湖南省张家界市普通高中2023-2024学年高一上学期期末联考物理试题【含答案解析】

张家界市2023年普通高中一年级第一学期期末联考物理试题卷考生须知：本试卷由单项选择题、多项选择题、实验题、解答题四部分组成，共6页，考试时量90分钟，满分100分，考生必须在答题卡上答题，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，每小题给出的4个选项中，只有1项是符合题目要求的，共30分）1.在中国海军“黄山舰”战舰编队的护送下，一批货轮在历经76小时的航行后顺利抵达多佛尔预定海域，此次护航总航程5500海里。若航行过程中所有船只运动速度相同，则下列说法中正确的是（  ）A.“5500海里”指的是护航舰艇的位移B.“76小时”指的是到达多佛尔海域的时刻C.以“黄山舰”为参考系，货轮一定是运动的D.研究此次护航舰队的平均速度时可将“黄山舰”看作质点【答案】D【解析】【详解】A．“5500海里”指的是护航舰艇的路程。A错误；B．“76小时”指的是到达多佛尔海域的时间间隔。B错误；C．若航行过程中所有船只运动速度相同，以“黄山舰”为参考系，货轮一定是静止的。C错误；D．研究此次护航舰队的平均速度时可将“黄山舰”看作质点。D正确。故选D。2.消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（）A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力【答案】B【解析】【详解】A．绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；B．儿童从井内加速向上提的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大于儿童的重力．故B正确；C．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力不是一对作用力与反作用力，故C错误；D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。故选B。3.如图是某综艺节目中艺人和塑料盆一起运动时的照片，他从静止开始加速起跑一段时间后，立即趴在塑料盆上向前滑去直到停下，整个过程用时5s，发生的位移为14m。假设他加速和减速阶段都为匀变速直线运动，从上述条件可确定（）A.匀加速阶段末速度 B.匀加速阶段的加速度C.匀减速阶段所用的时间 D.匀减速阶段发生的位移【答案】A【解析】【详解】设匀加速阶段的末速度为v，则根据匀变速直线运动规律有解得根据题意无法计算匀加速和匀减速的加速度和时间及位移的大小。故选A。4.我国新能源汽车发展迅猛，生产技术已经走在世界前列。某款电动汽车在平直道路上测试动力性能，从某时刻开始其位移与时间的关系是，（物理量均采用国际单位制单位），则（）A.计时开始时汽车的速度大小为6m/s B.汽车的加速度大小为C.汽车的加速度大小为2m/s2 D.汽车t=3s时的速度大小为9m/s【答案】B【解析】【详解】A．根据匀变速直线运动位移时间公式可得计时开始时汽车的速度大小为故A错误；BC．根据可得汽车的加速度大小为故B正确，C错误；D．汽车t=3s时的速度大小为故D正确。故选B。5.太空跳伞是一种挑战人类极限的运动，奥地利极限运动员鲍姆加特纳乘氦气球到达3.9万米高空后纵身跳下，在平流层接近真空的环境里自由落体持续了60秒，在距离地面2.1万米时才打开降落伞减速。关于鲍姆加特纳在这段自由落体运动时间里的位移或速度，以下说法正确的是（认为重力加速度g=10m/s2，且不随高度的变化而变化）（）A.自由落体运动的位移是3.9×104mB.自由落体运动的位移是2.1×104mC.自由落体运动末速度是3.0×102m/sD.自由落体运动的平均速度是3.0×102m/s【答案】D【解析】【详解】AB．运动员在自由落体运动阶段，根据位移公式有故AB错误；C．运动员在自由落体运动阶段，根据速度公式有故C错误；D．自由落体运动全程的平均速度为故D正确。故选D。6.如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为F，若桌面是粗糙的，由此可知（）A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于FB.手对绳子的拉力等于FC.绳子对木板的拉力大于FD.木块与木板间的滑动摩擦力小于F【答案】C【解析】【详解】D．对木块进行受力分析，在水平方向上，木块受到弹簧测力计向左的拉力以及木板给的向右的摩擦力，木块保持静止则根据平衡条件可知木块与木板间的滑动摩擦力大小故D错误；ABC．设绳子对木板的拉力大小为，根据绳上的力大小处处相等可知手对绳子的拉力也等于。木板在水平方向上受到绳子向右的拉力，木块给木板的向左的摩擦力，地面粗糙，所以还受到地面给的向左的摩擦力。所以若要使木板从木块下抽出，需要木板与桌面间的滑动摩擦力大小取决于木板与桌面间的正压力及动摩擦因数，与大小无关。故AB错误，C正确。故选C。7.如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风力作用，风力大小F1为200N，方向为东偏南60°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，侧向风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小为（）A.100N100N B.100N100NC.100N100N D.100N100N【答案】A【解析】【详解】以、为临边做平行四边形，使合力F沿正东方向则有代入数据，解得，故选A。8.人站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作，下图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断（）A.此人先起立后下蹲B.此人一直处于下蹲过程C.a→b为“下蹲”的超重过程，b→c为“下蹲”的失重过程D.a→b为“起立”的超重过程，b→c为“起立”的失重过程【答案】D【解析】【详解】AB．根据图像可知，1s时刻开始，力传感器的示数小于人的重力，加速度方向向下，可知此时人开始下蹲，下蹲过程运动员的速度先增大，之后力传感器的示数大于人的重力，人开始向下减速运动，在2s时完成下蹲过程，而起立过程人先向上加速，加速度方向开始向上，人开始处于超重状态，即力传感器的示数开始大于人的重力，可知从a点开始，运动员处于起立状态，即此人先下蹲后起立，故AB错误；CD．结合上述，a→b过程，力传感器的示数开始大于人的重力，人的加速度方向向上，人开始起立，为“起立”的超重过程，b→c过程，人的速度方向向上，力传感器的示数小于人的重力，人的加速度方向向下，速度方向仍然向上，人开始向上减速，为“起立”的失重过程，故C错误，D正确。故选D。9.春节期间人们都喜欢在阳台上挂一些灯笼来作为喜庆的象征。如图所示，由四根等长的轻质细绳悬挂起三个质量相等的灯笼1、2、3，中间的两根细绳BC和CD的夹角θ=120°，则下列选项中正确的是（）A.AB与竖直方向的夹角为60°B.AB的拉力为单个灯笼重力的2倍C.绳AB与绳BC的弹力大小之比为2∶1D.绳AB与绳BC的弹力大小之比为【答案】D【解析】【详解】AB．对2受力分析可知对1受力分析如图根据平行四边形定则解得且反向延长线过和1重力的角平分线，故AB与竖直方向夹角为，故AB错误；CD．绳AB与绳BC的弹力大小之比为故C错误，D正确。故选D。10.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g=10m/s2），下列结论正确的是（）A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为500N/mC.物体的质量为2kgD.物体的加速度大小为4m/s2【答案】C【解析】【详解】A．物体与弹簧分离时，弹簧与物体间相互作用力为零，弹簧为原长。故A错误；BC．初始时，物体静止，弹簧弹力等于物体重力。用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动。当刚开始运动时，弹簧弹力等于物体重力，那么合力恰好等于刚开始的拉力；物体位移超过5cm后拉力变为恒力F=30N，此后物体与弹簧分离，由于物体匀加速合力仍为10N，则解得初始时弹簧压缩量为5cm，弹簧的劲度系数故C正确，B错误；D．物体的加速度故D错误。故选C。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，全对得4分，部分对得2分，错选得0分）11.关于下列四幅图片说法正确的是（）A.甲图中汽车的速度越大，加速度越大B.乙图中汽车速度计显示的是汽车瞬时速度的大小C.丙图中运动员踢出足球时力越大，足球的惯性就越大D.丁图中小孩推着沙发向前运动，水平推力增大时沙发受到的滑动摩擦力保持不变【答案】BD【解析】【详解】A．甲图中汽车的速度越大，速度变化率不一定越大，加速度不一定越大，故A错误；B．乙图中汽车速度计显示的是汽车瞬时速度的大小，故B正确；C．物体的惯性只与物体的质量有关，丙图中运动员踢出足球时力越大，足球的惯性不变，故C错误；D．丁图中小孩推着沙发向前运动，沙发受到滑动摩擦力，大小为可知水平推力增大时沙发受到的滑动摩擦力保持不变，故D正确。故选BD。12.用水平F将木块压在竖直墙上，如图所示，已知木块重G=8N，木块与墙壁之间的动摩擦因数μ=0.25，以下说法正确的是（）A.当F=0时，木块沿墙面下滑，木块受到的摩擦力为0B.当F=10N时，木块沿墙面下滑，木块受到摩擦力为2.5NC.当F=24N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为8ND.当F变大时，木块受到的摩擦力也会一直变大【答案】AB【解析】【详解】A.当F=0时，木块沿墙面下滑，木块受到的摩擦力为故A正确；B.当F=10时，木块沿墙面下滑，木块受到摩擦力为故B正确；C.当F=24N时，木块的最大静摩擦力fm=μF=0.25×24N=6N<G所以木块不能静止，所受摩擦力为6N。故C错误。D.当木块受到的摩擦力所以物体静止不动，根据平衡条件可得木块受到的摩擦力为f=G=6N不再随F的增大而增大，故D错误。故选AB。13.如图所示，倾斜的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，则图中反映小木块的速度随时间变化关系可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】【详解】小木块刚放置在传送带的上端时，根据牛顿第二定律有小木块的加速度为若小木块运动到传送带的底部时，小木块的速度小于传送带的速度，则小木块一直做加速度为的匀加速直线运动，小木块的速度随时间变化关系如图B所示。若小木块运动到传送带的底部前，小木块与传送带共速，根据牛顿第二定律有小木块的加速度为小木块与传送带共速后，小木块做加速度为的匀加速直线运动，小木块的速度随时间变化关系如图D所示。故选BD。14.甲、乙两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，甲车做减速运动，乙车做加速运动，它们的速度的平方（）随位置（x）变化的图像如图所示，分别对应直线A和直线B。下列判断正确的是（）A.汽车甲的加速度大小为2m/s2B.汽车甲、乙经相遇C.汽车甲、乙分别经过x=6m处的时间差是1sD.汽车甲、乙在x=6m处相遇【答案】BD【解析】【详解】A．根据匀变速直线运动位移与速度的关系整理得汽车甲的初速度为根据图像可知，汽车甲的加速度为解得汽车甲的加速度大小为3m/s2，故A错误；B．由上述分析可知，汽车乙的加速度为解得汽车甲停下的时间为若汽车甲、乙车相遇时，汽车甲未静止，有解得（不符，舍去）可知汽车甲、乙车相遇时，汽车甲已静止，有解得故B正确；D．汽车甲、乙相遇位置为故D正确；C．汽车甲、乙分别经过x=6m处的时间差是故C错误。故选BD。三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）15.在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计。（1）为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：弹力F（N）0.501.001.502.002.503.003.50伸长量x（）0.741.802.803.724.605.586.42根据表中数据作出F-x图像并求得该弹簧的劲度系数k=____N/m（保留三位有效数字）；（2）本实验主要体现了下列哪种科学方法（）。A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（3）图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示，该同学没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的力是___（填F或F′）。（4）某实验小组的弹簧测力计示数如图丙所示，该弹簧测力计读数是___N。【答案】①.54.1②.B③.F′④.1.80【解析】【详解】（1）[1]该弹簧的劲度系数为（2）[2]本实验一根弹簧产生的效果跟两根弹簧共同产生的效果相同，采用等效替代法。故选B。（3）[3]F是利用平行四边形法则做出两弹簧拉力的合力的理论值，不一定沿AO方向，F′是一根弹簧的拉力，一定沿AO方向。（4）[4]弹簧测力计的最小分度为0.1N，应估读到0.01N，故读数为1.80N。16.“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）实验的五个步骤如下：A．将带有滑轮的长木板放在水平实验台上并安装打点计时器；B．将纸带一端固定在小车上另一端穿过打点计时器；C．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连，把木板的一侧垫高，让小车做匀速直线运动，以补偿阻力；D．拉动纸带的自由端让小车靠近打点计时器，释放小车后接通电源打出纸带，测出小桶和沙的总重力，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量的数据算出小车的加速度a；E．更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复几次操作。以上操作中，错误的两步是：______。（用步骤前的字母表示）（2）纠正错误后，实验中打出的某条纸带，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，测得数据如图乙所示，由此可以算出小车运动的加速度是______m/s2。（保留三位有效数字）（3）小华同学对实验装置进行了改进，将系着沙桶的细线一端通过动滑轮与固定于长木板的力传感器相连，如图丙所示（滑轮的摩擦和质量不计），实验时小华没有补偿阻力，他以力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，画出a-F的图像应是下图中的______图。进行该实验时______满足小桶和沙的总质量远小于小车质量。（填“需要”或者“不需要”）A.B.C.D.（4）小华由a-F图像求得直线部分的斜率为k，则他实验所用小车的质量为______（用k表示）。【答案】①.CD##DC②.1.20③.A④.不需要⑤.【解析】【详解】（1）[1]操作C中错误的是在平衡摩擦力时，把木板的一侧垫高，另一端不能连接小桶，让小车做匀速直线运动，以补偿阻力。操作D中错误的是为了充分利用纸带应先接通电源后释放小车。故选CD。（2）[2]根据匀变速直线运动规律可知相邻相等时间内位移之差为定值，即小车的加速度为（3）[3]令小车受到的阻力为f，根据牛顿第二定律有可得则的图象是一条斜率为正，且纵轴截距为负值的倾斜的直线。故选A。[4]由上可知，小车所受的拉力可以通过力传感器直接得出。故不需要满足小桶和沙的总质量远小于小车质量。（4）[5]根据上述分析可知图象的斜率为解得四、解答题（本题共3小题，共36分，17题10分，18题12分，19题14分）17.我国国产大飞机C919在某次试飞结束后着陆，着陆过程中做匀减速直线运动，加速度大小，飞机着陆后的第1s内位移为75m，方向向东。求：（1）着陆后10s末的速度；（2）着陆后20s内的位移大小。【答案】（1）18m/s；（2）507m【解析】【详解】（1）由得解得由得着陆后10s末的速度为（2）飞机从着陆到停止所用时间为着陆后20s内的位移大小为18.如图所示，质量为m1=12kg的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为m2=50kg的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=53°，物体甲及人均处于静止状态。（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），求：（1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？（2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？（3）若人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.4，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？【答案】（1）200N，160N；（2）160N，方向向左；（3）15kg【解析】【详解】（1