2023-2024学年陕西省西安市新城区高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年陕西省西安市新城区高一（上）期末物理试卷（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.在物理学中，只要选定几个物理量的单位。就能利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。下列单位中，属于基本单位的是( )
A. kgB. N/mC. m/sD. N
2.某地铁站配置了智能化电动扶梯，当扶梯上没人时，扶梯是静止的，当乘客站上扶梯时，扶梯先加速，再匀速上升。当扶梯加速上升时，站在扶梯上的乘客( )
A. 受到的重力变大
B. 受到的重力变小
C. 处于超重状态
D. 处于失重状态
3.关于做平抛运动的物体，下列说法正确的是( )
A. 加速度变化B. 速度的水平分量变化
C. 速度的竖直分量变化D. 处于平衡状态
4.物体A的质量为2kg，物体B的质量为1kg，它们分别以10m/s和20m/s的速度运动。下列说法正确的是( )
A. 物体A的惯性比物体B的惯性大
B. 物体B的惯性比物体A的惯性大
C. 物体A、B的惯性一样大
D. 条件不足，无法比较物体A、B的惯性大小
5.在冰壶比赛中，运动员对静止在光滑水平冰面上的冰壶施加一水平推力，在推力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是( )
A. 冰壶立即获得了速度
B. 冰壶立即获得了加速度
C. 冰壶同时获得了速度和加速度
D. 因为冰壶来不及运动，所以冰壶的速度和加速度均为零
6.某同学正在练习罚球，两次投篮时球被抛出的位置相同，第一次篮球水平击中竖直篮板上的某点，第二次篮球水平击中篮板上该点正上方的另一点。不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 篮球两次在空中运动的时间相等
B. 篮球两次被抛出时速度的倾角相同
C. 篮球两次被抛出时速度的竖直分量可能相等
D. 篮球两次被抛出时速度的水平分量不可能相等
7.如图所示，某同学用两只手分别撑住左右两边的桌子使自己悬空，设两手臂和桌面的夹角均为锐角θ，两桌面始终水平且等高，现缓慢增大两手臂和桌面的夹角θ，桌子始终静止在地面上，则下列说法正确的是( )
A. 每只手臂所承受的作用力变小，地面对单个桌子的支持力将变小
B. 每只手臂所承受的作用力不变，地面对单个桌子的支持力不变
C. 每只手臂所承受的作用力变小，地面对单个桌子的摩擦力将变小
D. 每只手臂所承受的作用力变大，地面对单个桌子的摩擦力将变大
二、多选题（本题共3小题，共18分）
8.假日期间，同学们分乘甲、乙两辆客车去华山游玩，甲、乙两车在0～t1时间内沿平直公路同向行驶的v−t图像如图所示，其中v1、v2均为已知量。在0～t1这段时间内，下列说法正确的是( )
A. 两车的平均速度相同
B. 乙车的平均速度小于v1+v22
C. 甲车的位移大于乙车的位移
D. 甲车的加速度逐渐增大
9.如图所示，河的宽度为d，水速恒定，甲、乙两船以大小相同的速度(相对静水)同时开始渡河。出发时两船相距2d，甲、乙船头与河岸的夹角均为45°且乙船恰好能直达正对岸的A点。下列说法正确的是( )
A. 甲船正好也在A点靠岸B. 甲船在A点的左侧靠岸
C. 甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇D. 甲、乙两船到达对岸的时间相等
10.在制造业领域中，传送带可将产品的生产组合、运输、分拣、包装等环节的作业自动化。如图所示，左、右两端距离为3m的水平传送带以大小为2m/s的速度顺时针匀速转动，现将一滑块(视为质点)轻放在传送带的左端，若滑块在传送带上向右匀加速滑行与匀速滑行的时间恰好相等，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 滑块在传送带上向右滑行的时间为1sB. 滑块在传送带上向右滑行的时间为2s
C. 滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1D. 滑块与传送带间的动摩擦因数为0.2
三、实验题（本题共2小题，共14分）
11.某同学用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”的实验，其中AO是拉伸的橡皮条，与左、右两弹簧测力计相连的细线的拉力分别为F1和F2。

(1)下列说法正确的是______。
A.F1、F2的大小必须相同
B.F1、F2的夹角越大越好
C.测量同一组F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
(2)若左侧弹簧测力计的指针如图乙所示，则F1的大小为______N。
(3)如果该同学的实验操作无误，那么图丙中的F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是______。
12.某实验小组用如甲所示的实验装置做“探究加速度与力的关系”的实验。

(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，若打点计时器的打点周期为T，已测得第1、2点间的距离为x1，第3，4点间的距离为x2，则小车运动的加速度大小a= ______(用x1、x2和T表示)。
(3)A、B两同学分别以各自测得的小车的加速度a为纵轴、力传感器的示数F为横轴，作出的a−F图像如图丙中的图线1、2所示，则图线1、2中对应小车的质量较大的是图线______(填“1”或“2”)。
四、简答题（本题共3小题，共40分）
13.学校兴趣活动小组自制一枚火箭，设火箭从地面上发射后始终在竖直方向上运动，火箭点火后(燃料用完前)可认为做匀加速直线运动，经过时间t=6s到达距地面的高度ℎ=36m处时燃料用完。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：
(1)燃料刚用完时火箭的速度大小v；
(2)火箭距地面的最大高度H。
14.如图所示，长木板OA的倾角θ=37°，从O点正上方的P处水平抛出一个小球(视为质点)，小球恰好直打在板面上的B点、O、B两点间的距离L=1.5m。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。
(1)求小球在空中运动的时间以及小球被抛出时的初速度大小v0；
(2)若其他情况不变，将小球的抛出点从P处水平左移，使得小球恰好落在O点，求小球抛出点左移的距离x(结果可保留根号)。
15.如图所示，质量分别为mA=3kg、mB=2kg的物块A、B置于足够大的水平地面上，在大小F=25N的水平推力作用下，两物块一起由静止开始向右做匀加速直线运动，已知A、B与地面间的动摩擦因数分别为μA=0.5、μB=0.25，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求两物块一起做匀加速直线运动的加速度大小a；
(2)求A对B的作用力大小F′；
(3)若在推力作用时间t=15s后撤去推力，求两物块均静止后它们之间的距离s。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：kg是基本单位，N、N/m和m/s均为导出单位，故A正确，BCD错误。
故选：A。
国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。
解决本题的关键知道七个基本物理量，长度、时间、质量、电流、物质的量、热力学温度、发光强度。
2.【答案】C
【解析】解：当扶梯加速上升时，人具有向上的加速度，处于超重状态，但人的重力不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
加速上升过程中，加速度向上，此时支持力大于重力，即视重大于实重，此时为超重状态，且人所受重力不随运动状态发生改变，故重力不变。
本题考查了根据运动状态判断超重、失重的能力。
3.【答案】C
【解析】解：AD.平抛运动是物体沿水平方向抛出且只在重力作用下的曲线运动，a=g，加速度不变化，故AD错误；
B.平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动，速度的水平分量不变，故B错误；
C.平抛运动在竖直方向做自由落体运动，速度的竖直分量逐渐增大，故C正确。
故选：C。
根据平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，加速度恒为重力加速度分析解答。
本题考查的是平抛运动的基本规律，要求学生能理解平抛运动的分运动特点，属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解：质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的质量越大，其惯性越大，可知物体A的惯性比物体B的惯性大，与二者的速度大小无关，故A正确，BCD错误。
故选：A。
一切物体都有惯性，惯性大小取决于物体质量大小，与物体的速度无关。
本题考查对惯性概念的理解能力，比较简单。应抓住惯性是物体固有属性，只有质量有关，与物体所处的运动状态无关。
5.【答案】B
【解析】解：根据牛顿第二定律
F=ma
可知在推力刚开始作用的瞬间，冰壶立即获得了加速度，且加速度大小为
a=Fm
由于冰壶来不及运动，所以速度为零。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
运动员推冰壶时，对冰壶受力分析，根据牛顿第二定律求加速度，并判断冰壶的瞬时速度。
本题考查学生对加速度和速度概念的理解，难度较低。
6.【答案】D
【解析】解：A.篮球做斜上抛运动，因为两次都是垂直撞在竖直篮板上，所以可以把两次运动的逆运动看成平抛运动，根据ℎ=12gt2
可知第二次时间长，故A错误；
C.根据vy2=2gℎ，可知高度越高，抛出时竖直速度分量越大，所以第二次抛出时速度的竖直分量大于第一次的，故C错误；
D.水平方向上根据x=vxt，可知水平位移相同，时间越短，水平速度越大，所以第一次抛出水平分量大，故D正确；
B.由上述分析及tanθ=vyvx，可知篮球两次被抛出时速度的倾角不相同，故B错误。
故选：D。
由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，该运动的逆运动为平抛运动，结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解。
本题应采用逆向思维，将斜抛运动变为平抛运动处理，利用平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律解答。
7.【答案】C
【解析】解：AB.设该同学质量为M，每只手臂所承受的作用力大小为F，根据平衡条件可得：2Fsinθ=Mg
解得每只手臂所承受的作用力大小为：F=Mg2sinθ
增大两手臂和桌面的夹角θ，sinθ变大，每只手臂所承受的作用力大小变小。
设地面对单个桌子的支持力为FN，单个桌子的质量为m，对人和桌子为整体进行受力分析，可得：2FN=Mg+2mg
地面对单个桌子的支持力大小：FN=Mg2+mg，不变，故AB错误；
CD.水平方向根据平衡条件可得地面对单个桌子的摩擦力大小为：f=Fcsθ，因为csθ随着θ变大而变小，所以摩擦力变小，故C正确，D错误。
故选：C。
对人根据平衡条件解得每只手臂所承受的作用力大小，根据角度的变化情况分析每只手臂所承受的作用力大小的变化情况，对人和桌子为整体进行受力分析，根据平衡条件求解地面对单个桌子的支持力大小；水平方向根据平衡条件可得地面对单个桌子的摩擦力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，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。
8.【答案】BC
【解析】解：AC、根据v−t图像与时间轴围成的面积表示位移，可知在0～t1这段时间内，甲车图像与时间轴围成的面积大于乙车图像与时间轴围成的面积，所以甲车的位移大于乙车的位移，则甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故A错误，C正确；
B、如下图所示，若乙车做初速度为v2、末速度为v1的匀减速直线运动，其平均速度为v1+v22。根据v−t图像与时间轴围成的面积表示位移，可知在0～t1这段时间内，乙车的位移小于匀减速直线运动的位移，则乙车的平均速度小于匀减速直线运动的平均速度v1+v22，故B正确；
D、根据v−t图像的斜率表示速度，知甲车的加速度不断减小，故D错误。
故选：BC。
在v−t图像中，图线与时间轴围成的面积代表位移，图线的斜率表示加速度。将甲、乙两辆汽车的运动与匀变速直线运动进行比较，从而确定平均速度大小。
本题是速度—时间图像的应用，要知道v−t图像的斜率表示加速度，图像与时间轴围成的面积代表位移。要注意平均速度公式v−=v0+v2只适用于匀变速直线运动。
9.【答案】AD
【解析】解：将甲、乙沿河岸方向与垂直于河岸方向的分速度合成如图：
乙船恰好能直达正对岸的A点，根据平行四边形定则可得乙的合速度：v=vcsin45°= 22vc
乙到达对岸的时间：t1=dv= 2d2vc
甲达到对岸的时间：t2=dvcsin45∘= 2d2vc
可知二者到达对岸的时间是相等的，甲、乙两船到达对岸的时间相等。
水流的速度：vs=vccs45°= 22vc
甲沿河岸方向的位移：s=(vs+vccs45°)t2
联立可得：s=2d
可知甲船正好也在A点靠岸。
由于二者同时到达对岸的A点，所以它们不可能在未到达对岸前相遇。故AD正确，BC错误。
故选：AD。
根据乙船恰好能直达正对岸的A点，知vc= 2vs，小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，抓住分运动和合运动具有等时性，可以比较出两船到达对岸的时间以及甲船沿河岸方向上的位移。
解决本题的关键灵活运用运动的合成与分解，知道合运动与分运动的等时性。
10.【答案】BD
【解析】解：AB.设滑块在传送带上向右滑行的时间为t，滑块先速度从0加速到v，再以v的速度匀速，若滑块在传送带上向右匀加速滑行与匀速滑行的时间恰好相等，则有
v2⋅t2+v⋅t2=L
其中
v=2m/s，L=3m
解得
t=2s
故A错误，B正确；
CD.设滑块在传送带上向右匀加速滑行的加速度大小为a，根据匀加速直线运动速度与时间的关系v=a⋅t2
而根据牛顿第二定律有
μmg=ma
解得滑块与传送带间的动摩擦因数
μ=0.2
故C错误，D正确。
故选：BD。
滑块先速度从0加速到v，再以v的速度匀速，根据位移关系列式，求时间；
根据匀加速直线运动速度与时间的关系以及牛顿第二定律，求动摩擦因数。
本题解题关键是清楚滑块的运动性质，先做匀加速直线运动，之后做匀速直线运动。
11.【答案】C 3.40 F′
【解析】解：(1)A.两弹簧测力计拉力的大小无须相同，拉力适当大些可以减小相对误差，故A错误；
B.为了方便作平行四边形，F1、F2的夹角需适当，并非越大越好，故B错误；
C.测量同一组F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，以保证效果相同，故C正确。
故选：C。
(2)实验中的弹簧测力计的分度值为0.1N，需估读到0.01N，读数结果为3.40N。
(3)F是通过作图法得到的合力的理论值，F′是只用一个弹簧测力计拉橡皮条的拉力，因为F′的作用效果与两个弹簧测力计共同作用的作用效果相同，所以F′一定沿AO方向。
故答案为：(1)C；(2)3.40；(3)F′
(1)根据实验的原理和操作中的注意事项确定正确的操作步骤。
(2)根据弹簧测力计的分度值读数。
(3)F1与F2合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的，由于误差可能不与AO共线；而F1与F2合成的实际值一定与AO共线。
本题考查了“验证力的平行四边形定则”实验中的基本操作以及理论值和测量值的区别，是一道考查基本实验操作的好题。
12.【答案】需要 x2−x12T2 2
【解析】解：(1)为了使力传感器的拉力等于小车所受的合力，本实验需要平衡摩擦力。
(2)根据逐差法，小车运动的加速度大小为a=x2−x12T2
(3)根据牛顿第二定律F=Ma
可得a=1MF
可知a−F图像的斜率为k=1M
可知题中图线2对应的小车质量较大。
故答案为：(1)需要；(2)x2−x12T2；(3)2。
(1)为了使力传感器的拉力等于小车所受的合力，据此分析是否需要平衡摩擦力；
(2)根据逐差法求加速度；
(3)根据牛顿第二定律求a−F函数，结合图像斜率的含义分析作答。
本题考查了“探究加速度与力的关系”的实验，要理解实验原理，掌握逐差法求加速度，根据牛顿第二定律求解a−F函数是解题的关键。
13.【答案】解：(1)设燃料刚用完时自制火箭的速度大小v，根据公式ℎ=12vt，解得v=12m/s；
(2)燃料刚用完后，自制火箭做竖直上抛，上升高度ℎ′=v′22g，解得ℎ′=7.2m，自制火箭距地面的最大高度H=ℎ+ℎ′，解得H=43.2m。
答：(1)燃料刚用完时自制火箭的速度大小12m/s；
(2)自制火箭距地面的最大高度43.2m。
【解析】(1)根据公式ℎ=12vt，求燃料刚用完时自制火箭的速度；
(2)燃料刚用完后，自制火箭做竖直上抛，求高度，确定自制火箭距地面的最大高度。
本题解题关键是掌握自制火箭先向上做匀加速直线运动，再做竖直上抛运动。
14.【答案】解：(1)将球垂直撞在斜面上P点的速度进行分解，如图所示：

由图可知θ=37°，β=53°
水平位移为：x′=Lcs37°=1.5×0.8m=1.2m
初速度：v0=x′t
由数学知识得：tanβ=vyv0=gtv0=gtx′t=gt2x′
解得：t=0.4s，v0=3m/s；
(2)小球做平抛运动的竖直高度为：ℎ=12gt2+Lsinθ
解得：ℎ=1.7m
左移后，小球做平抛运动的时间为t1，则有：ℎ=12gt12
水平位移：x=v0t1
联立解得：x=3 3410m。
所以小球抛出点左移的距离为3 3410m。
答：(1)小球在空中运动的时间为0.4s，小球被抛出时的初速度大小为3m/s；
(2)若其他情况不变，将小球的抛出点从P处水平左移，使得小球恰好落在O点，则小球抛出点左移的距离为3 3410m。
【解析】(1)小球垂直斜面打在B点，速度与斜面垂直，将速度分解得到竖直分速度大小和小球打在斜面时的速度大小，结合速度一时间公式求出平抛运动的时间和初速度大小；
(2)根据平抛运动的规律结合几何关系求解平抛运动的竖直高度，再求出运动时间，根据水平方向的运动情况求解左移的距离。
本题主要是考查了平抛运动规律的应用，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，能够根据平抛运动的规律结合运动学公式解答。
15.【答案】解：(1)对两物块组成的系统，根据牛顿第二定律有F−μAmAg−μBmBg=(mA+mB)a
解得a=1m/s2
(2)根据题意，对物块B由牛顿第二定律有F′−μBmBg=mBa
解得F′=7N
(3)撤去推力后，A、B均做匀减速直线运动，设A、B的加速度大小分别为a1与a2，对A、B，根据牛顿第二定律分别有
μAmAg=mAa1，μBmBg=mBa2
解得：a1=5m/s2，a2=2.5m/s2
设当撤去推力时，A、B的速度大小为v，根据匀变速直线运动的规律有v=at，解得v=15m/s
设A、B做匀减速直线运动通过的距离分别为s1与s2，对A、B，根据匀变速直线运动的规律分别有
v2=2a1s1，v2=2a2s2
又有s=s1−s2
解得s=22.5m
答：(1)求两物块一起做匀加速直线运动的加速度大小a为1m/s2；
(2)求A对B的作用力大小F′为7N；
(3)若在推力作用时间t=15s后撤去推力，求两物块均静止后它们之间的距离s为22.5m。
【解析】(1)利用牛顿第二定律求出加速度大小；
(2)利用牛顿第二定律求出A对B的作用力大小；
(3)根据牛顿第二定律，结合运动学公式可求出两物块均静止后它们之间的距离。
学生在解答本题时，应注意熟练掌握牛顿第二定律，根据受力情况求解加速度。