[物理][期末]广东省潮州市饶平县2023-2024学年高一上学期期末试题(解析版)

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考试范围：必修一；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案填写在答题卡上
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求。
1. 下列关于物理学方面的知识说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律是实验定律，可以通过实验直接验证
B. 力学的基本单位有：N（牛）、kg（千克）、s（秒）
C. 牛顿第二定律表明物体所受合外力越大，物体的惯性越大
D. 在研究瞬时速度时，用到了极限法
【答案】D
【解析】A．牛顿第一定律是通过理想实验经过推理得出的，无法通过实验直接验证，故A错误；
B．力学的基本单位有：m（米）、kg（千克）、s（秒），故B错误；
C．物体的惯性只由物体的质量决定，与物体所受合外力无关，物体的质量越大，惯性越大，故C错误；
D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体的瞬时速度，该定义应用了极限法，故D正确。
故选D。
2. 高空落物存在危险性。请估算教学楼五楼的学生把一瓶矿泉水放在阳台上，若不小心掉落下去，矿泉水落地的速度约为（ ）
A. 10m/sB. 16m/sC. 22m/sD. 28m/s
【答案】B
【解析】矿泉水掉落时可看成做自由落体运动，一层楼高约3m，根据速度位移关系
可得矿泉水落地的速度为
可知矿泉水落地的速度约为16m/s。
故选B。
3. 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A. 人受到重力和支持力的作用
B. 人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C. 人受到的摩擦力方向水平向左
D. 人受到的合外力方向与速度方向相同
【答案】A
【解析】由于人随扶梯一起匀速运动，故所受力平衡，合外力为零。因此，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向不受力，故A正确，BCD错误。
故选A。
4. 比亚迪公司对某款新能源汽车的加速性能进行测试，速度传感器显示速度随时间的关系为：v6t（式中各量均为国际单位），如果认为汽车这段时间做匀变速直线运动，则汽车（ ）
A. 加速度为3m/s2
B. 速度从0加到100km/h用时不到5s
C. 在6秒内通过位移为36m
D. 汽车在加速测试这段时间内所受的合外力为零
【答案】B
【解析】A．由匀变速运动的瞬时速度公式
对应
v6t
知汽车的初速度是0，加速度为6m/s2，故A错误；
B．5s末汽车的速度
所以，速度从0加到100km/h用时不到5s，故B正确；
C．6s内通过的位移
故C错误；
D．汽车在加速测试的这段时间内所受的合外力为
故D错误。
故选B。
5. 民航客机因故迫降后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面。如图所示，人沿气囊滑行到地面的过程可看作匀加速直线运动。出于安全考虑，人滑至气囊底端时的速度约为3.6m/s，下滑时间约为3.6s。则（ ）
A. 人沿气囊滑下不受摩擦力作用
B. 人沿气囊滑下时的加速度大小0.5m/s2
C. 气囊所构成的斜面长度6.48m
D. 气囊所构成的斜面长度12.96m
【答案】C
【解析】A．人沿气囊滑下受摩擦力作用，故A错误；
B．根据
可得人沿气囊滑下时的加速度大小为
故B错误；
CD．根据运动学公式可得气囊所构成的斜面长度为
故C正确，D错误。
故选C。
6. 一名乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的图像如图所示，其中到时间段图像为直线。则以下说法正确的是（ ）
A. 时间内，乘客处于超重状态
B. 时间内，乘客处于失重状态
C. 时间内，乘客处于超重状态
D. 时间内，乘客的速度一直增大
【答案】A
【解析】AB．一名乘客乘坐电梯竖直上升，位移x与时间t的图像斜率表示速度，由图可知时间内，乘客向上加速，乘客处于超重，故A正确，B错误；
C．由图可知时间内，斜率不变，乘客做匀速直线运动，乘客处于平衡态，故C错误；
D．由图可知时间内，斜率减小，乘客向上做减速运动，速度减小，故D错误。
故选A。
7. 如图，水平桌面上放置一个质量为m杯子，用两个水平拉力拉一根穿过杯子把手的橡皮筋，杯子处于静止状态。杯子与桌面间的动摩擦因数为μ，不计橡皮筋与把手间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 杯子受到桌面的摩擦力一定为μmg
B. 杯子受到桌面的摩擦力大于其中一个拉力
C. 增大拉力，杯子受到桌面的摩擦力一定不变
D. 增大两个水平拉力的夹角，则拉动杯子需要的力更大
【答案】D
【解析】A．杯子处于静止状态，受到的摩擦力为静摩擦力，不能根据滑动摩擦力公式计算，所以杯子受到桌面的摩擦力不一定为μmg，故A错误；
BD．设两段橡皮筋夹角为θ，由于不计橡皮筋与把手间的摩擦，所以两个水平拉力大小相等，设为T，根据对称性和平衡条件有
当θ＞120°时，可知
刚好拉动杯子时Ff达到最大静摩擦力，增大θ，需要T增大，即则拉动杯子需要的力更大，故B错误，D正确；
C．根据前面分析可知，若增大拉力后，杯子仍处于静止状态，则杯子受到桌面的摩擦力一定增大，故C错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图，沿光滑的竖直墙壁用网兜把一个足球挂在A点，足球受到的重力为G，网兜的质量不计。悬绳与墙壁的夹角为。悬绳给球的拉力为T，墙壁给球的支持力为，下列表述正确的是（ ）
A. 大于G
B. T大于G
C. 与T的合力一定竖直向上
D. 减小悬绳与墙壁的夹角，足球受到的合力减小
【答案】BC
【解析】AB．以足球为对象，受力如图所示
根据受力平衡可得
故A错误，B正确；
C．根据受力平衡可知与T的合力与足球重力G一定大小相等，方向相反，则与T的合力一定竖直向上，故C正确；
D．减小悬绳与墙壁夹角，足球受到的合力一直为0，保持不变，故D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示，建筑工地常用吊车通过绳索将建筑材料从地面吊到高处。图乙为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，在竖直方向的运动分三段，第1s~2s为第Ⅰ段，第2s~4s为第Ⅱ段，第4s~5s为第Ⅲ段，以向上为正方向，则下列说法中正确的是（ ）
A. 第1s内建筑材料的加速度大小为2m/s2
B. 第5s内钢索最容易发生断裂
C. 整个过程材料上升高度是14m
D. 第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度方向相反，速度方向也相反
【答案】AC
【解析】A．v-t图像的斜率表示加速度，则第1s内建筑材料的加速度大小为
故A正确；
B．设三段过程钢索的拉力大小分别为F1、F2、F3，根据牛顿第二定律有
根据以上三式可知
所以第1~2s内钢索最容易发生断裂，故B错误；
C．v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移，则整个过程材料上升高度是
故C正确；
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度方向相反，速度方向相同，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，电灯的重力G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为45°，BO绳水平，AO绳的拉力为FA，BO绳的拉力为FB，则( )
A. FA＝10NB. FA＝10 N
C. FB＝10ND. FB＝10 N
【答案】AD
【解析】对结点O受力分析，向下的拉力等于电灯的重力，根据平衡条件知，FA、FB的合力与向下的拉力等大反向，如图所示。
则
故选AD。
三、非选择题：
11. 图甲为用等效替代法“验证力的平行四边形定则”的实验装置图．
（1）本实验中“等效替代”的含义是（ ）
A．橡皮筋可以用细绳替代
B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图甲中C的示数为__________N．
（3）如图乙所示，是某同学根据实验数据按照一定的标度（标度未画出）画出的力的图示．F1、F2、F、F′ 中不是由弹簧测力计测得的力是__________（填字母）．
【答案】（1） D （2）3.0 （3）
【解析】（1）“等效替代”，即用两个弹簧测力计拉橡皮筋的效果和用一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量及指向都相同，故A、B、C错误，D正确．
（2）弹簧测力计读数，每1N被分成5格，则1格就等于0.2N．图指针落在3N处，所以3.0N．
（3）由于误差的存在，通过平行四边形定则得出的合力值与由弹簧测力计直接测得的合力并不完全相等，通过平行四边形得出的合力在对角线上，用一个弹簧测力计直接测量出的合力沿细绳方向，沿AO方向，故是由弹簧测力计直接测得的， 是通过平行四边形定则得出的合力，所以不是由弹簧测力计测得的力是．
12. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
（1）关于实验的要点，下列说法正确的是______∘
A. 重物的质量应远小于小车的质量
B. 平衡摩擦力时小车应挂上重物
C. 释放小车之前应先接通电源
D. 调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行
（2）实验中获得一条纸带如图2所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打B点时小车运动的速度大小______，小车运动的加速度大小______m/s2。（计算结果要求保留两位有效数字）
（3）改变悬挂重物的质量，多次重复实验，测得多组加速度a及对应力传感器的示数。作出a-F图像如图3所示，发现图像不过原点，图像不过原点的原因是______。重新实验，为了使作出的图像经过原点，应适当______（选填“增大”或“减小”）长木板的倾角。
【答案】（1）CD （2）0.38 0.39
（3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 增大
【解析】
【小问1详解】
A．由于有力传感器可以直接测量小车受到力的大小，故不需重物的质量应远小于小车的质量，A错误；
B．平衡摩擦力是使小车重力的下滑分力和所受到的摩擦力平衡，不能挂重物，B错误；
C．打点时应先接通电源，后释放小车，C正确；
D．调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行，使小车受到合力的方向沿木板平行的方向，D正确。
故选CD。
【小问2详解】
由匀变速直线运动的规律可知
由逐差法求加速度可得
【小问3详解】
不过原点说明合外力不为0，但加速度为0，则可能平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力造成的；
可以采取增大长木板的倾角来适当平衡摩擦力。
13. 冰壶运动是冬季运动项目之一，深受观众喜爱。图为中国运动员在训练时投掷冰壶的镜头，在水平冰面上，运动员将冰壶以初速度水平推出，经过20s停下，推出后的过程视为匀减速直线运动，其图像如图所示，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）冰壶推出后滑行的距离；
（2）冰壶与冰面间的动摩擦因数。
【答案】（1）40m；（2）0.02
【解析】（1）由图像可知，面积代表位移
（2）由图像可知，斜率的绝对值即加速度的大小
由牛顿第二定律
可得
μ=0.02
14. 快速公交进站时要求定点停车，当车停稳后车门与站台候车区的屏蔽门必须对齐，以便乘客上下车。公交车进站过程可视为匀减速直线运动，减速前以20m/s的速度行驶。晴天时，司机距停车点25m处开始刹车，公交车恰好停在停车点。雨天时，公交车刹车的加速度大小为晴天时的0.5倍。
（1）求晴天时公交车刹车的加速度大小；
（2）求晴天时公交车刹车的停车时间；
（3）若雨天时公交车减速前扔以20m/s的速度行驶，且进站仍要停在停车点，司机应在距停车点多远处开始刹车？
【答案】（1）（2）2.5s（3）50m
【解析】
【分析】(1)根据速度位移公式求晴天时公交车刹车的加速度大小；(2)根据速度时间关系式求晴天时公交车刹车的停车时间；(3)先求出雨天刹车的加速度，再根据速度位移公式求雨天刹车的位移.
【详解】(1)据题意晴天时公交车刹车的初速度为v0=20m/s，刹车位移，设加速度大小为a1，由匀减速直线运动的规律：
解得：.
(2)设晴天刹车的时间t1，有：
解得：
(3)设雨天刹车加速度大小为a2，则
则雨天刹车的位移为：.
【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，掌握速度位移公式是解决本题的关键，要注意公式是矢量式．
15. 如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点（取，，重力加速度）。
（1）求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小；
（2）为了使货物能够到达水平滑轨末端，又保证货物到达水平滑轨末端时速度不超过2m/s，求水平滑轨长度的取值范围；
（3）若水平轨道和货车的上表面处于同一水平面上，由于雨天，货车与水平地面的动摩擦因数，货物与货车的上表面动摩擦因数，试求货物以2m/s滑上货车，货物在货车上滑行的距离。已知货物的质量m=50kg，货车的质量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
【答案】（1）；（2）；（3）0.25m
【解析】（1）对货物，在斜面上由牛顿第二定律得
解得
a1=2m/s2
由运动学公式
解得
（2）对货物，在水平面上由牛顿第二定律得
解得
货物刚好能够到达水平滑轨末端，则有
解得
货物到达水平滑轨末端时的速度为2m/s，则有
解得
则要满足题意要求，水平滑轨长度的取值范围
（3）货物滑上货车时，对货车，受到货物的摩擦力为
货车与水平地面间的最大静摩擦力为
由于，所以货车不动；由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式得
解得