重庆市第十八中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（Word版附解析）

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1. 2022年卡塔尔世界杯决赛18日上演。阿根廷队以（点球大战）击败卫冕冠军法国队，时隔36年后再次夺得世界杯冠军，下列四种与足球有关的情景，说法正确的是（ ）
A. 研究足球的旋转运动时，可以将足球看作质点
B. 足球被踢起的原因是脚对球的力大于球对脚的力
C. 静止在草地上足球受到弹力是因为草地发生了形变
D. 足球落入球网中，球网发生了弹性形变，足球没有发生弹性形变
【答案】C
【解析】
【详解】A．研究足球的旋转运动时，不能忽略足球的形状大小，因此不能将足球看成质点，故A错误；
B．足球被踢起的原因是脚对球的力大于球的重力，使足球合外力不为零，从而改变了足球的运动状态，而脚对球的力与球对脚的力大小相等、方向相反、作用在相互作用的两个物体上，是一对作用力与反作用力，故B错误；
C．静止在草地上的足球受到弹力是因为草地发生了形变，故C正确；
D．足球落入球网中，球网对足球产生弹力的同时足球也对球网产生弹力，这两个力是一对相互作用力，因此球网发生弹性形变的同时足球也发生弹性形变，故D错误。
故选C。
2. 骑行爱好者车队在驾车经过西藏动物保护区时，发现前方路段30m处忽然冲出一只毛冠鹿，为避免惊扰保护动物，应与其相隔至少5m，则车队紧急刹车行驶，已知车队原来以20m/s的速度驾驶，刹车加速度大小为10m/s2，驾驶员反应时间为0.2s，则下列说法正确的是（ ）
A. 车队不会惊扰毛冠鹿
B. 刹车3s后车队行驶位移为15m
C. 车队运动的时间为2.5s
D. 在反应时间内汽车通过的距离为3.8m
【答案】A
【解析】
【详解】A．从发现冠鹿到汽车停止运动的位移
此时汽车距离冠鹿的距离为6m，车队不会惊扰冠鹿，选项A正确；
B．从开始刹车到停止的运动的时间
刹车3s时车队已经停止运动，则刹车3s后车队行驶位移
选项B错误；
C．由以上分析可知，车队运动的时间为0.2s+2s=2.2s，选项C错误；
D．在反应时间内汽车通过的距离为
∆x=v∆t=4m
选项D错误。
故选A。
3. 水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有一小滑轮，轻绳的一端固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一重力为的重物，，如图所示，则滑轮受到轻绳的作用力的大小为（ ）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可得，对绳B点受力分析如图
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F，因同一根绳张力处处相等，大小都等于物体的重力，即为
F1=F2=G=100N
用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则由几何知识得
F=100N
所以滑轮受绳的作用力为100N。
故选C。
4. 我国农村生活条件越来越好，在修建乡村住房时，工人用上了简易机械如图所示，甲站在地面上通过支架上的定滑轮拉着OA绳把建筑材料缓慢提升到楼顶，乙再在楼顶水平拉着绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上，在乙缓慢移动建筑材料的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮受到绳子的作用力越来越大B. 甲与地面之间的摩擦力保持不变
C. 楼层对乙的作用力方向保持不变，大小变大D. OA绳子上的拉力先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】D．设建筑材料的重力为G，OA绳对建筑材料的拉力为FOA，乙对OB绳的拉力大小为FOB，如图
则乙再在楼顶水平拉着OB绳把建筑材料缓慢移到楼顶平台上的过程中，对建筑材料受力分析，根据平衡条件有
，
增大，则FOA增大，FOB增大，所以可知甲对OA绳的拉力也增大，乙对OB绳的拉力增大。故D错误；
B．对甲受力分析，由平衡条件可知，甲与地面之间的摩擦力大小等于OA绳对甲的拉力在水平方上的分力，由于OA绳对甲的拉力逐渐增大且OA绳与水平方向夹角不变，所以可得甲与地面之间的摩擦力逐渐增大，故B错误；
A．OA绳对定滑轮的力方向不变、逐渐增大；定滑轮右边绳子竖直向下的分力不变，始终等于建筑材料的重力，水平方向的分力逐渐增大，故绳子对定滑轮的作用力越来越大，故A正确；
C．对乙受力分析，如图
乙受到的支持力与自身重力大小相等，摩擦力与OB绳上的拉力大小相等，由于OB绳上的拉力变大，所以摩擦力变大，摩擦力与支持力的合力变大，由平行四边定则合力方向变化，则楼层对乙的作用力方向变化，大小变大，故C错误。
故选A。
5. 一质点以某一初速度开始做直线运动，从质点开始运动计时，经时间t质点的位移为x，其图像如图所示。在内，下列说法正确的是（ ）
A. 质点做加速度为的匀变速直线运动B. 末，物体的速度减为0
C. 内物体的位移为0D. 物体在第一秒的位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图像可知该直线的表达式为
整理得
与比较可知，质点做匀减速直线运动，且质点的初速度大小为3m/s，加速度为-3m/s2，故A错误；
B．根据匀减速直线运动的规律可知，2s末质点的速度为
故B错误；
C．根据匀减速直线运动的规律可知，0~2s内，质点的位移为
故C正确；
D．0~1s内，质点的位移为
故D错误。
故选C。
6. 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示，设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。则在箱子下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大
B. 箱子接近地面时，箱内物体可能处于超重状态
C. 箱子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动
D. 若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小
【答案】D
【解析】
【详解】A．箱子刚从飞机上投下时，速度为零，箱子只受重力，加速度为重力加速度，而箱内物体与箱子的加速度相同，也为重力加速度，设此时箱内物体受到的支持力为，则对箱内物体由牛顿第二定律有
，
则可知
由此可知箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最小，故A错误；
BC．根据题意，设箱子在下降过程中所受阻力为
则由牛顿第二定律有
速度增大则阻力增大，加速度减小，箱子做加速度减小的加速运动，因此若在箱子落地前加速度减为零，则箱子速度达到最大值，此后箱子将做匀速直线运动，因此箱子不可能处于超重状态，故BC错误；
D．若下落距离足够长，则箱子最终将做匀速直线运动，箱内物体也将做匀速直线运动，受力将达到平衡状态，即箱内物体做匀速直线运动时有
因此，若下落距离足够长，箱内物体所受支持力大小有可能等于它的重力大小，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上，物块A、B质量均为m。物块A静止在轻弹簧上端，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是（ ）
A. 细线剪断前，弹簧的弹力为mg
B. 细线剪断瞬间，弹簧弹力突然增大
C. 细线剪断瞬间，物块A的加速度大小为0
D. 细线剪断间，物块B的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A. 细线剪断前，因为A、B之间无弹力，则弹簧的弹力为mgsinθ，选项A错误；
B. 细线剪断瞬间，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，选项B错误；
CD. 细线剪断瞬间，物块A和B的加速度相同，此时两者的加速度
选项C错误，D正确。
故选D。
二、多选题。每题中至少有两个选项符合题意，全对得5分，漏选得3分，错选不得分。共计15分。
8. 一科研团队在某次空气动力学实验中,通过传感器得到研究对象做匀变速曲线运动的轨迹如图所示,且质点运动到最低点D时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法中正确的是
A. 质点的速率先增大后减小
B. 质点的速率先减小后增大
C. 在任意1s内，质点速度改变的大小相同、方向竖直向上
D. 在任意1s内，质点速度改变的大小相同、方向水平向右
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．质点做匀变速曲线运动，可知所受合外力恒定，加速度恒定，D点的加速度向上，则整个运动的任何位置加速度均向上恒定，由图可知沿着切线方向的瞬时速度与加速度的夹角从钝角变为直角后为锐角，则速度先减小后增大，D点时的速度最小；故A错误，B正确.
CD．由可得，即加速度恒定时，任意1s时间内速度的变化均大小相等，方向相同，与加速度方向相同竖直向上；故C正确，D错误.
9. 从地面竖直上抛一物体A的同时，在离地面高H处有相同质量的另一物体B开始做自由落体运动，两物体在空中同时到达距地面离h处时，A的速率是B的速率的2倍（假设两物体不会相撞），不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 物体A竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的倍
C. 物体A、B在空中运动的时间之比为1:3
D. 两物体之间的间距一直减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设A、B两物体达到距地面高h时所用时间为t，根据自由落体运动的规律，对B，有
设A物体竖直上抛的初速度为v0，有
解得
，，，
故A正确；
B．物体A竖直上抛的初速度为
设物体B落地时的速度为v′，则有
解得
所以
故B正确；
C．根据竖直上抛的对称性可知物体A在空中运动的时间为
物体B在空中运动的时间为
物体A、B在空中运动的时间之比为
故C错误；
D．两球的加速度相同，在相同时间内速度变化量相同，落地前相对速度保持不变，故两球间距先减小后增大，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，在光滑地面上，水平外力F拉动木板和滑块一起做无相对滑动的加速运动。木板质量是M，滑块质量是m，力大小是F，加速度大小是a，木板和滑块之间动摩擦因数是μ。则在这个过程中（ ）
A. 滑块受到的摩擦力Ma
B. 滑块受到的摩擦力
C. 拉力的最大值为
D. 拉力的最大值为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．木板受到的摩擦力为
根据牛顿第三定律，滑块受到的摩擦力Ma，对滑块、木板整体，根据牛顿第二定律
滑块受到的摩擦力为
故A正确，B错误；
CD．根据牛顿第二定律，木板的最大加速度有
对滑块、木板整体，根据牛顿第二定律
拉力的最大值为
故C错误，D正确。
故选AD。
二、实验题。
11. 如图所示是研究向心力的大小F与质量m。角速度和半径r之间的关系的实验装置图。
（1）现将两小球分别放在两边的槽内。为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列做法正确的是________。
A．让两个小球运动半径相等，用质量相同的小球做实验；
B．让两个小球运动半径相等，用质最不同的小球做实验
C．让两个小球运动半径不相等，用质量不同的小球做实验
D．让两个小球运动半径不相等，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中采用了_________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且右边的小球的轨道半径与左边小球轨道半径相等，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的4倍。那么，右边轮塔与左边轮塔之间的角速度之比为__________。
【答案】 ①. A ②. 控制变量法 ③. 2：1
【解析】
【详解】（1）[1]根据向心力公式
可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和小球运动的半径相等。
故选A。
（2）[2]在该实验中采用了控制变量法来探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。
（3）[3]转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的4倍，则有
两个小球的质量相等、轨道半径相等，由公式可得
12. 小鄢同学利用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力的关系”的实验。
（1）有关该实验的操作，以下说法正确的是______
A．细线需要与木板平行
B．小车的质量要远小于重物的质量
C．平衡摩擦力时，不需要悬挂重物，但小车要连接纸带穿过打点计时器
D．改变重物的质量后需要重新平衡摩擦力
（2）如图乙所示是小鄢同学通过实验得到的一条纸带，他在纸带上取A、B、C、D、E五个计数点（相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），已知电源的频率为50Hz，利用刻度尺测得AB＝2.81cm，BC＝3.22cm，CD＝3.62cm，DE＝4.01cm。根据图乙可知，打下C点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）小贺同学利用图丙所示装置，研究小车质量一定时，加速度与力关系。小车放在水平长木板上，通过安装在小车上的无线力传感器测量小车受到的拉力，用位移传感器（图中未画出）测量小车的加速度。当小车匀速运动时，力传感器读数为。通过改变桶中沙的质量改变拉力，多次重复实验，获得多组加速度和力的数据，描绘出小车加速度a与拉力的关系图像。则得到图像可能是______。
A．B．C．D．
【答案】 ①. AC## CA ②. ③. ④. B
【解析】
【详解】（1）[1] A．细绳需要与木板平行，A正确；
B．设重物的质量为m，设绳子上的拉力为，对重物分析
设小车质量为M，对小车分析
联立两式可得
分子分母同时除于M，解得
当时
即时
故当与的大小关系满足时，才可以认为重物的总重力等于小车的牵引力。重物的质量需远小于小车的质量，B错误；
C．平衡摩擦力时，不需要悬挂重物，但小车要连接纸带穿过打点计时器，C正确；
D．改变重物的质量后不需要重新平衡摩擦力。D错误。
故选AC。
（2）[2] 打下C点时小车的速度为
[3]小车的加速度为
（3）[4] 依题意，小车在运动时所受阻力大小等于F0，设小车质量为M，对小车在水平方向受力分析，有
则有
依题意，小车质量M一定，可知加速度a与拉力F成线性关系，且不过原点。
故选B。
三、计算题。
13. 跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进行的。运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。已知运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出，速度为，到山坡上的B点着陆，如图所示，山坡倾角为，山坡可以看成一个斜面。（，，）求：
（1）运动员在空中飞行的时间；
（2）间的距离s。
（3）运动员从A点抛出到B点的过程中，当运动员离斜面最远时，运动员运动的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）运动员在空中做平抛运动，水平位移为
竖直位移为
则
解得
，，
（2）间的距离为
（3）运动员离斜面最远时，速度与水平方向夹角为，有
解得
14. 如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角为，小球以速率绕圆锥体轴线做水平圆周运动（，，重力加速度大小为g）。
（1）当时，求细线对小球的拉力和小球对圆锥体的压力大小；
（2）当时，求细线对小球的拉力。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）小球离开圆锥体的临界条件为圆锥体对小球的支持力为
由牛顿第二定律可得
解得
则小球对圆锥体的压力不为0。对小球进行受力分析，如图甲所示
根据牛顿第二定律有
解得
，
根据牛顿第三定律得，小球对圆锥体的压力大小为。
（2）因，小球离开圆锥体，对小球进行受力分析如图乙所示，设细线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示，为某煤矿的双皮带传送机的装置示意图。其中水平传送带A、B两端相距，倾斜传送带的倾角，其C、D两端相距，B、C相距很近，水平传送带以的速率顺时针匀速转动，倾斜传送带以的速率顺时针匀速转动。将一煤块（可视为质点）轻放至A端，当煤块到达B端后，可以速度大小不变地传送到倾斜传送带的C端。已知煤块与水平传送带间的动摩擦因数，与倾斜传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
（1）煤块刚放上水平传送带时，煤块的加速度大小；
（2）煤块从A端运动到D端所用的时间t；
（3）由于工人操作失误，使得倾斜传送带以的速率逆时针匀速转动，并导致设备机油泄漏到倾斜传送带上，使煤块与倾斜传送带间的动摩擦因数变为了，其他条件不变，则煤块第一次在倾斜传送带上运动时留下的划痕长度是多少？
【答案】（1）；（2）3.5s；（3）2.25m
【解析】
【详解】（1）刚放上水平传送带时的加速度
（2）达到和水平传送带共速
，
匀速时间
因为
所以到倾斜传送带上匀速运动
总时间
（3）倾斜传送带以的速率逆时针匀速转动
速度减为零
，
两者运动方向相反，相对位移
反向加速
，
传送带速度快，相对位移
因为
继续加速
并且
物体速度快，相对位移
因为
所以第一次在倾斜传送带上运动时留下的划痕长度