
D. 若将M换成质量较小的钩码后，整个装置仍处于静止状态，则绳子的拉力变大
14.如图所示为一皮带传送装置，皮带以v0=5 m/s速度顺时针方向匀速传动，货物从皮带顶端由静止释放，被皮带向下传送，当货物被运送到底端时，发现皮带上留有一段长为9.0 m的痕迹，已知货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5，皮带与水平面间的夹θ=37°，g=10 m/s2，sin 37°=0.6，则
A. 货物先做匀加速直线运动后做匀速运动B. 货物静止释放时的加速度大小为10 m/s2
C. 货物的传送时间为4 sD. 货物的传送距离为25.25 m
三、实验题：本大题共4小题，共18分。
15.如图所示为某实验小组研究匀变速直线运动所得的一条纸带，选取纸带上点迹清晰的部分进行研究，且每5个点取一个计数点，已知所用电源的频率为50 Hz，则可知相邻两计数点间的时间间隔Δt=________s，若测得计数点0、1之间的距离为1.10 cm，计数点3、4之间的距离为5.30 cm，则可求得加速度a=________m/s2。
16.如图甲所示，在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，首先将轻弹簧上端固定在铁架台的横杆上，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同钩码下的长度L。为保证实验的准确性，实验过程中始终保证弹簧在弹性限度内。以所挂钩码总质量m为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，作出m−L图像如图乙所示，已知当地的重力加速度为g=10 m/s2，则弹簧自由下垂时的长度为________cm，弹簧的劲度系数为________N/m。
17.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，如图(a)，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图
中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，如图(c)仍使它处于O点。力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环在O点保持静止。( )
(1)关于本实验的一些具体操作，下列正确的是________(请填正确答案标号)
A.用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个测力计的夹角越大越好
B.用两个弹簧测力计拉橡皮条时，两个测力计的示数之差应尽可能大
C.拉橡皮条时弹簧测力计、小圆环、橡皮条应贴近木板且与木板平面平行
D.使用弹簧测力计时，施力方向应沿测力计轴线，读数时视线应正对测力计刻度
(2)某同学在实验中，记录了拉力F1、F2的大小及方向，并将它们的图示做在如图(d)所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表1 N。请你在图(d)中利用作图法做出F1、F2的合力F′，并由图可得F′的大小为________N(保留一位有效数字)。
18.某同学设计了如图所示的实验装置用来探究小车质量一定时其加速度与力的关系。在水平台面上固定一长木板，长木板右端附有定滑轮，在其上表面固定两个光电门A、B，两光电门中心之间的距离为L。小车上方固定一宽度为d的遮光片，右侧固定一轻滑轮，一细绳通过轻滑轮将力传感器和重物相连。现进行以下实验操作：
①调节长木板右端定滑轮的高度，使两绳拉力方向与板面平行；
②小车靠近长木板左侧由静止释放，先后通过两个光电门，记录相应的挡光时间及对应的力传感器的示数F；
③更换所挂重物(改变重物质量)，重复以上过程，记录多组数据。
(1)某次实验时，记录小车先后通过两个光电门的挡光时间分别为Δt1、Δt2，则小车通过光电门A时的速度大小vA=________，此过程中小车的加速度a=________(均用题目中给定的字母表示)。
(2)处理数据，得到多组(a,F)，若以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的F−a图像如图乙所示，求得图线的斜率为k，则小车的质量可表示为________，图线不过坐标原点，主要原因为________________。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
19.自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车，是一种通过电脑系统控制实现无人驾驶的智能汽车。某一次在平直公路上的测试中，自动驾驶汽车甲的前方L=40 m处，有一辆有人驾驶的汽车乙，甲、乙两车开始都以v0=30 m/s的速度同向行驶。若从某时刻起，乙车以3 m/s2的加速度开始刹车，乙车开始刹车后立即被甲车“感受”到，通过电脑分析，在乙车开始刹车2 s后，甲车以4 m/s2的加速度开始刹车，求：
(1)甲车开始刹车时，甲、乙两车之间的距离；
(2)两车是否相撞，若相撞，请说明理由；若不相撞，请计算甲、乙两车之间最近的距离。
20.摩托车特技表演一直深受人们的喜爱，其中有一项飞跃表演，其简化模型如图所示，左侧为一倾角为αtanα=0.5的斜坡P，右侧为竖直光滑圆弧轨道ABC与另一足够长的斜坡Q平滑相接(斜坡面沿C端的切线方向)，其中圆弧轨道的两端A、C关于过圆心O的竖直线对称，B为圆弧轨道的最低点。表演者驾驶摩托车先在斜坡上加速行驶，离开斜坡时立即关闭动力系统，从斜坡的顶端沿切线方向飞出，经t1=2.5s恰好无碰撞地从A端沿圆弧轨道切线方向进入轨道ABC，然后从C端冲上斜坡Q。已知圆弧轨道ABC的半径R=5m，所对应圆心角θ=74∘，重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，摩托车及表演者可视为质点，不计空气阻力。求：
(1)斜坡P顶端与A端的水平间隔x；
(2)由斜坡P顶端到A的过程中，摩托车距离圆弧轨道的最低点B所在水平面的最大高度。
21.一个质量M=15kg、倾角θ1=37∘的斜面放置在水平面上，其右端有一个固定于水平面上的光滑竖直杆，一段长度不变的轻绳绕过固定于斜面顶端的轻质滑轮(不计绳与滑轮之间摩擦)，一端连接停放在斜面上的物体A上面，另一端连接在穿过竖直杆的物块B上，轻绳与斜面平行，与竖直杆之间的夹角θ2=53∘，A、B和斜面都处于静止状态，物体A的质量为10kg，物块B的质量为3kg，A与斜面间动摩擦因数μ=0.5，设A受到最大静摩擦力等于滑动摩擦力，正力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6,sin53∘=0.8。求：
(1)A受到的摩擦力；
(2)斜面M对地面的压力大小；
(3)若将斜面向左缓慢移动，直到物体A恰好相对斜面静止不动时停止移动，此时斜面仍然能够保持静止状态，求绳和竖直杆之间夹角的余弦值。
22.如图甲所示，质量M=1kg足够长的木板静止在粗糙的水平地面上，木板左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的小物块。物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,g=10m/s2。从t=0时刻开始对标施加一水平向右的拉力F，拉力F大小随着时间t变化的关系图像如图乙所示，4s末撤去拉力。物块与木板间及木板和地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)t=1s时，物块受到的摩擦力大小；
(2)在0−4s的时间内，物块在木板上滑行的位移大小；
(3)木板在水平地面上停止运动的时刻。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查加速度的定义，知道加速度的物理意义是表征速度变化的快慢，速度方向和加速度方向关系决定了物体加速还是减速，难度不大。
【解答】
A、物体的加速度减小，说明该物体速度变化的慢了，如物体加速度方向与速度方向相同，则物体仍做加速运动，故A错误；
B、物体加速度方向与速度方向相同，则物体做加速运动，物体加速度方向与正方向相同，若速度方向与正方向相反，则该物体做减速运动，故B错误；
C、物体的加速度不变，则在相同时间内速度变化量一定相等，故C正确；
D、物体做匀加速直线运动，其加速度方向和速度方向相同，故D错误。
2.【答案】B
【解析】【分析】
知道时间间隔和时刻的区别，弹力来源于施力物体的形变，惯性大小只与质量有关，难度不大。
【解答】
A、19:35指的是时刻，故A错误；
B、弹力来源于施力物体的形变，篮球对手产生弹力是因为篮球发生了形变，故B正确；
C、惯性大小只与质量有关，篮球离开手后惯性不变，故C错误；
D、篮球刚被投出后受到重力和空气阻力，故D错误。
3.【答案】D
【解析】【分析】
作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失；判定胜负的关键不是作用力与反作用力，而是人受到的拉力与受到的摩擦力之间的大小关系．拔河比赛中，胜负的关键是看两人与地面之间的最大静摩擦力的大小关系，与二人力气的大小无关。
【解答】
两个人之间的拉力属于作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反；
分别对两个人进行受力分析：
在两个人的体重相同的情况下，乙由于受到的拉力的方向斜向下，所以乙受到的支持力大于其重力，而甲受到的拉力斜向上，所以甲受到的支持力小于其重力，由于二人穿相同材料的鞋子，可知乙与地面之间的最大静摩擦力大于甲与地面之间的最大静摩擦力，所以乙赢的几率大，与二人力气的大小无关，故D正确，ABC错误。
4.【答案】D
【解析】A. kg、m 属于国际单位制基本单位， J 属于国际单位制导出单位，故A错误；
B. s 属于国际单位制基本单位， N、m/s 属于国际单位制导出单位，故B错误；
C. cm 属于基本单位，但不是国际单位制的基本单位， m/s2 属于国际单位制导出单位，故C错误；
D. ml、K、A 均属于国际单位制基本单位，故D正确。
故选：D。
5.【答案】B
【解析】汽车从第一盏路灯到第二盏过程的时间中点的速度等于此过程的平均速度v1=Lt1=186m/s=3m/s
同理从第二盏到第三盏过程时间中点的速度等于v2=Lt2=184m/s=4.5m/s
汽车运行的加速度大小为a=v2−v1t12+t22=4.5−35m/s2=0.3m/s2
故选：B。
6.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了追击相遇问题。根据v−t图像和x−t图像分析甲、乙的运动情况，再根据运动情况解答。
【解答】
由v−t可知甲先做正方向的匀加速的直线运动，再做正方向的匀减速直线运动，再做负方向的匀加速直线运动，最后做负方向的匀减速直线运动；由x−t图可知，乙先做正方向的匀速直线运动，再做负方向的匀速直线运动(2s∼4s)，最后做正方向的匀速直线运动。由此可知，当v甲=v乙=−2m/s时，甲乙的间距最大，此时t=4s，故C正确，ABD错误。
7.【答案】A
【解析】由题图乙可知，a、b、c三点中相邻两点的时间间隔相等，设为T，根据运动学公式可得Δy=ybc−yab=gT2
解得T = 0.2s
小球做平抛运动的初速度大小为v0=xabT=
小球运动到b点时的竖直分速度大小为vby=yac2T=
小球从抛出点运动到b点所用的时间为t=vbyg=310s=0.3s
故抛出点的横坐标为x=xb−v0t=40cm−200×0.3cm=−20cm
抛出点的纵坐标为y=yb−12gt2=40cm−12×1000×0.32cm=−5cm
抛出点的位置坐标为 −20,−5 。
故选：A。
8.【答案】C
【解析】瓦片放在房脊上，相当于物体放在斜面上的模型，如图所示
瓦片重力沿斜面和垂直斜面的分力分别为 mgsinθ ， mgcsθ 。
A. A 受到重力，两个侧面对它的弹力和两个侧面对它的摩擦力，共5个力的作用，故A错误；
B. B 对 A 的作用力与 A 的重力平衡，故大小等于 mg ，方向竖直向上。故B错误；
C.弹力的合力 A 的重力垂直斜面方向的分力平衡，大小为 mgcsθ ，两个侧面弹力大小相等夹角120度，如图所示
对 A 的弹力大小为FN1=FN2=mgcsθ
故C正确；
D. B 对 A 的最大静摩擦力的合力大小与瓦片沿斜面方向的重力的分力平衡Fmax=mgsinθ
故D错误。
故选C。
9.【答案】AD
【解析】【分析】
本题考查了重力、重力加速度、物体看做质点的条件，难度不大。
【解答】
A、乒乓球受到重力的作用，施力物体是地球，故A正确；
B、同一个乒乓球在赤道处的重力小于在北极处的重力，故B错误；
C、乒乓球体积较小，但若研究乒乓球的旋转，不可忽略乒乓球的大小和形状，此时不可视为质点，故C错误；
D、在研究乒乓球的旋转对轨迹的影响时，不可忽略乒乓球的大小和形状，不能将乒乓球视为质点，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
速度是矢量，有大小有方向，由物体做曲线运动的条件分析。
【解答】
A、速度是矢量，自行车的速度大小一直保持不变，方向变化，故A错误；
B、曲线运动速度沿轨迹切线，自行车沿圆弧轨道abc运动到b点时，速度沿圆弧在该点的切线方向，故B正确；
C、自行车水平方向仅受摩擦力作用，自行车经过圆周段时，如果自行车与轨道间的摩擦力方向始终与运动方向相反，则自行车将做减速运动，速度大小发生变化，与题干矛盾，故C错误；
D、自行车在圆弧轨道abc上运动时如果合力沿圆弧切线方向，则合力与速度在一条直线上，自行车将做直线运动，与题干矛盾，所以自行车在圆弧轨道abc上运动时的合力方向不可能沿圆弧的切线方向，故D正确。
11.【答案】BC
【解析】AB.若救援队员想通过最短的时间将人送上岸，则船头应该指向正对岸，则最短时间为tmin=dv2=2005s=40s
B正确，A错误；
CD.若救援队员想通过最短的航程将人送上岸，则合速度方向指向正对岸，设船头与上游河岸夹θ角，则v2csθ=v1
得csθ=0.6 ， θ=0.53∘
即船头与上游河岸夹53°角。
战士由A点至岸上的时间t=dv2sinθ=2004s=50s
C正确，D错误。
故选：BC。
12.【答案】AC
【解析】A.人的重力由0时刻读出，如图中蓝色虚线。
t3∼t4 的过程中，人对地板没有压力，说明人离开地板在空中，处于完全失重状态，A正确；
B. t4∼t5 的过程中，人对地板的压力从小于重力到大于重力，说明人先失重后超重，B错误；
C. t2 时刻人对地板的压力小于人的重力，合力方向向下，小于重力； t3 时刻合力等于重力，则人在 t2 时刻的加速度小于在 t3 时刻的加速度，C正确；
D. t2 时刻人处于失重状态，处于向下加速过程，未到最低点，D错误。
故选：AC。
13.【答案】ACD
【解析】【分析】
本题考查了平衡条件的应用；解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。
对M根据平衡条件求解绳子的拉力变化情况；以小球m为研究对象，水平方向根据平衡条件分析A对m的压力减小变化；
对小球受力分析，根据相似三角形可知mgCO=NR=TL，对小球分析，根据平衡条件可判断A对m的支持力及绳子的拉力的变化。
【解答】
A.设B、C间绳子长度为L，B和C之间的水平距离为d，如图所示：
；
根据几何关系可得：LC+LB=L，dC+dB=d，再由三角函数可得：dC=LCsinα，dB=LBsinα，联立可得：sinα=dL，
根据相似三角形以及共点力平衡，设绳子张力为F，可得：Mg=2Fcsα，将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，由于d与L不变，所以α也不变，因此绳子的张力不变，故A正确；
B.将轻绳B端沿杆向上缓慢移动一小段距离，小球的位置不变、绳子的拉力不变，则A对m的支持力不变，故B错误；
CD.小球受重力mg、P对它的支持力N及轻绳对它的拉力T，小球静止时，其受力情况如图所示
；
由相似三角形可知mgCO=NR=TL其中，R为四分之一圆柱体P的半径，L为定滑轮C左侧轻绳的长度；在将M换成质量较小的钩码后，到小球再次静止的过程中，钩码将上移，小球将沿圆柱体A下移；小球再次静止时，相对前一次静止时，由于CO、mg、R不变，L增大，则N不变，T增大，即轻绳的张力变大，A对小球的弹力不变，故CD正确。
14.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查了倾斜传送带问题。
根据受力情况分析货物的运动情况，再根据匀变速直线运动规律和匀速运动的规律解答，注意痕迹的覆盖。
【解答】
货物的加速度a1=mgsinθ+μmgcsθm=10m/s2，加速至5m/s需要的时间t1=510s=0.5s，加速位移x1=52×0.5m=1.25m，此过程留下的痕迹长度为5×0.5m−1.25m=1.25m