重庆市第一中学校2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷

这是一份重庆市第一中学校2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷，共27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．某同学将飞来的羽毛球反向击回，击打前后瞬间羽毛球的速度大小分别为20m/s、30m/s若羽毛球与球拍接触时间为0.1s，在此次击球过程中（ ）
A．研究羽毛球在空中的翻转动作时，可将羽毛球看作为质点
B．球拍所受弹力是由于羽毛球的形变产生的
C．羽毛球的加速度大小为
D．球拍对羽毛球的作用力与羽毛球对球拍的作用力是一对平衡力
2．如图所示，是一种多功能“人”字形折叠梯，其顶部用活页连在一起，两梯中有一绳子，可以调节绳子的长度来改变两梯的夹角。梯子置于水平地面上，一质量为m的人站在梯子顶部，梯子的质量不计，整个装置处于静止状态，则（ ）
A．当时，梯子单边对地面的正压力大小为
B．当时，梯子单边对地面的正压力大小为mg
C．角越大，梯子对人的作用力越小
D．角越大，梯子对人的作用力越大
3．如图是某同学用刻度尺改造的一把测反应时间的尺子（0刻线在下端，时间刻度已标在尺上）。测量时，被测试者食指和拇指成钳状与0刻线在同一水平线上，看到尺子下落的同时去捏尺子，通过捏到的刻度可以直接读出反应时间。重力加速度为。关于这把尺子的说法正确的是（ ）
A．0~0.05s之间的距离为2cm
B．0.05~0.1s之间的距离为5cm
C．这原是一把15cm长的刻度尺
D．如果测出反应时间为0.2s，则尺子下落高度为20cm
4．如图所示，一条两岸平直的小河，宽，河水流速的大小处处相等，一人驾驶小船由渡口A驶向渡口B，船头始终垂直于河岸，已知船在静水中航速恒定，且船在静水中的速度与河水的流速之比为1∶2，若该船到达对岸需要50s。以地面为参考系，下列说法正确的是（ ）
A．河水流速大小为2m/s
B．船的合速度大小为2m/s
C．船的位移大小为
D．船渡河的轨迹是一条直线，且与河岸的夹角等于
5．某大桥如图甲所示，图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索，每两根吊索之间距离相等，若汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E处停下，汽车通过吊索D时的瞬时速度为，通过DE段的时间为t，则（ ）
A．汽车通过吊索A时的速度大小为
B．汽车减速的时间等于4t
C．汽车通过吊索C时的瞬时速度等于通过AE段的平均速度
D．汽车通过AD段的平均速度是通过DE段平均速度的3倍
6．如图所示，一玻璃清洁工人坐在简易的小木板BC上，通过楼顶的滑轮和轻质绳索OA在竖直平面内缓慢下降。在下降过程中，工人腿部与竖直玻璃墙的夹角，且保持不变。玻璃墙对脚的作用力始终沿腿方向，小木板BC保持水平且与玻璃墙平行。某时刻轻绳OA与竖直玻璃墙的夹角，连接小木板的两等长轻绳AB、AC的夹角，且与OA在同一倾斜平面内。已知工人及工具的总质量，小木板的质量可忽略不计，。假设工人姿势保持不变，下列说法正确的是（ ）
A．此时，玻璃墙对脚的作用力大小为
B．此时，AB、AC绳上的张力大小均为400N
C．从该时刻起，工人缓慢下降过程中，玻璃墙对脚的作用力逐渐减小
D．从该时刻起，工人缓慢下降过程中，OA绳上的张力逐渐减小
7．如图所示，某同学将一质量为m的象棋子放在静置于水平课桌上的物理课本中央，课本质量为M。用水平恒力F作用于课本，将其从象棋子下方抽出。假设课桌足够长，象棋子与课本、课本与桌面的动摩擦系数均为μ，象棋子离开课本所需时间为t，离开课本时速度为v。象棋子可视为质点，不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A．其他条件不变，m越大，t越长，v越大
B．其他条件不变，M越大，t越短，v越小
C．其他条件不变，F越大，t越短，v越小
D．其他条件不变，μ越大，t越长，v越大
8．如图所示，光滑斜面体ABC固定在水平面上，倾角，顶角，物块a和长木板b分别放在斜面BC和AB上，细线绕过固定在斜面顶点的轻质光滑定滑轮，两端分别与物块a和长木板b相连，滑轮两侧的细线分别与两侧的斜面平行，长木板b上放置一质量为m的物块c，b与c间的动摩擦系数为μ，长木板b质量为2m，物块a质量为（大小可调节），开始时，a、b、c的初速度均为零。重力加速度，，，下列判断正确的是（ ）
A．剪断绳子的瞬间，a的加速度为，b的加速度为，c的加速度为0
B．当，时，b、c的加速度均为，方向沿斜面向下
C．当，时，b、c的加速度均为，方向沿斜面向上
D．当，时，b与c将相对滑动
二、多选题
9．如图为某同学记录的A、B两物体的运动图像，横轴为时间t，纵轴忘记标记。已知A、B两物体同时从同一位置出发，已知图中两阴影部分面积相等，B物体运动图像为一条直线。则下列说法正确的是（ ）
A．若纵轴为位置x，则A物体一定做曲线运动
B．若纵轴为位置x，则A、B在过程中平均速度相同
C．若纵轴为速度v，则A、B在时相遇
D．若纵轴为速度v，则A、B在时相遇
10．某同学在搭乘电梯的过程中，利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度a随时间t的变化关系如图所示。时，电梯的速度为零，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．时，该同学处于失重状态
B．时，该同学处于失重状态
C．过程中，该同学乘电梯下降
D．时，电梯的速度最大
11．如图所示，小球B套在倾角为的固定杆PQ上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连，A、B均可视为质点。初始时，小球B位于P点，现将物体A由静止释放，当A刚到达地面时，速度大小为10m/s，小球B恰好运动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为。当小球B到达Q点时立刻剪断轻绳（剪断瞬间，B的速度不发生改变），B以速度斜向上抛出。已知杆PQ长度为，不计空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．
B．小球B从Q点抛出后到最高点的时间
C．小球B从Q点抛出后回到地面的时间
D．小球B的落地点到P的距离为
12．如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧，一端固定在倾角为的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量的小物块A相连，质量为（未知）的物块B紧靠A一起静止。现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下，稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度，。下列说法正确的是（ ）
A．若换用劲度系数更大的弹簧，的值会变大
B．
C．
D．
三、实验题
13．在“探究平抛运动的特点”的实验中。
（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时B球由静止下落，可以观察到两个小球同时落地，改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，发现：两球总是同时落地。由此可以得到的结论是 。
（2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是 。
A．斜槽轨道末端切线必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）另一组同学拍摄钢球做平抛运动频闪照片的一部分如图丙所示，已知每个小方格的边长为L，重力加速度为g，则钢球平抛的初速度大小为 。
14．某物理兴趣小组的同学设计了如图甲所示的实验装置来探究“当小车质量不变时，小车加速度和合力之间的关系”。装置中质量不计的力传感器可以测出与之连接的轻绳拉力的大小，所有滑轮的质量以及与转轴间的摩擦忽略不计，实验过程中木板上方的轻绳始终保持与木板平行。
（1）实验中正确的做法是 （填正确答案标号）。
A．用天平测出砂和砂桶的总质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）某次实验中，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小 （结果保留2位有效数字）。
（3）某同学按照正确的实验步骤操作，得出多组数据，以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出了图，其中正确的是 （填正确答案标号）
A． B． C．
（4）另一同学在使用同一装置做实验时，发现力传感器损坏，无法读出轻绳拉力的示数，但是仍然利用上述实验装置进行了新的探究，步骤如下：
①测出砂和砂桶的总质量m，并记录对应的小车运动时的加速度a；
②改变m，重复步骤①，得到多组m、a的数据；
③以a为纵轴，m为横轴作出的a-m图像，发现图像为曲线，为了得到两者的线性关系，同学们整理公式，发现以为纵轴，以为横轴，便可得到线性图像。若该线性图像的纵截距为b，斜率为k，则还可以求得实验中所用小车质量为 。（均用题中所给的字母表示）
四、解答题
15．滑索装置可以简化成如下模型，倾角为的轨道上套一个质量为m的圆环P，质量为3m的座椅和圆环P之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对座椅施加一个拉力F，使座椅从圆环正下方的A点缓慢移动，直到轻绳水平，座椅到达B点，此时，拉力与轻绳的夹角为，整个过程圆环P保持静止，重力加速度为g，求：
（1）座椅静止在A点时，轨道对圆环P的摩擦力
（2）座椅到达B点时，轨道对圆环P的摩擦力；
16．如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方处有一小球开始做自由落体运动。已知重力加速度的大小，求：
（1）若经过，小球与N端面等高，求空管的速度大小；
（2）若小球运动中恰好未穿过M端面，求空管的速度大小，及小球在空管中运动的时间。
17．一送货装置如图所示，质量为的货物（可视为质点）无初速度地放在倾角为的传送带最上端A处，传送带保持匀速向下运动，物体被传送到B端，然后滑上平板车，货物从传送带滑上平板车过程无速率损失，在离传送带B端水平距离处有一与平板车等高的水平平台，平板车与平台碰撞后立刻保持静止，不再移动。已知传送带长度，传送带与水平面的夹角，货物与传送带间的摩擦因数，货物与平板车的摩擦因数，平板车与地面的摩擦因数，平板车的质量。忽略空气阻力，已知重力加速度的大小，，求：
（1）货物刚放上传送带A端时的加速度大小；
（2）货物由传送带A端运动到B端的时间：
（3）若平板车长度为，货物被送至平台时速度大小。
18．在安全领域有一种常用的“软”性材料，其特性是越碰越软，经测定：当在第k次碰撞时，碰后反弹速度为第1次碰前速度大小的。如图所示，一质量为的足够长木板放在倾角的斜面上，板A端距斜面底端的距离为0.4m，由此材料做成的挡板固定在斜面底端。将一质量的小物块从距离木板B端5m处，以初速度沿木板向上滑上木板，同时释放木板，已知小物块与木板间的动摩擦因数，木板与斜面间的动摩擦因数。小物块可以看做质点，已知重力加速度的大小，，，。求：
（1）小物块刚滑上木板时，小物块和木板的加速度的大小和方向；
（2）第1次与挡板碰撞前，小物块相对木板向上滑行的最大距离；
（3）从小物块与挡板发生第1次碰撞到第15次碰撞前，小物块沿斜面滑行的距离。
参考答案：
1．B
【详解】A．研究羽毛球在空中的翻转动作时，羽毛球的形状、大小不可以忽略，不可将羽毛球看作为质点，故A错误；
B．球拍所受弹力是由于羽毛球的形变产生的，故B正确；
C．羽毛球的加速度大小为
故C错误；
D．球拍对羽毛球的作用力与羽毛球对球拍的作用力是一对作用力与反作用力，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】AB．将梯子与人看成整体，竖直方向上有
解得
可知梯子单边对地面的正压力大小为，且与无关，故A正确，B错误；
CD．人受力平衡，梯子对人的作用力与人的重力平衡，等大反向，故梯子对人的作用力不变，与无关，故CD错误。
故选A。
3．D
【详解】A．0~0.05s之间的距离为
故A错误；
B．0.05~0.1s之间的距离为
故B错误；
D．如果测出反应时间为0.2s，则尺子下落高度为
故D正确；
C．测出反应时间为0.2s，则尺子下落高度为，则刻度尺长度大于，故C错误。
故选D。
4．C
【详解】船在静水中的速度大小为
船在静水中的速度与河水的流速之比为1∶2，则河水流速大小为
船的合速度大小为
船的位移大小为
船渡河的轨迹是一条直线，设与河岸的夹角为，则有
可得
故选C。
5．D
【详解】AB．设汽车做减速运动的加速度大小为，每两根吊索之间的距离为，减速运动所用的时间为，将汽车的匀减速直线运动逆向看成初速度为0的匀加速直线运动，则根据题已知可得从E到D有
，
从E到A有
解得
，
则由速度与时间的关系可得
故AB错误；
C．由逆向思维，从E到C有
解得
AE段的平均速度
显然
故C错误；
D．汽车减速运动的总时间为2t，通过DE段的时间为t，则通过AD段的时间也为t，由此可得汽车通过AD段的平均速度
汽车通过DE段平均速度
可得
故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．对工人受力分析如图所示
此时，玻璃墙对脚的作用力大小为
故A错误；
B．此时OA绳上的张力大小为
由于AB、AC具有对称性，且AB、AC绳上张力的合力大小与OA绳上的张力大小相等方向相反、合力为零，则可得
，
解得
故B错误；
CD．从该时刻起，工人缓慢下降过程中，作出力的矢量三角形，如图所示
随着工人缓慢下降，绳OA与竖直方向的夹角逐渐减小，根据动态变化过程可知，玻璃墙对脚的作用力逐渐减小，OA绳上的张力逐渐增大，故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．对象棋子由牛顿第二定律有
解得
由速度与时间的关系可得
对课本由牛顿第二定律有
解得
设象棋子与课本的相对位移为，则有
解得
其中
可知，其他条件不变，m越大，则越小，时间t越长，而象棋子得速度
可知越大，故A正确，不符合题意；
B．其他条件不变，M越大，则越小，时间t越长，而象棋子的速度v越大，故B错误，符合题意；
C．其他条件不变，F越大，则越大，时间t越短，则象棋子的速度v越小，故C正确，不符合题意；
D．其他条件不变，μ越大，则越小，时间t越长，则象棋子的速度v越大，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】A．剪断绳子的瞬间，对a分析，根据牛顿第二定律有
解得
当b与c间的动摩擦系数足够大时，b与c将保持相对静止向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
解得
即此时，b、c的加速度均为，故A错误；
B．假设b与c能够保持相对静止，对a、b、c整体有
解得
由于，可知，物块c能够获得的最大加速度为
可知，假设成立，b、c的加速度均为，方向沿斜面向下，故B错误；
C．假设b与c能够保持相对静止，对a、b、c整体有
解得
方向沿斜面向上，由于，可知，物块c能够获得沿斜面向上的最大加速度为
可知，假设成立，b、c将保持相对静止，加速度均为，方向沿斜面向下，故C错误；
D．假设b与c能够保持相对静止，对a、b、c整体有
由于，解得
方向沿斜面向上，由于，可知，物块c能够获得沿斜面向上的最大加速度为
可知，假设不成立，b与c将相对滑动，故D正确。
故选D。
9．BC
【详解】A．若纵轴为位置x，图象只能描述直线运动，则A物体一定做直线运动，故A错误；
B．若纵轴为位置x，则A、B在过程中位移相同，所用时间相同，平均速度相同，故B正确；
C．若纵轴为速度v，图象与坐标轴围成的面积表示位移，在末，A、B两物体图象与坐标轴围成的面积相等，则位移相等，A、B两物体同时从同一位置出发，则A、B在时相遇，故C正确；
D．若纵轴为速度v，在末，A物体图象与坐标轴围成的面积大于A物体图象与坐标轴围成的面积，则A的位移大于B的位移，故在时，A、B未相遇，故D错误。
故选BC。
10．AC
【详解】A．时，该同学加速度为负值，有向下的加速度，该同学处于失重状态，故A正确；
B．时，该同学加速度为正值，有向上的加速度，该同学处于超重状态，故B错误；
C．电梯启动时，电梯向下的加速度，过程中，电梯加速下降，过程中，电梯匀速下降，过程中，电梯减速下降，故过程中，该同学乘电梯下降，故C正确；
D．图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，时，图象与坐标轴围成的面积为零，电梯的速度为零，故D错误。
故选AC。
11．BD
【详解】
A．将B的速度沿绳方向与垂直于绳方向分解，可得
解得
故A错误；
B．小球B从Q点抛出后到最高点的时间
故B正确；
C．小球B从Q点抛出后最高点离地面的高度为
小球B从从最高点回到地面，有
小球B从Q点抛出后回到地面的时间
故C错误；
D．小球B的落地点到P的距离为
故D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】AB．根据图乙可知，加速度为时，弹簧处于原长，此时A、B恰要分离，且此时A、B整体所受合外力为斜面对整体的支持力与重力的合力，受力分析如图所示
则有
解得
显然，的值与弹簧的进度系数无关，无论弹簧劲度系数多大，当弹簧恢复原长时，A、B整体所受合外力始终是其整体重力与斜面支持力的合力，合力不变则加速度不变，即的值不变，故A错误，B正确；
CD．根据图乙可知，当加速度为0时，即整个系统处于静止状态时，此时弹簧被压缩，弹簧的形变量为
对A、B整体由平衡条件有
而由于A与弹簧连接，当时，图乙中另一纵轴截距的意义为
其中
联立解得
，
故C错误，D正确。
故选BD。
13． 平抛运动竖直方向上为自由落体运动 AD/DA
【详解】（1）[1]该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地，且改变高度仍然得到相同的结果，则说明平抛运动竖直方向上为自由落体运动。
（2）[2]A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确；
BD．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误，D正确；
C．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标是上确定的点连接起来，故C错误。
故选AD。
（3）[3]平抛运动水平方向做匀速直线运动，而竖直方向做自由落体运动，根据图丙中可得，在水平方向有
在竖直方向由逐差法
联立解得
14． BC/CB 0.93 A
【详解】（1）[1]AD．绳子的拉力可由力传感器测得，不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，不需要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M，故AD错误；
B．平衡阻力时，应将带滑轮的长木板另一侧的垫高，故将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力，故B正确；
C．为打点稳定，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故C正确。
故选BC。
（2）[2]相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车的加速度大小为
（3）[3]根据牛顿第二定律有
整理得
可知正确的图为图A。
故选A。
（4）[4]根据牛顿第二定律有
整理得
线性图像的纵截距为
斜率为
小车质量为
15．（1），沿斜面向上；（2）mg，沿斜面向下
【详解】（1）座椅静止在A点时，将座椅和圆环看成整体，根据平衡条件可得
方向沿斜面向上。
（2）绳套到达B点时，设轻绳上的拉力为F，对质量为3m的座椅，受力分析如图a所示。由平衡条件可得
设轨道对滑轮的摩擦力大小为f，弹力大小为N，对滑轮受力分析如图b所示，由平衡条件可得
解得
方向沿斜面向下。
16．（1）2m/s；（2）2m/s，0.2s
【详解】（1）根据题意可得
代入数据解得
（2）若小球运动中恰好未穿过M端面，则可知当小球到达M端面时恰好与空管达到共速，则有
联立解得
，
根据（1）中可知，时小球恰好到达N端面，在可知小球从N端面到达M端面所用的时间为0.1s，小球与空管在M端面达到共速后设在经过时间小球离开空管，则有
解得
由此可得小球在空管中运动的时间
17．（1）12m/s2；（2）2s；（3）2m/s
【详解】（1）货物刚放上传送带A端时，由牛顿第二定律有
代入数据解得
（2）设货物达到与传送带共速所用的时间为，则有
达到共速时货物的位移
由于
可知当货物与传送带达到共速后将与传送带保持静止一起做匀速直线运动，设在传送带上做匀速直线运动的时间为，可得
由此可知货物在传送带上运动的总时间
（3）货物滑上平板车时的速度为，设货物在平板车上的加速度大小为，平板车的加速度大小为，则对货物由牛顿第二定律有
对平板车由牛顿第二定律有
解得
，
设两者达到共速所用的时间为，则有
解得
设在达到共速时货物与平板车的位移分别为、，则有
货物与平板车的位移差
由此可知共速时货物距平板车最左端的距离为
二者达到共速时的速度
此时平板车的最左端距平台的距离为
二者达到共速后一起向左做减速运动的加速度大小为，对整体由牛顿第二定律有
解得
设平板车与平台碰撞时的速度为，由速度与位移的关系有
解得
平板车与平台碰撞后静止，而货物将继续以加速度做减速运动，设货物滑上平台时的速度为，则由速度与位移的关系有
解得
18．（1）10m/s2，沿斜面向下，0.8m/s2，沿斜面向下；（2）4.6m；（3）0.2m
【详解】（1）对小物块由牛顿第二定律可得
代入数据解得小物块加速度大小为
方向沿斜面向下。
对木板由牛顿第二定律可得
代入数据解得木板加速度大小为
方向沿斜面向下。
（2）长木板向下做匀加速直线运动，位移是
所用时间
小物块速度减到零所用时间
小物块沿斜面向上做匀减速直线运动，速度减到零时位移
长木板向下做匀加速直线运动，在t2时间内的位移是
第1次与挡板碰撞前，小物块相对木板向上滑行的最大距离
（3）由题意可知，长木板与挡板碰撞后，对小物块沿长木板下滑，则有
解得
对长木板上滑过程则有
解得
下滑过程则有
解得
第1次碰撞前
第1次碰撞后
用时间
第2次碰撞前
所用时间
第2次碰撞后
所用时间
第3次碰撞前
因此有
可得
可得小物块沿斜面滑行的距离