上海市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）

这是一份上海市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在水平力 F 的作用下质量为 2 kg 的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力 F 随时间 t 变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为 0.1，g 取 10 m/s2。则（ ）
A．6 s 时物块的动能为零
B．3 s 时物块离初始位置的距离最远
C．0 ~ 6 s 时间内合外力对物块所做的功为 8 J
D．0 ~ 6 s 时间内水平力 F 对物块所做的功为 20 J
2．如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、 t乙的大小关系为（ ）
A．B．C．D．无法确定
3．下列单位不属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A．牛顿（N）B．秒（s）C．千克（kg）D．米（m）
4．关于摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B．滑动摩擦力一定是阻力
C．受静摩擦力作用的物体一定是静止的
D．在压力一定的条件下，静摩擦力的大小是可以变化的，但有一定限度
5．某次救灾演习中，救援直升机悬停在空中，机上工作人员将装有救灾物质的箱子投出，已知箱子下落的初速度为零下落过程中箱子所受的空气阻力不计。启程中，箱子始终保持投放时的状态，则下落过程中，以下说法正确的是（ ）
A．物资处于超重状态
B．物资仅受重力作用
C．物资受箱子的支持力逐渐减小
D．由静止开始，箱子在持续相同的时间内位移比为1∶2∶3
二、多选题
6．一物体静止在水平地面上，先用一水平力F拉物体，在F从开始增大的过程中，物体的加速度随外力F变化的图像如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则根据题目提供的信息可知，下列判断正确的是（ ）
A．物体与水平地面间的动摩擦因数
B．物体质量
C．物体与水平地面间的最大静摩擦力为3N
D．当F为6N时，物体的加速度
7．经过近两年的改造，原“佛山一环”被改造成了封闭管理的高速公路，但最高限速仍然为100 km/h。如果要将最高限速提高到120 km/h，则必须对道路主干道进行哪些改造（ ）
A．增大弯道的转弯半径B．减小弯道路面向内侧倾斜的程度
C．增大沿线各拱形桥梁的曲率半径D．减小沿线各拱形桥梁的曲率半径
8．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，图示大致反映了这一研究过程，下列说法正确的是（ ）
A．甲是真实的实验现象，丁是经合理外推的结论
B．利用斜面做实验，解决了时间难以测量的困难
C．甲图实验，可“冲淡”重力的作用，使现象更明显
D．丁图实验，可“放大”重力的作用，使现象更明显
9．如图所示，重20N的物体放在粗糙水平面上，用F＝8N的力斜向下推物体，F与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5．已知sin300=0.5 ,cs300=0.866 ．则下列说法中正确的是（ ）
A．物体对地面的压力为24NB．物体所受的摩擦力为12N
C．物体所受的合力为5ND．物体所受的合力为零
10．以下说法正确的是（ ）
A．重力就是地球对物体的吸引力
B．在两极处比赤道处同一物体的重力要大一些
C．重力的大小等于物体静止时悬绳的拉力或水平支持面的弹力
D．物体本身就有重力，所以重力没有施力物体
三、填空题
11．质量为m的小球，用轻质细线悬挂在车厢里。当车厢沿水平方向做匀加速直线运动时，绳与竖直方向的夹角为θ，则车厢的加速度 ，绳上的张力 。
四、实验题
12．在“互成角度的共点力合成”实验中，如图所示是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果，其中F是用作图法得到的合力，Fʹ是通过实验测得的合力，则哪个实验结果是符合实验事实的？ （选填“甲”或“乙”），理由是 。
五、解答题
13．我国月球探测计划嫦娥工程已经启动，“嫦娥1号”探月卫星也已发射。设想“嫦娥1号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上方h高处以初速度水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为s，已知月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量；
（3）月球的第一宇宙速度。
14．如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的λ倍，（λ为常数且0<λ<）且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度大小为g。
（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；
（2）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，力F随高度y的变化如图（b）所示，其中h0已知，求F0的大小。
15．如图所示，A、B两物块所受重力分别为20N和40N，A、B间及B与地面间的动摩擦因数均为0.5。物块A用轻杆与竖直墙壁相连，上部用铰链固定，杆与墙之间的夹角为45°。
（1）现欲将物块B匀速向右抽出，需加水平力的大小为多少？
（2）现欲将物块B匀速向左抽出，需加水平力的大小又为多少？
参考答案
1．D
【详解】A. 物块与地面的滑动摩擦力为
，根据动量定理有
代入数据解得
3s后水平力F反向，物块加速度为
物块做匀减速运动，运动时间为
所以4s末速度为零，之后反向加速，物块加速度为
6s末的速度为
6s末物块的动能为
故A错误；
B．4s末速度为零，之后反向运动，所以4 s 时物块离初始位置的距离最远，故B错误；
C．0 ~ 6 s 时间内根据动能定理有
故C错误；
D. 内位移大小为
内位移大小为
内位移大小为
、内水平力F做正功，内水平力F做负功，内水平力F做的功为
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】试题分析：设游速为v，水速为v0，OA=OB=l，则甲整个过程所用时间：，
乙为了沿OB运动，速度合成如图；则乙整个过程所用时间：，∵∴t甲＞t乙，∴选C正确，选项ABD错误．故选C．
考点：运动的合成和分解
【名师点睛】本题考查运动的合成（主要是速度的合成）和匀速运动规律，运用速度合成的矢量平行四边形法则求出各自的合速度是关键．
3．A
【详解】在力学部分，国际单位制中基本单位有米（m）、千克（kg）和秒（s）。
故选A。
4．D
【详解】A．静摩擦力产生条件，相互挤压，接触面粗糙且有相对运动趋势，两个相对静止的物体之间不一定有相对运动趋势，则不一定有静摩擦力，故A错误；
B．把木块轻轻的放在正在运转的水平的传送带上，木块所受的滑动摩擦力是木块运动的动力，故B错误；
C．受静摩擦力的物体不一定静止，比如正在与传送带一起沿斜向上运动的物体，故C错误；
D．一个条件确定的接触面而言，静摩擦力的大小是根据平衡条件来确定，是变化的，但不能超过最大静摩擦力，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】ABC．箱子在空中只受重力作用，加速度为竖直向下的g，处于完全失重状态，物资与箱子之间没有相互的弹力作用，所以AC错误，B正确；
D．初速为零的匀加速的直线运动，在连续相等时间内的位移之比为1∶3∶5…，故D错误。
故选B。
6．ABC
【详解】ABC．对物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，据图象可以知道当F=3N时物体加速度为0，所以滑动摩擦力为3N，根据牛顿第二定律得：
计算得出：
由a与F图线，得到：
计算得出：，，故ABC正确；
D．当F为6N，根据牛顿第二定律有：
代入已知数据解得：，故D错误。
故选ABC．
7．AC
【详解】AB．汽车在弯道上行驶时，若按规定速度拐弯，则由重力和路面弹力的合力提供向心力，设弯道倾角为θ，转弯半径为r，根据牛顿第二定律有
得
可见，若要提高最高限速，可以通过增大转弯半径、增大弯道的倾斜程度等方式实现，故A正确，B错误；
CD．汽车以某临界速度过拱形桥最高点时，所受支持力恰好等于零，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
mg=m
得
若要增大临界速度，需增大拱形桥的曲率半径，故C正确，D错误。
故选AC。
8．ABC
【详解】试题分析：甲乙丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故A正确；伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化．由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量．这个方法叫“冲淡”重力，故BC正确，D错误．
考点：伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法
【名师点睛】本题考查的就是学生对于物理常识的理解，这些在平时是需要学生了解并知道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况．
9．AD
【详解】对物体进行受力分析：重力、推力F、地面的支持力N和摩擦力f，由竖直方向力平衡，有：N=G+Fsin30°=20N+8×0.5N=24N，则物体对地面的压力为24N．故A正确．
物体的最大静摩擦力为fm≥μN=0.5×24N=12N．F的水平方向分力大小为F'=Fcs30°=4N＜fm，所以物体没能被推动，保持静止状态，物体所受的摩擦力为f=Fcs30°=4N．故B错误．由上分析可知，物体处于静止状态，合力为零．故C错误，D正确．故选AD．
【点睛】本题解题的关键是根据竖直方向力平衡，求出地面对物体的支持力，再求解最大静摩擦力，确定物体的状态．
10．BC
【详解】AB．地球对物体的吸引力是万有引力的一种，而重力并不等于万有引力，只是万有引力的一个分力，只有在两极的物体重力才等于万有引力，故A错误，B正确；
C．静止的物体对竖直悬绳的拉力或水平支持面对物体的弹力，大小等于重力。故C正确；
D．重力的施力物体是地球，力是物体间的相互作用，故D错误。
故选BC。
11． gtanθ
【详解】[1][2]根据牛顿第二定律结合平衡条件可知
解得
12． 甲 见解析
【详解】[1][2] F是用作图法得到的合力，所以F会存在误差，即F与橡皮筋不在同一条直线；Fʹ是通过实验测得的合力，与橡皮筋在同一条直线，故甲的实验结果符合实验事实。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球做平抛运动，根据平抛运动规律有
，
解得
（2）月球表重力和万有引力近似相等，则有
解得
（3）设月球的第一宇宙速度为v，根据牛顿第二定律有
解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）篮球下降过程中根据牛顿第二定律有
mg－λmg＝ma下
根据匀变速直线运动的公式，下落的过程中有
v下2＝2a下H
篮球反弹后上升过程中根据牛顿第二定律有
mg＋λmg＝ma上
根据匀变速直线运动的公式，上升的过程中有
v上2＝2a上h
联立解得篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比
（2）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，则篮球下落过程中根据动能定理有
篮球反弹后上升过程中根据动能定理有
联立解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）现欲将物块B匀速向右抽出，对A受力分析，设杆对A的弹力为，B对A的支持力为，B对A的摩擦力为，根据平衡条件结合正交分解法，可得水平方向
竖直方向上
联立求得
对B受力分析，根据平衡条件可得，水平方向上
竖直方向上
联立求得
（2）现欲将物块B匀速向左抽出，对A受力分析，设杆对A的弹力为，B对A的支持力为，B对A的摩擦力为，根据平衡条件结合正交分解法根据平衡条件结合正交分解法，可得水平方向
竖直方向上
联立求得
对B受力分析，根据平衡条件可得，水平方向上
竖直方向上
联立求得