2023-2024学年湖南省衡阳市祁东县高一（上）期末统考物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省衡阳市祁东县高一（上）期末统考物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，计算题等内容，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.下列说法正确的是
A. “本次考试时间为75分钟”里的“75分钟”是指时刻
B. 某快递公司用“无人机快递”完成一次快件投递回到出发点，此运动过程的路程为零
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是极限思维法
D. 车在高速路上行驶时，坐在车上的乘客却感觉旁边的车没动，他是以自己为参考系的
3.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
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.如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢底面的倾角θ逐渐增大且货物始终相对车厢静止。关于该过程，下列说法正确的是( )
A. 货物受到的摩擦力变大B. 货物受到的支持力变大
C. 车对地面的压力变小D. 车对货物的作用力变小
6.在某次探究活动中，小明在t=0时刻将篮球以一定的初速度竖直向下抛出，用传感器和计算机得到篮球运动的xt2−1t图像是斜率为k的直线，如图所示，其中x为其下落的距离。已知篮球下落过程中受到的阻力恒定，篮球的质量为m，重力加速度大小为g。下列说法正确的是
( )
A. 篮球下落过程中做变加速直线运动
B. 篮球下落的初速度大小为kg
C. 篮球下落的加速度大小为g
D. 篮球下落过程中受到的阻力大小为mg−2mp
二、单选题（本题共4小题，共20分）
7.下列各组物理量在运算过程中全部都遵循平行四边形定则的是( )
A. 力、位移、速度变化率B. 速度的变化、温度、质量
C. 力、平均速度、加速度D. 速率、路程、时间
8.甲、乙两物体所在的位置离水平地面的高度之比为4:9，各自做自由落体运动，则甲、乙( )
A. 落地时的速度大小之比为2:3B. 落地时的速度大小之比为4:9
C. 下落的时间之比为4:9D. 下落的时间之比为2:3
9.亚洲象是亚洲现存的最大陆生动物，也是国家一级保护动物，我国的亚洲象主要分布于云南。甲、乙两头亚洲象正在追逐嬉戏，从同一位置出发沿同一直线运动的位移x随时间t变化的规律分别如图中的图线A、图线B所示。下列说法正确的是( )
A. 在0∼t1时间内，甲、乙运动的方向相同
B. 在0∼t1时间内，甲做匀加速直线运动
C. 在t1时刻后，乙在甲的前方
D. 在t1时刻，甲、乙相遇
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16分）
11.某实验小组做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

(1)张同学将不同数量的钩码挂在竖直轻弹簧的下端，进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码受到的重力G与弹簧长度L的关系图像，如图甲所示。由该图线可得该弹簧的原长为__cm，劲度系数为______N/m。
(2)王同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度为____cm。
12.利用如图所示的装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数，实验步骤如下：
①用天平测得物块和遮光片的总质量为M、重物的质量为m，用毫米刻度尺测得两光电门间的距离为s遮光片的宽度为d；
②调整轻滑轮，使细线水平；
③将物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片通过光电门A和光电门B所用的时间tA和tB，求出物块运动的加速度大小a；
④多次重复步骤③，求出a的平均值a；
⑤根据上述实验数据求出物块与水平桌面间的动摩擦因数μ。
(1)物块通过光电门A时的速度大小vA=__________；物块通过光电门B时的速度大小vB=__________；(均用所测物理量的对应符号表示)
(2)物块的加速度大小a可用d、s、tA和tB表示为a=__________；
(3)物块与水平桌面间的动摩擦因数μ可用M、m、ā和重力加速度大小g表示为μ=____________
(4)若测量的两光电门间的距离不准确，则由此引起的误差属于___________(填“偶然误差”或“系统误差”)
四、简答题（本题共1小题，共12分）
13.草原上，一只狮子追捕羚羊，经过t1=4s，其速度由零匀加速到最大，在狮子开始追捕的同时，羚羊以大小v=15m/s的速度匀速向前逃跑，狮子达到最大速度后再匀速运动t2=6s后追上羚羊。已知狮子和羚羊在同一直线上运动，狮子在整个追捕过程中运动的距离x1=160m。求：
(1)狮子刚开始追捕时与羚羊间的距离x2；
(2)狮子在追捕过程中的最大速度vm；
(3)狮子在加速追捕过程中的加速度大小a。
五、计算题（本题共2小题，共28分）
14.如图所示，质量均为m=2kg的两个半圆柱体A、B放在粗糙水平地面上，质量m′= 3kg、外表面光滑的圆柱体C放在A、B之间，A、B、C均处于静止状态，A、B恰好接触且A、B间没有作用力。已知A、B、C的半径相同，A、B与地面间的动摩擦因数均为μ= 36，取重力加速度大小g=10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求C对A的压力大小N；
(2)求地面对A的支持力大小F和摩擦力大小f；
(3)若其他条件不变，用相同半径的光滑圆柱体D取代C，使A、B、D仍在图示位置处于静止状态，求D的质量M应满足的条件。
15.静止在水平地面(足够大)上的木板(足够长)的质量m=1kg，某时刻质量M=2kg的物块(视为质点)以大小v0=4m/s的初速度从木板的左端向右滑上木板的上表面，在物块滑上木板的同时，对木板施加一大小F=13N、方向水平向右的恒定拉力。已知物块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2。木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求物块与木板的共同速度大小v；
(2)求物块相对木板向右滑行的最大距离x；
(3)若木板的长度L=2m，恒定拉力的大小F可以调节，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使物块不会从木板上滑落，求恒定拉力的大小F应满足的条件。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
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、光照强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
解决本题的关键要记牢国际单位制中力学的三个基本单位：千克、米、秒，注意牛顿不是基本单位，而是导出单位。
【解答】
kg是基本单位，N、N/m和m/s均为导出单位，选项A正确。
2.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查参考系、位移和路程、质点以及时刻和时间间隔。描述物体的运动首先选择一个参考系，根据物体相对参考系的位置变化描述物体的运动；位移是初位置指向末位置的有向线段，路程是物体运动轨迹的长度；质点是理想化模型；时间间隔在时间轴上用线段表示，时刻在时间轴上用点表示，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.“本次考试时间为75分钟”里的“75分钟”为时间间隔，故A错误；
B.“无人机快递”完成一次快件投递回到出发点，此运动过程的位移为零，故B错误；
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想化模型，故C错误；
D.车在高速路上行驶时，坐在车上的乘客却感觉旁边的车没动，他是以自己为参考系的，故 D正确。
3.【答案】C
【解析】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。
故选C。
4.【答案】A
【解析】【分析】
惯性大小取决于物体的质量大小，与速度大小无关，根据质量的大小确定惯性的大小。
本题考查对惯性的理解能力，要注意惯性大小取决于物体质量大小，与物体的速度大小无关。
【解答】
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，选项A正确。
5.【答案】A
【解析】A
【详解】ABD.以货物为对象，根据受力平衡可得
f=mgsinθ ， N=mgcsθ
由于 θ 逐渐增大，可知货物受到的摩擦力变大，货物受到的支持力变小，但车对货物的作用力与货物的重力平衡，保持不变，故A正确，BD错误；
C.以车和货物为整体，可知车对地面的压力大小等于整体的重力，保持不变，故C错误。
故选A。
6.【答案】D
【解析】AC.篮球下落过程中，根据
mg−f=ma
因阻力恒定，可知加速度不变，且加速度小于g，则做匀加速直线运动，选项AC错误；
B.根据
x=v0t+12at2
可得
xt2=v01t+12a
可得
v0=k
12a=p
篮球下落的初速度大小为k，篮球下落的加速度大小为
a=2p
选项B错误；
D.篮球下落过程中受到的阻力大小为
f=mg−ma=mg−2mp
选项D正确。
故选D。
7.【答案】AC
【解析】矢量的运算遵循平行四边形定则，标量的运算不遵循平行四边形定则。
A.力、位移、速度变化率均为矢量，运算过程中全部都遵循平行四边形定则，故A正确；
B.温度、质量均为标量，运算过程不遵循平行四边形定则，故B错误；
C.力、平均速度、加速度均为矢量，运算过程中全部都遵循平行四边形定则，故C正确；
D.速率、路程、时间均为标量，运算过程不遵循平行四边形定则，故D错误。
故选AC。
8.【答案】AD
【解析】AB.根据
v= 2gℎ
可知，落地时的速度大小之比为2:3，选项A正确，B错误；
CD.根据
t= 2ℎg
可知下落的时间之比为2:3，选项D正确，C错误。
故选AD。
9.【答案】AD
【解析】A. x−t 图像的斜率表示速度，在 0∼t1 时间内，甲、乙均沿正方向运动，选项A正确；
B.在 0∼t1 时间内，甲的 x−t 图像为直线，说明甲做匀速直线运动，选项B错误；
C.在 t1 时刻后，甲在乙的前方，选项C错误；
D.在 t1 时刻，甲、乙相遇，选项D正确。
故选AD。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
根据运动学公式求解时间；根据速度与时间的关系求加速度；结合牛顿第二定律求解滑块与传送带间的动摩擦因数。
【解答】
AB.设滑块在传送带上向右滑行的时间为t，有v2⋅t2+v⋅t2=L，其中v=2m/s，L=3m，解得t=2s，选项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，有v=a⋅t2，又a=μg，解得滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，选项C错误、D正确。
11.【答案】 10 200 11.5
【解析】(1)[1]钩码的重力即等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律
F=kx=k(L−L0)
所以图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，故该弹簧的原长为
L0=10 cm
[2]斜率表示劲度系数
k=1015−10×10−2N/m=200N/m
(2)[3]弹簧秤的示数如图乙所示
F=3.0N
由 F=kL1−L0 解得该弹簧的长度为
L1=Fk+L0=3.0200m+0.1m=0.115m=11.5cm
12.【答案】 dtA dtB d22s(1tB2−1tA2) mg−(M+m)aMg 偶然误差
【解析】(1)[1][2]物块通过光电门A时的速度大小为
vA=dtA
物块通过光电门B时的速度大小为
vB=dtB
(2)[3]根据运动学公式可得
2as=vB2−vA2
联立可得物块的加速度大小为
d22s(1tB2−1tA2)
(3)[4]以物块为对象，根据牛顿第二定律可得
T−μMg=Ma
以重物为对象，根据牛顿第二定律可得
mg−T=ma
联立可得物块与水平桌面间的动摩擦因数为
μ=mg−(M+m)aMg
(4)[5]若测量的两光电门间的距离不准确，则由此引起的误差属于偶然误差。
13.【答案】(1)10m；(2)20m/s；(3) 5m/s2
【详解】(1)追捕过程中羚羊运动的距离
x3=v(t1+t2)
解得
x3=150m
狮子刚开始追捕时与羚羊间的距离
x2=x1−x3=10m
(2)经分析可知
x1=vm2⋅t1+vmt2
解得狮子在追捕过程中的最大速度
vm=20m/s
(3)根据匀变速直线运动的规律有
vm=at1
解得狮子在加速追捕过程中的加速度大小
a=5m/s2

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1) N=10N ；(2) F=20+5 3N ， f=5N ；(3) M≤4kg
【解析】(1)C的受力情况如图所示
设A对C的支持力大小为 N′ ，有
m′g2=N′csθ
其中
θ=30∘
解得
N′=10N
根据牛顿第三定律可知，C对A的压力大小为
N=N′=10N
(2)对A受力分析，根据物体的平衡条件，在竖直方向有
F=mg+Ncsθ
解得
F=20+5 3N
在水平方向有
f=Nsinθ
解得
f=5N
(3)设当地面对A的静摩擦力最大时，D的质量为 M0 ，有
M0g2csθ⋅sinθ=μmg+M0g2csθ⋅csθ
解得
M0=4kg
D的质量M应满足的条件为
M≤4kg
15.【答案】(1)3.5m/s；(2)0.5m；(3) 1N≤F≤9N
【解析】(1)设物块在木板上做匀减速直线运动的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有
μ1Mg=Ma1
设木板向右做匀加速直线运动的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有
F+μ1Mg−μ2(M+m)g=ma2
设物块与木板经过时间t达到共同速度，根据匀变速直线运动的规律有
v=v0−a1t
v=a2t
解得
v=3.5m/s
(2)由(1)可得
t=0.25s
物块在这段时间t内的位移大小
x1=v0+v2⋅t
木板在这段时间t内的位移大小
x2=v2⋅t
又
x=x1−x2
解得
x=0.5m
(3)物块不从木板右端滑落的临界条件是当物块恰好到达木板的右端时，物块与木板具有共同速度，此种情况下物块的加速度大小仍为a1；设此种情况下拉力的大小为F1，木板的加速度大小为a3，根据牛顿第二定律有
F1+μ1Mg−μ2(M+m)g=ma3
设此种情况下物块与木板经过时间t1达到大小为v1的共同速度，根据匀变速直线运动的规律有
v1=v0−a1t1=a3t1
物块与木板在这段时间t1内的位移大小分别为
x 1′=v0+v12⋅t1
x 2′=v12⋅t1
又
L=x 1′−x 2′
解得
F1=1N
若 F>F1=1N ，则在物块滑到木板的右端前，物块与木板就已达到共同速度，此后物块必须相对木板静止，物块才不会从木板的左端滑落；设物块与木板达到共同速度后，物块恰好可以与木板相对静止的情况下，拉力的大小为F2，有
F2−μ2(M+m)g=(M+m)a1
解得
F2=9N
故恒定拉力的大小F应满足的条件为 1N≤F≤9N 。