山东省泰安市新泰市第一中学（实验部）2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份山东省泰安市新泰市第一中学（实验部）2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷(含答案)，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、一篮球从某一高度处由静止释放后匀加速下落，与地面碰撞（碰撞时间极短）后等速率反弹，再竖直向上做匀减速直线运动，直至最高点。下列关于篮球运动的速度v随时间t变化的图象可能正确的是( )
A.B.
C.D.
2、某小组用力传感器探究弹簧弹力与弹簧长度的关系，通过描点画图得到如图所示的图象，a、b分别为使用轻弹簧1、2时所描绘的图线。下列说法正确的是( )
A.弹簧1的原长大于弹簧2的原长
B.弹簧1的劲度系数为100N/m，大于弹簧2劲度系数
C.弹簧2产生15N的弹力时，弹簧的伸长量是50cm
D.因未测弹簧原长，因此本实验无法探究弹簧弹力与伸长量的关系
3、如图所示，九个相同的木块并排固定在水平面上，从左至右编号依次为1、2、…、8、9，一个子弹（可视为质点）从木块1左端以速度v射入，恰好没有从木块9穿出，则下列说法正确的是( )
A.子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为4:1
B.子弹穿过前三个木块的时间和穿过后三个木块的时间之比为
C.子弹刚进入木块9时的速度与初速度v的大小之比为1:3
D.子弹在木块5中点的速度大小为
4、物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直到停止。在这一过程中，手机软件描绘出其位移x和时间t的比值，与t间的关系如图所示。已知0~3s内图象为直线，3s后图象为反比例曲线。下列说法正确的是( )
A.物块在3s后的某一时刻静止B.物块运动的加速度大小为
C.0时刻物块的速度大小为12m/sD.物块滑行的距离为27m
5、如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧与竖直方向的夹角为，弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是( )
A.小球A的加速度大小为B.小球A的加速度大小为
C.小球B的加速度大小为D.小球B的加速度大小为g
6、如图所示，A、B两轻质弹簧原长分别为和，劲度系数分别为和，竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间连接有一质量为的物体，最下端挂着质量为的另一物体，整个装置处于静止状态，两弹簧均末超过弹性限度。现用一个平板把下面的物体缓慢向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，则( )
A.此时A、B两弹簧均处于原长状态
B.此时A弹簧处于压缩状态，B弹簧处于拉伸状态
C.此时A、B两弹簧弹力相等
D.此过程中质量为的物体上升的高度是
7、如图所示为物体做直线运动的图象，下列说法错误的是( )
A.甲图象中物体在到这段时间内的平均速度小于
B.乙图象中，阴影面积表示到时间内物体的速度变化量
C.丙图象中，物体的加速度大小为
D.丁图象中，时物体的速度为5m/s
8、如图所示，质量为m的匀质细绳，一端系在天花板上的A点，另一端系在竖直墙壁上的B点，平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的n倍，且绳子A端的切线与竖直方向的夹角为β，绳子B端的切线与墙壁的夹角为α（重力加速度为g）则( )
A.绳子在C处弹力大小
B.绳子在A处的弹力大小
C.绳子在B处的弹力大小
D.
二、多选题
9、如图所示，长为L的刚性直轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，C端与轻滑轮连接（滑轮大小可忽略不计），绕过滑轮的轻绳上端固定于墙上A点，下端悬挂一个重力为G的重物，轻杆与竖直方向的夹角为60°时，系统处于静止状态。若将绳的上端从A处沿墙在竖直方向移动D点，使系统重新处于平衡状态，此时轻杆与竖直方向的夹角为45°，已知轻绳的长度为2L，不计一切摩擦，则( )
A.D点一定在A下方
B.轻杆与竖直方向的夹角为45°时，轻杆上的弹力大小为G
C.系于D点时杆的弹力小于A点时杆的弹力
D.系于D点时重物所在的高度比A点时低
10、如图所示，一滴雨滴从离地面20m高的楼房屋檐自由下落，下落途中用的时间通过一个窗口，窗口的高度为2m，g取，不计空气阻力，则( )
A.雨滴落地速度为20m/s
B.雨滴最后1s的位移为15m
C.雨滴到窗口中间位置时的速度为10m/s
D.屋檐距离窗口上边框的距离为6m
11、如图所示，倾角的斜面体A固定在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为2.5m和m的小物块a、b，整个装置处于静止状态.现给物块b施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成60°角的位置。整个过程中小物块a一直保持不动，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中( )
A.力F一直增大
B.小物块a受到的摩擦力先增大再减小
C.绳上张力先增大后减小
D.小物块a与斜面之间的动摩擦因数最小值为
12、如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R的半球形容器底部中心处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球A相连，小球静止于P点，OP与水平方向间的夹角为。若换为与质量为2m的小球B相连，小球B将静止于M点（图中未画出），下列说法正确的是( )
A.容器对小球B的作用力大小为mg
B.弹簧对小球A的作用力大于对小球B的作用力
C.弹簧的原长为
D.的长度为
三、实验题
13、某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度L的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。
（1）钩码静止时所受重力的大小________（大于，等于，小于）弹簧弹力的大小。
（2）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧的长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图象，如图乙所示。弹簧自由下垂时的长度________cm，弹簧的劲度系数_________N/m。（结果均保留小数点后一位）
（3）实验中未考虑弹簧自身受到的重力，这对弹簧劲度系数的测量结果__________。（填“有影响”或“无影响”）
14、“验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后，把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码。
（1）同学在实验前准备了图中所示的实验装置及下列辅助器材：
A.交流电源、导线
B.直流电源、导线
C.天平（含配套砝码）
D.秒表
E.刻度尺
其中必要的器材是________；图中木板右端被垫高，这样做的目的是_________。
（2）某同学正确进行实验后，打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹3时，小车运动的速度_________m/s（结果保留3位有效数字），该小车的加速度_________；（结果保留3位有效数字）
（3）根据测量的实验数据作出物体的加速度a和拉力F图线即：图线，发现其不通过原点，请分析其主要原因是________；
（4）在对上一问中的装置进行了调整后，图线能够通过原点。为得到更多的数据点，该同学不断改变钩码质量，发现随着F增大，图象由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图所示。图线在末端弯曲的原因是______________。
四、计算题
15、如图所示，一可视为质点的物块在时刻以的速度滑上一固定斜面，斜面足够长，斜面的倾角，物块与斜面间的动摩徖因数。经过一段时间后物块返回斜面底端，取重力加速度。求：
（1）物块向上和向下滑动过程中，物块的加速度大小；
（2）物块从斜面底端出发到再次返回斜面底端所用的总时间。
16、如图所示，跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开直升机从距离地面580m的高处由静止自由下落4s后，张开降落伞沿竖直方向匀减速下降，恰好到达地面静止。（g取）求：
（1）自由落体运动结束时运动员的速度大小；
（2）减速下降时运动员的加速度；
（3）运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小。
17、如图所示，质量的物块放在竖直弹簧上端并紧挨着竖直墙壁，水平向左、大小的力作用在物块上，物块恰好不下滑，此时弹簧的长度。已知弹簧的劲度系数、原长，物块与竖直墙壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，求：
（1）弹簧对物块的弹力大小；
（2）竖直墙壁对物块的摩擦力大小和方向；
（3）物块与竖直墙壁之间的动摩擦因数。
18、5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相当于有了“千里眼”的感知能力，同时，5G网络超低延时的特性，让“汽车大脑”可以实时接收指令，极大提高了汽车运行的安全性。A，B两辆5G自动驾驶的小测试车，在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为，B车的速度大小为，如图所示。当A、B两车相距时，B车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小为，从此时开始计时，求：
（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离；
（2）A车追上B车所用的时间；
（3）如果B车刹车后，为避免两车相撞，A车也要刹车，且加速度大小也为，在B车刹车后到A车接受指令刹车经过的最长时间。
参考答案
1、答案：A
解析：篮球开始向下匀加速运动，速度逐渐增大；速度达到最大时方向发生变化；之后向上匀减速运动，速度逐渐减小。
故选A。
2、答案：B
解析：A.根据题图可知，拉力为零时弹簧的长度均为0.2m，即两根弹簧的原长均为0.2m，故A项错误；
B.根据
可知，弹簧1的劲度系数
图象的斜率表示劲度系数，根据题图可知弹簧1的劲度系数大于弹簧2的劲度系数，故B项正确；
C.由题图可知弹簧2的劲度系数为
所以当弹簧2产生的弹力为15N时，弹簧伸长量是
故C项错误；
D.虽然未测弹簧原长，但本实验可以通过关系图象探究弹簧的弹力与伸长量的关系，故D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：AC.把运动看成逆向初速度为零的匀加速运动，则
则子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为2:1，子弹刚进入木块9时的速度与初速度v的大小之比为1:3，故A错误，C正确；
B.根据匀变速直线运动的规律可得，子弹穿过前三个木块和穿过后三个木块的时间之比为，故B错误；
D.根据中间位移处的瞬时速度公式可得
故D错误。
故选C。
4、答案：C
解析：A.3s后图象为反比例曲线，即
说明3s时位移不再改变，物块静止，A错误；
BC.根据
得
得，
即
B错误，C正确；
D.物块滑行的距离为
D错误。
故选C。
5、答案：B
解析：细绳剪断之前，对整体受力分析
满足，
对B受力分析
满足又因为两轻弹簧劲度系数相同，且弹簧的形变量为弹簧形变量的3倍，故有联立解得剪断细绳后瞬间，两轻弹簧上弹力保持不变，细绳上拉力变为0，此时小球A所受合外力大小与原绳上拉力相等，小球B所受合外力为零，由牛顿第二定律可知，解得，故B正确，ACD错误。故选B。
6、答案：D
解析：此时两个弹簧都不处于原长状态，A错误；此时A弹簧处于拉伸状态，B弹簧处于压缩状态，B错误；此时A、B两弹簧的形变量相等，故两弹簧弹力不相等，C错误；此过程中质量为的物体上升的高度是，D正确。
7、答案：D
解析：A.若物体做初速度为0、末速度为的匀加速直线运动，其平均速度为，根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知该物体的位移小于匀加速直线运动的位移，所以物体在到这段时间内的平均速度小于匀加速直线运动的平均速度，故A正确；
B.根据加速度的定义
可得
则乙图象中阴影面积表示到时间内物体的速度变化量，故B正确；
C.根据匀变速运动规律有
可知丙图象中物体的加速度大小为
解得
故C正确；
D.根据匀变速运动规律有
整理得
由图象可知
解得
则时物体的速度为
故D错误。
本题选错误的，故选D。
8、答案：B
解析：AC.对CB段受力分析，受重力
墙壁的拉力、AC段绳子对其向左的拉力，如图所示
根据平衡条件有
联立解得
故AC错误；
B.再对AC段绳子受力分析，受重力
BC段绳子对其向右的拉力，天花板对其的拉力，如图所示
根据平衡条件有
联立解得
故B正确；
D.又由于
因此
故D错误。
故选B。
9、答案：AD
解析：A.以滑轮C为研究对象，受力情况如图所示
系统处于静止状态时，滑轮的合力为零，由于刚性直轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，则滑轮受到的轻杆的支持力N的方向一定沿杆的方向，且两侧绳子拉力合力的方向也沿杆的方向。当轻杆与竖直方向的夹角为45°，两侧绳子拉力合力的方向仍然沿杆的方向，此时DC的方向一定沿水平方向，故D点一定位于A点的下方。故A正确；
B.重物处于平衡状态，绳子的拉力等于重物的重力，即
轻杆与竖直方向的夹角为45°时，轻杆上的弹力大小等于两侧绳子的拉力的合力，由于此时DC的方向一定沿水平方向，则两侧绳子之间的夹角为直角，杆上的弹力为
故B错误；
C.轻杆上的弹力等于两侧绳子拉力的合力，但开始时两侧绳子之间的夹角大，根据平行四边形定则可知，系于D点时杆的弹力大于A点时杆的弹力，故C错误；
D.当轻杆与竖直方向的夹角为60°时，三角形ABC为等边三角形，则根据几何关系可知重物距离B点的竖直高度为
当为45°时，三角形DBC为等腰直角三角形，根据几何关系可知
重物距离B点的竖直高度为
系于D点时重物所在的高度比A点时低
故D正确。
故选AD。
10、答案：AB
解析：A.由公式
可得雨滴落地的速度大小
故A正确；
B.由公式
可知雨滴在空中运动的时间为
雨滴前1s的位移为
雨滴落地前最后1s内的位移为
故B正确；
C.窗口的高度为2m，雨滴用的时间通过窗口，则通过窗口过程的平均速度为
由匀变速直线运动的特点可知，10m/s等于通过窗口过程中间时刻的瞬时速度，由于雨滴做加速运动，所以该速度小于雨滴经过窗口中间位置的速度，故C错误；
D.设屋檐距离窗口上边框的距离为，雨滴从屋檐运动到窗的上边框时间为，则有
且
联立解得
，
故D错误。
故选AB。
11、答案：AD
解析：AC.物块b处于平衡态，对b受力分析，如图所示
设绳与竖直方向的夹角为α，根据平行四边形定则可知，
水平向右的力
绳的拉力
故当α从0变化为60°的过程，F逐渐变大，T逐渐变大，A正确，C错误；
BD.根据绳的拉力
可知，当时
当时
对a受力分析，如图所示
刚开始
a处于静止状态，则摩擦力
方向沿斜面向上
当α变为60°时，摩擦力为
方向沿斜面向下，故小物块a受到的摩擦力先减小再增大，故小物块a与斜面之间的动摩擦因数最小值为
故B错误D正确。
故选AD。
12、答案：CD
解析：小球受到三个共点力而平衡，这三个力可以构成一个矢量三角形，当弹簧另一端与质量为m的小球A相连时可得
当弹簧另一端与质量2m的小球B相连时可得
设弹簧原长为，则
联立可得
可知
故选CD。
13、答案：（1）等于（2）10.0；40.0（3）无影响
解析：（1）实验时认为可以用钩码所受重力的大小来代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是根据平衡条件，钩码静止时所受重力的大小等于弹簧弹力的大小。
（2）根据胡克定律有
所以图象的横截距表示，斜率表示劲度系数，即
（3）根据前面分析可知，弹簧自重体现在图象会出现横截距，但对图象的斜率无影响，所以对弹簧劲度系数的测量结果无影响。
14、答案：（1）ACE；平衡摩擦力（2）0.376；0.160（3）平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力/平衡摩擦力不足/没有平衡摩擦力（4）所挂钩码的总质量太大
解析：（1）打点计时器需要交流电源，即选A；验证牛顿第二定律需要用天平测量小车的质量，即选C；打点计时器本身就是计时工具，不需要秒表；需要使用刻度尺测量纸带打点之间的距离，即选E；所以必要的器材为ACE，图中木板右端被垫高，这样做的目的是为了消除摩擦力对小车的影响，即平衡摩擦力。
（2）匀变速直线运动中，某段时间内的中间时刻速度等于平均速度，所以
根据逐差法求解加速度
（3）在开始阶段，拉力不为零时，加速度为0，说明合外力为0，即平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。
（4）对钩码，根据牛顿第二定律得
对小车由牛顿第二定律得
解得
开始时，砝码质量远小于小车质量，绳上拉力，图象为直线；当砝码质量不再远小于小车质量时，所以图线在末端弯曲的原因是所挂钩码的总质量太大。
15、答案：（1）；（2）3s
解析：（1）物块向上滑动过程中，根据牛顿第二定律有
物块向上滑动过程中，物块的加速度大小为
物块向下滑动过程中，根据牛顿第二定律有
物块向下滑动过程中，物块的加速度大小为
（2）物块从斜面底端运动至最高点的时间为
物块从斜面底端运动至最高点的位移为
物块从最高点运动至斜面底端，根据动力学公式有
解得物块从最高点运动至斜面底端所需的时间为
物块从斜面底端出发到再次返回斜面底端所用的总时间为
16、答案：（1）40m/s（2）大小为，方向竖直向上（3）20m/s
解析：（1）运动员由静止自由下落 4s后时的速度为
（2）自由落体高度为
开始打开降落伞时离地高度为
设减速时加速度大小为a，则
解得
即减速时的加速度大小为，方向竖直向上。
（3）设匀减速运动时间为，由
解得
所以运动员从离开直升机至到达地面的总时间
则运动员从离开直升机至到达地面整个过程的平均速度大小为
17、答案：（1）
（2），方向竖直向上。
（3）
解析：（1）根据胡克定律有
解得
（2）对物块受力分析，竖直方向上有
解得
方向竖直向上。
（3）物块在水平方向上有
物块与竖直墙壁之间的动摩擦因数
解得
18、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设经过时间，两者相距的距离最大，此时A、B两车速度相等，则
代入数据解得
（2）B车刹车停止运动所用时间
B车此时间内发生位移
A车此时间内发生位移
代入数据解得
，
由于，可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追上，则：
代入数据解得
（3）A车刹车后通过的位移
A车匀速运动的位移
且有
代入数据解得