广东省深圳市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（含答案）

广东省深圳市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题一、单项选择题（每小题只有一个答案符合题意，共7小题，每小题4分，共28分）1．下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律可以用实验直接验证B．伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法D．在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量2．一辆警车在平直的公路上以10m/s的速度巡逻，突然接到报警，该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为10m/s，有三种行进方式：a为一直匀速直线运动；b为先减速后匀速再加速；c为先加速后匀速再减速，则（）A．a种方式先到达 B．b种方式先到达C．c种方式先到达 D．条件不足，无法确定3．小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一推力F，使拖把在粗糙的地板上向前做匀速直线运动。已知杆与水平面的夹角为θ，拖布与地板间的动摩擦因数保持不变，则（）A．拖把受到3个力作用B．地面对拖把的支持力与拖把所受重力是一对平衡力C．拖把受到地板摩擦力的大小为F·sinθD．若增大夹角θ，使拖把仍做匀速直线运动，需增大推力F4．质量分别为M和m的物块通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置按图乙放置，释放M斜面仍保持静止，则此时下列说法不正确的是（）A．轻绳的拉力等于mgB．轻绳的拉力等于MgC．M运动的加速度大小为（1-sinα）gD．M运动的加速度大小为M−m5．如图所示，在倾角为30o的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为2kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动，取A．小球从一开始就与挡板分离B．小球速度最大时与挡板分离C．小球向下运动0.01m时与挡板分离D．小球向下运动0.02m时速度最大6．如图甲所示，一个质量m=1kg的物体从斜面底端冲上一足够长斜面，物体运动的v-t图像如图乙所示，斜面倾角θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，则（）A．物块下滑时的加速度大小为10m/s2B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4C．物块回到斜面底端时速度大小约为5.4m/sD．物块回到斜面底端的时刻约为3.0s7．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为μ=3A．先增大后减小 B．先减小后增大C．一直减小 D．一直增大二、多项选择题（共3小题，全对得6分，错选得0分，漏选得3分，共18分）8．关于两个共点力F1、F2与其合力F的关系，规定夹角不超过180°，下列说法中正确的是（）A．F大小不能小于F1、F2中较小者B．F1、F2大小不变夹角减小时，F可能减小C．F1、F2大小不变夹角减小时，F可能增大D．若F1、F2方向不变其中一个力增大，F大小可能不变9．如图甲所示，质量为m的物块挂在弹簧秤的下端，在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向，物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示，弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度g=10m/sA．0~4s内物块先超重后失重，弹簧秤的示数先增大后减小B．2s~6s内物块先超重后失重，速度变化量为零C．0~6s内物块先超重后失重，4s时速度最大D．弹簧秤在2s末和6s末的示数相同，物块速度相等10．如图（a）所示，粗糙的水平桌面上有一质量为1kg的物块A与细绳相连，通过定滑轮和动滑轮与另一物块B相连，细线另一端固定在天花板上。由静止释放物块B，物块A、B一起运动起来，当物块B落地后立即停止运动，物块A始终未运动到桌子右端，物块A的v-t图像如图（b）所示，重力加速度大小取10m/s2，不计滑轮的质量和摩擦，则下列说法正确的是（）A．物块A与桌面之间的动摩擦因数为0.2B．物块B初始离地高度为1mC．物块B的质量为1.5kgD．物块B落地前绳中张力为4N三、实验题（共2小题，11题7分，12题9分，共16分）11．某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸，白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。（1）图中弹簧测力计a的示数为N。（2）关于实验下列说法正确的是____。（请填写选项前对应的字母）A．应测量重物Q所受的重力B．弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力C．连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长，但三根细线应与木板平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使Ｏ点静止在同一位置（3）弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，且保持两弹簧测力计间的夹角不变，直到弹簧测力计a方向水平为止，此过程中弹簧测力计a的示数会、弹簧测力计b的示数会。（填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”）12．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，（1）如图（a）所示为某同学的实验装置。①以下措施中有错误的是A.平衡摩擦力时，在砝码盘里放入适量砝码，在长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，反复移动木块的位置，直到小车在砝码盘的拉动下带动纸带与小车一起做匀速直线运动B.应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行C.为了使绳中拉力近似等于砝码和砝码盘的总重量，要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车及车内配重的总质量②如图（b）是实验中打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，每隔一个点选取一个计数点，计数点间的距离如图所示（单位cm），求出小车运动的加速度的大小为m/（2）另一实验小组设计了如图（c）所示实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜（通过在远离滑轮的一端加垫片实现）的两种情况下分别做了实验，得到了两条a—F图线，如图（d）所示。g为10m/s2①图线是在轨道倾斜的情况下得到的（选填“甲”或“乙”）；②滑块和位移传感器发射部分的总质量m=kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ=。四、计算题（共3小题，13题10分，14题14分，15题14分，共38分）13．如图所示，A、B两球在水平放置的细杆上，相距为l，两小球各用一根长度也是l的细绳连接C球，三球的质量都是m，且处于静止状态，求：（1）一根细绳对C球的作用力大小；（2）小球A受到杆的支持力大小和摩擦力大小。14．如图所示，倾斜传送带正常工作时顺时针匀速转动，传送带的速率为v2=4m/s，传送带倾角为θ=30°。一物块从传送带上端滑上传送带，已知滑上时速率为v（1）若μ=0，且使传送带不动，L=7.5m，物块离开传送带时的速度大小；（2）若μ=33，（3）若μ=32，15．一足够长的水平传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动，把一质量为M=1kg足够长的木板B轻轻放在传送带上，B与传送带之间的动摩擦因数μ1=0.（1）刚将木板B放上传送带时，木板B的加速度；（2）若将木板B放上传送带的同时把一个质量为m=1kg的物块A轻放在木板B上，如图所示，A与B之间的动摩擦因数μ2（3）接上问，若将物块A改为以水平向右v=6m/s的初速度放上木板B，则从开始到最终A、B、传送带都相对静止经历时间为多少？

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、牛顿第一定律是大量的物理现象的基础上，通过科学的分析、想象、合理外推而得出的结论，故A错误；

B、伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因，故B正确；

C、在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法，故C错误；

D、在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量，故D错误。

故答案为：B。

【分析】伽利略通过对理想斜面实验的研究得出力不是维持运动的原因，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量。熟悉掌握各物理研究方法在物理研究中的应用。2．【答案】C【解析】【解答】根据题画出三种方式的v-t图像，如图所示

图像中图线与坐标轴所围“面积”可以表示位移，分析图像可知，经过相同的位移先加速后减速需要的时间最短。故C正确，ABD错误。

故答案为：C。

【分析】三种方式运动的位移相等，v-t图像的斜率表示加速度，v-t图像与时间轴所围面积表示位移。根据题意画出三种运动情况个v-t图像，再结合图像进行解答。3．【答案】D【解析】【解答】A．拖把受力如图即拖把受到重力，地面的支持力，小明同学施加推力，地面给的摩擦力，四个力作用，A不符合题意；B．根据平衡可知，在竖直方向F地面对拖把的支持力与拖把所受重力大小不等，不是平衡力，B不符合题意；C．在水平方向FC不符合题意；D．根据F解得F=若增大夹角θ，cosθ减小，sin故答案为：D。

【分析】拖把收到重力，支持力，推力和摩擦力四个力作用；重力地面对拖把的支持力大于拖把的重力；拖把收到的摩擦力大小为Ff4．【答案】B【解析】【解答】依题意，两物块按图甲放置，由平衡条件可得Mg两物块按图乙放置，对质量为M的物块，由牛顿第二定律，有Mg-T=Ma对质量为m的物块，由牛顿第二定律，有T-mg联立，解得a=M-mM故答案为：B。

【分析】根据平衡条件确定两物体质量之间的关系。互换后，两物体的加速度大小相等。再根据整体法和隔离法运用牛顿第二定律进行解答。5．【答案】C【解析】【解答】AC、设球与挡板分离时位移为x，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F。根据牛顿第二定律有mg保持a不变，随着x的增大，F1减小，当m与挡板分离时，F1减小到零，则有mg解得x=0.01即小球向下运动0.01m时与挡板分离，故A错误，C正确；

B、球和挡板分离前小球做匀加速运动；球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，故B错误；

D、球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零，即k解得x由于开始时弹簧处于原长，所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05m，故D错误。

故答案为：C。

【分析】分离瞬间，小球与挡板之间的作用力为零，此时小球和挡板的加速度仍相等，对此时小球进行受力分析，根据牛顿第二定律确定分离时弹簧形变量。分离后小球仍具有向下的速度，仍向下运动，当加速度为零时，小球的速度达到最大值。6．【答案】C【解析】【解答】B、由乙图可知，物块上滑加速度大小为a物块上滑过程，由牛顿第二定律，可得mg解得μ=0.5故B错误；

A、物块下滑过程，由牛顿第二定律，可得mg解得a故A错误；

CD、由乙图可知，0~1.2s内滑块上滑的位移为x=设滑块下滑时间为t，则有x=解得t=2.68物块回到斜面底端的时刻约为t物块回到斜面底端时速度大小约为v=故C正确，D错误。

故答案为：C。

【分析】v-t图像的斜率表示加速度，v-t图像与时间轴所围面积表示位移。根据v-t图像确定1.2s前后物块在斜面上的运动方向。确定不同运动阶段物块所受摩擦力的方向，再根据牛顿第二定律确定摩擦因数的大小。物块上滑和下滑过程的位移相等。再对不同阶段运用匀变速直线运动规律进行解答。7．【答案】D【解析】【解答】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动，设细绳与水平方向的夹角为θ，则有竖直方向有2mg水平方向有F=2mgf=μN联立解得F=2mg(代入数据整理得cos由于θ从90∘开始逐渐减小，则(θ+60∘)从当θ<30竖直方向有2mg水平方向有F=2mgf=μN联立解得F=2mg(代入数据整理得cos由于θ从30∘开始逐渐减小，则(θ+60∘)从所以D符合题意；ABC不符合题意；故答案为：D。

【分析】以b为研究对象可得绳子拉力始终保持不变，再以a为研究对象，利用共点力平衡和几何知识求解拉力F的变化情况。8．【答案】C,D【解析】【解答】A、由于F1、F2夹角不超过180°，根据平行四边形可知F1、F2夹角为180°且大小相等时，合力F为零，所以F大小可能小于F1、F2中较小者，故A错误；

BC、根据平行四边形可知当F1、F2夹角不超过180°时F1、F2大小不变夹角减小时，F逐渐增大，故B错误，C正确；

D、若F1、F2方向不变其中一个力增大时，根据平行四边形可知合力可能不变，如1N、2N的两个分力反向时合力为1N，当增大1N的力为3N时合力仍然为1N，故D正确。

故答案为：CD。

【分析】根据题意画出两力，再结合平行四边形定则结合题意分析两力的合力的大小变化情况及各力之间的大小关系。9．【答案】B,C【解析】【解答】A、由题意可知，在0~4s，加速度为正值，方向向上，由牛顿第二定律得F-mg=ma解得F=mg+ma视重F大于物块的实际重力mg，物块一直处于超重状态。因加速度先增大后减小，弹簧秤的示数先增大后减小，故A错误；

B、2s~4s，加速度为正值，方向向上，物块处于超重状态，4s~6s，加速度为负值，方向向下，物块处于失重状态；a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量，t轴上方面积为正值，t轴下方面积为负值，2s~6s，图像中图线下的“面积”代数和为零，故2s~6s内物块先超重后失重，速度变化量为零，故B正确；

C、0~6s内物块先超重后失重；设2s末速度为v2v2s~4s物块竖直向上做加速度逐渐减小的变加速直线运动，弹簧秤的示数逐渐减小，4s时物块速度最大，为v故C正确；

D、由A项分析知弹簧秤示数为F=mg+ma又2s和6s两时刻加速度分别为2m/s2和-2m/s2，故弹簧秤在2s末和6s末的示数不相同，又a-t图像中图线下的“面积”为速度的变化量，物块在2s~6s速度变化量为零，故v物块在2s末和6s末速度相等，故D错误。

故答案为：BC。

【分析】a-t图像上的点表示物体在该时刻的加速度，根据题意确定各时间节点物体加速度的方向，加速度向上，物体处于超重状态，加速度向下，物体处于失重状态。a-t图像与时间轴所围面积表示速度的变化量。10．【答案】A,B【解析】【解答】A、由v-t图像知，1~3s内加速度大小a根据牛顿第二定律有μ解得μ=0.2故A正确；

B、依题意，0~1s内物块B匀加速下降，设物块B初始离地高度为h，根据v-t图像中图线与坐标轴所围面积表示位移，可知0~1s内物块A的位移为x则有h=故B正确；

C、0~1s内对物块A受力分析，有m由由v-t图像知a对物块B受力分析，有m由滑轮特点，可知a解得mB=0.5故CD错误。

故答案为：AB。

【分析】当物体B落地前AB一起做加速运动，当B落地后A由于摩擦力的作用做减速运动，根据图b确定不同线段对应A的运动情况。v-t图像与时间轴所围面积表示位移，v-t图像的斜率表示加速度。再对不同运动阶段根据牛顿第二定律结合图b进行解答。注意AB一起运动时，A和B加速度之间的关系。11．【答案】（1）5.80（2）A；C（3）变小；变大【解析】【解答】（1）弹簧测力计a的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，所以示数为5.80N。（2）A．实验中要验证的是弹簧测力计a、b对O点的拉力用平行四边形定则合成后，与重物Q对O点的拉力是否等大反向，而Q对O点的拉力与Q的重力相等，所以应测量重物Q所受的重力，A符合题意；B．弹簧测力计a、b对O点的拉力的合力与重物Q的重力是一对平衡力，而不是同一个力，B不符合题意；C．连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长，但三根细线应与木板平行，以减小作图误差，C符合题意；D．改变拉力，进行多次实验，每次O点静止时，Q对O点的作用效果与O点的位置无关，所以不要求每次都使O点静止在同一位置，D不符合题意。故答案为：AC。（3）方法一：由题意，根据几何关系可知，弹簧测力计a、b对O的拉力Fa、Fb以及Q对O的拉力G组成的矢量三角形内接于圆内，如图所示，可知在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中，弹簧测力计a的示数变小，弹簧测力计b的示数会变大。方法二：由题意可知重物对O拉力的的对角（即力作用线的反向延长线所在的夹角）始终为120°，设Fa的对角为α，Fb的对角为β在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中，α由90°增加至150°，β由150°减小至90°，所以Fa变小，F

【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；

（2）实验应该测量重物Q的重力；两个弹簧测力计的合力与重力相等；改变拉力时再进行实验时不用要使O点静止在同一位置；

（3）利用平行四边形定则结合角度的变化可以判别两个拉力的大小变化。12．【答案】（1）A；1.1（2）甲；0.5；0.2【解析】【解答】（1）①A、平衡摩擦力时，不应用砝码盘拉动小车做匀速运动，应让小车自身下滑（即无拉力）来平衡摩擦力即可，故A错误，符合题意；

B、为减小误差，应调节定滑轮的高度，使细线与木板平行，故B正确，不符合题意；

C、为了使绳中拉力近似等于砝码和砝码盘的总重量，要保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车及车内配重的总质量，故C正确，不符合题意。

故答案为：A。

②两个相邻的计数点的时间间隔T=0.04则小车运动加速度的大小为a=（2）①由甲图像可知，当F=0时a=2说明当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的左端垫得过高，所以图线甲是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的；

由乙图像可知，当F≠0时a=0说明当绳子上有拉力时小车没有加速度，说明图线乙是轨道水平没有平衡摩擦力情况下得到的。

②由牛顿第二定律得a=结合图乙所示图像解得m=0.5kg，【分析】熟悉掌握“探究加速度与力、质量的关系”的实验的操作步骤及注意事项。熟悉掌握平衡摩擦力的操作方法。根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度确定各计数点的瞬时速度，根据逐差法确定小车的加速度。确定滑块的受力情况，根据牛顿第二定律确定图像的函数表达式，再结合图像进行数据处理。13．【答案】（1）解：对C球受力分析，如图ABC为等边三角形，C受到两个沿细绳方向的拉力，两个拉力的合力等于C的重力大小，可得2T解得T=（2）解：对A球受力分析，如图由平衡条件可得T解得N=1【解析】【分析】（1）小球C处于静止状态，对小球C进行受力分析，根据平衡条件及力的合成与分解进行解答即可；

（2）同一根绳子拉力大小相等，小球A处于平衡状态，对小球A进行受力分析，根据平衡条件及力的合成与分解进行解答。14．【答案】（1）解：依题意，对物块受力分析，由牛顿第二定律可得mg物块在传送带上做匀加速直线运动，有2联立，解得v=10m（2）解：对物块受力分析，可得mg即物块下滑过程，合力为零，做匀速直线运动，有t=（3）解：对物块受力分析，由牛顿第二定律可得μmg解得a即物块做匀减速下滑，设经t10=解得t此时物块下滑的距离为x=说明物块将沿传送带向上做匀加速直线运动，设经t2t此时物块上滑位移为x因为μmgcost从上端离开传送带，物块离开传送带时速度大小与传送带相同为v综上所述，物块在传送带上运动的时间为