河北省張家口市2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期1月期末考試物理試題（含答案解析）

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期1月高一期末考試物理注意事項：1.考試時間為75分鐘，滿分100分。一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.“天宮課堂”第四課于2023年9月21日下午開課，神舟十六號航天員朱楊柱、景海鵬、桂海潮在中國空間站夢天實(shí)驗艙面向全國青少年進(jìn)行太空科普授課。在“奇妙乒乓球”實(shí)驗中，航天員朱楊柱用水袋做了一顆水球，桂海潮用球拍擊球，水球被彈開。對于該實(shí)驗說法正確的是（）A.擊球過程中，水球所受彈力是由于水球發(fā)生形變產(chǎn)生的B.夢天實(shí)驗艙內(nèi)可進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗驗證C.擊球過程中，水球?qū)η蚺牡淖饔昧εc球拍對水球的作用力是一對作用力與反作用力D.夢天實(shí)驗艙內(nèi)，由于處于完全失重狀態(tài)，水球質(zhì)量大小已經(jīng)不影響其慣性大小【答案】C【解析】【詳解】A．擊球過程中，水球所受彈力是由于球拍發(fā)生形變要恢復(fù)原狀產(chǎn)生的，故A錯誤；B．牛頓第一定律是理想的情況，不能通過實(shí)驗直接驗證，故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第三定律，擊球過程中，水球?qū)η蚺牡淖饔昧εc球拍對水球的作用力是一對作用力與反作用力，故C正確；D．夢天實(shí)驗艙內(nèi)，水球質(zhì)量越大其慣性越大，故D錯誤。故選C。2.如圖所示，由高壓水槍中豎直向上噴出的水柱，將一個開口向下的小鐵盒頂在空中。已知水的密度為，以恒定速率從橫截面積為S的水槍中持續(xù)噴出，向上運(yùn)動并以速率v沖擊小鐵盒后，以不變的速率v豎直返回，水與鐵盒作用時這部分水所受重力可忽略不計，試從單位制角度分析下列水與鐵盒間的平均作用力表達(dá)式可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由力學(xué)單位制可知，力F的單位是，密度的單位，橫截面積S的單位，速度v的單位是，的單位是。故選A。3.彈力球從A點(diǎn)斜向上射出，運(yùn)動軌跡如圖所示，彈力球速度v與所受合外力F的關(guān)系可能正確的是（）A.① B.② C.③ D.④【答案】A【解析】【詳解】速度方向沿運(yùn)動軌跡的切線方向，所受合力F與速度v分居軌跡的兩側(cè)，F(xiàn)指向軌跡的凹側(cè)。故選A。4.如圖所示，在寬度一定的河中O點(diǎn)固定標(biāo)桿，經(jīng)測量該標(biāo)桿到兩岸的最近距離分別為、，水流的速度平行河岸向右，速度大小為，甲、乙兩艘快艇在靜水中的速度大小分別為，分別從M、N兩點(diǎn)同時向O點(diǎn)運(yùn)動。則下列說法正確的是（）A.甲快艇先到O點(diǎn) B.乙快艇先到O點(diǎn)C甲、乙同時到O點(diǎn) D.條件不足，不能確定【答案】A【解析】【詳解】甲快艇過河速度為到達(dá)O點(diǎn)的時間乙快艇過河速度到達(dá)O點(diǎn)的時間甲先到達(dá)O點(diǎn)。故選A。5.利用圖像法研究物理量之間關(guān)系是常用的一種數(shù)學(xué)物理方法。下圖所示為物體做直線運(yùn)動時各物理量之間的關(guān)系圖像（x、v、a、t分別表示物體的位移、速度、加速度和時間），則下列四幅圖中物體運(yùn)動的加速度大小相同的是（）A.①② B.②③ C.③④ D.①③【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可知，①中斜率為故物體運(yùn)動的加速度為根據(jù)可知②中斜率為故物體運(yùn)動的加速度為根據(jù)得可知③中斜率為故物體運(yùn)動的加速度為④中加速度在不斷變化；因此①③中的加速度大小相同。故選D。6.測得電梯從靜止開始運(yùn)行的加速度一時間圖像，如下圖所示。質(zhì)量為240g的手機(jī)置于電梯地面上與電梯相對靜止，規(guī)定向上為正，重力加速度g取，下列說法正確的是（）A.1.0s手機(jī)受到電梯的支持力為2.4NB.1.8s手機(jī)受到電梯的支持力為2.4NC.3.0s手機(jī)受到電梯的支持力為2.4ND.手機(jī)所受的支持力不變【答案】B【解析】【詳解】A．1.0s時加速度向上，手機(jī)處于超重狀態(tài)，手機(jī)受到電梯的支持力大于故A錯誤；B．手機(jī)勻速運(yùn)動，受到電梯的支持力為故B正確；C．時加速度向下，手機(jī)處于失重狀態(tài)，受到電梯的支持力小于故C錯誤；D．手機(jī)做變加速運(yùn)動，支持力一直變化，故D錯誤。故選B。7.如圖所示的裝置，P為動滑輪，Q為定滑輪，A、B兩物塊的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，兩滑輪質(zhì)量及摩擦不計。用一根繩子通過動滑輪和定滑輪連接物塊B，物塊A被另一根輕繩固定在動滑輪上，用一輕桿固定定滑輪Q，初始時用手托住物塊B，使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，撤去手的瞬間，以下說法正確的是（）A.整個系統(tǒng)仍處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物塊A、B的加速度均為C.連接物塊B的繩子的拉力大小為D.輕桿的拉力大小為【答案】C【解析】【詳解】設(shè)繩子拉力為T，對物塊B由牛頓第二定律對物塊A由牛頓第二定律其中聯(lián)立解得，物塊A的加速度大小為物塊B的加速度大小為故整個系統(tǒng)不處于靜止?fàn)顟B(tài)。繩子的拉力大小固定定滑輪Q的輕桿拉力故選C。二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.四只螞蟻同時從圓形軌道的A點(diǎn)出發(fā)，分別沿ABC和ADE方向爬行，經(jīng)過相同的時間分別到達(dá)B、C、D、E四個位置，以下說法正確的是（）A.爬到B、D位置的兩只螞蟻，位移相同B.爬到B、D位置的兩只螞蟻，路程可能相同C.爬到C、E位置的兩只螞蟻，平均速度相同D.爬到C、E位置的兩只螞蟻，平均速率可能相同【答案】BD【解析】【詳解】AB．爬到B、D位置的兩只螞蟻，位移大小相同，方向不同，路程可能相同，A錯誤，B正確；CD．爬到C、E位置的兩只螞蟻，位移大小相同，方向不同，平均速度不同，路程可能相同，平均速率相同，C錯誤，D正確。故選BD。9.如圖所示，光滑的球A沿置于光滑水平地面的圓弧B下滑，下列說法正確的是（）A.A球沿圓弧B勻速下滑 B.圓弧B在地面靜止不動C.A球受到兩個力作用 D.圓弧B受到三個力作用【答案】CD【解析】【詳解】CD．分別對A球、B球受力分析如圖所示A球受到兩個力作用，圓弧B受到三個力作用，CD正確；AB．由題意可知，A球沿圓弧B加速下滑，圓弧B沿水平地面加速運(yùn)動，AB錯誤。故選CD。10.如圖所示，從距地面高度為h，距墻面水平距離為L的A點(diǎn)以速度水平向右拋出小鋼球，重力加速度為g，以下有關(guān)小鋼球從拋出到碰到境面的運(yùn)動時間說法正確的是（）A.若，越大時間越短B.若，越大時間越長C.若，越大時間越短D.若，的大小不影響小鋼球的運(yùn)動時間【答案】AD【解析】【詳解】小鋼球恰好拋到墻面與地面的交點(diǎn)處，水平方向豎直方向可得AB．若，小鋼球打到墻上，水平位移一定，小鋼球的落點(diǎn)距地面有一定高度，水平速度決定運(yùn)動時間，越大時間越短，A正確，B錯誤；CD．若，小鋼球落在地上，豎直高度一定，落地時間是一個定值，D正確，C錯誤。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.一位同學(xué)按照課本實(shí)驗組裝了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗裝置，如圖甲所示。在實(shí)驗的過程中，他把實(shí)驗裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如圖乙所示。（1）關(guān)于本實(shí)驗的部分操作或要求，下列說法正確的是______。A.甲實(shí)驗不需要平衡摩擦，但需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量B.乙實(shí)驗需要平衡摩擦，但不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量C.兩次實(shí)驗都需要平衡摩擦，需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量D.兩次實(shí)驗都不需要平衡摩擦，不需要砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量（2）某同學(xué)打出一條紙帶如圖丙所示，每兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個計時點(diǎn)沒有畫出來，圖中的數(shù)字為對應(yīng)的兩個計數(shù)點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計時器工作頻率為50Hz。小車做勻加速直線運(yùn)動的加速度a＝______。（保留兩位有效數(shù)字）（3）若兩次實(shí)驗均沒有平衡摩擦，現(xiàn)將圖甲中砝碼和砝碼盤的總重力大小視為繩子的拉力大小，圖乙中力傳感器拉力示數(shù)視為繩子的拉力大小，作出圖像（如圖丁所示），1、2分別是甲、乙兩次實(shí)驗得到的圖線。設(shè)甲、乙實(shí)驗用的小車質(zhì)量分別為和，甲、乙兩次實(shí)驗用的小車與木板間的動摩擦因數(shù)分別為和，由圖可知，______，______（填“>”、“”或“＝”）?！敬鸢浮竣?B②.0.93③.<④.>【解析】【詳解】（1）[1]兩次實(shí)驗均需要平衡摩擦，甲實(shí)驗用砝碼和砝碼盤的重力充當(dāng)小車的合力，所以需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。乙實(shí)驗可以測得繩上拉力，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量。故選B。（2）[2]由題意可知，相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為根據(jù)逐差法得紙帶運(yùn)動的加速度為（3）[3][4]對小車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律整理得可知圖像的斜率為由圖可知則圖像的縱截距為由圖可知則12.某同學(xué)為了研究小鐵球在空中的運(yùn)動軌跡，在小鐵球上綁上自制信號發(fā)射裝置，使用彈射器水平彈出，并使用實(shí)驗室的“魔板”進(jìn)行記錄（原理與實(shí)驗：“探究平拋運(yùn)動”完全相同），如圖甲所示。圖乙為一次實(shí)驗記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長表示實(shí)際長度8mm，重力加速度。那么：（1）從圖乙的圖像上分析，魔板記錄時間間隔T＝______s；小鐵球做平拋運(yùn)動的水平初速度大小是______m/s。（2）以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系如圖乙所示，拋出點(diǎn)O的坐標(biāo)為______。（3）如圖甲所示，直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)在彈射器的底端（忽略彈簧發(fā)射器的厚度），利用軌跡上M點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）測量小鐵球平拋運(yùn)動的初速度，則測量值______真實(shí)值。（填“＞”、“＜”或“＝”）【答案】①0.04②.0.6③.④.>【解析】【詳解】（1）[1]豎直方向上由逐差法解得，魔板記錄時間間隔為[2]小鐵球做平拋運(yùn)動的水平初速度大小是（2）[3]小鐵球到B點(diǎn)時，豎直方向的速度為小鐵球到B點(diǎn)時，已經(jīng)在空中飛行的時間為拋出點(diǎn)O與B點(diǎn)間的水平距離為所以拋出點(diǎn)距A點(diǎn)水平距離豎直方向的距離為所以拋出點(diǎn)距A點(diǎn)豎直距離為所以拋出點(diǎn)O的坐標(biāo)為。（3）[4]根據(jù)解得坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)該在球心處，則y值偏小，以及重力加速度的選取數(shù)值過大，則初速度偏大，即初速度的測量值大于真實(shí)值。13.防燙取物夾是生活中的常用工具，如圖甲所示，我們可以用夾子夾住長方形托盤，側(cè)視圖如圖乙所示。已知空托盤的質(zhì)量為m＝60g，托盤側(cè)邊與豎直方向的夾角為，夾子與托盤兩側(cè)共有4個接觸點(diǎn)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取。試求：（1）夾子夾住空托盤時夾子與盤子間的彈力和摩擦力的大?。唬?）托盤內(nèi)放多大質(zhì)量的食物托盤都不會滑落，動摩擦因數(shù)至少是多少？【答案】（1）；（2）0.75【解析】【詳解】（1）對托盤進(jìn)行受力分析，每個觸點(diǎn)處托盤所受支持力和摩擦力如下圖所示在每個接觸點(diǎn)，取物夾對托盤的彈力為，則解得在每個接觸點(diǎn)，取物夾對托盤的摩擦力為，則解得（2）當(dāng)取物夾與托盤之間的摩擦力恰好為最大靜摩擦力時，最大靜摩擦力等于重力的分力，食物托盤不會滑動，由平衡條件其中聯(lián)立解得14.一個小朋友在河面上某高度處將一個泡發(fā)球（遇水體積膨脹，密度減小，仍可看做質(zhì)點(diǎn)）以的速度豎直向上拋出，泡發(fā)球落入河水中做減速運(yùn)動直到速度減為零，在水中運(yùn)動時所受合力保持不變，加速度大小為重力加速度的2倍，運(yùn)動的圖像如圖所示，不計空氣阻力，重力加速度。求：（1）；（2）泡發(fā)球拋出點(diǎn)距河面的高度h；（3）?！敬鸢浮浚?）0.2s；（2）1.6m；（3）1.1s【解析】【詳解】（1）泡發(fā)球向上運(yùn)動由可解得（2）由圖可知泡發(fā)球運(yùn)動到最高點(diǎn)距河面的高度解得泡發(fā)球豎直向上運(yùn)動的高度解得泡發(fā)球拋出點(diǎn)距河面的高度（3）泡發(fā)球落到河面時的速度為可得15.如圖a所示，水平傳送帶的AB端間距為，傳送帶順時針勻速運(yùn)動，其速度的大小v可以由驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。距傳送帶A端左側(cè)水平距離處的O點(diǎn)正上方某一高度處（高度可以調(diào)節(jié)）有一質(zhì)量的物塊（看做質(zhì)點(diǎn)），以初速度向右水平拋出。物塊落到傳送帶上的瞬間豎直方向速度立即減為零，水平方向的速度無損失，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，重力加速度取。（1）若要保證物塊落到傳送帶，物塊距O的豎直距離的范圍；（2）若物塊距O的豎直距離為2.45m，物塊到達(dá)右側(cè)平臺時所能達(dá)到的最大速度和最小速度；（3）物塊離開傳送帶時的速度與傳送帶勻速運(yùn)動的速度是有關(guān)系的，在圖b中大致畫出物塊離開傳送帶時的速度與傳送帶速度v的關(guān)系圖像，并標(biāo)出重要點(diǎn)的坐標(biāo)。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）物塊拋到A位置解得物塊距O的豎直距離最小解得物塊拋到B位置解得物塊距O的豎直距離最大解得物塊距O的豎直距離的范圍（2）當(dāng)物塊滑上傳送帶后一直做勻減速運(yùn)動時，到達(dá)右側(cè)平臺時的速度最小，設(shè)最小速度為，物塊在滑動過程中，由牛頓第二定律可