湖南省长沙市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（含答案）2

湖南省长沙市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目1．踢毽子是受同学们喜爱课间运动。毽子一般由羽毛和带孔的圆形铁片组成，在下落时由于空气阻力的影响，总是铁片在下、羽毛在上，关于毽子在下落的过程中，下列说法正确的是（）A．做自由落体运动 B．处于失重状态C．铁片的速度小于羽毛的速度 D．下落的加速度等于重力加速度2．如图甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管中注满清水，水中放一个直径略小于玻璃管内径的圆柱形红蜡块R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。把玻璃管迅速竖直倒置，红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升，在红蜡块刚从管口A开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动（如图乙所示），直至红蜡块上升到管底B的位置（如图丙所示）。以地面为参考系，以红蜡块开始匀速运动的位置为原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立平面直角坐标系，描绘红蜡块R在这一运动过程中的轨迹，图中可能正确的是（）A． B．C． D．3．如图所示，假设某转球高手能让篮球在他的手指上绕竖直轴匀速转动（手指刚好在篮球的正下方），下列描述正确的是（）A．篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处B．篮球上各点做圆周运动的角速度不相等C．篮球上离转动轴距离相等的各点线速度相同D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小4．在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时，一个同学解得某物体位移的表达式为x=F(t1+t2A．一定是错误的 B．可能是正确的C．无法判断 D．一定是正确的5．如图所示，将连接一重物的轻质小滑轮放置在一个轻弹性绳上，绳A、B两端在同一水平线上，不计一切摩擦，若将B端水平向左缓慢移动一小段距离，则弹性绳长度将（）A．变短 B．变长 C．不变 D．无法确定6．A、B两小球同一时刻从不同的高度由静止释放，A球所受空气阻力可忽略，B球所受空气阻力的大小与物体速率成正比，两小球同一时刻落到水平地面，落地瞬间均以原速率反弹，规定向下为正方向，关于两小球的速度v与时间t的图像，下列可能正确的是（）A． B．C． D．二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月在北京举行，山地滑雪是冬奥会的传统项目之一。如图所示，是某同学山地滑雪时的情景，图示时刻，该同学不借助雪杖在倾斜雪道（可视为斜面）匀速下滑。忽略空气阻力，则关于该时刻运动员或雪道受力情况的下列说法正确的是（）A．雪道受到的摩擦力方向沿雪道向上B．雪道对该同学的弹力和摩擦力的合力方向竖直向上C．若该同学在雪道上加速下滑，则雪道对该同学的摩擦力小于该同学对雪道的摩擦力D．无论该同学在雪道上匀速下滑还是加速下滑，雪道对该同学的摩擦力总等于该同学对雪道的摩擦力8．如图，物块B套在竖直杆上，滑块A放在水平面上，一根不可伸长的细绳绕过定滑轮连接A和B，B以速度v匀速下滑，下列说法正确的是（）A．A做匀速运动B．A做加速运动C．当连接B的细绳与竖直方向成θ角时，A的速度为vcosθD．当连接B的细绳与竖直方向成θ角时，A的速度为v9．四个水球可以挡住一颗子弹！央视“国家地理”频道播出的一挡节目真实地呈现了该过程，其实验示意图如图所示。四个完全相同的装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4号水球。球皮对子弹的阻力忽略不计，子弹视为质点。下列说法正确的是（）A．子弹经过每个水球的过程中速度变化量均相同B．子弹穿出第2号水球时的速度等于穿过四个水球的平均速度C．子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则t1+t2+t3=t4D．子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则t10．如图，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合，转台以一定角速度ω匀速旋转。甲、乙两个小物块（可视为质点）质量均为m，分别在转台的A、B两处随陶罐一起转动且始终相对罐壁静止，OA、OB与OO'间的夹角分别为α=30°和β=60°，重力加速度为g。当转台的角速度为ω0A．ωB．当转台的角速度为ω0C．当角速度从0.5ω0缓慢增加到1.5ωD．当角速度从0.5ω0缓慢增加到1.5ω三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）在这个实验中，利用了（填“理想实验法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径相同的两个塔轮。12．用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上，小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车后端与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后，在保持小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a，改变砂桶中砂子的质量，重复实验五次。（计算结果均保留两位有效数字）（1）在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这两种现象的原因可能是____。A．木板右端垫起的高度过小B．木板右端垫起的高度过大C．砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量MD．砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，则纸带上C点的速度vC=小车运动的加速度a=m/s2（3）小车质量M一定，改变砂桶中砂子的质量，砂桶和砂子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的1a−1m关系图像如图丁所示，则小车的质量13．跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在助滑路上获得较高速度后从A点水平飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v＝20m/s，山坡看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力（g=10 m/s2，sin（1）运动员在空中的飞行时间；（2）落到斜面上时的位移大小。14．如图，轻杆长为3L，在杆的两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球可在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，重力加速度为g。（1）当球B在最高点时，球B的速度为多大；（2）当球B在最高点时，杆对球A的作用力为多大；（3）若球B转到最低点时的速度大小为26515．如图，质量均为m的滑块A、木板B左端对齐，静止叠放在水平地面上，A、B之间的动摩擦因数μ1=0.3，B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1.从零时刻开始，用带有橡胶指套的手指在A的上表面以恒定速率v向右移动，手指对A的压力为F=0.5mg，经过时间Δt后，撤去手指，此时A的左端与B上表面标记点P的距离恰好等于手指在A的上表面留下的划痕长度。撤去手指经过时间Δt后，A的左端与点P对齐且A、B恰好速度相等。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求（1）手指撤去前瞬间，木板B的加速度大小；（2）Δt的大小；（3）点P到木板B左端的距离。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】毽子在下落时由于空气阻力的影响，可知下落的加速度小于重力加速度，不是做自由落体运动，由于加速度方向向下，所以处于失重状态，铁片的速度等于羽毛的速度。

故答案为：B。

【分析】加速度方向向下，处于失重状态。自由落体运动的物体的加速度等于重力加速度。铁片的速度等于羽毛的速度。2．【答案】C【解析】【解答】由题意可知红蜡块竖直向上做匀速直线运动，水平向右做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角的正切值为tan由上式可知θ随t的增大而逐渐减小，而蜡块速度方向沿轨迹切线方向，所以红蜡块实际运动的轨迹可能是C。

故答案为：C。

【分析】确定蜡烛在水平方向和竖直方向的运动情况，再根据运动合成的规律判断蜡烛的运动轨迹图。3．【答案】D【解析】【解答】A、只有篮球上运动半径最大的点做圆周运动的圆心才在球心处，其他点做圆周运动的圆心所在平面的轴心处，故A错误；

B、篮球上各点绕同轴转动，做圆周运动的角速度相等，故B错误；

C、根据v=ωr可知，角速度相等，半径相等，线速度的大小相等，但是速度方向不一定相同，故C错误；

D、根据圆周运动公式a可知，同轴运动，角速度一样，半径越小向心加速度越小，故D正确。

故答案为：D。

【分析】确定篮球上各点做圆周运动的的运动平面继而确定各点做圆周运动圆心的位置。篮球上各点绕同轴转动，做圆周运动的角速度相等。再根据半径的大小关系分析加速度、线速度等大小关系。4．【答案】A【解析】【解答】表达式x=F(ta=可知1所以1该单位是速度单位，所以该表达式是错的。

故答案为：A。

【分析】熟悉掌握利用国际制单位通过公式推导物理量单位的方法和应用。5．【答案】A【解析】【解答】进行受力分析如图

若将B端水平向左缓慢移动一小段距离，可知弹性绳之间的夹角减小，则可得弹性绳的弹力减小，弹性绳的长度将变短。

故答案为：A。

【分析】同一根绳子拉力大小相等。对拐点进行受力分析，根据平衡条件及力的合成与分解几何夹角变化情况分析弹力变化情况，再根据胡克定律去诶多功能长度变化情况。6．【答案】D【解析】【解答】A、B球所受空气阻力大小与物体速率成正比，B球下降阶段加速度大小a上升阶段加速度大小a球下降阶段与上升阶段加速度大小不同，小球落地后以原速度大小反弹，根据t=B球下降阶段与上升阶段时间不同，故A错误：

BC、v-t图像斜率代表加速度，B球所受空气阻力大小与物体速率成正比，B球下降阶段加速度越来越小，故BC错误；

D、A球上升阶段与下降阶段所需时间相同，加速度相同，B球上升阶段加速度较大，根据t=所需时间较短，下降阶段加速度随时间减小，上升阶段加速度随时间减小，故D正确。

故答案为：D。

【分析】确定A、B小球在上升和下降过程的受力情况，再根据牛顿第二定律确定上升和下降阶段两球的加速度的变化情况，v-t图像斜率代表加速度。v-t图像与时间轴所围面积表示位移，判断上升和下降过程通过相同位移，两球的时间关系。7．【答案】B,D【解析】【解答】AB、对该同学受力分析，受到沿雪道向上的滑动摩擦力和垂直于雪道向上的弹力作用，因为匀速下滑，所以二力的合力与其自身重力等大反向，即竖直向上。同时根据牛顿第三定律可知，雪道受到的摩擦力方向沿雪道向下。故A错误，B正确；

CD、根据牛顿第三定律可知，无论该同学在雪道上匀速下滑还是加速下滑，雪道对该同学的摩擦力总等于该同学对雪道的摩擦力。故C错误，D正确。

故答案为：BD。

【分析】物体处于平衡状态，所受合外力为零。根据平衡条件判断各力之间的大小关系及方向。熟悉掌握相互作用力的的特点。8．【答案】B,C【解析】【解答】当连接A、B的细绳与竖直方向成θ角时，根据运动的分解可知A的速度为vB以速度v匀速下滑，则θ逐渐减小，cosθ逐渐增大，可知A做加速运动。

故答案为：BC。

【分析】关联速度模型沿绳方向的速度相等。确定A、B的实际运动方向。根据运动的分解确定A、B速度与绳夹角的关系，再根据夹角的变化情况确定A速度的大小及其运动情况。9．【答案】C,D【解析】【解答】A、子弹经过每个水球过程中，位移相同，但是速度逐渐减小，则经过每个水球的时间增加，根据Δv=at可知子弹的速度变化量不同，故A错误；

B、对整个过程的逆过程可看作初速度为零的匀加速运动，根据初速度为零的匀加速运动的规律，反向穿过第4球与后面的3个球的位移之比为1：3，可知反向穿过第4球所用时间等于穿过四个水球的总时间的一半，则子弹反向穿出第4号水球时，即正向穿过第3号水球时的速度等于穿过四个水球的平均速度，故B错误；

C、依据B的分析可知，穿过第3号水球是整个过程的中间时刻，则子弹穿过每个水球所用时间依次为t1、t2、t3、t4，则有t故C正确；

D、对整个过程的逆过程，由初速度为零的匀加速运动相等位移的时间关系可知，子弹穿过第4号水球、第3号水球、第2号水球、第1号水球的时间之比为t则有t故D正确。

故答案为：CD。

【分析】对匀减速至零的运动，可根据运动的可逆性看作初速度为零的匀加速运动，再根据初速度为零的匀加速运动的规律结合题意进行解答。10．【答案】B,D【解析】【解答】A、设陶罐内璧对物块乙的支持力为F，则有Fcosβ=mg解得ω故A错误；

B、设当转台的角速度为ω时，物块甲受到的摩擦力恰好为零，设此时支持力为F，则有Fcos30°=mg解得ω=所以当转速为ω0时，支持力的分力不足以提供物块所需要的向心力，物块必然受到一个沿内壁切线向下的静摩擦力，即物块甲有上滑的趋势，故B正确；

C、由于ω=所以当角速度从0.5ω0，缓慢增加到1.5ω0的过程中，物块甲一开始具有下滑的趋势，到最后具有上滑的趋势，所受的摩擦力方向发生了变化，其大小先减小再增大，故C错误；

D、摩擦力沿着陶罐内壁的切线方向，把它沿着水平和竖真方向进行分解；当角速度从0.5ω0缓慢增加到2.5ω0的过程中，摩擦力在沿着切线向上的方向上逐渐减小到零并反向增大，由于物块竖直方向上所受合力为零，则由f可知，物块甲受到的支持力一直在增大，故D正确。

故答案为：BD。

【分析】确定甲乙转动过程做圆周运动的平面，当小物块乙受到的摩擦力恰好为零，对乙进行受力分析，根据平衡条件及牛顿第二定律确定此时角速度的大小。当小物块甲受到的摩擦力恰好为零，甲有向上滑动的趋势，根据平衡条件及牛顿第二定律确定此时角速度的大小。再根据角速度的范围，根据甲的受力情况，结合力的合成与分解及平衡条件分析各力的变化情况。11．【答案】（1）控制变量法（2）相同；挡板B【解析】【解答】（1）实验探究向心力的大小与小球质量m角速度ω和半径r之间的关系利用了控制变量法。

（2）根据向心力公式F=m探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需控制实验中小球质量、圆周运动角速度相同，只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B。

【分析】探究向心力的大小与小球质量m角速度ω和半径r之间的关系利用了控制变量法。根据实验原来分析探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要进行的实验操作。12．【答案】（1）B；D（2）0.70；2.0（3）0.40【解析】【解答】（1）图线不过原点且力为零时小车加速度不为零，可能是由于木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）造成的；图线末端发生了弯曲现象，是因为砂桶和沙子的总质量m未远小于小车的质量M造成的。

故答案为：BD。

（2）相邻两计数点间还有4个点未画出，则两计数点间时间间隔为T=5×纸带上C点的速度为v根据逐差法可得小车的加速度为a=（3）对小车、砂桶与沙子组成的系统，由牛顿第二定律可得mg=(M+m)a整理得1由图像解得M=0.40kg【分析】熟悉掌握探究“加速度与力、质量的关系”实验的操作要求及注意事项，当将砂和砂桶的重力当做绳子拉力时，需保证砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量。熟悉掌握打点计时器的操作方法和注意事项。确定研究对象，根据实验原理推导得出图像函数表达式，再结合图像进行数据处理。13．【答案】（1）解：运动员做平抛运动，则tan解得t=（2）解：落到斜面上时的位移大小x=【解析】【分析】（1）运动员做平抛运动，根据题意确定运动员运动过程水平位移与竖直位移和斜面倾角的关系，再结合平抛运动规律进行解答；

（2）确定运动员运动过程水平位移与位移和斜面倾角的关系，再结合平抛运动规律进行解答。14．【答案】（1）解：球B在最高点时只受重力作用，根据牛顿第二定律有mg=m得v（2）解：AB两球的角速度大小相等，设球B在最高点时的角速度为ω，由向心力公式，有mg=m此时球A在最低点，由向心力公式，有F−mg=m解得F=1（3）解：设球B在最低点时的角速度为ω1，由向心力公式，对AB分别有vB2=此时球A在最高点，由向心力公式，有F解得F方向竖直向下。【解析】【分析】（1）确定小球B在最高点时的受力情况，根据其向心力的来源，结合牛顿第二定律进行解答；

（2）AB两球属于同轴转动，两球的角速度大小相等，根据线速度与角速度的关系确定AB两球此时的角速度。确定此时A球的受力情况及向心力的来源，再根据牛顿第二