2023-2024学年山东省枣庄市市中区高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年山东省枣庄市市中区高一（上）期末考试物理试卷（含解析），共17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.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多思想方法，极大地推动了自然科学的发展。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，用到了理想模型法
C. 在验证力的平行四边形定则的实验中，用到了等效替代法
D. 某时刻的速度认为等于该时刻前后极短时间内的平均速度，是类比思想
2.下列属于力的单位是( )
A. kg⋅m/s2B. kg⋅m/sC. kg⋅m2sD. kg⋅s/m2
3.如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移—时间图像。质点A的图像为直线，质点B的图像为过原点的抛物线，两图像交点C、D坐标如图所示。下列说法正确的是( )
A. t1、t2时刻均是质点A追上质点B
B. t1∼t2时间内质点A的平均速度大于质点B的平均速度
C. t1∼t2时间内，质点A的速度一直大于质点B的速度
D. 质点B做初速度为零的匀加速直线运动
4.“风洞”实验是飞行器研制工作中的重要过程。一小球在光滑的水平面上以v0穿过一段风带，经过风带时风会给小球一个与v0方向垂直、水平向北的恒力，其余区域无风，小球穿过风带过程的运动轨迹及穿过风带后的速度方向表示正确的是
( )
A. B.
C. D.
5.如图，轻质细杆AB上穿有一个质量为m的小球C，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成30∘角，则左侧斜面对杆AB支持力的大小为( )
A. mgB. 32mgC. 33mgD. 12mg
6.近年来很多城市在为老旧小区加装垂直电梯。取竖直向上方向为正方向，某人某次乘电梯时的速度—时间图像如图所示。以下说法正确的是( )
A. 1∼3s，此人处于超重状态，重力变大
B. 5∼7s，此人处于失重状态，支持力小于重力
C. 4s末，电梯上行位移最大，约为9m
D. 8s末，电梯上行位移最大，约为22m
7.如图所示，斜面的倾角为α，人用跨过定滑轮的绳子拉小车．现人以速度v匀速拉动绳子，当拉小车的绳子与斜面的夹角为β时，小车沿斜面运动的速度为
( )
A. vcsαB. vcsβC. vcs(α+β)D. vcs(α−β)
8.如图所示，木箱M静止在水平地面上，用轻绳将一质量为m的小球悬挂在木箱的顶端。对小球施加一作用力F,F由水平向右缓慢变为竖直向上的过程中，小球和木箱始终处于静止状态，且轻绳与竖直方向夹角θ不变。则( )
A. 轻绳对小球的拉力先变小后变大B. 作用力F先变小后变大
C. 地面对M的支持力逐渐变大D. 地面对M的摩擦力逐渐变大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.2023年10月7日，杭州亚运会女排决赛，中国女排3∶0横扫日本女排实现卫冕。女排运动员向上跳起击球的慢动作过程为：从直立状态开始屈腿下蹲，使重心下移，由静止蹬地起跳后离开地面，竖直向上运动直到最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 在加速下蹲过程中，运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力
B. 在屈腿下蹲过程中，运动员对地面的压力是由于其鞋子发生形变产生的
C. 蹬地起跳时，运动员受到的地面支持力大于运动员对地面的压力
D. 蹬地起跳时，运动员对地面的压力越大，跳起高度越高，惯性也越大
10.物理必修一教材封面如图。由于相机存在固定的曝光时间，照片中呈现的下落的砂粒并非砂粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒从出口下落的初速度为0。忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，以下推断正确的是( )
A. 出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的 2倍
B. 出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的2倍
C. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约与3∼12cm范围砂粒数相等
D. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约为3∼9cm范围砂粒数的 2倍
11.如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点同时水平抛出小球。抛出的三个小球均落在斜面上的D点。测得AB:BC:CD=5:3:1。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. C处小球落在D点时，A处小球的速度沿斜面方向
B. C处小球落在D点时，B处小球的速度沿斜面方向
C. A处小球运动时间最长，落在D点时的速度与水平方向的夹角最大
D. A、B、C处三个小球落在D点的速度之比为3:2:1
12.如图，质量为1.0kg的小车静止在光滑水平地面上，车厢内质量分别为0.4kg、0.6kg小球A、B用轻杆相连，轻杆与竖直方向的夹角为37∘。球A靠在光滑的车厢左壁上，球B恰好静止在车厢水平底面上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。则( )
A. 车厢左壁对球A的弹力为6N
B. 球B与车厢底面的动摩擦因数为0.3
C. 若对小车施加水平向右的推力10N，球B恰好不受到摩擦力
D. 若对小车施加水平向右的推力22N，轻杆与竖直方向的夹角仍保持为37∘
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某实验小组用如图所示的装置“探究平抛运动的特点”，M为斜槽，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。
(1)除了硬背板(含固定支架)、小球、斜槽、铅垂线、倾斜的挡板、铅笔、图钉、白纸、复写纸之外，下列器材中还需要的是__________。
A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计
(2)实验过程中，下列说法正确的是__________。
A.应选用密度小的木球
B.通过调节，要使硬背板保持竖直
C.尽量减少小球与斜槽间的摩擦
D.小球每次要在同一位置由静止释放
E.倾斜挡板的高度要等间距变化
F.要使斜槽末端切线保持水平
(3)若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点，建立坐标系，如图所示。取当地重力加速度g=10m/s2，可得小球平抛的初速度大小为__________m/s。(结果保留2位有效数字)
14.某同学用如图所示装置“探究小车加速度与质量的关系”，打点计时器使用电源的频率为50Hz。回答下列问题：
(1)以下操作正确的有__________。
A.使小车在挂着砝码盘的细线牵引下沿轨道匀速下滑，以补偿阻力
B.小车靠近打点计时器，在砝码盘内放置砝码后，先接通电源，再释放小车
C.正确补偿阻力后，改变小车内砝码的质量时，需要重新调节木板倾角
D.打点结束后，先取下小车上的纸带进行数据处理，最后关闭打点计时器
(2)当小车加速向前运动时，小车的质量__________(选填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”)砝码及砝码盘的质量时，小车所受的拉力的近似等于砝码和砝码盘的重力。
(3)如图为某次打出的纸带。每隔4个点选取一个计数点，测得xAB=2.26cm、xBC=3.75cm、xCD=5.26cm、xDE=6.78cm，则小车运动的加速度大小为__________m/s2(计算结果保留3位有效数字)。
(4)调整好装置后，保持盘内砝码质量不变，多次改变小车内砝码的质量，分别测出对应的加速度。请根据测得数据，在答题卡上作出a−1M图像__________。由图像可知，本组实验中砝码和砝码盘的重量为__________N。(结果保留2位有效数字)
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.某人骑自行车速度为4.0m/s，在距离十字路口停车线32m处看到信号灯变红。骑车人立即停止用力，自行车依靠惯性滑行了30m。已知该自行车在此路面依惯性滑行时做匀减速运动的加速度大小为0.2m/s2。求：
(1)自行车依靠惯性滑行结束时速度的大小；
(2)为使自行车停在停车线内，自行车依靠惯性滑行结束后刹车的加速度至少为多大？
16.民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面，如图所示。若机舱口下沿距地面3.6m，气囊所构成的斜面长度为8.0m，一个质量为60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)人滑至气囊底端所需时间；
(2)若不考虑在气囊与地面连接处人员速度大小的变化，人到达气囊底端后在水平地面上滑行了0.5m停止，则人与地面间的滑动摩擦力多大？
17.如图所示，倾角θ=37∘的足够长斜面固定在水平桌面上。质量mA=0.2kg的物块A与质量mB=0.3kg的物块B，用细线绕过光滑定滑轮连接，物块A与定滑轮间的细线与斜面平行，用手(图中未画出)托着物块B，使其与定滑轮间的细线竖直。将物块B由静止释放，竖直下落t=1.0s时，细线突然断开。已知物块A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)细线断开前，其拉力的大小；
(2)物块A沿斜面向上运动的距离。
18.如图所示，质量为2m的滑板A与质量为m的木板B左端对齐，静止叠放在水平地面上。现用带有橡胶指套的手指在滑板A的上表面以某一恒定速率向右移动，运动0.5s后从滑板A上撤去手指。手指作用过程中，对滑板A的压力大小为mg，在滑板A上表面留下的划痕长度恰好等于滑板A在木板B上表面滑动距离的13。撤去手指后，经过0.5s,A、B速度恰好相等；最终，滑板A停止运动，始终未脱离木板B。已知A、B之间的动摩擦因数μ1=0.2，B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1。取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)手指作用时，木板B加速度的大小；
(2)木板B运动的距离；
(3)橡胶指套与A上表面间的动摩擦因数μ。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想化模型，A错误；
B.借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，用到了放大法，B错误；
C.在验证力的平行四边形定则的实验中，用到了等效替代法，C正确；
D.某时刻的速度认为等于该时刻前后极短时间内的平均速度，是极限思想，D错误；
故选C。
2.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查力学单位制，基础题。
【解答】
根据牛顿第二定律有F = ma
则力的单位为kg⋅m/s2
故选A。
3.【答案】D
【解析】A.由 x−t 图像可知， t1 时刻是质点A追上质点B， t2 时刻是质点B追上质点A，故A错误；
B.由 x−t 图像可知， t1∼t2 时间内，两质点的位移相同，则质点A的平均速度等于质点B的平均速度，故B错误；
C.根据 x−t 图像的切线斜率表示速度，可知 t1∼t2 时间内，质点A的速度先大于质点B的速度，后小于质点B的速度，故C错误；
D.质点B的图像为过原点的抛物线，则有x=kt2
结合运动学公式x=12at2
可知质点B做初速度为零的匀加速直线运动，故D正确。
故选D。
4.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查曲线运动中合力与轨迹的关系，做曲线运动的物体受到的合力方向指向轨迹凹陷的一侧。
【解答】
小球在光滑的水平面上以速度v0匀速运动，受到一个向北的水平恒力，此时球参与水平方向的匀速直线运动，及向北的匀加速运动，根据曲线运动条件，合外力指向物体做曲线运动轨迹的凹侧，且速度的方向沿着曲线的切线方向，出风带区域后小球匀速直线运动，出风带区域时速度的方向与该点曲线的切线方向相同，故D正确，A、B、C错误。
5.【答案】B
【解析】对轻杆和小球组成的系统进行受力分析，如图
设左侧斜面对杆AB支持力的大小为 NA ，由平衡条件有NA=mgcs30∘
得NA= 32mg
故选B。
6.【答案】B
【解析】A. 1∼3s ，此人向上加速，支持力大于重力，处于超重状态，重力不变，A错误；
B. 5∼7s ，此人向上减速，支持力小于重力，处于失重状态，B正确；
CD.8s末，电梯上行位移最大，位移等于图线与t轴之间的图形面积，采用数方格的形式，大于半格记一格，小于半格不记，一共16格，所以最大位移约为16m，CD错误。
故选B。
7.【答案】B
【解析】小车在匀速运动绳子的拉力作用下，沿着斜面向上运动，根据力的平行四边形定则，并结合运动的分解来确定小车的绳子与斜面的夹角为β时，小车运动的速度。
小车在绳子的作用下，沿着斜面向上运动，则可将此运动分解成沿着绳子的方向与垂直绳子的方向。 如图所示，因此有 v车csβ=v ，即 v车=vcsβ ，B正确。
8.【答案】B
【解析】AB.根据力的合成原则，当F由水平向右缓慢变为竖直向上的过程中，根据力的平行四边形定则可知，F先变小后变大，而绳子拉力T逐渐变小，A错误，B正确；
C.对M进行分析，竖直方向上有Mg+Tcsθ=N
因为T逐渐减小，所以地面对M的支持力N逐渐变小，C错误；
D.对M进行分析，水平方向上有f=Tsinθ
因为T逐渐减小，所以地面对M的摩擦力逐渐变小，D错误。
故选B。
9.【答案】AB
【解析】AC.在加速下蹲过程中，运动员对地面的压力与地面对运动员的支持力是一对相互作用力，它们总是大小相等、方向相反，故A正确、C错误；
B.在屈腿下蹲过程中，运动员对地面的压力是由于其鞋子发生形变产生的，故B正确；
D.惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，故D错误。
故选AB。
10.【答案】AC
【解析】AB.根据v2=2gh可知，出口下方4cm处速度约为2cm处的 2 倍，出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的 2 倍，故A正确，B错误；
C.根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为1：3：5…可知从出口下落0～3cm与3～12cm的时间是相等的，因砂粒随时间均匀漏下，可知出口下方0～3cm范围内的砂粒数约与3～12cm范围的砂粒数相等，故C正确。
D.出口下方0～3cm运动时间为t1= 2hg= 2×3×10−210s= 35×10−1s
出口下方0～9cm运动时间为t2= 2hg= 2×9×10−210s= 95×10−1s
则出口下方3～9cm运动时间为Δt=t2−t1= 35×10−1( 3−1)s
其中t1Δt= 3+12
由于砂粒随时间均匀漏下，则出口下方0～3cm范围内砂粒数约为3～9cm范围砂粒数的 3+12 倍，故D错误。
故选AC。
11.【答案】BD
【解析】CD.根据题意，有tanθ=yx=12gt2v0t=gt2v0
yA:yB:yC=9:4:1
设小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为α，则tanα=gtv0=2tanθ
tA:tB:tC=3:2:1，v0A:v0B:v0C=3:2:1
由此可知，三个小球落到斜面上时的速度方向均向同，落到斜面上的速度大小之比为vA:vB:vC=v0A:v0B:v0C=3:2:1，故C错误，D正确；
B.C处小球落在D点时，有tanθ=yx=12gt2v0t=gt2v0
所以t=2v0tanθg
此时对B处小球有tanβ=gt2v0=tanθ
即B处小球的速度沿斜面方向，故B正确；
A.C处小球落在D点时，对A处小球有tanγ=gt3v0=23tanθ
即C处小球落在D点时，A处小球的速度不沿斜面方向，故A错误。
故选BD。
12.【答案】BC
【解析】A.球A保持静止，根据平衡条件可得车厢左壁对球A的弹力为FN=mAgtan37∘=3N
轻杆对球A的弹力为F弹=mAgcs37∘=0.4×100.8N=5N，故A错误；
B.球B保持静止，根据平衡条件可得f=F弹sin37∘=3N
球B恰好静止在车厢水平底面上，则f=fm=μ(mBg+F弹cs37∘)
球B与车厢底面的动摩擦因数为μ=0.3，故B正确；
C.对小车、球A、B整体有，根据牛顿第二定律有F=(m+mA+mB)a
对球B，根据牛顿第二定律有F弹sin37∘+f1=mBa
解得f1=0，故C正确；
D.球B向右运动最大的加速度满足μ(mBg+F弹cs37∘)+F弹sin37∘=mam
解得am=10m/s2
球B不发生滑动，对小车施加水平向右的最大推力为Fm=(m+mA+mB)am=20N<22N
故对小车施加水平向右的推力 22N ，球B发生滑动，轻杆与竖直方向的夹角不是 37∘ ，故D错误。
故选BC。
13.【答案】 (1) C (2) BDF (3)2.0
【解析】(1)在实验中需要用刻度尺测量水平位移和竖直位移，所以还需要的器材是刻度尺，故选C。
(2)A.为了减小空气阻力的影响，应选择密度大的球，A错误；
B.通过调节，要使硬背板保持竖直，B正确；
C.小球与斜槽间的摩擦不影响实验，C错误；
D.为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，D正确；
E.倾斜挡板的高度不需要等间距变化，E错误；
F.为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，F正确。
故选BDF。
(3)在竖直方向上，根据 Δy=gT2 ，得T= Δyg= 0.25−0.1510s=0.1s
则小球平抛运动的初速度为v0=ΔxT=。
14.【答案】 (1)B (2)远大于 (3) 1.51 (4)； 0.75(0.73∼0.77)
【解析】(1)A.补偿阻力时，应将砝码盘和细线从小车上撤去，小车在自身重力分力作用下沿轨道匀速下滑，故A错误；
B.为了充分利用纸带，小车靠近打点计时器，在砝码盘内放置砝码后，先接通电源，再释放小车，故B正确；
C.正确补偿阻力后，根据Mgsinθ=μMgcsθ，可得tanθ=μ，可知改变小车内砝码的质量时，不需要重新调节木板倾角，故C错误；
D.打点结束后，应先关闭打点计时器，再取下小车上的纸带进行数据处理，故D错误。
故选B。
(2)以小车为对象，根据牛顿第二定律可得F=Ma
以砝码及砝码盘为对象，根据牛顿第二定律可得mg−F=ma
联立可得F=MmgM+m=mg1+mM
可知当小车加速向前运动时，小车的质量远大于砝码及砝码盘的质量时，小车所受的拉力的近似等于砝码和砝码盘的重力。
(3)每隔4个点选取一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
根据逐差法可得小车运动的加速度大小为a=xCE−xAC4T2=(5.26+6.78−2.26−3.75)×10−24×0.12m/s2≈1.51m/s2
(4)根据图中数据点作出 a−1M 图像如图所示
小车所受的拉力的近似等于砝码和砝码盘的重力，以小车为对象，根据牛顿第二定律可得F≈mg=Ma
可得a=mg⋅1M
可知 a−1M 图像的斜率为k=mg=1.52N=0.75N。
15.【答案】(1)设自行车前进的方向为正方向，设自行车依靠惯性滑行结束时速度的大小为 v ，则减速加速度为 a=−0.2m/s2 ，位移为 x1=30m ，初速度为 v0=4.0m/s 。
根据v2−v02=2ax1
解得v=2.0m/s
(2)设自行车依靠惯性滑行后刹车刚好停在停车线上，此时刹车加速度为 a′ ，根据0−v2=2a′x2
解得a′=−v22x2=−222×32−30m/s2=−1m/s2
自行车依靠惯性滑行结束后刹车的加速度至少为 1m/s2。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】(1)设斜面倾角为 θ ，根据几何关系有sinθ=hL
设人员沿斜面下滑加速为 a ，根据牛顿第二定律mgsinθ−f=ma
设人员下滑所需时间为 t ，由匀变速直线运动规律L=12at2
解得t=4 2s
(2)设人滑动到斜面底端时速度为 v ，则v=at=2 2m/s
设人员在水平地面上加速度大小为 a′ ，根据0−v2=2−a′x
设人员所受地面摩擦力为 f′ ，根据牛顿第二定律f′=ma′
解得f′=480N

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.【答案】(1)细线断开前，设拉力大小为 F ，加速度大小为 a ；对物块A有F−mAgsin37∘−μmAgcs37∘=mAa
对物块B有mBg−F=mBa
联立解得a=2m/s2 ， F=2.4N
(2)设细线断开时，物块A的速度大小为 v ，则有v=at=2m/s
设运动位移为 x1 ，则有x1=12vt=1m
细线断开后，设物块A加速度为 a′ ，则有mAgsin37∘+μmAgcs37∘=mAa′
解得a′=10m/s2
设继续向上运动的位移为 x2 ，则v2=2a′x2
解得x2=0.2m
则物块A沿斜面向上运动的总位移为x=x1+x2=1.2m

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】(1)由题意得，手指作用期间，A、B发生相对滑动，B相对地面向右加速运动；对B有μ1mg+2mg−μ2mg+3mg=maB
解得aB=2.0m/s2
(2)撤去手指后，B仍然向右加速运动，对B有μ12mg−μ23mg=ma′B
解得a′B=1.0m/s2
设 Δt=0.5s ，此时A、B的速度为v=aBΔt+a′BΔt
解得v=1.5m/s
共速前，B的位移x1=12aB(Δt)2+(aBΔt)Δt+12aB ′(Δt)2
当A、B共速后，保持相对静止，共同匀减速运动。设加速度为 a ，则μ2⋅3mg=3ma
设B位移为 x2 ，根据v2=2ax2
B运动的距离为xB=x1+x2
联立解得xB=2.0m
(3)手指作用时，对A有μmg−μ1mg+2mg=2maA
撤去手指后，A向右减速，对A有：μ1⋅2mg=2ma′A
解得a′A=2.0m/s2
撤去手指瞬间，A的速度vA=v+a′AΔt
解得vA=2.5m/s
假设手指作用时先与A相对滑动，设经 t1 手指和A达到共速，随后保持相对静止。则指套在A上面留下的划痕长度为Δx1=12vAt1
滑块A在木板B上表面上滑动的距离为Δx2=vAΔt−12vAt1−12aB(Δt)2
根据题意Δx1=13Δx2
解得t1=0.2s
手指作用时， A 的加速度aA=vAt1
联立解得μ=3.1

【解析】详细解答和解析过程见【答案】