重庆市第八中学校2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷

这是一份重庆市第八中学校2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．力与运动无处不在，亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿等一大批著名学者都致力研究力与运动的关系，带来了人类科学进步，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略通过理想实验和逻辑推理得出力不是维持物体运动的原因
B．笛卡尔认为如果运动物体不受任何力的作用，它将保持静止
C．牛顿第一定律能够通过现代实验手段直接验证
D．亚里士多德根据生活经验提出轻的物体和重的物体下落一样快
2．躺椅在生活中用途广泛，图甲中人双脚离地而坐，图乙中人双脚着地而坐。两图中位于水平地面上的人和椅子都保持静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．甲中人对躺椅的压力是由椅子发生形变产生的
B．甲中人不同的躺姿会改变躺椅对人的作用力
C．乙中人脚用力蹬地时，躺椅对人背部摩擦力一定沿椅面向下
D．乙中人脚用力蹬地时，脚对地的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等
3．一辆装石块的货车在平直道路上向前做直线运动，货箱中间有一石块P，石块P受到其它石块的作用力为F，下列所示的F方向不可能的是（ ）
A．B．
C． D．
4．如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量分别为、、，且。用一水平外力将薄板沿垂直的方向抽出，圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图（ ）
A．B．
C．D．
5．北京冬奥会让人们深入感受了冰壶运动的魅力。某同学用频闪照相的方法研究水平面上推出的冰壶做匀减速直线运动的规律。某次实验中连续拍得的5张照片对应冰壶的位置如图所示，从第一张照片起，相邻两张照片对应冰壶的位置间距依次5.2m，3.6m，2.0m。已知每次拍照时间间隔均为1s，冰壶可视为质点，则第四张和第五张照片对应冰壶的位置间距为（ ）
A．0.45mB．0.40mC．0.55mD．0.50m
6．如图所示，A、B两篮球从相同高度同时抛出后直接落入篮管，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是（ ）
A．A可能比B先落入篮管
B．A、B运动的最大高度可能相同
C．A在最高点的速度一定比B在最高点的速度大
D．A、B上升过程中不可能出现高度相同时且速度方向相同的情况
7．如图所示，是等边三角形的中心，是三角形中的任意点，如果作矢量、、分别表示三个力，三个力的方向如图中箭头所示，则这三个力的合力大小用的长度表示为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
8．某人站在压力传感器上做“下蹲一起立”的动作时，记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为力（单位为N），横坐标为时间（单位为s），由图线可知，该人的体重约为650N，g取10m/s2.除此之外，还可以得到的信息是（ ）
A．该人做了二次“下蹲一起立”的动作
B．下蹲过程中先处于失重状态后处于超重状态
C．5s末人正在向下匀速运动
D．下蹲过程中人的最大加速度约为7.2m/s2
9．如图所示，物块A、B静止放置在竖直轻弹簧上。A与弹簧上端连接，弹簧下端固定在水平面上。为使A、B分离，某同学使用了两种方案：方案一：给两物块一竖直向下适当大小的瞬时速度，A、B先向下运动，后向上运动，直到分离。方案二：对B施加一个向上适当大小的恒力，使A、B开始一起向上运动，直到分离。下列说法正确的是（ ）
A．无论哪种方案，A、B分离时，两物块间的压力一定为零
B．方案一，A、B分离时，弹簧处于原长
C．方案二，A、B分离时，弹簧处于原长状态
D．方案二，A、B分离前，一起向上做匀加速直线运动
10．如图所示，某足够长的斜面倾角为θ，底部在A点与水平面平滑连接。在斜面下方的水平面上标记一个定点O作为原点建立直角坐标系，规定正方向如图。一木块（可视为质点）与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ，从P（0，h）由静止释放，恰好在Q（x，0）停下。改变P、A两点的位置以及斜面倾角θ，使小球由静止释放后仍能在Q点停下，满足条件的P点坐标可能是（ ）
A．（，）B．（，）
C．（，）D．（，）
三、实验题
11．用传感器和计算机可以方便地描出做平抛运动的物体的轨迹，从而研究平抛运动。设计原理如图甲所示，物体A能够在竖直平面内向接收装置B发射脉冲信号，装置B与计算机相连，且有两个接收端口B1和B2。根据脉冲时间差可算出B1和B2各自与物体A的距离。这两个距离确定之后，物A的位置也就确定了，由此计算机可以即时给出A的坐标。图乙中的A、B、C三点是某次实验中物体做平抛运动过程中，由计算机确定的连续三次发射信号的位置。已知图乙中每一格长度为L，当地重力加速度为g。
（1）实验前，需要反复调整实验装置，直至斜槽末端 ；
（2）根据乙图轨迹，物体相邻两次发射信号的时间间隔为 （用g，L表示）；
（3）根据乙图轨迹，物体在B点处的速度大小为 （用g，L表示）
12．诚勤立达物理兴趣小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，采用如图所示实验装置，图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源
（1）实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是： （填“挂”或“不挂”）吊盘， （填“连接”或“不连接”）纸带，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距 （填“均匀”或“不均匀”）的点。
（2）按住小车，在吊盘中放入一定质量的砝码，为了保证在运动过程中，小车所受的拉力近似等于吊盘和盘中砝码的总重力，那么吊盘和盘中砝码的总质量应 （填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）小车及车中砝码总质量。
（3）打开打点计时器电源，释放小车，得到如图所示的纸带，图示为五个计数点之间的距离，相邻两个计数点间有四个点未画出，可求得小车的加速度a= m/s2 。（结果保留两位小数）
（4）诚勤立达物理兴趣小组在得出实验结论后，另一小组在验证加速度与质量关系实验时，保证吊盘和吊盘上砝码的总质量m0不变，但未测小车质量M，通过在小车上增加砝码来改变小车总质量，每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m，并作出与m之间的关系图像如图所示，已知图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若该同学其他操作均正确，可得到小车的质量M为 （用k、b、m0表示）
四、解答题
13．有圆形转盘的圆桌是多人宴会时常用的设备，菜品放在水平圆形转盘上可以通过转动方便每个人夹菜。如图是某种圆形转盘的示意图，O为转盘的圆心，虚线为竖直转轴所在的直线，P是转盘上放置的物体（可视为质点）。已知物体P到圆心O的距离为r=40cm，转盘匀速转动（g取10m/s2，π2取10）。
（1）若圆盘角速度=1rad/s，求物体P的线速度大小；
（2）若圆盘匀速转动周期T=5s，求物体P的向心加速度大小。
14．如图所示，倾角的斜面AB与光滑水平面BC平滑连接，BC的右端与水平传送带紧密相连，传送带逆时针匀速转动的速度大小。有一质量的物块从斜面上高为h处静止释放，已知滑块与斜面及传送带间的动摩擦因数分别为和，传送带C、D两端距离。（g取）
（1）若，求物块到达B点时的速度大小；
（2）若释放高度h满足一定条件后，物块在传送带上运动一次后总能以相同的速度返回C点，求h的范围。
15．一平台的局部如图甲所示，水平面光滑，竖直面粗糙，右角上固定一定滑轮，在水平面上放着一质量mA=2.0kg，厚度可忽略不计的薄板A，薄板A长度L=1.5m，在板A上叠放着质量mB=1.0kg，大小可忽略的物块B，B与A之间的动摩擦因数为μ1，一轻绳绕过定滑轮，轻绳左端系在物块B上，右端系住质量mC=1.0kg的物块C，物块C刚好可与竖直面接触。初始时用手按住物块B，使各物体都处于静止状态，绳被拉直，物块B位于板A的左端点，然后放手，设板A的右端距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，g取10m/s2）。
（1）若薄板A和物块B恰能保持相对静止，求μ1；
（2）若μ1=0.2，从放手开始计时，经过t=2.0s，求物块C下降的高度；
（3）若初始时刻不放手，改为剪断轻绳，同时对物块C施加水平向左的力F，其大小随时间变化关系如图乙所示，断绳时刻开始计时，经过t′=4.0s，物块C恰好停止运动，求物块C与竖直面之间的动摩擦因数μ2和此过程中的最大速度。
参考答案：
1．A
【详解】A．伽利略通过理想实验和逻辑推理得出力不是维持物体运动的原因，选项A正确；
B．笛卡尔认为如果运动物体不受任何力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，故B错误；
C．牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不能通过现代实验手段直接验证，选项C错误；
D．亚里士多德根据生活经验提出重的物体比轻的物体下落的快；伽利略提出在只有重力作用时，轻的物体和重的物体下落一样快，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．甲中人对躺椅的压力是由人发生形变产生的，故A错误；
B．甲中人不同的躺姿，躺椅对人的作用力均与人的重力大小相等，方向相反，故B错误；
C．乙中人脚用力蹬地时，如果人的背部相对于躺椅有向下运动的趋势时，人背部所受摩擦力一定沿椅面向上，故C错误；
D．以人和躺椅整体为研究对象，乙中人脚用力蹬地时，地对脚的摩擦力和地对躺椅的摩擦力等大反向，由牛顿第三定律知：脚对地的摩擦力大小和地对脚的摩擦力大小相等，可得脚对地的摩擦力大小与躺椅对地的摩擦力大小相等，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．若货车匀速运动，则石块受力平衡，则其它石块对该石块的作用力与其重力等大反向，则F竖直向上，选项A不符合题意；
C．若货车匀加速运动，则石块受的合力水平向前，则其它石块对该石块的作用力F斜向右上方，选项C不符合题意；
D．若货车匀减速运动，则石块受的合力水平向后，则其它石块对该石块的作用力F斜向左上方，选项D不符合题意；
B．由以上分析可知，石块P受到其它石块的作用力为F的方向不可能斜向右下方向，选项B符合题意。
故选B。
4．A
【详解】设圆柱体的质量为m，圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为，则在抽薄板的过程中，圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动，离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动，根据牛顿第二定律有
可得，加速运动与减速运动时的加速度都为
由于圆柱体A先离开薄板，B、C同时后离开薄板，则根据可知，A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度，同时A加速的位移小于B、C加速的位移。离开薄板后，根据可知，B、C在桌面上滑动的距离相等，且大于A在桌面上滑动的距离。
故选A。
5．B
【详解】由得
即
解得第四张和第五张照片对应冰壶的位置间距
故选B。
6．C
【详解】AB．若研究两个过程的逆过程，可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的A、B两点，则A球上升的高度较大，高度决定时间，可知A球运动时间较长，即B球先落入篮筐中，故AB错误；
C．两个过程的逆过程，可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，因为两球抛射角相同，有
A球的射程较远，则A球的水平速度较大，即在最高点的速度比B球在最高点的速度大，故C项正确；
D．由斜抛运动的对称性可知，当A、B两球上升到与篮筐相同高度时的速度方向相同，故D项错误。
故选C。
7．C
【详解】因为是等边三角形的中心，现增加三个力：矢量、、，如图所示
因矢量、、互成，故、、三者的合力为零，不影响、、三力的合成，根据三角形定则可知，与的合力为，与的合力为，与的合力为，故、、这三个力的合力为，C正确，ABD错误。
故选C。
8．BD
【详解】AB．下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态，起立过程中先处于超重状态后处于失重状态，完成下蹲或者起立后人对传感器的压力等于自身重量，对照图中曲线的变化可知，该人做了一次“下蹲一起立”的动作，故A错误，B正确；
C．由图可知5s末时人完成了下蹲动作，并且对传感器的压力等于自身重量，说明此时人静止的蹲在传感器上，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知，下蹲过程中人的加速度为
所以人的加速度最大时候就是传感器提供的支持力最小的时候，由图可知最小的支持力约为180N，所以人的最大加速度约为
故D正确。
故选BD。
9．AB
【详解】A．无论哪种方案，A、B分离时，两物块间不再挤压，两物块间的压力一定为零，故A正确；
B．方案一：A、B分离时，B只受重力，由牛顿第二定律有
解得
方向竖直向下，以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律有
解得
可知，弹簧处于原长，故B正确；
C．方案二：A、B分离时，A、B的加速度相同，A、B间弹力为0，由于B受到向上的恒力，此时B的加速度不是重力加速度，则A的加速度也不是重力加速度，可知弹簧不是处于原长状态，故C错误；
D．方案二，A、B分离前，以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
因为弹簧的压缩量在减小，可知整体的加速度减小，所以A、B一起向上做的是非匀加速直线运动，故D错误。
故选AB。
10．BCD
【详解】小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，最终停在A点，设斜面长为L，则斜面在水平面的投影为
根据功能关系可得
整理可得
解得
改变斜面倾角和斜面长度，小木块仍在A点停下，设小木块静止释放点的坐标为()。根据前面的分析可得
整理可得
当时，解得
当时，解得
当时，解得
当时，解得
故A错误；BCD正确。
故选BCD。
11． 水平
【详解】（1）[1]要研究平抛运动，所以要将斜槽末端调至水平；
（2）[2] 竖直方向上是加速度为g的匀加速直线运动，则根据，解得
（3）[3] B点竖直方向上，有
B点水平方向上，有
物体在B点处的速度大小为
12． 不挂 连接 均匀 远小于 0.51
【详解】（1）[1] [2] [3] 实验之前要平衡小车所受的阻力，具体的步骤是：不挂吊盘，连接纸带，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。
（2）[4] 为了保证在运动过程中，小车所受的拉力近似等于吊盘和盘中砝码的总重力，那么吊盘和盘中砝码的总质量应远小于小车及车中砝码总质量。
（3）[5] 电源的频率为50Hz，打点周期
相邻两个计数点间的时间间隔
小车的加速度
（4）[6] 设小车质量为，若牛顿第二定律成立，则
整理得
所以图中直线的斜率
得
纵轴上的截距
小车的质量
13．（1）0.4m/s；（2）0.64m/s2
【详解】（1）根据可得物体P的线速度大小
（2）物体P的向心加速度大小
14．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意，物块在斜面上运动时，由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式有
解得
（2）物块在传送带上运动，由牛顿第二定律有
解得
若要物块在传送带上运动一次后总能以相同的速度返回C点，则物块到达点速度
且物块不能从点离开传送带，则有
解得
物块滑到点时速度为0，则物块恰好不能从点离开传送带，则有
解得
综上所述，物块在传送带上运动一次后总能以相同的速度返回C点h的范围为
15．（1）；（2）；（3），
【详解】（1）将A、B、C三个物体看作一个整体，根据牛顿第二定律得
因为薄板A和物块B恰能保持相对静止，则对A由牛顿第二定律
代入数据，解得
（2）若
则A、B间发生了相对滑动，以B、C为整体，由牛顿第二定律
解得
对A，则
解得
设经过时间物块B从薄板A上滑下，则
解得
此时B、C的速度为
此后，B、C为整体，由牛顿第二定律
则经过物块C下降的高度为
解得
（3）物块C受到的水平向左的力F与物块C对竖直面的压力大小始终相等，在竖直方向上，取竖直向下为正方向，根据动量定理
结合图乙，在时间内，力F的平均值为40N，则可得
当物块C受力平衡时速度最大，即
解得
结合图乙，可得当时，物块C的速度最大，根据动量定理
解得