天津市南开区2023-2024学年高一上学期期末考试物理试卷（含答案解析）

2023~2024学年度第一学期阶段性质量监测（二）高一年级物理学科本试卷分为第1卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分，用时60分钟。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，齐在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。第Ⅰ卷（选择题）一、单项选择题（每题3分，共60分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的）1.2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射第45颗北斗导航卫星。该卫星属地球静止轨道卫星，是我国北斗二号工程的第4颗备份卫星，入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统，为用户提供更可靠服务，并增强信号稳定性。下列说法正确的是（）A.“2019年5月17日23时48分”指的是时间B.北斗导航卫星绕地球运行一周，其路程和位移都是0C.在观测北斗导航卫星绕地球运行的周期时，可将其看成质点D.在描述北斗导航卫星绕地球的运行情况时，以月球为参考系为宜【答案】C【解析】【详解】A．“2019年5月17日23时48分”是一个时间点，指时刻，故A错误；B．北斗导航卫星绕地球运行一周，位移是初位置到末位置的有向线段，则位移是0，路程是运动轨迹的长度，则路程不为0，故B错误；C．在观测北斗导航卫星绕地球运行的周期时，可以忽略北斗导航卫星的大小和形状，可将其看成质点，故C正确；D．描述北斗导航卫星绕地球运行情况时，以地球为参考系为宜，故D错误。故选C。2.如图所示为公路边上的指示牌，圆牌上显示限速为，方牌上标有“前方区间测速，长度”。一汽车通过监测起点和终点的速度分别为和，通过测速区间的时间为。下列说法正确的是（）A.指的是位移 B.该汽车在测速区间内的平均速度是C.起点速度指的是平均速度 D.该汽车区间测速超速【答案】D【解析】【详解】A．指的是路程，故A错误；BD．由于指的是路程，则该汽车在测速区间内的平均速率为可知该汽车区间测速超速；由题意无法知道位移大小，所以无法求得平均速度大小，故B错误，D正确；C．起点速度指的是瞬时速度大小，故C错误。故选D。3.关于惯性下列说法中正确的是（）A.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大B.相同的两个推车，载货质量大的更难使其停下来，表明质量大的物体惯性大C.汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变D.被抛出的小球，因为速度的大小和方向都发生了改变，所以其惯性也发生变化【答案】B【解析】【详解】A．惯性是物体本身的一种属性，任何物体都具有惯性，质量是物体惯性大小的量度，与汽车的运动状态以及速度的大小均无关，A错误；B．质量是物体惯性大小的量度，相同的两个推车，载货质量大的更难使其停下来，表明质量大的物体惯性大，B正确；C．质量是物体惯性大小的量度，汽车转弯时速度方向改变，可惯性不变，C错误；D．质量是物体惯性大小的量度，被平抛出的小球，速度大小和方向都改变了，可惯性不变，D错误。故选B。4.关于以下两个斜面实验的说法中正确的是（）A.伽利略使用图甲斜面进行实验，得出力不是维持物体运动的原因B.牛顿使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动的规律C.伽利略使用图乙斜面进行实验，得出力不是维持物体运动的原因D.牛顿使用图乙斜面进行实验，得出自由落体运动的规律【答案】C【解析】【详解】AB．分析图甲可知，伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明：如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来"冲淡"重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得到了自由落体运动的规律，故AB错误；CD．分析图乙可知，伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到力不是维持物体运动的原因，故C正确，D错误。故选C。5.下列关于曲线运动的说法正确的是（）A.做曲线运动的物体，速度不一定改变B.做曲线运动的物体所受合外力方向与速度方向可能在同一条直线上C.做曲线运动的物体，加速度一定改变D.曲线运动可以是匀变速运动【答案】D【解析】【详解】A．曲线运动的速度方向为曲线上某点的切线方向，则速度的方向时刻改变，而速度的大小变或不变，即速度一定改变，故A错误。B．曲线运动的速度与合力方向不可能在同一直线上，故B错误；C．曲线运动所受合外力可以为恒力或变力，则加速度可以恒定或变化，例如平抛运动，故C错误；D．曲线运动可以是匀变速运动或变加速运动，例如平抛运动、圆周运动，故D正确。故选D。6.下列说法错误的是（）A.物体的速度变化量越大，加速度一定越大B.物体的加速度方向一定与速度变化量方向相同C.物体的加速度方向一定与合外力方向相同D.物体可能做加速度逐渐增大而速度逐渐减小的运动【答案】A【解析】【详解】A．由加速度的定义式可知，物体的速度变化量越大，若所用时间较长，则加速度较小，故A错误，符合题意；B．由加速度的定义式可知，加速度的作用就是经过时间在加速度的方向产生速度变化量，则物体的加速度方向一定与速度变化量方向相同，故B正确，不符题意；C．根据牛顿第二定律可知，加速度是矢量，其方向与合外力方向一致；故C正确，不符题意；D．当加速度逐渐增大而方向与初速度方向相反时，物理会做速度逐渐减小的运动，故D正确，不符题意。故选A。7.如图所示为龙舟比赛的照片，龙舟在水面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A.龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力B.坐在船头的鼓手对座椅的压力大小一定与座椅对鼓手的支持力大小相等C.队员对龙舟的压力就是队员受到的重力D.龙舟受到的浮力和所有队员对龙舟的压力是一对平衡力【答案】B【解析】【详解】A．水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力，等大反向，故A错误；B．坐在船头的鼓手对座椅的压力与座椅对鼓手的支持力是一对相互作用力，等大反向，故B正确；C．队员对龙舟的压力与队员受到的重力是不同性质的力，故C错误；D．龙舟受到的浮力和龙舟及所有队员所受的总重力是一对平衡力，所以龙舟受到的浮力和所有队员对龙舟的压力不是一对平衡力，故D错误。故选B。8.下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】A．根据受力平衡可知，固定杆对小球A的弹力与重力平衡，方向竖直向上，A错误；B．根据受力平衡可知，小球A受到重力和竖直绳拉力，倾斜绳子拉力应为0，故B错误；C．根据受力平衡可知，小球A受到重力、竖直墙壁对小球A水平向左的弹力、下方小球对小球A沿两球心斜向上的弹力，故C正确；D．根据受力平衡可知，小球A受到重力、沿绳子方向的弹力、半圆轨道对小球指向半圆轨道圆心的弹力，故D错误。故选C。9.在国际单位制中，为导出单位的是（）A.N B.m C.kg D.s【答案】A【解析】【详解】m、kg、s都是国际单位制中基本单位，N是国际单位制中的导出单位。故选A。10.关于摩擦力，下列说法正确的是（）A.物体受摩擦力作用时一定受弹力作用B.滑动摩擦力的方向总是跟物体运动的方向相反C.摩擦力的大小一定和压力的大小成正比D.摩擦力总是阻碍物体的运动【答案】A【解析】【详解】A．根据摩擦力产生条件可知，物体受摩擦力作用时一定受弹力作用，故A正确；BD．滑动摩擦力的方向总是与接触面的相对运动方向相反，但不一定与物体运动的方向相反，摩擦力不一定阻碍物体的运动，故BD错误；C．滑动摩擦力大小与压力的大小成正比，但静摩擦力大小与压力的大小没有直接关系，故C错误。故选A。11.三个小朋友在操场上玩游戏，他们沿水平方向用大小分别为150N、200N和250N的力拉一木箱。若三个小朋友的方位均不确定，则这三个力的合力的最小值和最大值分别为（）A.0，600N B.50N，600NC.100N，500N D.200N，500N【答案】A【解析】【详解】当三个力的方向相同时，三个力的合力有最大值，最大值为150N、200N两个力合力的最小值为、最大值为，可知，当这两个力的合力大小为，方向与第三个力的方向相反时，三个力的合力为零，即为最小值。故选A。12.一竖直悬挂的轻质弹簧原长为，在的竖直向下拉力作用下弹簧长度为，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据胡克定律可得则该弹簧的劲度系数为故选D。13.某课外兴趣小组开展超重、失重体验与研究。在竖直运行的升降电梯内地板上放一体重计，小郭同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为。某一段时间内，发现体重计示数稳定如图所示。若，则在这段时间内（）A.电梯在向下做匀速运动B.电梯的加速度为，方向一定竖直向下C.电梯在以的加速度向下匀减速运行中D.小郭同学的体重变为【答案】B【解析】【详解】ABC．由图可知，小郭同学处于失重状态，则电梯的加速度方向一定竖直向下，电梯可能减速上升，也可能加速下降；设加速度大小为，根据牛顿第二定律可得解得加速度大小为故AC错误，B正确；D．小郭同学处于失重状态，但小郭同学体重不变仍为，故D错误。故选B。14.挂灯笼是我国年俗文化的重要组成部分。图甲中灯笼竖直悬挂在轻绳OA和OB的结点O处，轻绳OA与水平杆的夹角为，轻绳OB恰好水平，OA、OB的拉力大小分别为、。现仅将图甲中轻绳OB缓慢逆时针旋转至图乙所示的位置，与水平杆的夹角也为。则此过程（）A.不变、变大 B.变大、变大C.变小、先变小后变大 D.变大、先变大后变小【答案】C【解析】【详解】以O点为对象，受到竖直向下的拉力等于灯笼的重力，恒定不变；受到OA拉力，方向保持不变，OB拉力；仅将图甲中轻绳OB缓慢逆时针旋转至图乙所示的位置，与水平杆的夹角也为，根据闭合三角形定则，如图所示可知变小、先变小后变大。故选C。15.一个物体从塔顶做自由落体运动下落，经过落地，若，下列说法错误的是（）A.塔的高度为 B.物体落地速度为C.第末、第末速度之比为1∶2 D.第内、第内位移之比为1∶4【答案】D【解析】【详解】ABC．塔的高度为物体落地速度为根据第末、第末速度之比为故ABC正确，不满足题意要求；D．根据可知前、前位移之比为，则第内、第内位移之比为，故D错误，满足题意要求。故选D。16.甲、乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动，它们的图像如图所示，甲图线为过坐标原点的倾斜直线，乙图线为函数表达式为的抛物线，则（）A.前内，甲的速度始终大于乙的速度 B.乙运动的加速度大小为C.在内，甲、乙平均速度相等 D.在内，甲、乙之间的最大距离为【答案】C【解析】【详解】A．根据图像的切线斜率表示速度，可知前内，甲的速度先大于乙的速度，后小于乙的速度，故A错误；B．乙图线为函数表达式为结合匀变速直线运动位移时间公式可得乙运动的加速度大小为故B错误；C．根据图像可知，在内，甲、乙的位移相等，则甲、乙的平均速度相等，故C正确；D．根据图像的切线斜率表示速度，可知甲做匀速直线运动，且速度为当乙的速度等于甲的速度时，则有解得可知在内，时甲、乙之间距离最大，则有故D错误。故选C。17.刀、斧，凿等切割工具的刃部叫做劈。如图是斧头劈木头的示意图，劈的纵截面ABC是一个等腰三角形，使用劈时沿BC中垂面施加一个竖直向下的力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开。设劈背BC的宽度为d，劈的侧面AB、AC长为L，劈的侧面推压木柴的力为，不计劈自身重力，则（）A.劈的侧面推压木柴的力 B.仅增大d，将增大C.当时， D.仅减小L，将增大【答案】C【解析】【详解】设劈的纵截面的三角形顶角为，根据几何关系可得将力按垂直侧面方向进行分解，如图所示可得则劈的侧面推压木柴的力大小为可知仅增大，将减小；仅减小，将减小；当时，故选C。18.如图所示，质量分别为、的两个物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，的水平拉力作用在上，弹簧测力计始终在弹性限度内且质量可忽略。当系统稳定后，下列说法正确的是（）A.弹簧测力计的示数是B.在突然撤去F的瞬间，的加速度不变C.在突然撤去F的瞬间，的加速度变小D.在突然撤去F的瞬间，弹簧测力计的示数不变【答案】D【解析】【详解】A．以向右为正方向，对整体分析，由牛顿第二定律得解得设弹簧的弹力为，对物块分析，由牛顿第二定律得故A错误；B．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，只受弹簧弹力加速度为，有故B错误；C．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，m2的受力没有变化，故其加速度没有变化，故C错误；D．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，则弹簧测力计的示数不变，故D正确。故选D。19.如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则v1、v2之比为（）A.1∶1 B.3∶2 C.2∶1 D.2∶3【答案】B【解析】【详解】两小球竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，则运动时间相等。小球A的实际位移与水平方向夹角为30°，则小球B恰好垂直打到斜面上，此时速度与水平方向夹角为60°，则联立得故选B。20.如图甲所示，无人机从地面竖直起飞，运动一段时间后因动力系统发生故障无法继续提供动力，最终到达某一高度处速度减为零。图乙是无人机从地面上升开始计时的图像。已知无人机飞行时所受阻力大小恒为，重力加速度，则（）A.无人机的质量为B.内的加速度和的加速度之比为，且方向相反C.时无人机升至最高点，位移大小为D.无人机动力系统未发生故障时提供动力大小为【答案】A【解析】【详解】AB．根据图像的斜率表示加速度，可知无人机在内的加速度大小为无人机在内的加速度大小为可知内的加速度和的加速度之比为，且方向相反；失去升力后无人机在重力和阻力的作用下减速上升，根据牛顿第二定律可得解得无人机的质量为故A正确，B错误；C．根据图像与坐标横轴围成的面积表示位移的大小，可知时无人机升至最高点，位移大小为故C错误；D．无人机动力系统未发生故障时，根据牛顿第二定律可得解得无人机提供的动力大小为故D错误。故选A。第Ⅱ卷二、实验题（共13分）21.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，利用平板、橡皮条、图钉、细绳、弹簧测力计及铅笔、刻度尺、三角板进行有关实验。（1）本实验主要采用的科学方法是_________。A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．理想模型法（2）关于本实验的操作，下列说法正确的是_________。A．为了方便测量，实验时两细绳OA、OB必须相互垂直B．必须记录橡皮条被拉伸的长度及OA、OB细绳拉力大小C．橡皮条的反向延长线必须是两条细绳夹角的角平分线D．可以同时改变两条细绳的拉力，但是要保持结点O的位置不变（3）图1中B测力计的示数为_________J。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N）（4）如图2所示是甲、乙两名同学实验得到的结果，则可判定其中_________（填“甲”或“乙”）同学实验结果是尊重实验事实的。【答案】①.B②.D③.3.6④.甲【解析】【详解】（1）[1]本实验两个力拉橡皮条的效果和一个力拉橡皮条的效果相同，采用的科学方法是等效替代法。故选B。（2）[2]A．实验时，两细绳的夹角适当就可以，不需要两细绳OA、OB相互垂直，故A错误；B．实验时，为了保证效果相同，需要记录结点O的位置，OA、OB细绳拉力大小及方向，故B错误；C．OA、OB细绳拉力大小可以不相等，故橡皮筋的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线，故C错误；D．可以同时改变两条细绳的拉力，但为了使作用效果相同，要保持结点O的位置不变，故D正确。故选D。（3）[3]图中弹簧测力计的分度值为，可知B测力计的示数为。（4）[4]由于实验时存在误差，用平行四边形定则求出的合力与橡皮筋拉力的方向有偏差，并不一定在同一直线上；但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，则甲同学实验结果是尊重实验事实的。22.“探究加速度与力、质量关系”的实验装置如图甲所示，实验所需的器材包括图中所示器材，还有电源、天平、砝码等。（1）该实验还需要用到的器材是_________。A．秒表B．刻度尺（2）为了分别探究加速度与力、质量的关系，本实验采用的方法是_________。（3）为了让细绳的拉力近似等于小钩码的重力，实验时小钩码的质量m与小车质量M必须满足_________。（4）该实验中需要把带滑轮的长木板右端垫高来补偿阻力的影响，有关补偿阻力下列操作正确的是_________。A．小车需要悬挂小钩码同时连接纸带并使用打点计时器B．小车需要悬挂小钩码但不使用纸带和打点计时器C．小车不悬挂小钩码但要连接纸带并使用打点计时器D．小车不悬挂小钩码也不使用纸带和打点计时器（5）实验所用交流电的频率为，实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度_________（结果保留三位有效数字）。（6）在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时，某同学根据测得的多组数据绘制图像如图丙所示。图线没有过坐标原点的主要原因是_________。【答案】①.B②.控制变量法③.④.Ｃ⑤.1.10⑥.未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】【详解】（1）[1]该实验需要用到刻度尺测量纸带上计数点的距离；由于通过打点计时器可以得到计数点之间的时间，所以不需要秒表。故选B。（2）[2]探究加速度与力、质量的关系，先控制其中一个物理量不变，探究加速度与另一个物理量的关系，本实验采用的方法是控制变量法。（3）[3]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得以小钩码为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得为了让细绳的拉力近似等于小钩码的重力，实验时小钩码的质量m与小车质量M必须满足（4）[4]该实验中需要把带滑轮的长木板右垫高来补偿阻力的影响；利用小车重力沿木板向下的分力来补偿阻力，所以小车不悬挂小钩码但要连接纸带并使用打点计时器。故选C。（5）[5]由纸带可知，相邻两计数点之间的时间间隔为根据逐差法可得小车的加速度为（6）[6]由图像可知，当拉力达到一定数值是，小车才开始有加速度，所以图线没有过坐标原点的主要原因是：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。三、计算题