2023-2024学年河南省焦作市高一（上）期末物理试卷

绝密★启用前焦作市2023—2024学年（上）高一期末考试物理考生注意：1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.下列所给的图像中不能反映做直线运动的物体回到初始位置的是（）A.B.C.D.2.如图（a）是停在高速公路上的超声波测连仪测盘车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测的汽车的速度；图（b）中P1、P2是测速仪先后发出的两大超声波信号，n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描P1、P2之间的时间间隔△t=1.8s，超声波在空气中传播的速度是v=340。m/s，若汽车是匀速直线行驶的，则根据图（b）可知，下列说法不正确的是（）

A.图（b）中每小格表示的时间是0.2sB.测速仪第一次发出的信号到被测汽车通到时，汽车距测速仪的距离是102mC.汽车是在向测速仪靠近的D.汽车的速度是70km/h3.参观古镇时，恰逢下雨，小吴同学饶有兴致地观察屋檐滴水的情景，他观察到滴水中水滴下落时间间隔均匀，测得1分钟内下落水滴180个，由参观资料知屋檐高为3.2m。不计空气阻力，重力加速度g取，他有以下推断，其中正确的是（）A.空中相邻的两个水滴的间距保持不变B.空中相邻的两个水滴的之间的最大间距是C.空中有3个水滴时相邻间距之比始终为1：3D.空中有3个水滴和2个水滴的时间之比是2：34.一辆汽车做匀加速直线运动，从A到B速度增量为，位移为，从B到C速度增量为，运动的位移为，若D点是汽车从B运动到C过程的中间时刻的位置(图中未标出)，则汽车从B点运动到D点的位移为（）A. B. C. D.5.如图所示，晾晒衣服的绳子轻质且不可伸长，悬挂衣服的衣架的挂钩光滑，轻绳两端A、B分别固定在两根竖直杆上，挂钩在O点时，衣服处于静止状态。如果保持绳子A端位置不变，将B端分别缓慢移动到不同的位置。下列判断正确的是（）A.B端缓慢移动到B1位置时，绳子张力变小B.B端缓慢移动到B2位置时，绳子张力变小C.B端缓慢移动到B1的位置的过程中，挂钩沿竖直方向向下缓慢移动一小段距离D.B端缓慢移动到B2位置的过程中，挂钩沿OA方向斜向上缓慢移动一小段距离6.如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为。现将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是（）A.框架对小球的支持力先减小后增大 B.拉力F的最小值为C.地面对框架的摩擦力先减小后增大 D.框架对地面的压力先增大后减小7.一轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，另一端拴住质量不计的物块P，Q为质量为的重物，弹簧的劲度系数为，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上匀加速运动，已知在前内F为变力，以后F为恒力（），则以下分析正确的是（）A.P、Q一起匀加速运动的加速度为 B.F的最小值为，F的最大值为C.P、Q分离时弹簧为压缩状态 D.若Р为有质量的物体，P、Q分离时弹簧为原长8.如图所示，粗糙水平面上有一轻质弹簧连接着物块甲、乙，用大小为36N的水平恒力F作用在物块甲上时，物块甲、乙一起向左做匀加速直线运动。已知物块甲、乙的质量分别为2kg、4kg，两物块与地面间的动摩擦因数均为0.3，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）A.弹簧上的弹力大小为12NB.物块甲的加速度大小为3m/s2C.若撤去恒力F，则撤去瞬间物块乙的加速度大小为3m/s2D.若撤去恒力F，则撤去瞬间物块甲的加速度大小为9m/s29.民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的马上，弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为，运动员静止时射出的箭速度为，跑道离固定目标的最近距离为d。已知，要想命中目标射出的箭在空中飞行距离最短，则（）A.若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，B.若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，C.箭射到固定目标的时间为D.箭射到固定目标的时间为10.如图所示，某次训练中，一排球运动员将排球从A点水平击出，球击中D点。另一运动员将该排球从位于A点正下方且与D等高的B点斜向上击出，最高点为C，球也击中D点，A、C高度相同，不计空气阻力。下列说法正确的有（）A.两过程中，排球的飞行时间相等B.后一个过程中，排球击中D点时的速度较大C.两过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率相等D.两过程中，排球的初速度大小可能相等二、非选择题：本题共6小题，共70分。11.（8分）用自由落体验证机械能守恒定律的实验装置如图所示，重力加速度为g。（1）选出一条纸带如图所示，其中O点是打点计时器打下的第一个点，O、A、B、C、D、E、F为纸带上打出的连续的七个点，打点计时器通以频率为f的交变电流。用刻度尺测得OA、OB、OD、OE、OF的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5，重锤的质量为m，从A到E的过程中重物的重力势能较少了；打点计时器打下A点时重锤的速度vA＝，打点计时器打下E点时重锤的速度vE＝，此过程中动能增加了。（用题目中所给的字母表示）（2）该同学为了更加准确的测量重力加速度的数值，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图所示的图线，通过图像得当地的重力加速度为。12.（7分）在某次探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲同学设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，实验中（填“需要”或“不需要”）垫高长木板以平衡摩擦力，（填“需要”或“不需要”）满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件。（2）按设计装置操作正确地完成实验，根据实验得到一条纸带如图所示。打点计时器所接交流电频率为50Hz。图中O、A、B、C、D为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝（结果保留三位有效数字）。（3）甲同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的a-F图像如图所示，则小车质量为kg。（结果保留两位有效数字）13.（10分）某警犬训练基地在一次警犬训练时，训犬员在一条训练专用直道上与起跑线相距处竖直放置一个弹性挡板，接着先将训练用球沿地面以垂直于起跑线水平击出，训练用球与地面的动摩擦因数（球运动过程中所受摩擦力视为滑动摩擦力），球与挡板碰撞前后速度等大反向；训练用球被击出2s后，警犬被从起跑线放出，沿垂直于起跑线方向由静止出发追击训练用球，假设警犬以加速度做匀加速直线运动，g取，近似认为警犬和训练用球在同一条直线上运动，不计球与挡板的碰撞时间，求：（1）训练用球被击出至与挡板碰撞所用的时间；（2）训练用球被击出后经过多长时间被警犬追上？14.（12分）如图所示，质量均为的两滑块A、B放在粗糙水平面上。两长度相等的轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕光滑轻质铰链O自由转动，AOB在竖直平面内，夹角（现在铰链上施加竖直向下的作用力。，滑块保持静止。滑块与水平面间动摩擦因数设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：（1）OA对铰链O的作用力大小；（2）滑块A对地面的压力大小；（3）使滑块保持静止，作用力F的最大值。15.（15分）如图所示，质量的木板静止在粗糙水平面上，现有一质量的小滑块（可视为质点）以的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动。已知滑块与木板间的动摩擦因数，木板和地面间的动摩擦因数，重力加速度取。（1）求滑块在木板上滑动过程中，滑块和木板的加速度大小；（2）要使滑块不滑离木板，求木板的最小长度；（3）若木板的长度，求滑块从木板右端滑出时滑块的速度大小。16.（18分）投壶是我国古代的一种民间游戏。据《礼记·投壶》记载，以壶口作标的，在一定的水平距离投箭矢，以投入多少计筹决胜负，现有甲、乙两人进行投壶的游戏，为简化起见，将箭矢视为质点，不计壶的高度，并且不计空气阻力。甲箭矢从离地面高的A点以初速度水平抛出，甲正好落在壶口C点，重力加速度取，求：（1）甲箭矢在空中的飞行时间；（2）A点离壶口C的水平距离；（3）乙从离地面高的B点水平抛出乙箭矢，乙箭矢也落到壶口C，求乙箭矢刚落入壶口C时的速度大小和方向。

参考答案一、选择题1.【答案】B【解析】A.图像表示物体先向正方向运动2m，后向负方向运动2m，回到了初始位置，A错误；B.图像表示物体先向正方向加速运动，后向正方向减速运动，始终向正方向运动，没有回到初始位置，B正确；C.图像表示先向正方向匀速运动2m，后向负方向匀速运动2m，2s末回到了初始位置，C错误；D.图像表示先向正方向匀减速运动1m，后向负方向匀加速运动1m，2s末回到了初始位置，D错误。2.【答案】D【解析】A.如图所示，P1、P2之间一共有9格，共1.8s，则每一小格表示，A不符合题意；B.如图所示，测速仪第一次发出信号到接受到信号所用的时间为，在t1时间内，超声波从发出到与汽车相遇，再从第一次相遇的位置反射回去，所以第一次相遇的位置到测速仪的距离为，B不符合题意；C.如图所示，测速仪第二次发出信号到接受到信号所用的时间为，在t2时间内，超声波从发出到与汽车相遇，再从第二次相遇的位置反射回去，所以第二次相遇的位置到测速仪的距离为，因为，所以汽车是在向测速仪靠近的，C不符合题意；D.汽车与超声波第一次相遇到第二次相遇所用的时间为，汽车与超声波第一次相遇的位置到到第二次相遇的位置的距离为，则汽车的速度为，D符合题意。选D。3.【答案】D【解析】A.空中相邻的两个水滴间的时间间隔相同，但是水滴在做加速运动，加速度相同，所以下面的水滴相对上面水滴在匀速下落，间距变大，A错误；B.1分钟内下落水滴180个，相邻水滴间隔，下落总时间，空中相邻的两个水滴的之间的最大间距是，故B错误；C.只有初速度为零匀加速时，才有相邻间距之比为1：3，不是始终存在，C错误；D.下落总时间是0.8s，时间间隔为，空中有3个水滴和2个水滴的时间之比是，故D正确。选D。4.【答案】C【解析】由加速度的定义式，知B到C的时间是A到B时间的2倍，设A到B的时间为t，则B到C的时间为2t，AB段中间时刻的速度，BC段中间时刻D点的速度，，其中，联立解得，D到B的逆过程，联立解得；A：与分析不符，A错误；B：与分析不符，B错误；C：与分析相符，C正确；D：与分析不符，D错误。选C。5.【答案】D【解析】AB.对衣架的挂钩受力分析，如图所示，设绳子总长为L，两杆的距离为s，绳B端不动时，AO、OB两段绳子张力的合力与绳子的夹角为θ，绳B端从B移到B2，、两段绳子张力的合力与绳子的夹角为α，则有，又有，可得，即B端从B移到B2或B1，绳子与杆的夹角不变，由力的平衡条件可得，，可知绳子的张力不变，AB错误；C.由解析题图可知，B端缓慢移动到B1的位置的过程中，长度变小，且B1位置低于A端，可知挂钩沿OB1方向斜向下缓慢移动一小段距离，C错误；D.B端缓慢移动到B2位置的过程中，长度变小，A端位置不变，可知挂钩沿OA方向斜向上缓慢移动一小段距离，D正确。选D。6.【答案】B【解析】AB.以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示根据几何关系可知，当F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时F最小，此时为F=mgcosθ，A错误，B正确；C.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，C错误；D.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，即框架对地面的压力始终减小，D错误。选B。7.【答案】A【解析】AC.P、Q静止时，设弹簧压缩量为x，则①，0.2s时P、Q分离，由于P质量不计，合力为零，此时P、Q间无弹力，弹簧恢复原长，则Q在0.2s内②，带入数据可得③，A正确，C错误；B.设P、Q间作用力大小为FPQ，弹簧弹力为FT，对P，④，对Q，⑤，在P、Q加速上移过程中，FT在逐渐较小，FPQ逐渐减小，F逐渐增大，0s时的F是最小值Fmin，0.2s时的F是最大值Fmax。，0s时⑥，带入⑤式可得⑦，0.2s时⑧，带入⑤式可得，B错误；D.若P有质量，则刚要分离时，P合力也要沿斜面向上，弹簧必须有沿斜面向上的弹力，应处于压缩状态，D错误。选A。8.【答案】BC【解析】AB.以甲、乙为整体，根据牛顿第二定律可得，解得甲、乙的加速度均为，以乙为对象，根据牛顿第二定律可得，解得弹簧上的弹力大小为，故A错误，B正确；CD.若撤去恒力F，，则撤去瞬间弹簧弹力保持不变，乙的受力不变，乙的加速度不变，仍为；以甲为对象，根据牛顿第二定律可得，解得撤去瞬间物块甲的加速度大小为，故D错误。选BC。9.【答案】AD【解析】AB.已知，要想命中目标射出的箭在空中飞行距离最短，则合速度方向与射出的箭速度方向垂直，若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，则，A正确B错误；CD.箭的实际位移为，实际速度，所以箭射到固定目标的时间为，C错误D正确。选AD。10.【答案】CD【解析】AB.由于从A、B两点出发的排球都能到达D点，球从C到地面在竖直方向做自由落体运动，可得由于水平方向的位移相同，根据可知根据速度的合成可知，从A点抛出时的排球速度球落到D点时的速度为从B点抛出时的排球速度球落到D点的速度为所以在两个过程中，后一个过程排球击中D点时的速度较小，故A、B错误；C.由于排球在竖直方向做自由落体运动，下落的高度相同，根据可知，落地时竖直方向的分速度相同，则重力的瞬时功率故两个过程中，排球击中D点时重力做功的瞬时功率相等，故C正确。D.因为但是B的竖直分速度大于A，可知两过程中，排球的初速度大小可能相等，选项D正确。故选CD。二、非选择题11.（8分）【答案】；；；；；【解析】(1)由功能关系可知由匀变速运动规律可知同理可知动能增量(2)由功能关系可知，斜率解得12.（7分）【答案】（1）需要；需要（2）2.00（3）2.0【解析】（1）为使小车受的合力近似等于重物的总重力，因此需要平衡小车和长木板之间的摩擦力。以小车及重物组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律，则有，小车的加速度为，则小车所受的合外力有，当m≪M时，可认为小车受到的拉力等于砝码和砝码盘的总重力，因此需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件。（2）已知打点计时器使用的交流电频率为，纸带上相邻计数点间有4个点未标出，因此可知，纸带上相邻两计数点间的时间间隔为，由公式可得小车的加速度大小为。（3）由牛顿第二定律有，由实验数据作出的a-F图像可知，解得小车质量为。13.（10分）【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据题意可知，在摩擦力的作用下，小球减速运动的加速度大小，球被击出至与挡板碰撞前的过程根据匀变速直线运动中的位移-时间关系可知，解得（舍弃）或。（2）球被击出后，撞到挡板时的速度为，之后警犬开始加速，开始时警犬速度小