湖南省宁乡2023-2024学年高一上学期期末物理试卷（含答案）

湖南省宁乡2023-2024学年高一上学期期末物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题（共10小题，满分46分）1．如图所示为G5065高铁由南昌西到厦门北的路线图，期间运行5小时20分钟，全程约682公里，下列说法正确的是（）A．在研究G5065通过某高架桥的时间时可以将列车看成质点B．时间是国际单位制中力学三个基本物理量之一C．5小时20分钟表示的是时刻D．根据这两个数据，可以估算出此次行程的平均速度的大小2．在下面所说的物体运动情况中，不可能出现的是（）A．物体加速度很大，速度很小B．物体速度变化很快，加速度很小C．物体加速度在减小，速度在增大D．物体加速度在增大，速度在减小3．一个做匀加速直线运动的质点，先后经过a、b两个位置时的速度分别为v0和9v0A．经过a、b中点的速度为41B．质点的加速度为5C．前12时间内通过的位移比后12D．通过前12位移所需的时间是后14．港珠澳大桥是世界上里程最长、寿命最长、钢结构最大、施工难度最大、沉管隧道最长、技术含量最高、科学专利最多的跨海大桥，大桥工程的技术及设备规模创造了多项世界纪录。建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道的质量约8万吨，相当于一艘中型航母的质量。若将沉管向下沉放过程看成减速运动，关于此过程，下列说法正确的是（）A．沉管所受的合力为0B．沉管所受合力不为0，且方向向下C．沉管处于超重状态D．沉管处于失重状态5．某质点做匀加速直线运动，在速度由v0变为kv0（k＞1）的过程中，质点的位移大小为x，则在速度由kv0变为（k+1）v0的过程中，质点的位移大小为（）A．(k2+2C．(2k+1)x6．如图所示，斜面体固定在水平面上，小球静止在斜面和竖直的挡板之间。将斜面的倾角适当减小，挡板仍保持竖直，不计摩擦。则小球再次静止后对斜面和挡板的弹力将分别（）A．减小，增大 B．增大，减小 C．减小，减小 D．增大，增大7．防疫期间人们利用电子商务购物变得十分便捷。如图所示的是分拣快递件的皮带传输机，转动轮带动倾斜皮带匀速向上运动，快件能随皮带一起向上做匀速运动，其间突遇故障，皮带减速直至停止。假设在上述匀速和减速过程中，快件与皮带始终保持相对静止，则（）A．快件匀速运动时只受重力与支持力作用B．快件减速运动时受到的摩擦力一定沿皮带向下C．快件减速运动时受到的摩擦力可能为零D．快件减速运动时受到的摩擦力一定沿皮带向上8．如图所示的是甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动的v﹣t图像，则（）A．甲、乙两物体在4s末相距最远 B．甲、乙两物体在5s末相遇C．前4s内甲物体总在乙的前面 D．甲、乙两物体在2.5s末相距最远9．如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧支架上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径，标记小物块在绳上的位置为O，不计所有摩擦，下列说法正确的是（）A．细绳aO段与竖直方向的夹角为60°B．细绳aO段与竖直方向的夹角为30°C．小物块的质量为mD．小物块的质量为1.25m10．如图所示，足够长的倾斜传送带以某一不变的速率逆时针运行。一质量为m的物块无初速度轻放在传送带顶端，在物块下滑的过程中，物块的速度一时间图像可能正确的是（）A． B．C． D．二、实验题（共2小题，满分16分，每小题8分）11．将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套（串接）在一起，看作一根新弹簧，设原粗弹簧（记为A）劲度系数为k1，原细弹簧（记为B）劲度系数为k2、新弹簧（记为C）劲度系数为k3．关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：和电阻并联相似，可能是1k乙同学：可能是k3丙同学：可能是k3＝k1+k2。（1）为了验证猜想，同学们设计了相应的实验（装置见图甲）。（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空。a．将弹簧A悬挂在铁架台上，用刻度尺测量弹簧A的自然长度L0；b．在弹簧A的下端挂上钩码，记下钩码的个数n、每个钩码的质量m，并用刻度尺测量弹簧的长度L1；c．已知当地的重力加速度大小g，则计算弹簧劲度系数K的表达式：K＝（用已知物理量和测量量字母表示）d．改变，重复实验步骤b、c，并求出弹簧A的劲度系数的平均值k1；e．仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，求出弹簧B、C的劲度系数的平均值k2、k3．比较k1，k2、k3并得出结论。（3）若图乙是实验得到的数据，作出的弹簧弹力F和伸长量（即X＝L﹣L0）的关系图线，由此可以判断同学的猜想正确。12．研究小车加速度与力关系的实验装置如图甲所示。木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小为F，改变桶中砂的质量多次实验。完成下列问题：（1）实验中需要____。A．保持小车的质量不变B．测量砂桶和砂的总质量C．保持细线与长木板平行D．满足砂桶和砂的总质量远小于小车的质量（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则打B点时小车速度大小为m/s，小车的加速度大小为m/s2（均保留两位有效数字）。（3）实验中描绘出a﹣F图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是。三、计算题（共3小题，满分38分）13．如图所示，木板B静止在光滑的冰面上，其左端上表面与一粗糙倾斜滑道平滑相接，滑道倾角θ＝37°，一游客坐在滑板上，从滑道上距底端s＝5m处由静止滑下、已知木板质量mB＝20kg，长度L＝3m，游客和滑板的总质量mA＝40kg。若游客和滑板可看作质点，与滑道间的动摩擦因数μ1＝0.3，取g＝10m/s2、sin37°＝0.6、cos37°＝0.8。（1）求游客在滑道上下滑时的加速度大小。（2）求游客到达轨道底端的速度大小。（3）若要游客刚好不从木板B的右端滑出，求滑板与木板B上表面间的动摩擦因数μ2。14．滑板是一种深受青少年喜爱的运动，已被列入奥运会永久项目。在12月的街式滑板联赛女子决赛中，中国小将曾文蕙获得第六名。某次训练中，运动员沿足够长的固定斜面从最低点向上运动，初速度v0＝14m/s，斜面倾角θ＝37°，滑板与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.125，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）运动员沿斜面上滑时的加速度大小；（2）运动员沿斜面上滑的最大距离x；（3）运动员从最低点出发到再次回到最低点运动的总时间t（结果可用根号表示）。15．如图所示，质量M＝2.0kg的木板静止在光滑水平桌面上，木板上放有一质量m＝1.0kg的小铁块（可视为质点），它离木板左端的距离为L＝1m，铁块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.2．现用一水平向右的拉力F作用在木板上，使木板和铁块由静止开始运动，设木板与铁块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．求：（1）当拉力为3N时，铁块受到的摩擦力大小；（2）若要铁块相对木板静止，求拉力的最大值；（3）当拉力为8N时，作用1s后撤去拉力。判断铁块能否从木板上滑落，若不能，求铁块静止在木板上的位置。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A.在研究G5065通过某高架桥的时间时，列车的长度不可忽略，不可以将列车看成质点，A不符合题意；

B.力学中有三个基本物理量，分别为时间、质量和长度，B符合题意；

C.5小时20分钟在时间轴上是一段线段，所以表示的是时间间隔，C不符合题意；

D.682公里是行驶的路程，所以可以估算出此次行程的平均速率的大小，但此题中无法得知位移，所以不可以求平均速度的大小，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据物体可以被看成质点的条件分析；掌握七个基本物理量及其单位；时间间隔在时间轴上是一段线段，时刻在时间轴上是一个点；平均速度等于路程与时间的比值，平均速度等于位移与时间的比值。2．【答案】B【解析】【解答】A.加速度与某时刻瞬时速度的大小没有必然联系，所以加速度很大，速度可以很小，A不符合题意；

B.加速度是用来表示速度变化快慢的物理量，物体速度变化很快，则加速度一定很大，B符合题意；

CD.物体做加速运动还是减速运动，由加速度和速度的方向关系决定，与加速度的大小无关，当加速度与速度同向时，物体做加速运动，加速度与速度反向时，物体做减速运动。所以即使加速度减小，速度仍可能在增大，加速度增大，速度仍可能在减小，CD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】加速度表示物体速度变化的快慢，加速度与速度同向时，物体做加速运动，加速度与速度反向时，物体做减速运动。3．【答案】A【解析】【解答】A．质点经过a、b中点的速度大小为vA符合题意；B．质点的加速度为a=B不符合题意；C．中间时刻的速度为v前12时间内通过的位移比后12C不符合题意；D．设通过前12位移所需的时间是后12D不符合题意。故答案为：A。

【分析】利用中点速度的表达式可以求出中间位置速率的大小；利用加速度的表达式可以求出加速度的大小；利用中间时刻的速度结合位移公式可以求出前一半时间比后一半时间运动的位移大小；利用平均速度公式可以比较运动的时间。4．【答案】C【解析】【解答】由题意可知，沉管向下沉放过程看成减速运动，所以沉管具有向上的加速度，由牛顿第二定律可知，合力不为零，且与加速度方向相同，即合力方向向上，由加速度方向可知，沉管处于超重状态，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据题意分析沉管的加速度方向，得出合力的方向，并判断出沉管是处于超重还是失重状态。5．【答案】C【解析】【解答】由匀变速直线运动速度位移公式v2-v02=2ax可得，速度由v0变成kv0k>1，有(kv0)2-6．【答案】C【解析】【解答】对小球受力分析，如图所示：

由共点力平衡条件可得，挡板对球的弹力F1=mgtanθ，斜面对球的弹力F2=mgcosθ，可知当斜面的倾角θ减小时，则7．【答案】C【解析】【解答】A.皮带匀速运动时，快件受力平衡，如果快件只受重力、和支持力，则合力不平衡，所以快件还要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A不符合题意；

BCD.皮带向上减速运动时，快件的加速度沿斜面向下，皮带倾角为θ，设快件的加速度大小为a；当快件不受摩擦力时，快件的加速度大小为a=gsinθ，方向沿斜面向下，当a>gsinθ时，快件受沿皮带向下的摩擦力，当a<gsinθ时，快件受沿皮带向上的摩擦力，C符合题意，BD不符合题意。8．【答案】B,C,D【解析】【解答】AD.由题意可知，甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动，当两物体速度相等时，距离最大，故t=2.5s末二者相距最远，A不符合题意，D符合题意；

B.因为两物体从同一地点沿直线向同一方向运动，所以两物体位移相等时相遇，根据v-t图像中，图线与坐标围成的面积表位移，可知t=5s末时两物体的位移相等，所以两物体在t=5s时体相遇，B符合题意；

C.由图可知，开始时甲速度大，所以甲在乙前面，t=2.5s时两物体相距最远，之后乙速度大于甲的速度，两物体的间的距离减小，直到t=5s时乙追上甲，故前4s内甲物体总在乙物体的前面，C符合题意。

故答案为：BCD。

【分析】当两物体速度相等时，两物体相距最远；根据v-t图像中，图线与坐标围成的面积表位移，判断两物体相遇的时刻；根据图中两物体的速度关系分析两物体的位置关系。9．【答案】A,C【解析】【解答】AB.将圆弧补充完整，设圆心所在的位置为O'，由题意可知∆abO'为等边三角形，可得∠θ=30°，对a环受力分析如图，因为细线各处张力大小相等，可得∠O'aO=30°，根据几何知识可知∠aOb=120°，则细绳aO段与竖直方向的夹角为60°，A符合题意，B不符合题意；

CD.分析一侧小球的受力，可得绳子上的拉力大小T=mg，再分析O点的受力，由平行四边形定则可得，O点受到的拉力合力等于mg，由共点力平衡条件可知，小物块拉力的合力大小等于小物块的重力，即知小物块的质量为m，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】做出a的受力分析，根据同一根绳子上各处张力大小相等，分析夹角关系；由共点力平衡条件求出小物块的质量。10．【答案】A,D【解析】【解答】物块刚放到传送带上时，物块受重力、支持力和沿传送带向下的摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得mgsinθ+μmgcosθ=ma，当物块速度与传送带速度相等之后，若mgsinθ<μmgcosθ，则物块与传送带一起匀速运动。若mgsin11．【答案】（1）无（2）nmgL（3）丙【解析】【解答】（2）c.根据共点力平衡条件和胡克定律可得：F=nmg=KL1-L0，解得：K=nmgL1-L0；

d.通过改变改变钩码的个数，改变弹簧的弹力，重复实验；

12．【答案】（1）A；C（2）0.42；1.5（3）平衡摩擦力过度【解析】【解答】（1）A、本实验采用的是控制变量法，要研究小车加速度与力关系，必须保持小车的质量不变，A符合题意；

BD、因为绳子的拉力可以通过拉力传感器直接测出，所以不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，BD不符合题意；

C、在平衡了摩擦力的前提下，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行，C符合题意。

故答案为：AC。

（2）纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T=5×1f=0.1s根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得B点对应的速度为：vB=xAC2T=0.08322×0.1m/s=0.42m/s。13．【答案】（1）对游客及滑板受力分析如图所示，沿着斜面方向上，由牛顿第二定律可知：mAgsin37°﹣f＝mAa垂直斜面方向：N﹣mAgcos37°＝0滑动摩擦力：f＝μ1N解得：a＝3.6m/s2（2）设游客到达轨道底端速度为v，则游客在斜面运动过程中由动能定理可知：mAgh﹣Wf=其中：Wf＝μ1mAgcos37°×sh＝s•sin37°解得v＝6m/s（3）要游客刚好不从木板B的右端滑出，则此时游客与木板刚好共速，则对游客和木板B整体水平方向上合力为零，在水平方向上取水平向右为正方向，由动量守恒可知：mAv＝（mA+mB）v1由能量守恒可知：1解得：μ2＝0.2【解析】【分析】（1）分析游客在滑道上的受力，由牛顿第二定律计算游客在滑道上下滑时的加速度大小；（2）应用动能定理分析游客在斜面运动过程，求出游客到达轨道底端的速度大小；（3）要游客刚好不从木板B的右端滑出，则此时游客与木板刚好共速，由动量守恒定律和能量守恒定律，求解滑板与木板B上表面间的动摩擦因数。14．【答案】（1）运动员以初速度v0冲上斜面，所以重力沿斜面的分量和摩擦力成为阻力使运动员减速，根据牛顿第二定律有：mgsinθ+μFN＝ma，其中FN＝mgcosθ，联立消去m解得：a＝7m/s2。（2）运动员沿斜面上滑，做匀减速直线运动，利用速度—位移公式：0−v（3）运动员从最低点到达最高点，即初速度v0减至0，v0﹣0＝at1，解得t1＝2s，从最高点反向加速下滑回到最低点，此时利用牛顿第二定律有：mgsinθ﹣μFN＝ma'，解得a'＝5m/s2，利用公式x=12a't22，解得t2=5.6s，所以总时间t＝t1【解析】【分析】（1）分析运动员沿斜面上滑时的受力，由牛顿第二定律求出加速度大小；（2）对运动员上滑的运动过程，根据匀变