河北省衡水市2023-2024学年高一物理上学期期末考试含解析

2023-2024学年度上学期期末考试高一物理试题考试时间：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．请将答案正确填写在答题卡上Ⅰ卷选择题（共48分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.图甲为家庭常用的燃气灶实物图，杜面上有一个支架。共有4个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个高压锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支承面与水平方向成角。高压锅和里面的食物总重质量为4.8kg。则每个支承面给高压锅的支持力为（忽略高压锅和支承面之间的摩擦力，取g=10m/s2）（）A.12N B.15N C.20N D.48N2.如图所受是运油20给歼10、歼20两种战机同时加油的瞬间，则（）A.研究加油问题时，运油20可视为质点B.加油过程中，运油20的惯性越来越大C.以运油20为参考系，歼20、歼10战机是运动的D.以歼10战机为参考系，运油20和歼20都是静止的3.在乘车时，如果加速度急剧变化，人会感觉到不适，有人用J来表示加速度的变化快慢，其与加速度的关系满足，则J的单位是（）A. B. C. D.4.如图所示，一质量为m的滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上，物块与斜面间动摩擦因数，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与斜面垂直，则下列说法中正确的是（）A.滑块可能只受到三个力作用 B.弹簧可能处于原长状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零 D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于5.a、b两车在平直公路上从同一地点沿同方向行驶，其v-t图象如图所示，下列说法中正确的是（）A.t=t₁时，a、b两车速度的大小相同、方向相反B.t=t₁时，a、b两车的加速度大小相同，方向相同Ct=t₁时，a、b两车重新相遇D.0~t₁时间内，a车的位移是b车位移的3倍6.如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为和。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是（）A.Q对P的磁力大小等于B.P对Q的磁力方向竖直向下C.Q对电子秤的压力大小等于＋FD.电子秤对Q的支持力大小等于＋7.如图是升降电梯示意图，在电动机的牵引下，质量均为M的载人箱A与平衡物B分别由跨过上端滑轮和下端电动机的上、下两段钢索系住，使电梯上下运动。若电梯中乘客总质量为m，电梯向上运动即将到顶前关闭电动机，下段钢索作用力减小为0，电梯A与平衡物B以加速度a匀减速至停下后卡住电梯，已知重力加速度g，不计一切阻力，则匀减速过程加速度a大小为（）A. B. C. D.8.如图甲所示，用水平力将质量为物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力随时间变化的规律如图乙所示，取，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图象中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小随时间变化规律的是（）A. B.C. D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全对的得6分，少选得3分，错选得0分。9.下列各图中、两球之间存在弹力的是所有接触面部是光滑的）（）A. B. C. D.10.细雨霏霏，在一栋楼房屋檐边缘，每隔相同时间有一滴水无初速滴落，不计空气阻力，水滴（可看成质点）都已滴出且处在无风的环境中尚未落地之前，则下列说法正确的是（）A.相邻水滴之间的速度之差保持不变B.相邻水滴之间的速度之差越来越大C.相邻水滴之间的距离越来越大D.相邻水滴之间的距离保持不变11.如图所示，表面光滑的半球体放置于水平地面上，半球体的顶部焊接一光滑竖直轻杆，为半球的球心，质量为的物体B套在轻杆上，轻绳一端与B连接，另一端与质量为的光滑球A相连。现用一竖直向上的拉力作用在B上，使其缓慢向上运动，整个过程中A始终没有离开半球，半球始终静止在水平地面上，下列说法正确的是（）A.绳上拉力变小 B.半球对A的支持力减小C.地面对半球体的支持力不变 D.地面与半球体间无摩擦力12.如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是（）A.当m一定时，θ越大，轻杆受力越小B.当m一定时，θ越大，滑块对地面的压力越大C.当m和θ一定时，滑块与地面间的摩擦力与质量M无关D.只要增大m，M一定会滑动第II卷（非选择题52分）三、实验题：共12分。13.在“验证力的平行四边形定则”实验中：（1）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中＝________．（2）现将钩码改为两个弹簧测力计，如图丙所示，使橡皮筋另一端细线上连接两个弹簧秤，仍然拉至O点，现使F2大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使F1的大小及图中β角发生变化．则相应的变化可能是____________A．F1一定增大B．F1可能减小C．F1若增大，β角一定减小D．F1若增大，β角可能增大14.某实验小组用如图甲所示装置“探究物体质量一定时加速度与力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为，滑轮光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下：①按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；②垫高长木板右端，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；③挂上砝码盘，调节木板左端定滑轮的高度以及力传感器的固定位置，使牵引动滑轮的细线与木板平行；④砝码盘中放入砝码，先接通电源，再释放小车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；⑤改变砝码盘中砝码数量，重复步骤④，求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是___________A.需要测出砝码和砝码盘的总质量B.传感器的示数等于小车受到的合力大小C小车向左加速时，砝码处于失重状态D.为减小误差，实验中一定要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_________。（计算结果保留三位有效数字）（3）某同学做实验时，未把木板的一侧垫高，就继续进行其他实验步骤，则该同学作出的小车的加速度a与拉力传感器测出的拉力F的图像如图丙所示，则实验中小车受到的摩擦力大小为___________，小车的质量为____________。四、解答题15.车厢内有一质量为m=2kg的光滑小球，在轻绳的牵引作用下如图所示靠在竖直车壁上，绳与竖直车壁夹角θ=37°，求：（1）当车与球静止时，绳上拉力T1为多大；（2）当小球与车一起相对静止向右做匀加速运动且小球对车壁恰好无弹力时，小车的加速度为多大。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）16.A、B两车沿同一直线向同一方向运动，A车的速度vA＝4m/s，B车的速度vB＝10m/s。当B车运动至A车前方L＝7m处时，B车刹车并以a＝﹣2m/s2的加速度开始做匀减速直线运动。求：（1）从该时刻开始计时，A车追上B车需要的时间；（2）在A车追上B车之前，二者之间的最大距离。17.如图甲所示，长度为2.5m的粗糙斜面AB与足够长的倾斜传送带在同一平面内，倾角=30°。一质量为1kg的物块静止于斜面上A点，现在外力推动下沿斜面向下做匀加速运动，到达B点以5m/s的速度滑上传送带时撤去外力，传送带以2m/s的速率逆时针匀速转动，物块滑上传送带2s后速度不变。物块进入传送带后的图像如图乙所示，不计斜面与传送带之间的缝隙，g=10m/s2。（1）求物块在A点静止时受到的摩擦力；（2）求物块在斜面上运动时的加速度大小；（3）由于物块和传送带发生相对滑动，在传送带表面留下了一段划痕，试求该划痕的长度。武强中学2023-2024学年度上学期期末考试高一物理试题考试时间：75分钟；命题人：李彦炜注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上Ⅰ卷选择题（共48分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.图甲为家庭常用的燃气灶实物图，杜面上有一个支架。共有4个均匀分布的支承面，对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个高压锅放在支架上，并抽象成示意图乙，已知支架的每个支承面与水平方向成角。高压锅和里面的食物总重质量为4.8kg。则每个支承面给高压锅的支持力为（忽略高压锅和支承面之间的摩擦力，取g=10m/s2）（）A.12N B.15N C.20N D.48N【答案】B【解析】【详解】每个支撑面给高压锅的支持力的竖直分量为F，有几何关系可得求得B正确．故选B。2.如图所受是运油20给歼10、歼20两种战机同时加油的瞬间，则（）A.研究加油问题时，运油20可视为质点B.加油过程中，运油20的惯性越来越大C.以运油20为参考系，歼20、歼10战机是运动的D.以歼10战机为参考系，运油20和歼20都是静止的【答案】D【解析】【详解】A．研究加油问题时，运油20的形状和体积对所研究的问题的影响不能忽略，因此研究加油问题时，运油20不能视为质点，A错误；B．物体的惯性大小由质量决定，加油过程中，运油20的质量减小，则其惯性减小，B错误；CD．为了确保安全，加油过程中，运油20、歼10、歼20三者的相对位置需要保持不变，则以运油20为参考系，歼20、歼10战机是静止的，以歼10战机为参考系，运油20和歼20也都是静止的，C错误，D正确。故选D。3.在乘车时，如果加速度急剧变化，人会感觉到不适，有人用J来表示加速度的变化快慢，其与加速度的关系满足，则J的单位是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】加速度的单位是，时间的单位，则故选B。4.如图所示，一质量为m的滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上，物块与斜面间动摩擦因数，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与斜面垂直，则下列说法中正确的是（）A.滑块可能只受到三个力作用 B.弹簧可能处于原长状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零 D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于【答案】D【解析】【详解】ABC．因为若无弹簧弹力滑块无法静止于斜面，因此弹簧一定处于压缩状态，物块一定受四个力作用，即：重力、斜面的支持力、弹簧的压力和静摩擦力，ABC项错误；D．由于滑块处于静止状态，由受力分析可知，斜面对滑块的摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡，大小为D项正确。故选D。5.a、b两车在平直公路上从同一地点沿同方向行驶，其v-t图象如图所示，下列说法中正确的是（）A.t=t₁时，a、b两车速度的大小相同、方向相反B.t=t₁时，a、b两车的加速度大小相同，方向相同C.t=t₁时，a、b两车重新相遇D.0~t₁时间内，a车的位移是b车位移的3倍【答案】D【解析】【详解】A．t=t1时，两图象相交，表示a、b两车速度的大小相同、方向相同，故A错误；B．速度图象的斜率等于加速度，由数学知识可知，a、b两车的加速度的大小相同、方向相反，故B错误；C．v-t图象中，“面积”表示位移，可知t=t1时，a车的位移比b车的位移大，说明t=t1时，a、b两车没有相遇。故C错误；D．v-t图象中，“面积”表示位移，由几何知识看出，在t=t1时间内，a车的位移b车位移a车的位移是b车位移的3倍，故D正确。故选D。6.如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为和。用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。下列说法正确的是（）A.Q对P的磁力大小等于B.P对Q的磁力方向竖直向下C.Q对电子秤的压力大小等于＋FD.电子秤对Q的支持力大小等于＋【答案】D【解析】【详解】AB．由题意可知，因手使P左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，即Q对P有水平向左的磁力；P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明Q对P有竖直向上的磁力，则Q对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于，选项AB错误；CD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于＋，即Q对电子秤的压力大小等于＋，选项C错误，D正确。故选D。7.如图是升降电梯示意图，在电动机的牵引下，质量均为M的载人箱A与平衡物B分别由跨过上端滑轮和下端电动机的上、下两段钢索系住，使电梯上下运动。若电梯中乘客总质量为m，电梯向上运动即将到顶前关闭电动机，下段钢索作用力减小为0，电梯A与平衡物B以加速度a匀减速至停下后卡住电梯，已知重力加速度g，不计一切阻力，则匀减速过程加速度a大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，设关闭发动机之后，钢索的弹力为F，由牛顿第二定律，对B有对A和乘客有联立解得故选A。8.如图甲所示，用水平力将质量为的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力随时间变化的规律如图乙所示，取，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图象中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小随时间变化规律的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】开始时物体受到的最大静摩擦力物体所受重力故开始时，物体处于静止状态，受到静摩擦力作用，当静摩擦力等于重力时解得压力时间为，分析可知，时间内，物体受到的静摩擦力大小为，的时间内，物体受到滑动摩擦力逐渐减小。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全对的得6分，少选得3分，错选得0分。9.下列各图中、两球之间存在弹力的是所有接触面部是光滑的）（）A. B. C. D.【答案】CD【解析】【详解】A.A图中若两球间有弹力则小球Q将向右运动，故PQ间没有弹力，故A错误；B．B图中若PQ间有弹力，则小球PQ将运动，故B错误；C．C图中若PQ间没有弹力，P球将下落，故PQ间有弹力，故C正确；D．D图中若PQ间没有弹力，P球将向下摆动，故PQ间有弹力，故D正确故选CD。10.细雨霏霏，在一栋楼房屋檐边缘，每隔相同的时间有一滴水无初速滴落，不计空气阻力，水滴（可看成质点）都已滴出且处在无风的环境中尚未落地之前，则下列说法正确的是（）A.相邻水滴之间速度之差保持不变B.相邻水滴之间的速度之差越来越大C.相邻水滴之间的距离越来越大D.相邻水滴之间的距离保持不变【答案】AC【解析】【详解】AB．设后落下的水滴运动的时间为t，则先落下水滴运动的时间为，则有两水滴的相对速度为相对速度是一定值，即相邻水滴之间的速度之差保持不变，故A正确，B错误；CD．相邻两水滴均做自由落体运动，设后落下的水滴运动的时间为t，则先落下水滴运动的时间为，则有两水滴间的距离随时间的增大，水滴间距越来越大，故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，表面光滑的半球体放置于水平地面上，半球体的顶部焊接一光滑竖直轻杆，为半球的球心，质量为的物体B套在轻杆上，轻绳一端与B连接，另一端与质量为的光滑球A相连。现用一竖直向上的拉力作用在B上，使其缓慢向上运动，整个过程中A始终没有离开半球，半球始终静止在水平地面上，下列说法正确的是（）A.绳上拉力变小 B.半球对A的支持力减小C.地面对半球体的支持力不变 D.地面与半球体间无摩擦力【答案】ABD【解析】【详解】AB．由于B缓慢向上运动，可知A也缓慢在半球上运动，A、B都处于动态平衡过程，对A受力分析，如下图所示根据相似三角形，由几何关系可得B缓慢向上运动，OB变大，绳长、半球半径OA不变，所以半球对A的支持力减小，绳上拉力减小，故AB正确；CD．在竖直方向上对B列平衡方程得为绳与轻杆的夹角，B向上运动，减小，变大，减小，所以无法确定如何变化，因此的变化情况无法确定。对A、B和半球体组成的整体受力分析，由于的变化情况无法确定，因此地面对半球的支持力变化无法确定，由于整体没有水平方向上的力，那么地面对半球没有摩擦力，故C错误，D正确。故选ABD。12.如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是（）A.当m一定时，θ越大，轻杆受力越小B.当m一定时，θ越大，滑块对地面的压力越大C.当m和θ一定时，滑块与地面间的摩擦力与质量M无关D.只要增大m，M一定会滑动【答案】AC【解析】【详解】A．将C的重力按照作用效果分解，如图所示根据平行四边形定则有故m一定时，越大，轻杆受力越小，A正确；B．对ABC整体分析可知，地面对整体的支持力为故地面对整体的支持力与无关，则滑块对地面的压力保持不变，B错误；C．对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的静摩擦力，根据平衡条件有当m和θ一定时，滑块与地面间静摩擦力f与质量M无关，C正确；D．结合B的解析可知，A受到的支持力为增大m，都不能使M沿地面滑动时应满足的条件为联立解得当时，有即当时，即使增大m，也不能使M沿地面滑动，D错误。故选AC。第II卷（非选择题52分）三、实验题：共12分。13.在“验证力的平行四边形定则”实验中：（1）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中＝________．（2）现将钩码改为两个弹簧测力计，如图丙所示，使橡皮筋另一端细线上连接两个弹簧秤，仍然拉至O点，现使F2大小不变地沿顺时针转过某一小角度，相应地使F1的大小及图中β角发生变化．则相应的变化可能是____________A．F1一定增大B．F1可能减小C．F1若增大，β角一定减小D．F1若增大，β角可能增大【答案】①.3:4②.AD【解析】【分析】【详解】（1）[1]由平衡知识，则在水平方向有解得=3:4（2）[2]根据平行四边形定则有：若如图1变化所受，可以增大F1的同时减小β角，如图2所受示，可以增大F1的同时增大β角，如图3所受示，可以增大F1而保持β角不变，故AD正确；BC错误。故选AD。14.某实验小组用如图甲所示装置“探究物体质量一定时加速度与力的关系”，已知重力加速度为g，打点计时器所接的交流电的频率为，滑轮光滑，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验步骤如下：①按图所示，安装好实验器材，但不挂砝码盘；②垫高长木板右端，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；③挂上砝码盘，调节木板左端定滑轮的高度以及力传感器的固定位置，使牵引动滑轮的细线与木板平行；④砝码盘中放入砝码，先接通电源，再释放小车，由打出的纸带求出小车的加速度并记录传感器示数；⑤改变砝码盘中砝码的数量，重复步骤④，求得小车在不同合力作用下的加速度。根据以上实验过程，回答以下问题：（1）对于上述实验，下列说法正确的是___________A.需要测出砝码和砝码盘的总质量B.传感器的示数等于小车受到的合力大小C.小车向左加速时，砝码处于失重状态D.为减小误差，实验中一定要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量（2）实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_________。（计算结果保留三位有效数字）（3）某同学做实验时，未把木板的一侧垫高，就继续进行其他实验步骤，则该同学作出的小车的加速度a与拉力传感器测出的拉力F的图像如图丙所示，则实验中小车受到的摩擦力大小为___________，小车的质量为____________。【答案】①.C②.③.1kg④.2N【解析】【详解】（1）[1]AD．小车受到的力，可以直接由力传感器测出，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远大于小车的质量，故不需要测出砝码和砝码盘的总质量，AD错误；B．对小车受力分析，可知小车受到的合力等于力传感器示数的两倍，B错误；C．小车向左加速，则砝码和砝码盘向下加速，即重力大于轻绳的拉力，故砝码处于失重状态，C正确。故选C。（2）[2]根据匀变速直线运动的推论，即可知，小车运动的加速度大小为（3）[3]设小车的质量为，力传感器的示数为，对小车受力分析可知即有由图像可知解得四、解答题15.车厢内有一质量为m=2kg的光滑小球，在轻绳的牵引作用下如图所示靠在竖直车壁上，绳与竖直车壁夹角θ=37°，求：（1）当车与球静止时，绳上拉力T1为多大；（2）当小球与车一起相对静止向右做匀加速运动且小球对车壁恰好无弹力时，小车的加速度为多大。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）【答案】（1）25N；（2）7.5m/s2【解析