山西省长治市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题（含答案）

山西省长治市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．2023年诺贝尔物理学奖授予阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶三位教授，他们因为“研究物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”而获奖．“阿秒脉冲光”是一种阿秒量级的光脉冲，即10A．时间在国际单位制的基本单位是秒，所以阿秒不是表示时间的单位B．阿秒是国际单位制的基本单位，其对应的物理量是标量C．10D．102．在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合，甚至要比西方早几百年．例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动．下列关于此句话的理解正确的是（）A．有力作用物体一定能运动起来B．没有力作用物体就一定处于静止状态C．力是改变物体运动状态的原因D．物体的运动必须要力来维持3．2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示为返回舱着陆瞬间的照片．已知打开减速伞后返回舱减速下降一段距离，则在此段过程中（）A．伞绳对返回舱的拉力小于返回舱对伞绳的拉力大小B．伞绳对返回舱的拉力大于返回舱对伞绳的拉力大小C．返回舱中宇航员处于失重状态D．返回舱中宇航员处于超重状态4．如图所示，两个可视为质点的小球A、B用3段无弹性、等长的轻绳连接，固定悬挂在两竖直杆上的P、Q两点处于静止状态，A、Q等高，PA与水平面的夹角为45°，AB与水平面的夹角为30°，则小球A、B的质量之比m等于（）A．3−12 B．3+12 C．5．如图所示，在粗糙水平面上依次并排紧靠着三个木块1、2、3，已知木块1、2、3的质量分别为m、2m、3m，每个木块与水平面间的动摩擦因数均相同．现用一水平向右的恒力F推木块，使三个木块一起向右做匀加速直线运动，则木块1对木块2的作用力与木块2对木块3的作用力的大小之比为（）A．3∶2 B．5∶3 C．2∶1 D．3∶16．一座足够高的楼房如图所示，现在其楼顶边缘的外侧O点竖直向上以10m/s的初速度抛出一个小钢球（可视为质点），点P1和P2为抛出点正下方楼房外墙上两点，且P1O：P1P2=3：A．25m B．20m C．15m D．12m7．如图甲所示，一算盘静置在水平桌面上，中间带孔的算珠可穿在固定的杆上滑动，使用时发现有一颗算珠位于杆的一端处于未归零状态，在t=0时刻对算珠施加沿杆方向的力。F=0.12N使其由静止开始运动，经0.15s撤去F，此后再经0.15s恰好能到达另一端处于归零状态．算珠在整个运动过程中的v−t图像如图乙所示，算珠可视为质点，与杆间的动摩擦因数恒定，重力加速度A．杆长9cmB．算珠与杆间的动摩擦因数为0.2C．算珠的质量为20gD．若不撤去F，则算珠在0.2s时已处于归零状态二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8．如图所示，两小球A、B通过轻质细杆相连，斜靠在车厢里，两小球及车厢均处于静止状态，则下列说法正确的是（）A．A球可能受到3个力的作用 B．A球可能受到4个力的作用C．B球一定仅受到3个力的作用 D．B球一定仅受到4个力的作用9．如图所示，传送带在生产生活中有着广泛的应用．现有一与水平面间夹角为θ、足够长的倾斜传送带，正以恒定的速率逆时针转动，在其上端轻轻释放一可视为质点的小物块，一段时间后被传送到下端．已知小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A．小物块在传送带上的整个过程，所受摩擦力方向始终沿传送带向下B．小物块在传送带上的整个过程，所受摩擦力方向先沿传送带向下后沿传送带向上C．小物块与传送带之间的动摩擦因数μ可能小于tanD．小物块与传送带之间的动摩擦因数μ一定大于tan10．如图所示，在倾角为θ=37°的光滑斜面的上、下两端分别有两块薄挡板，在两挡板间有两根轻质弹簧a、b一端分别固定在两挡板上，在a、b另一端之间系住一小球，整个系统处于静止状态．已知仅撤去弹簧a的瞬间，小球加速度大小为2.5m/s2A．大小为8.B．大小为8.C．大小为3.D．大小为3.三、非选择题：本题共5小题，共54分．11．某同学利用如图所示的装置测量一滑块与长木板间的动摩擦因数，请将实验过程补充完整：（1）调节长木板水平，并在木板上适当距离固定光电门A、B，并测得A、B之间的距离为x；再将装有宽度为d的遮光片的滑块放在长木板上，并以一定的初速度（保证能经过光电门A、B）推出，记下先后经过光电门A、B的遮光时间为t1、t2，则滑块经过光电门A、B的速度大小可分别表示为、（2）已知重力加速度为g，则可得滑块与长木板间的动摩擦因数μ=（用题中所给的物理量字母表示）．12．在“探究加速度与合力的关系”实验中，某物理小组对传统实验进行了改进，实验操作步骤如下：（重力加速度为g）①如图甲所示，先将沙和沙桶通过光滑滑轮悬挂于小车一端，连接纸带通过打点计时器，调节平板的倾角θ，使小车沿斜面向下做匀速直线运动，并测出沙和沙桶的总质量m；②保持平板倾角θ不变，去掉沙和沙桶，小车即在平板上沿斜面向下做匀加速直线运动，通过纸带测量其加速度a，此过程小车所受的合力大小为____；③保持小车质量不变，多次改变沙和沙桶的总质量m，每次重复①②两步操作，得到多组小车加速度a与沙和沙桶的总质量m的数据，并以a为纵轴，m为横轴，建立的a−m图像为一条过原点倾斜的直线，并测得斜率大小为k．回答下列问题：（1）步骤②中横线部分▲为（用题中所给物理量的字母符号表示）；（2）在本实验中（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量；（3）在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两相邻计数点间还有4个计时点没有画出），已知打点计时器采用频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为m/s（4）由a−m图像，可求得小车的质量为（用题中所给物理量的符号表示）．13．如图甲所示为一种常见的自行车遮雨棚，棚顶由与水平面间的夹角为θ的倾斜玻璃平面构成．在一个无风的天气，有一片质量为m的树叶落在棚顶，恰好处于静止状态，如图乙所示．已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．（1）求树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数μ；（2）若由于下雨导致树叶与玻璃棚顶间的动摩擦因数减小为μ2（μ为未知量，树叶质量不变），已知树叶（视为质点，忽略空气阻力影响）到棚顶下边沿的距离为L，求树叶在棚顶滑动的时间t14．如图所示为一个标准足球场的示意图（俯视图），A为中线与边线的交点，C为中线的中点，B为过C点且与中线垂直的线上的一点，A、B连线与中线间的夹角α=37°．在一次训练比赛中，位于A点的运动员甲沿AB以大小为v0=11m/s的速度踢出足球，此后足球在水平地面上做加速度大小为a0=2m/s2（1）若不考虑运动员乙的拦截，通过计算判断足球能否运动到B点．若不能，求足球停止运动时的位置到B点的距离；（2）若运动员乙能拦截住足球（乙在拦截到足球前已达到最大速度），求乙做匀加速直线运动的加速度大小．15．如图所示，质量为M（大小未知）的长木板静止在粗糙水平地面上，一个质量m=4kg的物块（可视为质点）在某一时刻以v0=6m/s的水平初速度从木板左端滑上木板，经t1=2s时间后物块与木板恰好达到共同速度，且在此时对木板施加方向水平向右的恒力F=20N作用，物块又经t2（1）物块滑上长木板达到共速前，物块与长木板各自的加速度大小；（2）长木板的质量M以及两者达到共速的瞬间，物块到木板左端间的距离d；（3）恒力F开始作用到物块从木板左端滑出所经历的时间t2

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】AB．国际单位制中时间的基本单位是秒，不是阿秒，但阿秒仍是表示时间的单位，且时间是标量，故AB错误；

CD．10-18s虽然非常的短，但仍表示的是一段很短的时间间隔，故C错误，D正确。

故答案为：D。

【分析】国际单位制中时间的基本单位是秒，注意区分时间间隔和时刻，时间间隔与时间的长短无关。2．【答案】C【解析】【解答】ACD．由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，运动是不需要力来维持，故C正确，AD错误；

B．没有力作用，物体可能处于静止或匀速运动状态，故B错误。

故答案为：C。

【分析】力是改变物体运动状态的原因，运动是不需要力来维持，不受外力时，物体可能处于静止或匀速运动状态3．【答案】D【解析】【解答】AB．伞绳对返回舱的拉力与返回舱对伞绳的拉力是一对相互作用力，大小一定相等，故AB错误；

CD．返回舱减速下降，故加速度方向向上，处于超重状态，故C错误，D正确。

故答案为：D。

【分析】相互作用力等大，反向，作用在不同物体上。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。4．【答案】A【解析】【解答】对A根据平衡条件，在水平方向上有F竖直方向上有F对B根据平衡条件可得2整理解得m故答案为：A。

【分析】小球A、B均处于平衡状态，分别对A和B进行受力分析，再根据平衡条件及力的合成与分解进行解答。5．【答案】B【解析】【解答】

将三个木块1、2、3看作整体，由牛顿第二定律得F-6μmg=6ma解得a=将木块2、3看作整体，由牛顿第二定律得F解得F对木块3，由牛顿第二定律得F解得F则有F故答案为：B。

【分析】三个木块一起做匀加速直线运动，即三木块保持相对静止，确定木块的受力情况，先根据整体法结合牛顿第二定律确定加速度的大小，再根据隔离法结合牛顿第二定律确定各木块之间的相互作用的大小关系。6．【答案】A【解析】【解答】小钢球抛出后上升高度为h设P1O距离为h，则P1P2距离为5h，小球从最高点后下落至P1点所用时间为t，由自由落体规律有h小球从最高点后下落至P2点，有h联立解得t=2s，则点P1和P2间的距离为H=5h=25故答案为：A。

【分析】小球做竖直上抛运动，到达最高点后，小球做自由落体运动，根据竖直上抛运动规律确定O到最高点的距离，再根据几何关系确定OP1和OP2的距离，再结合自由落体运动规律及题意进行解答。7．【答案】B【解析】【解答】A．由v-t图像面积表示位移，可知杆长为x=故A错误；

BC．由牛顿第二定律得F-μmg=ma1由图可知撤去F前后算珠的加速度大小分别为a联立解得μ=0.2，m=30g故B正确，C错误；

D．若F不撤去，算珠将以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，经0.2s运动位移为x'=则此时未到归零状态，故D错误。

故答案为：B。

【分析】v-t图像与横轴所围面积表示位移，v-t图像的斜率表示加速度。确定撤去拉力前后算珠的受力情况。再根据牛顿第二定律及图像进行处理。8．【答案】A,B,D【解析】【解答】AB．A球受重力、杆的支持力、车厢的支持力，而车厢的摩擦可能有，也可能没有，所以A球可能受到3个力的作用，也可能受到4个力的作用，故AB正确；

CD．B球一定受到重力、车厢的支持力、轻杆的弹力、车厢的摩擦力，4个力作用，故C错误，D正确。

故答案为：ABD。

【分析】确定A和B可能受到力的个数，再根据平衡条件及力的合成与分解确定哪些力可能存在，哪些力可能不存在。9．【答案】B,C【解析】【解答】小物块轻轻释放在传送带的开始阶段，小物块相对传送带斜向上运动，则摩擦力方向沿传送带向下，由于传送带足够长，故小物块肯定可以达到共速，此时摩擦力方向突变为沿传送带向上，由于小物块达到共速后的状态未知，则可能有mg即μ<tanθ，此后小物块继续匀加速下滑；也有可能mg即μ≥tanθ，此后小物块匀速下滑。

故答案为：BC。

【分析】由于传送带足够长，故小物块肯定可以达到共速。共速前传送带的速度大于物块的速度，物块所受摩擦力沿斜面向上。共速后需根据重力沿传送带方向分力与滑动摩擦力的大小关系，判断物体的运动情况，但无论如何运动，共速后物体所受摩擦力均沿斜面向上。10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．设小球质量为m，撤去弹簧a的瞬间，小球加速度方向可能沿斜面向上或向下；当沿斜面向上时，对小球由牛顿第二定律有F小球静止时，有F则仅撤去弹簧b的瞬间，有mg解得a方向沿斜面向下，故A错误，B正确；

CD．同理，如果撤去a的瞬间，加速度的方向沿斜面向下时，有mg则当小球静止不动时，有F则撤去弹簧b的瞬间，有mg解得a方向沿斜面向下，故C错误，D正确。

故答案为：BD。

【分析】由于弹簧ab的形变情况不确定，故需根据撤去弹簧a时，小球加速度方向的不同分类确定静止时弹簧a的弹力，再对撤去弹簧b时，对小球运用牛顿第二定律进行解答。撤去一根弹簧时，另一根弹簧的弹力不发生突变。11．【答案】（1）dt1（2）d【解析】【解答】（1）挡光片挡住光的时间极短，则通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，则有vA=（2）滑块经过两光电门做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动的规律有v木板水平，则滑块在水平方向只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有a=μg联立解得μ=【分析】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滑块经过光电门的速度。根据牛顿第二定律确定滑块运动过程的加速度，再根据位移与速度的关系进行数据处理。12．【答案】（1）mg（2）不需要（3）0.48（4）g【解析】【解答】（1）因开始时小车拖着沙和沙桶匀速运动，故去掉沙桶后，小车所受的合力大小等于沙和沙桶的重力mg；

（2）在本实验中，因小车加速下滑时不带沙和沙桶，故不需要满足沙和沙桶的质量远小于小车的总质量；

（3）打点周期为T=两相邻计数点间还有4个计时点没有画出，则相邻计数点间的时间间隔为t=0.02×5由逐差法可得，小车的加速度为a=（4）由牛顿第二定律有mg=Ma可得a=结合图像解得M=【分析】撤掉桶前小车做匀速运动，即小车沿斜面向下的合力等于砂桶和砂的重力，撤去桶后，斜面方向只受到沿斜面向下的合力大小为沙桶和沙的重力。根据逐差法确定小车的加速度，再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：由于树叶恰好能在棚顶处于静止状态，由平衡条件有mgsinθ=fF联立解得μ=tanθ（2）解：设下雨后树叶沿棚顶下滑的加速度大小为a，由牛顿第二定律有mgsinθ−f=maf=联立解得a=由L=解得t=2【解析】【分析】（1）树叶恰好处于静止状态，即静摩擦力达到最大静摩擦力。确定其受力情况，再根据平衡条件及力的合成与分解进行解答；

（2）结合（1）中摩擦因数的大小，根据牛顿第二定律确定树叶的加速度，再根据匀变速直线运动位移与时间的关系式进行解答。14．【答案】（1）解：x设足球匀减速到0的位移大小为x，由v解得x=故足球不能运动到B点停止运动时足球到B点的距离为Δx=（2）解：由题意可知，拦截成功时的位置到A点距离为x=设足球从A点踢出后，经时间t被拦截住，由x=代入数据解得t=4s（t=7s舍去）由几何关系可知C点到拦截成功的位置的距离为x设乙匀加速