吉林省2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（含答案）2

吉林省2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题所给的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；在第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。1．在物理学发展史上，许多物理学家为物理大厦的建立做出了不朽的贡献，下列说法不正确的是（）A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动B．伽利略通过理想实验得出结论：力是维持物体运动的原因C．伽利略创造了把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学研究方法D．牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证2．甲、乙两物体同时从同一位置沿同一直线运动，甲的位移—时间图像和乙的速度—时间图像如图所示，则从原点出发后（）A．乙物体在0﹣2s和4﹣6s加速度相同B．0～6s甲做往返运动，乙做单向直线运动C．2～4s甲的位移为零，乙的加速度为﹣4m/s2D．2～4s甲的加速度为﹣4m/s2、乙的平均速度为零3．下列几个单位中不属于国际单位制基本单位的是（）A．A（安） B．N（牛） C．mol（摩尔） D．kg（千克）4．如图所示，一带电小球B用绝缘轻质细线悬挂于O点。带电小球A与带电小球B处于同一水平线上，小球B平衡时细线与竖直方向成角θ（θ＜45°）。现在同一竖直平面内缓慢向下移动小球A，使带电小球B能够保持在原位置不动，直到小球A移动到小球B位置的正下方。则对于此过程中带电小球A、B，下列说法正确的是（）A．小球A、B间的距离越来越小 B．小球B受到的库仑力越来越小C．轻质细线的拉力一直在减小 D．轻质细线的拉力先变大再减小5．链球运动员在将链球抛掷出手之前总要拉着链条加速旋转几周，这样可使链球的速度尽量增大，抛掷出手后飞行得更远。若链球以8m/s的速度斜向上抛出，速度方向与水平方向的夹角为30°，该速度在竖直方向的分速度大小是（）A．8m/s B．43m/s C．4m/s 6．如图甲，轻弹簧竖直固定，一质量m＝0.2kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量Δx的变化关系如图乙，其中A为曲线最高点。不计空气阻力，取g＝10m/s，以下说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为2N/mB．当Δx＝0.04m时小球处于超重状态C．小球刚接触弹簧时速度最大D．从接触弹簧到压缩至最短过程中，小球的加速度先减小后增大7．如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为（）（重力加速度为g）A．12g B．233g C．0 8．如图甲所示，质量为m的小环套在一根与水平方向成θ的直杆上，质量为M的重物通过轻绳与小环相连，运动中轻绳始终保持竖直。如图乙中，将同样的装置套在另一根与水平方向夹角为θ的直杆上，M与m一起运动，且轻绳与杆始终垂直。甲图中轻绳拉力为T1，环与杆的摩擦为f1；乙图中轻绳拉力为T2，环与杆的摩擦为f2，则下列说法正确的是（）A．T1＝Mg，f1＝（M+m）gsinθ B．T1＝Mgcosθ，f1＝0C．T2＝Mgcosθ，f2＝0 D．T2＝Mg，f2＝（M+m）gsinθ9．如图所示，热气球以20m/s的速度匀速竖直上升，到离地105m高处，落下一物体。物体落下后，热气球以原来的速度继续匀速上升。（g＝10m/s2），则下列说法正确的是（）A．物体做自由落体运动B．物体落地时的速度为50m/sC．物体经7s落回地面D．物体下落5s时，与热气球间的距离为100m10．一热气球悬停在距地面65m处（无人区），由于工作人员操作失误，热气球在很短时间内漏掉了一部分气体，被及时堵住后气球在竖直方向由静止开始向下做匀加速直线运动，30s后速度增加到3m/s，此时工作人员立即抛出一些压舱物，热气球开始做匀减速直线运动，又过了30s气球再次到达之前的高度。已知热气球漏掉一部分气体后的总质量为600kg，堵住后受到的浮力大小不变，热气球受到的阻力可以忽略不计，取重力加速度大小g=10m/sA．热气球向下做匀加速直线运动的加速度大小为0.1B．热气球堵住后受到的浮力大小为5940NC．热气球距地面的最小距离为20mD．抛出物的质量为23.3kg二、实验题（共5小题，满分54分）11．在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是：a.如图1所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；b.沿平行于木板的两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；c.再用一个平行木板的弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。（1）本实验采用的科学思想是____。A．微小形变放大法 B．控制变量法C．等效替代法 D．理想化模型法（2）本实验在操作过程中是如何体现这种思想的：。（3）图2是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中方向一定与橡皮筋AO在同一直线上的是。（选填“F”或“F'”）（4）另一同学在做该实验时，所用弹簧测力计的量程为0～5.0N，他把橡皮筋的一端固定在木板上的A点，橡皮筋的另一端通过绳套连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，此时细绳都与木板平行，用F1和F2表示拉力的大小，记录实验数据：F1和F2方向及两力间的夹角为60°，F1＝3.00N、F2＝4.00N；该同学的操作是否合适？，原因是。12．某同学用如图甲所示装置做探究加速度与合外力关系的实验。（当地重力加速度为g）（1）①实验前，先用游标卡尺测出遮光片的宽度，读数如图乙所示，则遮光片的宽度d＝mm。（2）②实验时，先取下细线和钩码，适当垫高长木板没有定滑轮的一端，将小车轻放在0点，轻推小车，使小车沿木板运动，小车通过两个光电门A、B时，连接光电门的计时器显示遮光片遮光时间分别为Δt1、Δt2，如果Δt1＝Δt2，则表明平衡了摩擦力。平衡好摩擦力后，撤去光电门A，连好细线，挂上钩码。③让小车从O点静止释放，记录小车通过光电门时遮光片遮光时间Δt，记录钩码的质量m。④实验时满足钩码质量远小于小车质量，改变所挂钩码的质量m，重复实验步骤（3）多次。⑤为了能通过图象直观地得到实验的结果，需要作出下面的____关系图象。（填选项代号）A．（Δt）2﹣m B．Δt﹣m C．1Δt−m D．13．如图所示，四分之一光滑圆弧轨道AO通过水平轨道OB与光滑半圆形轨道BC平滑连接，B、C两点在同一竖直线上，整个轨道固定于竖直平面内，以O点为坐标原点建立直角坐标系xOy．一质量m＝1kg的小滑块从四分之一光滑圆弧轨道最高点A的正上方E处由静止释放，A、E间的高度差h＝2.7m，滑块恰好从A点沿切线进入轨道，通过半圆形轨道BC的最高点C时对轨道的压力F＝150N，最终落到轨道上的D点（图中未画出）并黏住后静止不动（此过程中无能量损失）。已知四分之一圆弧轨道AO的半径R＝1.5m，半圆轨道BC的半径r＝0.4m，水平轨道OB长l＝0.4m，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）小滑块运动到C点时的速度大小；（2）小滑块与水平轨道OB间的动摩擦因数；（3）D点的位置坐标。14．一平板长为L的平板车在以速度v0匀速行驶，车尾一小物体与平板之间摩擦系数为μ，突遇险情平板车刹车。（1）若小物体相对平板车静止，则刹车的加速度大小范围是多少？（2）要使小物体不撞击车头，则刹车的加速度范围是多少？15．如图所示，质量M＝2kg的木板静止在粗糙水平面上，现有一质量m＝2kg的小滑块（可视为质点）以v0＝4m/s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μ1＝0.3，木板和地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，重力加速度g取10m/s2。（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l＝1.5m，求滑块从木板右端滑出时滑块的速度大小。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，符合史实，A符合题意；

B.伽利略通过理想实验得出结论，力不是维持物体运动的原因，B不符合题意；

C.伽利略创造了把实验和逻辑推理(包括数学演算）和谐地结合起来的科学研究方法，C符合题意；

D.牛顿第一定律是物体不受力时的状态，是理想状态，不能直接用实验验证，D符合题意；

故答案为：B。

【分析】根据物理学史分析科学家的重要贡献；牛顿第一定律是理想定律，不能用实验验证。2．【答案】A【解析】【解答】A.由加速度的定义式a=可得，乙物体在0-2s加速度为a方向沿正方向；乙物体在4-6s加速度为a方向沿正方向，所以乙物体在0-2s和4-6s加速度相同，A符合题意；

B.根据x-t图像中斜率的正负表示速度的方向，可知甲在0~2s朝正方向运动，2~4s朝负方向运动，4-6s朝正方向运动，图乙中，根据速度的正负可知，乙在0~3s朝正方向运动，3-6s朝负方向运动，故0~6s甲、乙均做往返运动，B不符合题意；

C.2-4s甲的位移为x2~4s乙的加速度为a=C不符合题意；

D.因为x-t图像中斜率表示加速度，可知2~4s甲做匀速直线运动，加速度为0。根据v-t图像中面积表示位移，可知2~4s乙的位移为零，故平均速度为零，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据x-t图像的斜率表示速度，v-t图像的斜率表示加速度，面积表示位移，进行分析。3．【答案】B【解析】【解答】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们在国际单位制中的单位称为基本单位，以上七个基本物理量对应的基本单位分别为m、kg、s、K、A、cd、mol，N（牛）不是基本单位，是导出单位，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据国际单位制中的基本物理量和基本单位进行分析。4．【答案】C【解析】【解答】分析小球B的受力，受重力、拉力和库仑力，如图所示，

根据共点力平衡条件，应用作图法可知，在小球A移动到小球B位置的正下方的过程中，库仑力FA先减小后增大，轻质细线的拉力FT一直在减小，根据库仑定律F=kq1q25．【答案】C【解析】【解答】根据平行四边形定则可得，该速度在竖直方向的分速度大小是vC符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据平行四边形定则，求解该速度在竖直方向的分速度大小。6．【答案】D【解析】【解答】CD.小球刚接触弹簧后开始的一段时间内，弹簧弹力小于重力，合力向下，因为弹力逐渐增加，所以合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速度运动，当弹簧弹力增大到等于小球的重力时，小球的加速度为零，速度达到最大，之后小球继续向下运动，弹簧弹力开始大于重力，合力变为向上，因为弹簧弹力逐渐增加，所以合力增大，加速度增大，小球做加速度增大的减速运动，直到速度减为零，C不符合题意，D符合题意；

A.由图乙知，当∆x=0.1mmg=k∆x解得弹簧的劲度系数为k=A不符合题意；

B.当∆x=0.04m时，小球向下做加速运动，加速度方向向下，小球处于失重状态，B不符合题意；

故答案为：D。

【分析】根据弹簧弹力和重力的关系，分析小球的下落过程，根据小球速度最大时的受力关系，求出弹簧的劲度系数；根据∆x=0.04m7．【答案】A【解析】【解答】弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N和弹簧的拉力F，根据共点力平衡条件，可得F=Nsin30°，Ncos30°=mg，解得N=23mg3，F=33mg，现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断瞬间弹簧弹力突然消失，重力和支持力的方向不变，由牛顿第二定律可得mg8．【答案】A,C【解析】【解答】AB.甲图中，分析M受力，受重力和拉力，所以M不可能具有沿杆方向的加速度，只能是做匀速直线运动，加速度为零，据平衡条件可得T对M和小环整体，由共点力平衡条件可得fA符合题意，B不符合题意；

CD.乙图中M受力竖直向下的重力及垂直于杆的拉力，运动沿杆的方向，所以沿绳子方向合力为零，可得T物块M的合力为重力沿杆方向的分力，据牛顿第二定律Mg解得a对小环和M整体，由牛顿第二定律可得m+M解得fC符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】甲图中，根据M的受力，判断出M只能做匀速运动，再根据整体法和隔离法，由共点力平衡条件求出轻绳拉力为T1，环与杆的摩擦为f1；乙图中，分析M的受力，根据M的加速度一定是沿杆方向，求出轻绳拉力为T2和M的加速度，再分析小环和M整体，由牛顿第二定律求出环与杆的摩擦为f2。9．【答案】B,C【解析】【解答】A.因为惯性，物体离开气球时有向上的初速度，所以物体做的是竖直水抛运动，A不符合题意；

B.根据竖直水平的运动位移公式可得x=即-105=20t-解得t1=7sB符合题意；

C.物体落地的速度为v=负号表示方向与初速度方向相反，即竖直向下，C符合题意；

D.物体下落5s时，则物体的位移为h此过程中，热气球上升的高度为h则∆h=D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】物体离开气球后做竖直上抛运动，结合竖直上抛运动的速度-位移公式求出物体落地时间，根据速度-时间公式求出落地速度；分别根据物体和气球各自的运动规律，求出各自在5s内的位移，得出二者之间的距离。10．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．热气球向下做匀加速直线运动的加速度大小a=ΔvB．根据牛顿运动定律有mg−F=ma，解得F=5940N，B符合题意；C．设抛出一些压舱物后，气球的加速度大小为a'，则气球回到原高度时有12at2=−at2+12D．根据牛顿运动定律，有F−(m−Δm)g=(m−Δm)a'，解得故答案为：ABD。

【分析】根据加速度的定义式得出热气球向下的加速度，结合牛顿第二定律得出F的大小，利用匀变速直线运动的规律得出热气球距地面的最小距离，结合牛顿运动定律得出抛出物的质量。11．【答案】（1）C（2）本实验通过两次操作橡皮筋的活动端都拉至O点来体现这种思想的。（3）F（4）不合适；两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围。【解析】【解答】（1）因为分力与合力的作用效果相同，所以本实验采用是等效替代法，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

（2）本实验通过两次操作橡皮筋的活动端都拉至O点来体现这种思想的。

（3）因为F'是通过平行四边形做出的，是合力的理论值，由于可能存在误差，所以其方向不一定与AO在同一直线上，而F是一个弹簧秤拉橡皮筋和获得的合力的实际值，所以其中方向一定与橡皮筋AO在同一直线上。

（4）该同学的操作是不合适。两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围。

【分析】（1）根据实验原理分析实验方法；（2）根据实验过程分析等效替代方法的体现；（3）根据理论值和实际值的区别，分析与橡皮筋AO一定在同一方向上的力；（4）测量过程中，弹簧测力计上的力要适当大一些，但不能大于测力计的量程。12．【答案】（1）2.40（2）D【解析】【解答】（1）图中游标卡尺的精确度为0.05mm，主尺读数为2mm，可动尺读数为0.05mm×8=0.40mm故遮光片的宽度为d=2mm+0.40mm=2.40mm（2）⑤因为实验时满足钩码质量远小于小车质量，所以小车受到的合力可以用钩码的重力mg表示，该实验要验证F=Ma，即为mg=M·整理得1则为了能通过图象直观地得到实验的结果，需要作的是1∆t2-m图象，D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则读数；（2）13．【答案】（1）解：滑块在C点时，对滑块受力分析，有F+mg＝mv解得vC＝8m/s（2）解：滑块从E点到C点过程，由动能定理可知mg（h+R﹣2r）﹣μmgl=解得：μ＝0.5（3）解：小滑块离开C点后做平抛运动，若滑块落到水平轨道，则有2r=s＝vCt解得s＝3.2m＞0.4m所以滑块落到四分之一圆弧轨道上，设落点坐标为（x，y），则有2r﹣y=l﹣x＝vCtx2+（R﹣y）2＝R2解得x＝﹣1.2my＝0.6m【解析】【分析】（1）分析小滑块在C点的受力，由牛顿第二定律求解小滑块运动到C点时的速度大小；（2）由动能定理分析滑块从E点到C点的过程，求出小滑块与水平轨道