浙江省台州市2023_2024学年高一物理上学期1月期末考试试题含解析

这是一份浙江省台州市2023_2024学年高一物理上学期1月期末考试试题含解析，共22页。试卷主要包含了可能用到的相关公式或参数等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本卷共8页，21小题，满分100分，考试时间90分钟；
2．非选择题的答案必须用黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题纸上规定区域内：
3．可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s2．
一、选择题Ⅰ（本题共11小题，每小题3分，共33分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 以下物理量为矢量且对应的单位属于国际单位制的是（）
A. 时间B. 位移C. 加速度D. 质量
【答案】C
【解析】
【详解】只有大小无方向的物理量为标量，如时间、质量；既有大小又有方向的物理量为矢量，如位移、加速度；而位移的单位是非国际制单位，加速度的单位为国际制单位，故符合题意的选C。
2. 如图为杭州亚运会田径主赛场“莲花碗”，运动场跑道周长400m。下列说法正确的是（）
A. 比赛成绩20.00s是时间间隔
B. 运动员跑100m和800m都是指位移大小
C. 研究运动员的起跑姿势时，可以把运动员视为质点
D. 200m比赛成绩为20.00s，则运动员的平均速度为10m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．比赛成绩20.00s是时间间隔，故A正确；
B．已知运动场跑道周长400m，则100m是直道，指的是位移，800m要跑两圈指的是路程，故B错误；
C．研究运动员的起跑姿势时，不可以把运动员视为质点，故C错误；
D．200m比赛成绩为20.00s，则运动员的平均速率为10m/s，故D错误。
故选A。
3. 在物理学习过程中，我们总结出很多科学研究方法，以下说法不正确的是（ ）
A. 重心、合力、质点等概念都采用等效替代法
B. 探究加速度与力、质量的关系采用控制变量法
C. 利用激光的平面镜反射来观察桌面的微小形变，采用放大法
D. 求匀变速直线运动位移时，将其看成很多小段匀速直线运动位移的累加，采用微元法
【答案】A
【解析】
【详解】A．当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力，合力与几个分力之间是相互替代关系。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，重心利用理想模型法。A错误，符合题意；
B．“探究加速度与力、质量的关系”实验采用控制变量法，先控制滑块的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制重物的总重力不变，研究加速度与质量的关系。B正确，不符合题意；
C．利用激光的平面镜反射来观察桌面的微小形变，为了便于观察，采用放大法。C正确，不符合题意；
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段位移相加，这里采用了微元法。D正确，不符合题意；
故选A。
4. 如图甲所示，在一段封闭的、长约的玻璃管内注满清水，水中放着一个小圆柱体红蜡块A，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧．把玻璃管倒置（如图乙），蜡块A竖直上升速度大致不变．现将玻璃管放在水平气垫导轨的滑块上（如图丙），当蜡块A匀速上升的同时，让滑块在恒定拉力的作用下向右匀加速运动，以水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向，建立坐标系，则蜡块A的运动轨迹大致为（）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀加速直线运动，合力的方向水平向右，而轨迹的弯曲大致指向合力的方向，轨迹上每一点的切线方向表示速度的方向，开始的初速度竖直向上，然后逐渐变成斜向上方向，故符合要求的图像选C。
5. 亲子游戏是亲子交往的重要形式之一。如图，在粗糙的水平地面上，父亲双手撑地，双脚离地，儿子静坐在父亲脖子上，两人保持静止，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对手的支持力是手形变产生的
B. 父亲对儿子作用力的方向竖直向上
C. 地面对手的支持力与手对地面的压力是一对平衡力
D. 地面对父亲的作用力与儿子对父亲的作用力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A．地面对手支持力是地面变产生的，A错误；
B．父亲对儿子作用力的方向竖直向上，这样才能与儿子的重力平衡，B正确；
C．地面对手的支持力与手对地面的压力是一对作用力与反作用力，C错误；
D．地面对父亲的作用力与父亲对地面的作用力是一对相互作用力，D错误；
故选B。
6. 自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性，碟刹是由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动的。在一次缓慢刹车的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 碟刹器受到的是静摩擦力
B. 增大碟刹器与碟刹片的正压力可以增大摩擦力
C. 增大碟刹器与碟刹片的正对面积可以增大摩擦力
D. 碟刹器受到的摩擦力方向一定与碟刹片的运动方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A．碟刹器与碟刹片相对运动，碟刹器受到的是滑动摩擦力，故A错误；
BC．根据
可知，碟刹器与碟刹片之间的滑动摩擦力与动摩擦因数以及碟刹器与碟刹片的正压力有关，与碟刹器与碟刹片的正对面积无关，增大碟刹器与碟刹片的正压力可以增大摩擦力，故C错误，B正确；
D．根据滑动摩擦力方向与相对运动方向相反可知，碟刹器上受到摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相反，故D错误。
故选B。
7. 杭州外卖小哥彭清林“惊人一跳”挽救了一名年轻女子。彭清林在空中可看作自由下落，时间约为，以下说法正确的是（ ）
A. 下落高度约为
B. 落水前内的位移约为
C. 落水前的瞬时速度约为
D. 自由下落过程中彭清林处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式可得，下落高度约为
故A错误；
B．根据题意，由公式可得，落水前内的位移约为
故B错误；
C．根据题意，由公式可得，落水前的瞬时速度约为
故C错误；
D．自由下落过程中，彭清林具有向下的加速度，处于失重状态，故D正确。
故选D。
8. 如图，水平导轨上安装两个相距为的光电门，小车上装有宽度为的遮光条，在槽码的牵引下，从某一位置开始运动，先后经过光电门，挡光时间分别为，用近似代表小车通过光电门的瞬时速度，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度约为
B. 经过光电门1的瞬时速度约为
C. 小车受到的牵引力大小等于槽码的重力大小
D. 要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可换用更宽的遮光条
【答案】A
【解析】
【详解】AB．经过光电门1的瞬时速度为
经过光电门2的瞬时速度为
根据速度位移的关系式可得
故A正确，B错误；
C．槽码的加速度与小车加速度大小相等，对槽码受力分析可知
故槽码的重力大于小车受到的牵引力，故C错误；
D．要使瞬时速度的测量值更加接近于真实值，可知需经过的时间较短，故需选择较短的遮光条，故D错误。
故选A。
9. 如图甲，是一种重要的医疗检测手段，启动床将人体沿水平直线送入扫描筒中，CT床的速度随时间变化规律如图乙所示，加速和减速阶段的加速度大小都为，测得全程总时间为，总位移为，则该过程中的最大速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设加速与减速时间为t，则最大速度为4t，根据图像与坐标轴所围成的面积表示位移可得
解得
故该过程中的最大速度为
故选C。
10. 某校项目研究小组使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“加速度计”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺．不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，则当指针指在刻度尺的处，应标记的加速度大小和方向为（ ）
A. 竖直向上B. 竖直向上
C. 竖直向下D. 竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】设钢球质量为m，弹簧的劲度系数为k，则挂钢球时有
弹力大于重力，则根据牛顿第二定律有
解得
方向竖直向上。
故选B。
11. 如图所示，足够长的光滑斜面与水平面的夹角为，质量为的滑块以初速度垂直于底边沿斜面向上滑，同时对滑块施加大小为（为常数），方向总是与速度方向相反的拉力。若滑块上滑到最高点视为过程Ⅰ，滑块从最高点返回到初始位置视为过程Ⅱ，最终回到初始位置的速度为，则滑块速度大小与时间的图像描述正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对过程Ⅰ分析，有
加速度方向沿斜面向下，所以滑块先向上做减速运动，并且加速度逐渐减小，所以对应的图像的斜率的绝对值逐渐减小；对过程Ⅱ分析，有
加速度方向沿斜面向下，所以滑块会向下做加速运动，并且加速度逐渐减小，对应的图像斜率的绝对值逐渐减小。
故选D。
二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
12. 关于力与运动的认识，下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律能通过现代的实验手段直接验证
B. 伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念
C. 伽利略首先提出了力的概念，并指出力不是维持运动的原因
D. 伽利略通过实验和逻辑推理相结合的方法得到自由落体运动的性质
【答案】BD
【解析】
【详解】A．牛顿第一定律是理想的实验定律，不能通过现代的实验手段直接验证，故A错误；
BD．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，通过斜面实验间接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故BD正确；
C．伽利略通过理想斜面实验得到力不是维持物体运动状态的原因，“力”的概念是由牛顿提出的，故C错误。
故选BD。
13. 关于惯性，以下描述正确的是（ ）
A. 图甲，从地面带到太空中，冰墩墩的惯性变小
B. 图乙，急转弯时，行李箱向汽车转弯轨迹内侧运动
C. 图丙，迅速向右抽拉白纸，小钢球相对白纸向左运动
D. 图丁，匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球将会落回弹射管
【答案】CD
【解析】
【详解】A．惯性的大小与物体的质量有关，故从地面带到太空中，冰墩墩的惯性不变，故A错误；
B．惯性指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，故急转弯时，行李箱向汽车转弯轨迹的切线方向运动，故B错误；
C．速向右抽拉白纸，小钢球保持原来的运动状态，则小钢球相对白纸向左运动，故C正确；
D．把小车与小球看做一个整体，当小车向前运动时，它们拥有相同的速度。小球弹起后，因为惯性的作用，它仍然有着与小车相同的速度，而不是静止的。这样小球虽然被弹起，但仍然会向前运动，最后落回到车内，故D正确。
故选CD。
14. 如图所示，一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为。在点以速度水平扔出小石子，已知，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若，则石子不能直接落入水中
B. 若石子落在大坝上，下落的时间与初速度的平方成正比
C. 若石子落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小
D. 若石子落在大坝上，则越大，落到大坝上时速度方向与大坝的夹角越大
【答案】AC
【解析】
【详解】根据题意，由几何关系可得，间的竖直高度为
间的水平位移为
AC．若石子落入水中，则石子下落高度一定，则飞行时间为
水平方向上有
解得
可知，若，则石子不能直接落入水中，石子落入水中的竖直分速度为
保持不变，则落水时速度方向与水平面的夹角的正切值为
可知，越大，越小，即落水时速度方向与水平面的夹角越小，故AC正确；
BD．若石子落在大坝上，由平抛运动规律有
整理可得
可知，下落的时间与初速度成正比，设落到大坝上时速度方向与大坝的夹角为，则有
可知，落到大坝上时，速度方向与大坝的夹角保持不变，与初速度无关，故BD错误。
故选AC。
15. 如图所示，图线是某质点做直线运动的位移一时间图像，作为开口向下抛物线的一部分，为图像上一点。已知为过点的切线，与纵轴交于的点。下列说法正确的是（ ）
A. 初速度为0B. 末的速度大小为
C. 加速度大小为D. 内，质点做匀减速直线运动
【答案】BD
【解析】
【详解】B．根据图像中斜率表示速度，由图像可得，末的速度大小为
故B正确；
ACD．根据题意，由公式有
结合图像有
由公式有
联立解得
，
即内，质点做匀减速直线运动，故AC错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题（本题共6小题，51分）
16. 利用图甲所示装置可以完成力学中的许多实验，请回答下列问题：
（1）图甲中的打点计时器应选用的电源是___________；
A. B. C.
（2）利用此装置可以做A．“探究小车速度随时间变化的规律”和B．“探究加速度与力、质量的关系”实验。
①以上两个实验中需要平衡阻力的是___________（填写“A”、“B”或者“A和B”）；
②下面几组图是平衡阻力过程中的某一瞬间，操作正确的是___________；
A.
B.
C.
D.
③关于以上两个实验的操作正确的是___________；
A.实验前都需要调整牵引小车的细线水平
B.实验都要求先接通打点计时器，后释放小车
C.实验都需要槽码的质量远小于小车的质量
D.打出的一条纸带都能获得多组实验数据
（3）经正确操作后打出一条纸带，截取其中一段如图乙所示。点0、1、2、3、4、5为计数点，则计数点4的读数为___________，小车的加速度为___________（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】 ①. C ②. B ③. B ④. B ⑤. 26.60 ⑥. 1.20
【解析】
【详解】（1）[1]由图甲所示可知实验装置用电火花打点计时器，所需电源为220V交流电。故选C。
（2）[2]“探究加速度与力、质量的关系”实验时需要把长木板不带定滑轮的一侧垫高，以平衡小车受到的阻力。故选B。
[3]“探究加速度与力、质量的关系”实验时需要调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。故选B。
[4]A．A、B实验都需要纸带、细绳要和长木板平行。A错误；
B．A、B实验都需要实验时应先接通电源，后释放小车；一次实验结束时先断开电源，后取下纸带。B正确；
C．A实验不需要槽码的质量远小于小车的质量，B实验需要槽码的质量远小于小车的质量。C错误；
D．纸带上计数点间距测量有偶然误差，故A、B实验都需要多测几组数据，以尽量减小误差。D错误；
故选B。
（3）[5]由图乙可知，则计数点4的读数为26.60cm
[6]由逐差法知
解得
17. Ⅰ．某小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验．
（1）如图甲为实验操作过程中记录的画面，请指出该小组操作过程存在的两处错误：
①___________②___________；
（2）在该实验中，下列操作或思考可行的是___________；
A．同一次实验，不允许结点的位置变动
B．确定力方向时，可以用铅笔沿着细绳画线
C．若只有一个弹簧秤也能完成探究
D．可以用细绳代替橡皮筋
Ⅱ．如图乙所示，在铁架台的水平横杆上等间距的悬挂五根完全相同的弹簧，依次在弹簧下端悬挂1、2、3、4、5个钩码，发现弹簧末端近似在一条倾斜直线上．以下结论正确的是___________．
A．弹簧弹力与弹簧长度成正比
B．倾斜直线越陡表示该弹簧抗拒形变的“本领”越小
C．换一组更“硬”的弹簧，直线的倾斜程度更平缓
D．按照上述规律不断增加弹簧和钩码，各弹簧末端一定都在此倾斜直线附近
【答案】 ①. 细线未与弹簧中心轴共线 ②. 白纸未固定 ③. AC##CA ④. BC##CB
【解析】
【详解】Ⅰ．（1）[1][2]由图甲可知，该小组操作过程存在的两处错误：细线未与弹簧中心轴共线和白纸未固定。
（2）[3]A．为了保证效果相同，同一次实验过程中点位置不允许变动，故A正确；
B．确定力的方向时，采用两点确定一条直线的方法，不能沿细线划线，故B错误；
C．若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，需用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使结点到达点，且至少需要3次把橡皮条结点拉到点，第一次用细线代替拉力，用弹簧秤测量；第二次用细线代替拉力，用弹簧秤测量；第三次弹簧秤直接拉橡皮筋，测量，故C正确；
D．两个弹簧秤共同作用时，与一个弹簧秤作用效果相同，必须使作用效果相同，若用细绳代替橡皮筋，不能保证效果相同，故D错误。
故选AC。
Ⅱ．[4]根据题意，以不挂钩码的弹簧为原点，建立坐标系，如图所示
可知，表示弹簧的形变量，设等间距为，倾斜直线与轴夹角为，由图可知，当挂1个钩码时，形变量为，当挂2个钩码时，形变量为，，当挂5个钩码时，形变量为，
A．综上所述可知，弹簧弹力与弹簧形变量成正比，故A错误；
BC．综上所述有
可得
可知，倾斜直线越陡，劲度系数越小，表示该弹簧抗拒形变的“本领”越小，换一组更“硬”的弹簧，即大，则越小，直线的倾斜程度更平缓，故BC正确；
D．按照上述规律不断增加弹簧和钩码，当超过弹簧的弹性限度时，弹簧末端不在此倾斜直线附近，故D错误。
故选BC
18. 为了提升游客的游览体验，台州神仙居于2020年增加了“南天梯”。如图甲，电梯全长，高度，梯阶宽度，侧面图可简化为图乙。电梯启动稳定后，游客乘坐电梯上行且始终相对电梯静止，全程只需要，不计空气阻力。
（1）求电梯稳定运行时的速度大小；
（2）电梯待机时可视作静止状态，当游客进入电梯时，电梯以的加速度匀加速启动并达到稳定状态，求游客在电梯上运动的总时间；
（3）因某种原因电梯紧急制动，制动过程中游客总共被抬升高度，把制动过程视为匀减速，求电梯紧急制动时的加速度大小。
【答案】（1）；（2）210s；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，电梯稳定的速度
（2）根据题意可知，匀加速阶段的时间为
运动的位移为
匀速阶段的时间为
所以总时间
（3）根据题意，设斜面倾角为，由几何关系有
可知斜面倾角
游客移动的位移为
由公式
可得
故加速度大小为。
19. 如图所示，处于竖直平面内的平衡装置由水平地面、竖直杆、轻弹簧和定滑轮组成，轻弹簧左端固定在杆上．现将物块甲、乙分别通过轻绳系在弹簧端，调节装置使两物块均处于静止状态，此时甲物块恰不滑动，弹簧处于水平，与竖直方向夹角分别为。已知甲、乙的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，设物块甲与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其他阻力不计，。
（1）求弹簧的形变量；
（2）求物块甲与地面之间的动摩擦因数；
（3）若撤去物块乙，改用拉力作用于点，为保持点不动，求拉力的最小值．
【答案】（1）0.04m；（2）0.5；（3）N
【解析】
【详解】（1）对点分析，由关系式
得
（2）对点分析，绳子拉力为
对物块甲分析
得
（3）对点分析，弹簧弹力为
由分析得，当拉力与绳子垂直时，其值最小
20. 如图所示，滑草场的滑道由段和段组成，段倾角段倾角段高，滑草车与滑道段、段的动摩擦因数都为，滑草车经过滑道交接处（点）的能量损失忽略不计，载人滑草车（可视为质点）从A点由静止下滑，最终恰好停在点，不计空气阻力，。
（1）求滑草车在段的加速度大小；
（2）求段的长度；
（3）若两点位置不变，即两点竖直高度差和水平距离均不变，调节斜面倾角和长度，使点竖直向下移动一小段距离，试判断滑草车从点由静止下滑后能否仍停在点，并说明理由．
【答案】（1）；（2）；（3）能停在点
【解析】
【详解】（1）根据题意，滑草车在段，由牛顿第二定律有
解得
（2）根据题意，设到点的速度为，由运动学公式有
解得
滑草车在段，由牛顿第二定律有
解得
又
可得
（3）根据题意，由前面两问可知
即
整理得
即
则有
可知，与斜面倾角、斜面长度无关，故能停在点。
21. 如图所示，某同学在篮筐正前方跳起投篮．跳投过程中，篮球离开手时速度大小为，方向与水平夹角为，距离地面高，到篮筐水平距离为，最终篮球恰好落入篮筐。将篮球视为质点，忽略篮筐大小及空气阻力。
（1）求篮球从投出到最高点所用的时间；
（2）求篮球进入篮筐时的速度大小及与水平方向的夹角（可用正切值表示）；
（3）若从处跳投，篮球离开手时距离地面高度不变，速度方向不变，速度大小变为，已知篮球击中篮板反弹后，速度的水平分量大小与碰前相同，方向与原来方向相反，速度的竖直分量不变．则篮球最终的落地点到篮筐的水平距离为多少（取）。
【答案】（1）0.4s；（2）m/s，；（3）3.3m
【解析】
【详解】（1）出手时速度的竖直分量
从投出到最高点的时间
（2）出手时速度的水平分量
从投出到进入篮筐的总时间
则从最高点到入筐的时间
则落入筐时的竖直速度
与水平方向的夹角为，满足
（3）出手时速度为，则水平分量和竖直分量都为
同理，从投出到最高点，时间，上升高度，水平位移，最高点到篮板的水平距离
最高点到与地面的高度
根据镜面对称的方法可以得到从最高点到着地的总时间
则落地点到篮筐的水平距离