2023长沙雨花区高一上学期期末物理试题含解析

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2022年下学期期末质量检测试卷高一物理一、选择题（本大题共12小题，全题共40分。1~8题为单选题，每小题3分；9~12题为多选题，每小题4分，每小题有两个符合要求的选项，有错选得0分，选项不全得2分）1. 神舟十五号载人飞船于北京时间2022年11月30日5时42分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。对接完成后，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”，热情欢迎远道而来的亲人入驻“天宫”，下列说法正确的是（　　）A. “2022年11月30日5时42分”是时间，“6.5小时”是时刻B. 神舟十五号载人飞船与空间站对接时，可以把飞船当作质点C. 讨论神舟十五号载人飞船发射过程的位移时，可以把飞船视为质点D. 以地面为参考系，空间站是静止的【答案】C【解析】【详解】A．“2022年11月30日5时42分”指的是某个时间点，是时刻，“6.5小时”指的是一段时间间隔，是时间，故A错误；B．神舟十五号载人飞船与空间站对接时，需要观察神舟十五号的具体结构，不能把神舟十五号看作质点，故B错误；C．讨论神舟十五号载人飞船发射过程的位移时，飞船的形状和大小可以忽略，故可以把飞船视为质点，故C正确；D．以地面为参考系，空间站的位置发生了变化，故空间站是运动的，故D错误。故选C。2. 2022年12月18日，卡塔尔世界杯决赛，法国对阵阿根廷，最终两队点球定胜负，阿根廷取得冠军。下图为一个足球被发点球后在草地上滚动时的频闪照片，假设足球做匀变速直线运动，有关说法正确的是（　　）A. 足球运动的速度越来越大B. 足球的加速度保持不变C. 该过程中，足球运动的位移就是路程D. 该过程中，足球运动的位移大小大于路程【答案】B【解析】【详解】AB．由题意可知足球做匀变速直线运动，由图可知足球在相同时间内通过位移越来越小，则足球做匀减速直线运动，加速度保持不变，速度越来越小，故A错误，B正确；CD．该过程中，足球做单向的直线运动，足球运动的位移大小等于路程，但位移与路程是不同的物理量，不能说位移就是路程，故CD错误。故选B。3. 2022年3月10日从中车电力机车有限公司获悉，由该公驾驶的磁浮列车（图甲）完成了相关动态试验和系统联调联试，设计时速200公里，图乙是某磁悬浮列车的原理图，轨道P的磁场与车体Q的磁场之间产生排斥力使车体悬浮。已知P对Q的排斥力为F1，Q对P的排斥力为F2，则（　　）A. F1大于F2B. F1小于F2C. F1和F2是一对平衡力D. F1和F2是一对作用力与反作用力【答案】D【解析】【详解】由题意可知，P对Q的排斥力和Q对P的排斥力为一对相互作用力，大小相等，方向相反。故选D。4. 电子显示握力器（图甲）是一种锻炼人手腕、手臂力量的小型健身器材。在进行握力训练时可以简化成如图乙所示状态，此时弹簧被压缩、静止。弹簧原长L0，受到握力后弹簧长度变为L（在弹性限度内），弹簧的劲度系数为k，则下列说法正确的是（　　）A. 图乙中的F1、F2可以不相等B. 弹簧的形变量是LC. 弹簧的弹力是D. 显示器上显示的握力大小为kL【答案】C【解析】【详解】A．此时的弹簧处于静止状态，根据二力平衡可知 F1、F2的大小一定相等，故A错误；B．由于弹簧处于压缩状态，所以弹簧的形变量为故B错误；C．根据胡克定律可得，弹簧的弹力是故C正确；D．显示器上显示的握力大小为应为，故D错误。故选C。5. 滑草运动是小孩户外运动的喜爱，小孩乘着滑板从坡顶A自由滑下，其运动可当作为初速度为零的匀变速直线运动。滑板依次经过B、C三点，物块在BC间的平均速度为AB间平均速度的4倍，则AC：AB为（　　）A. 9：1 B. 7：1 C. 5：1 D. 3：1【答案】A【解析】【详解】设经过B点的时间为t1，C点的时间为t2，加速度为a，则BC间的平均速度为
 AB间的平均速度为
 因为
 所以
 而
 故
 故选A。6. 如图是、两个质点做直线运动的位移—时间图像。则由图像可知（　　）A. 两质点运动方向相反B. 两质点运动方向相同C. 当时，两质点的速度大小相等D. 当时，质点的加速度大于质点的加速度【答案】B【解析】【详解】AB．由位移—时间图像可知、两个质点都像正方向运动，A错误，B正确；CD．位移—时间图像的斜率代表速度，可见两物体都做匀速直线运动，且质点A的斜率大表示质点A的速度大，当时，两质点的加速度都为零，质点A的速度大于质点B的速度，CD错误。故选B。7. 如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为M，叠放在光滑的水平面上，A、B的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，用水平力F用于A则保持A、B相对静止的条件是F不超过（　　）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】A、B以整体研究对象由牛顿第二定律可知若A、B即将相对滑动，则A、B间摩擦力此时恰好为最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以物体B为研究对象由牛顿第二定律可知联立解得故C正确。故选C。8. 如图所示，电梯天花板上固定一弹簧测力计，测力计下挂一重物。电梯静止时，测力计读数为50N。若电梯向上运动时，测力计读数恒为45N，下列说法正确的是（　　）A. 电梯处于超重状态 B. 电梯的速度越来越小C. 电梯的加速度越来越小 D. 电梯在相等时间里通过的位移相等【答案】B【解析】【详解】电梯静止时，测力计读数为50N，可知重物重力为50N；电梯向上运动时，测力计读数恒为45N，可知重物受到的拉力小于重力，加速度方向向下，但大小恒定不变；故电梯向上做匀减速直线运动，加速度向下保持不变，电梯处于失重状态，电梯的速度越来越小，电梯在相等时间里通过的位移逐渐减小。故选B。9. 在研究自由落体运动的加速度实验中，接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点。其中一段纸带如图所示，在纸带上取O、A、B、C、D、E计数点，每两个相邻计数点间时间间隔为T、每两个相邻计数点间的位移依次为、、、、，下列说法正确的是（　　）A. 打点计时器先打出纸带上的O点，后打出E点B. 打下纸带上的O点时，该时刻重物的速度不一定为零C. 利用可以求纸带上B点的速度D. 利用可以求纸带加速度【答案】ABC【解析】【详解】A．由题意可知，重物做匀加速运动，可知连续相等时间内位移越来越大，打点计时器先打出纸带上的O点，后打出E点，故A正确；B．由于题中没有具体距离，所以无法判断O点是不是出发点，该时刻速度不一定为零，故B正确；C．B点为AC之间的时间中点，所以B点速度等于AC段的平均速度，其表达式为故C正确；D．根据匀变速直线运动公式可得故D错误。故选ABC。10. 如图所示是物体做直线运动的v-t图象，由图可知，该物体（　　）A. 第1s内和第3s内的运动方向相反B. 第3s内和第4s内的加速度相同C. 第1s内和第4s内的位移大小不相等D. 0~2s和0~4s内的平均速度大小相等【答案】B【解析】【详解】AB．0-1s向正方向做加速度为1m/s2的匀加速直线运动；1-2s向正方向做匀速直线运动；2-3s向正方向做加速度为1m/s2的匀减速直线运动；3-4s以1m/s2的加速度向相反方向做匀加速直线运动，故选项A错误，B正确；C．据速度-时间图象中图线与时间轴围成的面积大小表示位移大小，可知，第1s内和第4s内的位移大小均为0.5m，选项C错误；D．0~2s内与0~4s内位移大小相等，但时间不同，故平均速度大小不相等，选项D错误。故选B。11. 2022年10月网上一保安用绳子轻松溜石头的视频火了如图所示，石头在保安的拉动下做滚动，石头的运动过程可以简化成匀速运动。设石头的质量为m，拉动时石头与地面的动摩擦系数为μ，绳子（质量不计）对石头的拉力大小为F、与水平方向的夹角为θ。下列有关说法正确的是（　　）A. 石头受重力、地面的支持力、绳子的拉力B. 石头受到沿水平方向的摩擦力大小为FcosθC. 石头对地面的压力为D. 当tanθ=μ时，绳子的拉力最小【答案】BCD【解析】【详解】A．石头受重力、地面的支持力、绳子的拉力、地面给的摩擦力，A错误；BCD．根据正交分解得解得对上式做数学变换得上式中，则当（）时，F取得最小值，BCD正确。故选BCD。12. 如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（　　）A. c对b的支持力减小B. c对b的摩擦力大小可能先变小再变大C. 地面对c的摩擦力方向水平向左D. 地面对c的支持力增大【答案】BCD【解析】【详解】A．对a与沙子受力分析，受重力、绳的拉力两个力的作用，两个的合力一直为零，沙子缓慢流出的过程中，a与沙子的总重力减小，可知绳的拉力减小；对b进行受力分析，c对b的支持力为可知c对b的支持力保持不变，A错误；B．若绳子拉力大于物块b重力沿斜面向下的分力，则c对b的摩擦力方向平行斜面向下，即c对b的摩擦力大小为可得，随着a中的沙子缓慢流出，绳子拉力减小，c对b的摩擦力大小先变小再反向变大；若绳子拉力小于物块b重力沿斜面向下的分力，则c对b的摩擦力方向平行斜面向上，即c对b的摩擦力大小为可得，随着a中的沙子缓慢流出，绳子拉力减小，c对b的摩擦力大小逐渐变大，B正确；CD．以b、c为整体作为研究对象，受力分析如图所示根据平衡条件可得在a中的沙子缓慢流出的过程中，绳子拉力减小，所以地面对c的摩擦力减小，摩擦力方向水平向左，地面对c的支持力增大，CD正确。故选BCD。二、实验题（本大题共2小题，每空3分，共27分）13. 验证“力平行四边形定则”，如图所示，实验步骤如下：①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为；②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置，记录弹簧测力计的拉力的大小和方向；④按照力的图示要求，作出拉力、、；⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力F；⑥比较和F的一致程度。（1）下列说法正确的是______A．应使橡皮条与两绳夹角平分线在同一直线上B．为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行D．同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置（2）改变、，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置，位置______（选填“必须”或“不必”）与位置相同。（3）实验中用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半，这样操作______（选填“合理”或“不合理”）。【答案】    ①. CD##DC    ②. 不必    ③. 不合理【解析】【详解】（1）[1]A．F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，两绳间夹角不一定要取、、等特殊角度，故B错误；C．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则作出的力的图示是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确；D．同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1，故D正确。故选CD。（2）[2]重复试验时，O2不必与O1位置相同。（3）[3]不合理，只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程。14. 某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。（1）打点计时器使用的电源是___________（选填选项前的字母）。A．交流电源       B．直流电源（2）他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。正确平衡摩擦力后，改变小车的质量再次实验，是否需要重新平衡摩擦力？___________（选填选项前的字母）。A．需要  B．不需要（3）实验时保持小桶及砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是___________（选填选项前的字母）。A．小车所受的拉力近似等于小桶及砝码的总重力B．保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度（4）某同学通过实验得到如图乙所示的a-F图像，造成这一结果的原因是___________。图中a0表示的是___________时小车的加速度。（5）“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在探究加速度a和小车质量M的关系时，由于没有能够始终满足M远大于m，m为小桶及砝码的总质量）的条件，结果得到的图像应该是下图中的___________。【答案】    ①. A    ②. B    ③. A    ④. 平衡摩擦力倾角过大    ⑤. 未挂小桶及砝码时小车的加速度    ⑥. D【解析】【详解】（1）[1]打点计时器使用的是交流电源。故选A。（2）[2]摩擦力被平衡时满足可知平衡摩擦力时只与角度有关而与质量无关，故不需要重新平衡。故选B。（3）[3]设小桶及砝码的质量为m，小车的质量为M，在实际运动中是用小桶及砝码的重力来代替力F但是小桶及砝码是有质量的，且a为整个系统的加速度。因此
 只有当m远小于M时，才可以认为M+m近似等于M，这样F才近似等于mg。故选A；（4）[4]当F=0时已产生加速度，故平衡摩擦力时倾角过大。[5] 图中a0表示的是不加外力时小车的加速度，即未挂小桶及砝码时小车的加速度。（5）[6]由[3]可知
 当m质量较小即远小于M时，近似认为
 即a与成正比，若M变小时，当其不满足m质量较小即远小于M时，可知
 因子将小于1，即使得
 且M越小，a就越小，故曲线向下弯曲。故选D。三、计算题（本大题共3小题，共计33分，解答必须写出必要的文字说明、方程式和重要的滴算步骤，只写出最后答案的不能得分）15. 如图所示，大雨过后，屋檐还在不断滴着水液，某同学认真观察后发现，这些水滴都是在质量积累到足够大时才由静止开始下落。他测得，屋檐到该窗户下边沿的距离H=3.2m，窗户的高度为h=1.4m，取g=9.8m/s2，不计空气阻力，回答下列问题：（1）水滴下落到达窗户上边沿时的速度大小；（2）水滴经过窗户的时间。【答案】（1）6m/s；（2）0.2s【解析】【详解】（1）雨滴自由落下，落到窗户上边沿的速度为v，有解得（2）雨滴落到窗户下边沿历时t1，有雨滴落到窗户上边沿历时t2，有经过窗户的时间为16. 静止在水平地面上的物体的质量为m=2kg，在与竖直方向成53°斜向上，大小为10N的恒力F拉动下开始运动，4s末它的速度达到4m/s。重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：（1）物体运动的加速度；（2）物体与地面的动摩擦因数。【答案】（1）1m/s2；（2）【解析】【详解】（1）物体在水平面上由静止开始匀加速运动，有（2）依据物体受力与运动有解得17. 如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数；（2）水平向右的恒力F的大小；（3）这一临界角θ0的大小。【答案】（1）（2）（3）60°【解析】【详解】（1）斜面倾角为时，物体恰能匀速下滑，满足解得（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动条件解得当时（3）若物体不能沿斜面上滑，则需满足由上式可知，若则F→∞物体也不能上滑，即不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行。引入辅助角，上述方程可表示为又因为所以故临界角