2023-2024学年四川省成都市成华区某校高一上学期期末模拟考试物理试卷（解析版）

这是一份2023-2024学年四川省成都市成华区某校高一上学期期末模拟考试物理试卷（解析版），共19页。
试卷满分：100分考试时间：75分钟
注意事项：
1.在作答前，考生务必将自己的姓名、考号涂写在试卷和答题卡规定的地方。考试结束，监考人员只将答题卡收回，试卷请考生自己妥善保存。
2.选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题均无效。
4.保持答题卡清洁，不得折叠、污染、破损等。
第Ⅰ卷(选择题共50分)
一、单项选择题：本题共8小题。每小题4分，共32分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造了许多物理思想与研究方法，高一上学期同学们学习了理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A. 根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在时刻的瞬时速度，这是应用了平均值法
B. 质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想
C. 伽利略的理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加。这里采用了微元法
【答案】D
【解析】A．根据速度定义式，当时间非常小时，就可以用表示时刻的瞬时速度，是应用了极限思想法，故A错误；
B．研究问题时，在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了理想模型法的思想，故B错误；
C．伽利略理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律，故C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，将变速运动无限划分后变成了一段一段的匀速运动，即采用了微元法，故D正确。
故选D。
2. 在国际单位制中，三个力学基本物理量的测量仪器可以是（ ）
A. 天平、量筒、秒表B. 米尺、天平、秒表
C. 米尺、量筒、天平D. 量筒、米尺、秒表
【答案】B
【解析】在国际单位制中，三个力学基本物理量长度、质量和时间，其测量仪器为米尺、天平和秒表。
故选B。
3. 如图所示，木块A、B分别重50N和60N，与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的弹力大小为800N
B. 木块A受到的摩擦力大小为10N
C. 木块B受到的摩擦力大小为6N
D. 地面给B摩擦力大小为10N，方向向左
【答案】D
【解析】A．弹簧弹力大小
故A错误；
B．施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，木块A所受摩擦力大小为
故B错误；
CD．由题意可知木块B处于静止状态，根据受力平衡可得木块B所受摩擦力大小为
方向向左，故C错误，D正确。
故选D。
4. 某汽车刹车过程可视为匀减速直线运动，已知开始刹车时初速度大小为8m/s，第2s内的位移为5m，则该车（ ）
A. 第2内的平均速度大小为2.5m/s
B. 刹车时加速度大小2m/s2
C. 第2s内与第3s内通过的位移大小之比为3：5
D. 刹车后5s内的位移大小为15m
【答案】B
【解析】A．第2内的平均速度大小为
A错误；
B．第2内的平均速度大小为第1.5s的瞬时速度，设刹车时加速度大小为 a，则有
B正确；
C．刹车时间为
根据逆向思维可知，第1s内，第2s内，第3s内，第4s内的位移之比为
所以第2s内与第3s内通过的位移大小之比为5：3，C错误；
D．刹车后5s内，车已经停止，所以5s内的位移等于4s内的位移，则有
D错误。
故选B。
5. 如图所示，装有足球的轻网兜系在钉子上，墙壁光滑。将网绳在钉子上多绕几圈后，则（ ）

A. 网绳上的拉力变小B. 网绳上的拉力不变
C. 墙壁对足球的支持力变大D. 墙壁对足球的支持力不变
【答案】C
【解析】AB．对足球受力分析如图所示：

设悬绳与竖直方向的夹角为，将网绳在钉子上多绕几圈后，绳子长度减小，增大，由平衡条件可得
得网绳的拉力T随着的增大而增大，A错误，B错误；
CD．平衡条件可得
解得
所以墙壁对足球的支持力随着的增大而增大，C正确，D错误。
故选C。
6. 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
【答案】D
【解析】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。
7. 如图甲，燃气灶具有四个相同的支撑架，四个支撑架均匀分布。假设支撑架上部分为一斜面，且该斜面与竖直方向的夹角为，如图乙所示。现将一质量为2kg的半球形锅正放在燃气灶上，且锅与支撑架斜面接触，重力加速度大小为g，忽略支撑架斜面与锅之间的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 燃气灶支撑架给锅的作用力大小为10N
B. 燃气灶支撑架给锅的作用力方向垂直燃气灶支撑架向上
C. 每个支撑架给锅的弹力大小为
D. 质量相同的锅，半径越大，每个支撑架给锅的弹力越大
【答案】C
【解析】AB．燃气灶支撑架给锅的作用力与锅的重力平衡，则燃气灶支撑架给锅的作用力方向竖直向上、大小为20N，故AB错误；
C．根据平衡条件有
解得
故C正确；
D．每个支撑架给锅的弹力方向总是垂直于支架向上，结合上述可知，质量相同的锅，每个支撑架给锅的弹力大小与半径大小无关，即始终大小为，故D错误。
故选C。
8. 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.
【答案】A
【解析】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。
二、多项选择题：本题共3小题。每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中至少有两个选项是符合题目要求的。
9. 如图所示，“儿童蹦极”中，拴在小朋友腰间左右两侧的是弹性极好的相同的橡皮绳。 若小朋友从橡皮绳处于最低点位置处开始由静止上升（此时橡皮绳伸长最大），直至上升到橡皮绳处于原长的过程中，下列关于小朋友的运动状态的说法中正确的有（ ）
A. 橡皮绳处于原长位置时，小朋友的速度、加速度都为零
B. 小朋友的速度最大时，其加速度等于零
C. 小朋友处于最低点位置时，其加速度不为零
D. 小朋友先做变加速运动，加速度越来越小，再做变减速运动，加速度越来越小
【答案】BC
【解析】A．橡皮筋处于原长位置时，小朋友只受重力，加速度为g，无法判断速度是否为0，A错误；
B．小朋友所受合力为0时加速度为0，速度不再增大，此时速度最大，B正确；
C．小朋友处于最低点位置时，合力向上，加速度不为0，C正确；
D．小朋友从最低点向上运动时，橡皮筋拉力的合力大于重力，拉力和重力的合力向上但逐渐减小，加速度越来越小，而后橡皮筋拉力的合力会小于重力，拉力和重力的合力向下增大，加速度增大，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，人在岸上以恒定速度通过缆绳拉船靠岸，已知船的质量为m，水的阻力恒为，当缆绳与水平面的夹角为时，人的拉力大小为F，则（ ）
A. 此时船前进的速度为
B. 此时船的加速度为
C. 此时船的加速度为
D. 随着轻绳与水平面夹角的增大，船的速度减小，加速度减小
【答案】AC
【解析】船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度．如下图所示根据平行四边形定则有，v人=v=v船csθ，即船前进的速度为 故A正确．对小船受力分析，如下图所示，则有Fcsθ-Ff=ma，因此船的加速度大小为，选项C正确；
由上述表达式可知，随着轻绳与水平面夹角的增大，船的速度变大，加速度减小，故D错误；故选AC．
点睛：解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，并掌握受力分析与理解牛顿第二定律．
11. 如图，在足够长的、倾角为30°的光滑斜面上，挡板C与斜面垂直。质量均为m的A、B两相同物块与劲度系数为k的轻弹簧两端相连，在C的作用下处于静止状态。现给A施加沿斜面向上的恒力F，使A、B两物块先后开始运动。已知弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是（ ）
A. F作用前A、B静止时，弹簧的形变量为
B. 恒力F的值一定大于
C. 物块B开始运动时，物块A的加速度值为
D. 物块B开始运动时，A发生位移的值为
【答案】AC
【解析】A．F作用前A、B静止时
解得弹簧的形变量为
故A正确；
B．F可以先使A加速运动起来，然后随着弹力的变化，在A做减速运动过程中，使得B开始运动，故F的力不一定大于mg，故B错误；
C．当B开始运动时，弹簧的弹力为
并且处于伸长状态，对A有一个沿斜面向下的拉力，所以
解得
故C正确；
D．在未施加F之前，弹簧处于压缩状态，形变量为
当B开始运动时，弹簧处于拉伸状态，形变量
所以A的位移为
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(实验题与计算题共50分)
三、实验题：共两小题，共14分
12. 某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有____________。
A.两球的质量应相等
B.两球的质量可以不相等
C.误差允许范围内两球应同时落地
D.应改变装置的高度，多次实验
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，小球平抛的初速度大小为____________m/s。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）BCD （2）1.5
【解析】（1）AB．该实验中，其A、B两个球的质量不需要等质量，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，所以误差允许范围内两球应同时落地，故C项正确；
D．为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，从而避免实验偶然性，故D项正确。
故选BCD。
（2）由图乙可知，在竖直方向上
解得
13. 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）
【答案】（1）BC##CB （2） 0.93 （3）A （4）
【解析】（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）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）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）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
四、计算题：共三小题，共36分
14. 无人机航拍以无人驾驶飞机作为空中平台进行摄影。如图所示，某款质量的摄影无人机开始悬停在湖面一定高度处，为了全景拍摄景物，无人机匀加速上升，速度时上升高度达到9m，而后减速直至悬停，忽略空气阻力影响，g取，求无人机：
（1）加速上升的时间t；
（2）加速上升过程中加速度a的大小；
（3）加速上升过程中受到的升力F有多大。
【答案】（1）3s；（2）；（3）12N
【解析】（1）由匀变速直线运动平均速度公式
解得
（2）由
解得
（3）由牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，一小球从平台上抛出，恰好无碰撞地落在临近平台的一倾角为a=53°的光滑斜面上并下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，斜面高度H=2.8m（g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6）求：
（1）小球落在斜面上时竖直方向速度vy与水平方向速度vx分别是多少？
（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？
（3）小球沿光滑斜面下滑的时间t是多大？
【答案】（1），
（2） （3）
【解析】
【小问1解析】
小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，所以
由竖直方向自由落体运动的规律有
代入数据解得
，
【小问2解析】
根据公式
解得
所以斜面顶端与平台边缘的水平距离为
【小问3解析】
球沿斜面下滑的初速度为
加速度为
斜面长度为
由匀加速直线运动公式
代入数据得
16. 如图所示，为某煤矿的双皮带传送机的装置示意图。其中水平传送带A、B两端相距，倾斜传送带的倾角，其C、D两端相距，B、C相距很近，水平传送带以的速率顺时针匀速转动，倾斜传送带以的速率顺时针匀速转动。将一煤块（可视为质点）轻放至A端，当煤块到达B端后，可以速度大小不变地传送到倾斜传送带的C端。已知煤块与水平传送带间的动摩擦因数，与倾斜传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）煤块刚放上水平传送带时，煤块的加速度大小；
（2）煤块从A端运动到D端所用的时间t；
（3）由于工人操作失误，使得倾斜传送带以的速率逆时针匀速转动，并导致设备机油泄漏到倾斜传送带上，使煤块与倾斜传送带间的动摩擦因数变为了，其他条件不变，则煤块第一次在倾斜传送带上运动时留下的划痕长度是多少？
【答案】（1）；（2）35s；（3）2.25m
【解析】（1）刚放上水平传送带时的加速度
（2）达到和水平传送带共速
，
匀速时间
因为
所以到倾斜传送带上匀速运动
总时间
（3）倾斜传送带以的速率逆时针匀速转动
速度减为零
，
两者运动方向相反，相对位移
反向加速
，
传送带速度快，相对位移
因为
继续加速
并且
物体速度快，相对位移
因为
所以第一次在倾斜传送带上运动时留下的划痕长度