2023-2024学年江苏省无锡一中高一（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年江苏省无锡一中高一（上）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法中，正确的是( )
A. 物体的运动速度越大，惯性越大
B. 物体运动状态改变时，物体不一定受力作用
C. 物体的质量越大，惯性越大
D. 牛顿第一定律说明外力可以改变物体的惯性
2.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图象如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是( )
A. 0～t1时间内，v增大，FN>mgB. t1～t2时间内，v减小，FNC. t2～t3时间内，v增大，FNmg
3.两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示。在0～t0时间内，下列说法正确的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小相等
B. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
C. Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小
D. Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小
4.一物体以速度v运动，在位置A开始受到向前但偏右(观察者沿物体的运动方向看，下同)的恒定合力，到达B时，合力方向变为与前进方向相同并保持恒定，到达C时，合力方向变成向前但偏左并保持恒定，最终到达D。则能正确表示物体全程的运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
5.救援员驾驶摩托艇救人。洪水沿江向下游流去，江岸平直，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2，救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为( )
A. v2dv1
B. v1dv2
C. 0
D. v1d v22−v12
6.用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速运动，从某时刻起力F随时间均匀减小，物体所受的摩擦力f随时间t变化如图中实线所示．下列说法正确的是( )
A. F是从t1时刻开始减小的，t2时刻物体的速度刚好变为零
B. F是从t1时刻开始减小的，t3时刻物体的速度刚好变为零
C. F是从t2时刻开始减小的，t2时刻物体的速度刚好变为零
D. F是从t2时刻开始减小的，t3时刻物体的速度刚好变为零
7.如图a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是( )
A. 改变初速度的大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上
B. 改变初速度的大小，b球可能垂直撞在斜面上
C. 改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角保持不变
D. a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上
8.有一圆柱形水井，井壁光滑且竖直，过其中心轴的剖面图如图所示。一个质量为m的小球以速度v从口边缘沿直径方向水平射入水井，小球与井壁做多次弹性碰撞(碰撞前后小球水平方向速度大小不变、方向反向，小球竖直方向速度大小和方向都不变)，不计空气阻力。从小球水平射入水井到落至水面的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球下落时间与小球质量m有关
B. 小球下落时间与小球初速度v有关
C. 小球下落时间与水井井口直径d有关
D. 小球下落时间与水井井口到水面高度差ℎ有关
9.如图半径为L的细圆管轨道竖直放置，管内壁光滑，管内有一个质量为m的小球做完整的圆周运动，圆管内径远小于轨道半径，小球直径略小于圆管内径，下列说法不正确的是( )
A. 若小球能在圆管轨道做完整圆周运动，最高点P的速度v最小值为 gL
B. 经过最低点时小球一定处于超重状态
C. 经过最高点P小球可能处于完全失重状态
D. 若经过最高点P的速度v增大，小球在P点对管壁压力可能减小
10.向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置，如图所示。若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为( )
A. 2：1B. 1：2C. 4：1D. 1：4
11.如图所示，质量为m的物块P置于倾角为θ1=45°的光滑斜面上，斜面放在粗糙的水平地面上始终保持静止、细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车受水平向右的牵引力，拉着物块P以速度v沿斜面向上做匀速直线运动。图示小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为θ2=60°，( )
A. 小车正以2v做匀速运动
B. 斜面受到地面的摩擦力Ff= 24mg，并保持不变
C. 小车在运动过程中，对地面的压力在增大
D. 小车在运动过程中，牵引力一定在增大
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某班第1学习小组用图1实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。

(1)下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是______(选填字母)。

(2)如图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，现测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量值a= ______m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)利用测量数据可得到小车质量M一定时，小车运动的加速度a和所受拉力F(F=mg,m为砂和小桶的总质量，g为当地重力加速度)的关系图像(如图3所示)。拉力F较大时，a−F图线明显弯曲，若不断增加小桶中砂的质量，a−F图像中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为______(用题中出现的物理量表示)，为避免a−F图线出现弯曲，可采取的措施是______。
A.测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器
B.在增加桶内砂子质量的同时，在小车上增加砝码，确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
C.将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替砂和小桶的重力
D.实验次数不变，每次增加桶内砂子的质量时，增幅小一点
(4)该班第2学习小组用图4实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板板面平行，传感器可直接显示绳上拉力的大小。实验中将长木板水平放置，操作得到如图5小车加速度a与拉力传感器示数F的图像，横轴、纵轴截距分别为F0与−a0，依据a−F图像可求得小车质量M= ______。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.货场一货箱质量为m，工人需要下蹲弓步对货箱施加0.4mg(g为重力加速度)的水平力，货箱才能以0.2g的加速度开始沿水平地面运动，运动起来后工人站直并对货箱施加与竖直方向成45°角向下的推力F(未知)，如图所示，货箱恰能向前匀速运动。求：
(1)货箱与水平地面间的动摩擦因数μ；
(2)力F的大小。
14.机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°，转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a；
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
15.如图所示，在水平台的右侧有半径R=0.5m、圆心角θ=37°的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量m=1kg的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量M=1.5kg，小物块与木板P间的动摩擦因数μ1=0.4，木板P与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求：
(1)AB两点间的竖直高度差；
(2)小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小；
(3)作出小物块滑上木板P后两者的v−t图像并求出木板P的长度。
16.如图甲所示，在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上，轻质弹簧下端固定在底端挡板上，另一端与质量为m的小滑块A相连，A上叠放另一个质量也为2m的小滑块B，弹簧的劲度系数为k，初始时两滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力作用在滑块B上，使B开始沿斜面向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个滑块的vt图像如图乙所示，重力加速度为g，sin30°=0.5，求：
(1)B刚开始运动时AB间的弹力大小；
(2)t=0和t1时刻作用在滑块B上的拉力大小；
(3)从AB分离之时到A的速度达到最大值，这一过程中A的位移。
参考答案
1.C
2.D
3.D
4.D
5.B
6.A
7.C
8.D
9.A
10.A
11.C
12.B 1.0 g C 2F0a0
13.解：(1)施加水平力时，以货箱为研究对象，水平方向上，根据牛顿第二定律得
0.4mg−f=ma
竖直方向上，由平衡条件得
N=mg
又f=μN
联立解得：μ=0.2
(2)施加如图所示的作用力F时，以货箱为研究对象，由平衡条件得

水平方向上，有
Fsin45°=f′
竖直方向上，有
N′=mg+Fcs45°
又f′=μN′
联立解得：F= 24mg
答：(1)货箱与水平地面间的动摩擦因数μ为0.2；
(2)力F的大小为 24mg。
14.解：(1)开始时小包裹向下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
a=mgsinα−μmgcsαm=gsinα−μgcsα
代入数据后得到a=−0.4m/s2
(2)设经过时间t1与传送带共速，则有：v1=v2+at1
代入数据后得：t1=2.5s
此段时间小包裹运动的位移x1=v1+v22t1=0.6+1.62×2.5m=2.75m小包裹与传速带共速后由于mgsinα<μmgcsα，小包裹相对于传送带静止，两者一起向下做匀速运动，则
位移为x2=L−x1=3.95m−2.75m=1.2m
时间t2=x2v1=
通过传送带的总时间t=t1+t2=2.5s+2.0s=4.5s
答：(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a为0.4m/s2；
(2)小包裹通过传送带所需的时间t为4.5s。
15.解：(1)小物块离开A点后做平抛运动，设物块运动到B点的竖直速度为vy，AB两点的高度差为ℎ；
小物块运动至B点时，根据数学知识tanθ=vyv0
代入数据解得vy=3m/s
平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据自由落体运动规律vy2=2gℎ
代入数据解得解得ℎ=0.45m
(2)小物块滑上木板P时，设木板P的加速度为a1；
对木板，根据牛顿第二定律μ1mg−μ2(m+M)g=ma1
代入数据解得a1=1m/s2
(3)小物块滑上木板P时，设小物块的加速度为a2，初速度为v1，最后共速为v2；
对小物块，根据牛顿第二定律−μ1mg=ma2
解得a2=−4m/s2
至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，根据牛顿第三定律可知，即支持力也是60N；
对小物块在C点，根据牛顿第二定律N−mg=mv12R
代入数据解得v1=5m/s
设达到共速的时间为t，则有v1+a2t=a1t=v2
解得t=1s，v2=1m/s
设此过程的小物块的位移x1=v1+v22t=5+12×1m=3m
木板的是位移x2=0+v22t=0+12×1m=0.5m
则木板的长度为L=x1−x2=3m−0.5m=2.5m
物块与木板共速后一起做匀减速直线运动直到速度为零，共同加速度为a3；
根据牛顿第二定律−μ2(M+m)g=(M+m)a3
代入数据解得a3=−1m/s2
则根据v−t图像斜率表示加速度，可作出图像如下：

答：(1)AB两点间的竖直高度差为0.45m；
(2)小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小1m/s2；
(3)见解析；木板P的长度为2.5m。
16.解：(1)初始状态，对整体进行受力分析，如图所示：

根据平衡条件3mgsinθ=kx0
施加力F后，做匀加速直线运动；
对整体，根据牛顿第二定律F+kx0−3mgsinθ=3ma
解得F=3ma
对滑块B，受力分析如图所示：

F+NAB−2mgsinθ=2ma
解得NAB=m(g−a)
(2)由(1)中分析可知在t=0时刻F=3ma
在t1时刻AB分离，此时两者之间的弹力为零；
对滑块B，根据牛顿第二定律F−2mgsinθ=2ma
解得F=m(g+2a)
(3)分离时弹簧的压缩量为x1
对滑块A，根据牛顿第二定律kx1−mgsinθ=ma
解得x1=mg+2ma2k
当A的速度最大时，加速度为零；
对滑块A，根据平衡条件kx2=mgsinθ
则弹簧的压缩量x2=mg2k
则两次压缩量之差即为xA=x1−x2=mak
从AB分离之时到A的速度达到最大值，这一过程中A的位移为mak。
答：(1)滑块B刚开始运动时AB间的弹力大小为m(g−a)；
(2)t=0时刻作用在滑块B上的拉力大小为3ma；t1时刻作用在滑块B上的拉力大小为m(g+2a)；
(3)从AB分离之时到A的速度达到最大值，这一过程中A的位移为mak。