上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）

这是一份上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析），共17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。

学校:___________姓名：___________班级：___________
一、单选题
1．下列选项中的负号表示大小的是（ ）
A．“－15J”的功B．“－5m/s”的速度
C．“－5Wb”的磁通量D．“－5V”的电势
2．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4:3，所对圆心角之比是3:2，则它们（ ）
A．线速度大小之比为3:4
B．角速度大小之比为3:4
C．圆周运动的半径之比为9:8
D．向心加速度大小之比为2:1
3．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
4．如图所示，孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（即诸葛亮）所发明，现有一孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速直线上升，则此时孔明灯所受空气的作用力大小和方向是（ ）
A．0B．mg，东北偏上方向C．mg，竖直向上D．，东北偏上方向
5．下列说法正确的是（ ）。
A．做匀速圆周运动的物体，动量一定会发生变化
B．做平抛运动的物体，加速度时刻在改变
C．做曲线运动的物体，加速度方向与合外力方向可以不在同一条直线上
D．做匀速直线运动的物体，所受合外力可能不为0
6．2021年5月22日10时40分，随着火星探测器“祝融”号的成功登陆，我国成为世界上第二个登陆火星的国家。祝融号质量约，高，设计寿命约92天，静置时其在火星对火星表面的压力约。下列相关说法正确的是（ ）
A．、、是国际单位制中的基本单位
B．“2021年5月22日10时40分”指的是时间
C．祝融号对火星的压力与火星对祝融号的支持力是一对平衡力
D．祝融号在火星上受到火星的引力比其在地球上受到的地球引力小
7．在水平力F的作用下质量为2kg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。则（ ）
A．6s时物块的动量为零
B．3s时物块离初始位置的距离最远
C．0~6s时间内F对物块冲量为
D．0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J
8．如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为，N、Q质量均为，M、P之间用一轻质弹簧相连。现用水平拉力拉N，使四个木块以同一加速度向右运动，则在突然撤去的瞬间，下列判断错误的是（ ）
A．P、Q间的摩擦力不变B．M、N间的摩擦力不变
C．M、N的加速度大小仍为D．P、Q的加速度大小仍为
二、多选题
9．下列物理量中属于矢量的是（ ）
A．平均速率B．速度变化量C．重力D．加速度
10．如图所示，、两质点以相同的水平速度抛出，在竖直面内运动，落地点为，沿光滑斜面运动，落地点为。已知斜面的倾角为，不计空气阻力，、，在轴方向上距抛出点的距离分别为、则有（ ）
A．B．
C．越大，、之差的绝对值越大D．越大，、之差的绝对值越小
11．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得（ ）
A．火星和地球的质量之比
B．火星和太阳的质量之比
C．火星和地球到太阳的距离之比
D．火星和地球绕太阳运行速度的大小之比
12．如图所示，在一个立方体空箱子顶部用细线悬吊着一个小球，让箱子分别沿甲、乙两个倾角相同的固定斜面下滑．在斜面甲上运动过程中悬线始终竖直向下，在斜面乙上运动过程中悬线始终与顶板垂直，则箱子
A．在斜面甲上做匀加速运动B．在斜面乙上做匀加速运动
C．对斜面甲的作用力较大D．对两斜面的作用力相等
三、填空题
13．如图（a）所示，一质量m=2kg的物体在水平推力F作用下由静止开始运动，水平推力F随位移s变化的图像如图（b）所示。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.5，则运动过程中物体的最大加速度a= m/s2；距出发点s’= m时物体的速度达到最大。（g=10m/s2）
14．由地面竖直上抛一物体，初速度为40m/s，物体通过离地面60米处的速度大小 m/s，这时物体已运动了 s。
15．如图所示为缓慢关门时门锁的示意图。锁舌尖角为37°。此时弹簧弹力为30N，锁舌表面较光滑。摩擦不计，此时锁壳碰锁舌的弹力为 。关门过程中锁壳碰锁舌的弹力 （填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”）
16．如图所示，质量为m的物体由静止开始从高度为h1的A点沿斜面下滑到地面，随后又沿另一斜面上滑到高h2处的B点停止，不计斜面与水平面连接处的能量损失，此过程克服摩擦力做功为 。若在B点给物体一瞬时速度，使物体从B点原路返回到A点，则需给物体的最小速度是 。
17．把质量为1kg的物体，用一个水平的推力F=10S（S为物体下滑的位移）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，墙与物体之间的动摩擦因数为0.2，物体从静止开始下滑，则物体速度变化情况是 ；从静止下滑到速度最大的过程中，重力势能的增量是 。
四、实验题
18．在“用DIS研究加速度和力的关系”的实验中．
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持 不变，用钩码所受的重力作为 ，用DIS测小车的加速度．
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出关系图线，如图所示．
①分析此图线的段可得出的实验结论是： ．
②此图线的段明显偏离直线，其主要原因是： ．
五、解答题
19．质量为M的木楔倾角为，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成角的力F拉着木块匀速上升，如图所示。已知重力加速度为g，木楔在整个过程中始终静止。
（1）画出m的受力分析图；
（2）木块与木楔斜面间的动摩擦因数；
（3）当和满足何种关系时，拉力F有最小值，并求此最小值；
（4）当F取最小值时，木楔对水平面的摩擦力是多大？
20．如图所示，一水平长L=2.5m的传送带与木板靠在一起，且上表面在同一水平面，皮带以3m/s匀速顺时针转动，现在在传送带左端无初速度放上一质量m=1kg的小物块（可视为质点），小物块与传送带及小物块与木板上表面之间的动摩擦因数均为=0.2，经过一段时间，小物块被传送到传送带的右端，随后小物块平稳滑上右端木板上的同时（小物块从传送带滑上木板时速度大小不变）在木板右侧施加一个水平向右的恒力F，F作用了=1s后小物块与木板速度恰好相等，此时撤去F，最终小物块没有从木板上滑下，已知木板质量M=4kg，木板与地面间动摩擦因数=0.3，重力加速度g取10m/s，求：
（1）小物块与传送带问的相对位移大小；
（2）水平恒力F的大小；
（3）木板上表面至少多长（计算结果保留2位有效数字）。
参考答案
1．D
【详解】A．“－15J”的功表示功的正负，不表示大小，故 A错误；
B．“－5m/s”的速度，负号表示速度方向与正方向相反，不表示大小，故B错误；
C．“－5Wb”的磁通量，负号表示磁感线进出面的方向，不表示大小，故C错误；
D．“－5V”的电势，负号表示电势比零小，表示大小，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．由题意知，在相同的时间内，它们通过的路程之比为4:3，则由线速度公式
可知A、B线速度之比为4:3。故A错误；
B．在相同的时间内，它们转过的角度之比为3:2，则由角速度公式
可知A、B角速度之比为3:2。故B错误；
C．根据
可知A、B两艘快艇圆周运动的的半径之比为8:9，故C错误；
D．由向心加速度公式
可知A、B两艘快艇的向心加速度大小之比为2:1，故D正确。
故选D。
3．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。
4．C
【详解】孔明灯升空后做匀速直线运动，故其处于受力平衡状态，对其分析受力可知，其所受空气的作用力与重力等大，反向。
故选C。
【点睛】主要考查匀速直线运动的平衡条件。
5．A
【详解】A．做匀速圆周运动的物体，速度方向不断改变，所以动量不断发生变化，故A正确；
B．做平抛运动的物体，加速度恒定为重力加速度，故B错误；
C．做曲线运动的物体，由牛顿第二定律可知加速度方向与合外力方向始终相同，故C错误；
D．做匀速直线运动的物体，所受合外为0，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】A．、是国际单位制中的基本单位，是导出单位，故A错误；
B．“2021年5月22日10时40分”指的是一个瞬间，为时刻，故B错误；
C．祝融号对火星的压力与火星对祝融号的支持力是一对作用力与反作用力，故C错误；
D．祝融号质量约，由于它在地球表面上受到的万有引力大小近似等于重力，可知约为；根据祝融号在火星表面静置时其对火星表面的压力约，可知它在火星表面上受到的重力约等于，也即祝融号在火星上受到火星的引力约为，所以祝融号在火星上受到火星的引力比其在地球上受到的地球引力小，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】A．0~3s时间内物块向右做加速运动，则有
3s末速度
随后减速运动有
减速至0历时
之后反向乙加速度大小为做加速运动，6s末的速度
此时动量大小
即6s时物块的动量不为零，A错误；
B．根据上述可知，4s时物块开始反向运动，即4s时物块离初始位置的距离最远，B错误；
C．图像中，图线与时间轴所围面积表示力的冲量，力的总冲量等于时间轴上下几何图形面积之差，根据图像可知，时间轴上下几何图形面积之差为零，可知0~6s时间内F对物块冲量为零，C错误；
D．物块开始加速的位移
减速至0的位移
反向加速的位移
加速过程F做正功，减速过程做负功，则
即0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J，D正确。
故选D。
8．B
【详解】AD．撤去F瞬间，弹簧弹力不变，P、Q系统所受合力不变，加速度不变，所以P和Q受力情况不变，P、Q间的摩擦力不变，AD正确，不符合题意；
BC．对于整个系统有
撤去F前，对于M有
对于M、N系统有
联立解得
撤去F后，对于M、N系统有
解得
对于N有
所以M、N间的摩擦力发生变化，M、N的加速度大小不变，B错误，符合题意，C正确，不符合题意。
故选B。
9．BCD
【详解】A．平均速率只有大小，没有方向，属于标量。故A错误；
B．速度变化量既有大小，又有方向，属于矢量。故B正确；
C．重力既有大小，又有方向，属于矢量。故C正确；
D．加速度既有大小，又有方向，属于矢量。故D正确。
故选BCD。
10．AD
【详解】AB．对质点，水平方向的位移大小
竖直方向的位移大小
对质点，水平方向的位移大小
沿斜面向下的方向有
沿斜面向下的位移大小
根据几何关系可得
联立解得
A正确，B错误；
CD．、之差的绝对值
越大，、之差的绝对值越小，C错误，D正确。
故选AD。
11．CD
【详解】由于火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律
可知火星和地球到太阳的距离与周期成正比，可得火星和地球到太阳的距离之比
又根据线速度公式
由于已知火星和地球到太阳的距离之比和周期之比，可得火星和地球绕太阳运行速度的大小之比。
根据题中条件不能求解火星和地球的质量比以及火星和太阳的质量比。
故选CD。
12．BC
【详解】试题分析：箱子和小球具有相同的加速度，根据小球的受力，判断出小球的运动规律，从而知道箱子的运动性质．对整体分析，比较斜面对两个箱子的作用力大小．
对于甲斜面上的箱子，小球受重力和拉力两个力，二力必定平衡，否则小球的合力方向与速度方向不在同一直线上，小球应做曲线运动．箱子也处于平衡状态，即箱子在斜面甲上做匀速直线运动．故A错误；对于乙斜面上的箱子，里面的小球受重力和拉力作用，两个力的合力沿斜面方向向下，知小球具有沿斜面向下的加速度，因为小球与箱子加速度相同，知箱子在斜面乙上做匀加速直线运动，故B正确；对整体分析，在垂直于斜面方向上合力为零，得，知两个斜面对箱子的支持力大小相等．在斜面甲上做匀速运动，则甲斜面对箱子有摩擦力．在斜面乙上，对小球，由牛顿第二定律得，得．设斜面对箱子的摩擦力大小为f．对整体，由牛顿第二定律得，解得，即乙斜面对箱子没有摩擦力，所以斜面甲对箱子的作用力较大，由牛顿第三定律可知箱子对斜面甲的作用力较大，故C正确D错误．
13． 20 4
【分析】考查牛顿第二定律的实际应用。
【详解】[1]由牛顿第二定律得
可知当推力最大即F=50N时，物体的加速度最大，加速度为20m/s2。
[2]由[1]可知，当即推力F等于摩擦力时，物体的速度达到最大值。由图像可知当推力为10N时，物体距出发点4m。
14． 2s或6
【详解】[1]设向上为正方向，根据速度位移关系可知
代入数据解得，物体通过离地面60米处的速度大小为
[2]由位移时间关系可知
代入数据解得
15． 50N 逐渐增大
【详解】[1]对锁舌受力分析如图
由题意可知
由几何关系可得
[2]关门过程中，逐渐增大，的方向不变，由
可知锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大。
16． mg(h1-h2)
【详解】[1]根据动能定理
解得
[2]根据动能定理
解得
17． 先加速后减速最后静止 -50J
【详解】[1]根据牛顿第二定律可知
则随着物体的下滑，则F增加，加速度先减小后反向增加，则物体先加速后减速，最后静止。
[2]当物体速度最大时满足
mg=μF=10μS
解得
S=5m
则物体的重力势能增加
18． 小车的总质量 小车所受外力 在质量不变的条件下，加速度与外力成正比 所挂钩码的总质量太大
【详解】[1]在研究加速度和力的关系的实验中，应保持小车的总质量不变
[2]用钩码所受的重力作为小车所受外力。
[3]根据图线知段为正比例函数，由此可知在质量不变的条件下，加速度与外力成正比。
[4]实验中要求所挂钩码的总质量要远小于小车的总质量，图线的段明显偏离直线，主要原因是所挂钩码的总质量太大。
19．（1） ；（2）；（3），；（4）
【详解】（1）对m受力分析，受重力、支持力拉力和摩擦力，如图所示
（2）不受拉力作用，木块在木楔上沿斜面向下匀速滑动时，根据平衡条件可得
解得
（3）木楔在力F作用下匀速上升，根据平衡条件，沿斜面方向上
垂直于斜面方向
滑动摩擦力为
解得
当
时，F有最小值，为
（4）由于木楔及木块均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即
当F取最小值时，为
则
20．（1）2.25m；（2）17N；（3）1.6m
【详解】（1）对小物块由牛顿第二定律有
解得
若小物块一直加速到右端，设到右端速度为，有
解得
因为，所以小物块先加速到与传送带共速，然后一起匀速运动至右端，设需时间加速到共速
时间内皮带位移
时间内小物块位移
（2）小物块滑上木板时速度，加速度大小，设木板的加速度为，两者速度相等，有
解得
对木板由牛顿第二定律，有
解得
（3）由于，共速后小物块将以匀减速到停止，而木板以匀减速运动，对木板由牛顿第二定律，有
解得
全过程木板位移
解得
全过程小物块位移
所以板长