山东省潍坊市2023-2024学年高一上学期1月期末考试物理试题 含解析

高一物理2024.1注意事项：1.答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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要求的。1.一个物体在力F的作用下沿着力的方向前进一段距离L，这个力对物体做功W=FL。在国际单位制（简称SI）中，功的单位J可表示为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】功的单位J可表示为故选D。2.如图所示，木块甲、乙中间夹有一压缩的轻弹簧，弹簧的劲度系数为300N/m，压缩量为3cm，用F=2N的水平拉力作用在木块乙上，甲、乙均静止不动。下列说法正确的是（）A.木块甲所受摩擦力的大小为7N，方向水平向右B.木块甲所受摩擦力的大小为9N，方向水平向右C.木块乙所受摩擦力的大小为11N，方向水平向右D.木块乙所受摩擦力的大小为2N，方向水平向左【答案】B【解析】【详解】AB．甲静止不动，木块甲所受摩擦力与弹簧弹力平衡，则木块甲所受摩擦力的大小为方向水平向右，故A错误，B正确；CD．乙静止不动，根据平衡条件可得木块乙所受摩擦力的大小为方向水平向左，故CD错误。故选B。3.进入冬季，有时会遇到大雾天气，影响交通安全。一辆汽车在大雾天中以10m/s速度行驶，司机突然看到前方十字路口有一路障，立即刹车做匀减速直线运动，加速度大小为4m/s2，关于该汽车刹车后3s内的运动，下列判断中正确的是（）A.运动的位移为12.5m B.运动的位移为12mC.平均速度为5m/s D.平均速度为4m/s【答案】A【解析】【详解】AB．汽车停止运动的时间为可知末汽车停止运动，汽车刹车后3s内运动的位移为故A正确，B错误；CD．汽车刹车后3s内平均速度为故CD错误。故选A。4.如图所示，斜面体甲放在小车内的水平地板上，物块乙放在斜面体上，两者一起随车向右匀加速运动，关于甲、乙受力的分析正确的是（）A.甲物体可能受到4个力的作用B.甲物体受到车厢向右的摩擦力C.乙物体可能受到2个力的作用D.车对甲的作用力大小等于甲、乙的重力之和【答案】B【解析】【详解】C．对乙物体受力分析，其受到重力、斜面给的支持力以及斜面对乙的摩擦力如图所示由题意可知，其有一个向右的加速度，设斜面的夹角为，乙的质量为m，所以在水平方向有竖直方向有故C项错误；D．将甲乙看成一个整体则车对其的作用力有两个效果，一个是抵消甲乙的重力，使其在竖直方向静止，两一个作用是提供水平方向的加速度，所以其车对甲的作用力大小不等于甲、乙的重力之和，故D项错误；AB．结合上述分析可知，甲受到自身的重力，乙对甲的压力，乙对甲的摩擦力，车厢给的支持力，以及车厢向右的摩擦力，所以受到五个力的作用，故A错误，B正确。故选B。5.某同学利用手机频闪拍摄法测小球的速度和加速度。让小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪拍摄法得到连续的小球位置如图中1、2、3、4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d，由此可估算小球（）A.下落的加速度大小为B.经过位置3时的速度大小为C.经过位置4时的速度大小为D.小球释放位置在位置1上方处【答案】D【解析】【详解】A．根据匀变速直线运动相邻相等时间间隔内发生的位移差的关系下落的加速度大小为故A错误；B．根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，经过位置3时的速度大小为故B错误；C．经过位置4时的速度大小为故C错误；D．小球的释放位置在位置1上方的距离为故D正确。故选D。6.用两轻绳a、c和轻弹簧b将两个相同的小球1和2连接并悬挂，如图所示。两小球质量均为m，处于静止状态，轻绳a与竖直方向的夹角为30°，轻绳c水平。下列分析正确的是（）A.此时轻绳c的拉力大小为B.此时轻绳c的拉力大小为2mgC.剪断轻绳c瞬间，小球2加速度大小为D.剪断轻绳c瞬间，小球2的加速度方向斜向左下方【答案】C【解析】【详解】AB．小球1和2保持静止，以小球1和2为整体，根据平衡条件可得故AB错误；CD．剪断轻绳c瞬间，弹簧弹力不发生突变，此时小球2合外力与等大反向，小球2的加速度大小为方向水平向左，故C正确，D错误。故选C。7.质量为m的物体，静止在粗糙的水平面上，从时刻起，受到一个水平拉力F的作用，F随时间变化的规律如图所示。下列关于物块运动的图像和图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】AB．由题图可知，在之前，外力逐渐增加，初始时，外力F较小，其与物块摩擦力平衡，所以开始一段时间没有加速度，在外力F大于最大静摩擦之后，物块开始运动此时由整理有可知，外力F与加速度a呈线性关系。到达之后，外力F不变，所以加速度a也不变，所以对于图像来说，应该初始没有，某时刻后是一条倾斜的直线，之后为一条与t轴平行的直线，故AB错误；CD．有上述分析可知，加速度初始一段时间没有，之后逐渐增加，之后加速度不变，而图像中，斜率代表加速度，所以加速度应该是先没有，之后后逐渐增加，然后不变，而由之前的分析可知，没有加速度时，物体处于静止，也没有速度。综上所述，故C错误，D正确。故选D。8.如图所示，一工件放在地面上的O点，要将工件吊起到空中的H点，用细绳c、d系在工件上，施工队员甲、乙通过固定在横梁上的定滑轮M、N拉细绳，吊起过程甲、乙两队员位置不变，紧密配合拉细绳使工件沿OM缓慢上升到H点，已知NH与OM垂直且与滑轮N相切，工件上升过程中，下列分析正确的是（）A.绳d的拉力先减小后增大B.绳c的拉力先增大后减小C.甲对地面的压力先增大后减小D.乙对地面的摩擦力逐渐变小【答案】D【解析】【详解】AB．工件上升过程中，工件受力平衡，工件的重力不变，细绳c方向不变，作出力的矢量三角形，可知绳d的拉力一直减小，绳c的拉力一直增大，故AB错误；C．设定滑轮M左侧绳子与竖直方向的夹角为，甲受力平衡，竖直方向根据平衡条件可得绳c的拉力一直增大，不变，则地面对甲的支持力减小，根据牛顿第三定律，甲对地面的压力一直减小，故C错误；D．设定滑轮N右侧绳子与竖直方向的夹角为，乙受力平衡，水平方向根据平衡条件可得绳d的拉力一直减小，不变，则地面对乙的摩擦力减小，根据牛顿第三定律，乙对地面的摩擦力逐渐变小，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上连续做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，绘制出压力随时间变化的图线如图所示，下列关于该同学受力和运动的分析正确的是（）A.从a到b的过程，先失重后超重B.从a到c的过程，蹲下一次，站起一次C.从a到c的过程，在b处的速度最大D.从d到e过程，在做“站起”的动作【答案】CD【解析】【详解】A．从a到b的过程，力传感器对同学的支持力一直小于同学的重力，同学处于失重状态，故A错误；BD．同学在下蹲过程中先向下加速再向下减速，即先失重后超重，起立过程中先向上加速再向上减速，即先超重后失重，可知从a到c的过程，在做“下蹲”的动作，从d到e过程，在做“站起”的动作，故B错误，D正确；C．从a到b的过程，同学在下蹲过程中向下加速，从b到c的过程，同学在下蹲过程中向下减速，故在b处的速度最大，故C正确。故选CD。10.非洲大草原上，猎豹是跑得最快的动物，而羚羊最擅长耐久跑。一只羚羊在草原上沿直线匀速奔跑，潜伏的猎豹发现它在前方150m时，立即加速追赶，而羚羊的嗅觉和听觉非常灵敏，它发现身后的猎豹后马上加速，如图是它们运动的图像，下列说法正确的是（）A.在内，羚羊和猎豹间的距离逐渐增大B.6s末时羚羊与猎豹相距30mC.猎豹加速时的加速度比羚羊加速时的加速度大D.12s末时，猎豹刚好追上羚羊【答案】AC【解析】【详解】A．由题图可知，在内羚羊的速度比猎豹快，而其中羚羊是被追者，所以两者之间距离逐渐增大，故A项正确；B．由可知，其图像与坐标轴围成的面积为物体的位移。则6s末羚羊的位移为则6s末猎豹的位移为所以两者之间此时的距离为故B项错误；C．图像的斜率为加速度，由题图可知，猎豹的加速度大小为羚羊的加速度大小为故C项正确；D．由可知，其图像与坐标轴围成的面积为物体的位移。则12s末羚羊的位移为则6s末猎豹的位移为所以两者之间此时的距离为所以12s末猎豹并没有追上羚羊，故D项错误。故选AC。11.哈尔滨国际冰雪节吸引人们参与冰雪运动，如图所示游乐场中一滑梯abc倾角为α，滑梯ab段和bc段长度均为L，ab段结冰光滑，bc段粗糙，一个质量为m的小朋友从a点无初速沿滑梯滑下，小朋友滑到底端c点时速度恰好为0。重力加速度为g，则（）A.小朋友下滑最大速度为B.小朋友从a到c下滑的时间为C.小朋友与滑梯bc段间的动摩擦因数为D.在bc段下滑的过程中滑梯对小朋友的作用力大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．由题意可知，小朋友在ab段加速运动，在bc段减速，所以其最大速度出现在b点，在ab段有解得故A项正确；B．在ab段有在bc段有总时间为故B项错误；C．在bc段有由牛顿第二定律有解得故C项正确；D．在bc段滑梯对小朋友的作用力有支持力和摩擦力，两个力的方向相互垂直，由力的合成有故D项正确。故选ACD。12.如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A，整体处于静止状态，托盘的质量m=1kg，物块A的质量M=2kg，轻弹簧的劲度系数k=200N/m。给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化的F-t图像如图乙所示，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A.托盘运动的最大速度为0.8m/sB.t=0时F大小为12NC.t=0时刻托盘对物块的支持力为16ND.t=0.2s时F大小为42N【答案】BC【解析】【详解】BD．开始时对整体解得x0=0.15mt=0时刻加力F时，根据牛顿第二定律由图可知，在t=0.2s时刻物块与托盘脱离，则其中联立解得x1=0.07m选项B正确D错误；A．物块与托盘脱离时的速度为v=at=0.8m/s此后托盘继续向上做加速度减小的加速运动，则当加速度为零时速度最大，则最大速度大于0.8m/s，选项A错误；C．t=0时，对物块解得FN=16N选项C正确。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.为测量弹簧的劲度系数，某同学制定如下实验方案：①将弹簧竖直悬挂，下端加挂钩码，平衡时测出弹簧总长度；②改变钩码质量，平衡时再次测出对应的弹簧总长度，并算出弹簧的伸长量；③将数据记录在表格中。实验过程弹簧始终处于弹性限度内，取g=10N/kg。钩码质量m/g0306090120150弹簧总长度l/cm6.07.28.39.510.611.8弹簧伸长量x/cm01.22.33.54.65.8（1）根据实验数据在图1中作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像。（）（2）由图像可知，弹簧的劲度系数为__________N/m（结果保留两位有效数字）。（3）该同学利用此弹簧制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图2所示，其中小球质量m=0.2kg。用它测量竖直电梯运行时的加速度，电梯静止时，指针指在刻度O处。电梯启动时，指针指在刻度O下方1cm处，则电梯启动时的加速度大小为__________m/s2（结果保留两位有效数字）。【答案】①.②.26③.1.3【解析】【详解】（1）[1]根据描点法，作出弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图所示。（2）[2]根据胡克定律，由图像可知，弹簧的劲度系数为（3）[3]根据牛顿第二定律电梯启动时的加速度大小为14.某兴趣小组利用图甲所示实验装置测量当地重力加速度。实验器材有：一端带有定滑轮的轨道、两个光电门1和2、小车、钩码、细绳等。实验过程如下：①在轨道上安装光电门1和2，测出两光电门中心的距离L及小车上遮光条的宽度d。②不挂钩码，将轨道右端垫高到适当高度，给小车一初速度，使小车在轨道上匀速运动。③将细线一端与小车相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，细线与轨道平行，由图中位置释放小车依次通过光电门1和2，测得小车通过两光电门的遮光时间分别为t1和t2，计算小车运动的加速度。④保持小车和遮光条的总质量M（未知）不变，改变钩码质量m，重复③的操作。⑤绘出图像如图乙所示，求出当地重力加速度g。（1）在步骤②中垫高轨道时，若测得小车通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，那么垫板的位置应适当__________（向左、向右）移动。（2）在步骤③中，小车下滑过程中的加速度a=__________（用t1、t2、L和d表示）。（3）若图像斜率的大小为k，纵轴截距大小为b，则g=__________，M=__________（用k、b表示）。【答案】①.向左②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]在步骤②中垫高轨道时，若测得小车通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明小车做减速运动，平衡摩擦力不足，垫板的位置应适当向左移动。（2）[2]根据极短时间的平均速度表示瞬时速度，小车通过光电门1、2的速度分别为，小车下滑过程中，根据动力学公式有小车下滑过程中的加速度为（3）[3]对整体，根据牛顿第二定律有整理得纵轴截距大小为可得[4]图像斜率的大小为可得15.一物块放在水平地面上，物块质量为11kg，对其施加与水平方向成37°斜向上的拉力F1，F1=50N，如图甲所示，物块匀速向右运动，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求物块与地面间的动摩擦因数大小；（2）若物块静止时，对其施加斜向右下方与水平方向成37°的推力F2，F2=100N，如图乙所示，求物块受到的摩擦力大小。【答案】（1）0.5；（2）80N【解析】【详解】（1）依题意，对物块受力分析，由平衡条件可得，联立，解得（2）对物块受力分析，竖直方向，有可得即物块处于静止状态，物块受到的静摩擦力大小为80N。16.某校高一课外活动小组自制了一枚水火箭，水火箭发射后在竖直方向运动，水火箭向下喷水时，火箭向上做加速度大小为5m/s2的匀加速直线运动。水火箭经过4s喷水结束，一段时间后火箭落回到地面。忽略空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）上升过程中水火箭的最大速度大小；（2）水火箭离地面的最大高度；（3）从喷水结束到落回地面水火箭运动的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）上升过程中水火箭的最大速度大小为（2）火箭向上做匀加速直线运动的位移为火箭向上做匀减速直线运动的位移为水火箭离地面的最大高度为（3）火箭向上做匀减速直线运动的时间为从最高点到落回地面运动过程中，根据动力学公式解得从喷水结束到落回地面水火箭运动的时间为17.如图所示，足够长的传送带顺时针匀速转动，表面粗糙，传送带的右端有一固定的光滑斜面，斜面底端B点与传送带平滑连接（物体经过此处的速度大小不变）。将小滑块从斜面上P点无初速释放，P与B点间距离x1=3.0m。经过一段时间小滑块从传送带返回斜面，运动到斜面上的最高点C（未在图中标出）时取下小滑块，C与P点间距离x2=2.25m。已知斜面倾角θ=37°，小滑块与传送带的动摩擦因数为0.3，取g=10m/s2，sin37°=0.6。求：（1）小滑块从P点滑到B点时的速度大小；（2）传送带运动的速度大小；（3）小滑块在传送带上运动的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析