深圳市福田中学2023-2024学年高一（上）期末物理试卷

第16页（共16页）2023-2024学年广东省深圳市福田中学高一（上）期末物理试卷一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。1．（4分）2022年，如图1，我国自主研发的大型民用客机顺利完成持续3小时2分钟的首飞任务，该飞机总长38.9米、翼展33.6米、高度11.9米、总重44.1吨。下列哪个是国际单位制中的基本单位（）图1图2A．小时 B．分钟 C．米 D．吨2．（4分）如图2，伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图（a）、（b）分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）A．图（a）通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动的结论 B．图（a）中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量 C．图（b）中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论3．（4分）一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图3所示。现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是（）图3图4A．系统的重心慢慢下降 B．有可能绳的方向不竖直 C．系统对地球的引力先减小后增大 D．系统的重心先下降后上升4．（4分）某次列车出站时做匀加速运动，途中连续经过三个测试点A、B、C，已知AB段距离为BC段的一半，AB段平均速度为72km/h，BC段平均速度为144km/h，如图4所示，则列车经过C点时速度大小为（）A．30m/s B．40m/s C．50m/s D．60m/s（多选）5．（4分）一枚火箭由地面竖直向上发射，其v﹣t图象如图5所示，则（）图5图6A．火箭在t2﹣t3时间内向下运动 B．火箭能上升的最大高度为 C．火箭上升阶段的平均速度大小为 D．火箭运动过程中的最大加速度大小为6．（4分）如图6所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．人未受到摩擦力作用 B．人处于超重状态 C．踏板对人的摩擦力大小Ff＝masinθ D．踏板对人的支持力大小FN＝mg﹣masinθ7．（4分）如图7所示是输电的部分线路。A、B两点是电线杆与输电线的连接点，输电线质量分布均匀，下列说法正确的是（）图7图8A．若A、B两点等高，A、B两端点对输电线的拉力相同 B．若A点高于B点，输电线两端的切线与竖直方向的夹角θA＜θB C．若A点高于B点，A、B两端点对输电线的拉力大小TA＜TB D．由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，输电线两端的弹力变大8．（4分）如图8所示，两根轻弹簧下面均连接一个质量为m的小球，上面一根弹簧的上端固定在天花板上，两小球之间通过一不可伸长的细绳相连接，细绳受到的拉力大小等于4mg。在剪断两球之间细绳的瞬间，以下关于球A的加速度大小a、球B的加速度大小aB正确的是（）A．0、2g B．4g、2g C．4g、4g D．0、g二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多个符合题意。部分正确得3分）（多选）9．（6分）如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，原长为的轻质弹簧一端固定在圆环的最高点A，另一端与套在环上的质量为m的小球相连。小球静止在B点时，弹簧与竖直方向夹角θ＝30°，已知重力加速度大小为g，则（）A．小球对圆环的弹力方向指向圆心 B．圆环对小球的弹力大小为 C．弹簧的劲度系数为 D．若换用原长相同，劲度系数更大的轻质弹簧，小球将在B点下方达到受力平衡（多选）10．（6分）某校课外活动小组自制一枚水火箭，水火箭竖直向上运动到距离地面的高度为h时，水火箭内的液体全部向下喷出而失去动力，此时水火箭的速度大小为v0，水火箭将继续做直线运动（忽略水火箭箭头调整的时间及空气阻力的影响，水火箭可看成质点，重力加速度为g），则水火箭从失去动力到落地时所用的时间t及水火箭上升的最高点到地面的距离H分别为（）A．t＝ B．t＝ C．H＝ D．H＝（多选）11．（6分）如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，物块放在斜面上时恰能沿斜面匀速下滑，若物块在下滑过程中施加一恒力作用，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，已知斜面倾角为α，则在下滑过程中正确的是（）A．若力F竖直向下，物块将仍沿斜面匀速下滑 B．若力F垂直斜面向下，物块仍能保持匀速下滑 C．若力F沿斜面向下，斜面受到地面给的摩擦力方向水平向右 D．地面对斜面无摩擦力三、实验题（本大题共2小题，共16分）12．（6分）某实验小组利用如图所示的实验装置来测量橡皮绳的劲度系数k。将手机悬挂在橡皮绳下，用手机软件中的位移传感器，可以测量手机在竖直方向上的位移。该实验小组进行了如下主要的实验步骤：a.将橡皮绳分别与手机和铁架台相连接，使手机重心和橡皮绳在同一竖直线上；b.用手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；c.缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度x0；d.在手机正下方悬挂不同个数的钩码，每个钩码的质量m＝50g，缓慢释放，当钩码平衡时，记录下从橡皮绳原长开始下降的伸长量x；e.重复上述d步操作；f.作出悬挂钩码数量n及对应手机从橡皮绳原长开始下降的伸长量x的关系图像，如图所示。根据n﹣x图像，回答以下问题：（1）不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为x0＝cm；（2）钩码个数n与橡皮绳从原长开始下降的伸长量x之间的函数关系式为n＝（用字母k、x、x0、m、g表示）；（3）该橡皮绳的劲度系数k＝N/m（取g＝10m/s2）。13．（10分）某研究性学习小组利用如图1所示的装置探究小车的加速度与质量的关系。（1）以下操作正确的是。A．拉小车的细线一定要始终保持与桌面平行B．拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行C．平衡摩擦力时，一定要将钩码通过细线与小车相连D．每次改变小车的质量时，都要重新移动垫木的位置以平衡摩擦力（2）本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的总重力，由此造成的误差（填“能”或“不能”）通过多次测量来减小误差。（3）正确平衡摩擦后，按住小车，在小车中放入砝码，挂上钩码，打开打点计时器电源，释放小车，得到一条带有清晰点迹的纸带；在保证小车和砝码质量之和远大于钩码质量条件下，改变小车中砝码的质量，重复操作，得到多条纸带。记下小车中的砝码质量，利用纸带测量计算小车加速度a。如图2是其中一条纸带，A、B、C、D、E是计数点，相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，已知交流电频率为50Hz，则这条纸带记录小车的加速度大小为m/s2（结果保留三位有效数字）。（4）已知某次小车的质量为500g，若钩码的质量为m，小车的质量为M，细线中拉力的真实值为F，则F＝（用M、m、g表示）。若实验要求相对误差不超过10%，即＜10%，则实验中选取钩码的质量时应该满足：m＜g。（重力加速度g取10m/s2）四、解答题（本大题共3小题，共34分）14．（8分）如图所示，已知物块A、B的质量分别为m1＝4kg，m2＝2kg，A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.5，A与水平地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取10m/s2，在水平力F的推动下，要使A、B一起运动且B恰好不下滑，求：（1）B对A的弹力的大小与方向；（2）力F的大小。15．（10分）如图所示，一平直的传送带以速率v＝2m/s匀速运行，把工件从A处运送到B处。A、B间的距离L＝10m，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1。若在A处把工件无初速度地轻轻放到传送带上，g取10m/s2，求：（1）工件刚放上传送带时，加速度多大？（2）工件经过多长时间能被传送到B处？（3）若传送带的速度大小可调节，为使工件从A到B运动的时间最短，传送带的速度应满足什么条件？16．（16分）如图所示，水平地面上依次摆放两块完全相同的木板，长度均为l＝1m，质量均为m2＝1kg。一质量为m1＝2kg的物块（可视为质点）以v0＝4m/s的速度冲上A木板的左端，物块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。（1）若物块滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件；（2）若μ1＝0.5，求物块滑到木板右端时的速度大小和在木板A上运动的时间；（3）若μ1＝0.5，请通过计算判断物块能否从木板B右端离开，若不能离开，求物块最终离B板左端的距离。

2023-2024学年广东省深圳市福田中学高一（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题列出的四个选项中，只有一个最符合题意）1．【分析】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。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推导出来的物理量的单位叫做导出单位。【解答】解：AB、小时与分钟是时间的常用单位，不是国际单位制中的单位，故AB错误；C、米是国际单位制中的基本单位，故C正确；D、吨是质量的常用单位，不是国际单位制中的基本单位，故D错误。故选：C。【点评】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是谁，它们在国际单位制分别是谁，这都是需要学生自己记住的。2．【分析】图a利用斜面来“冲淡”重力，便于测量时间，推出小球在斜面上做匀变速直线运动；图b因为轨道不可能绝对光滑，所以小球不会达到等高处，并通过这个实验伽利略得到物体的运动不需要力来维持。【解答】解：B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间测量更容易，故B正确；A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；C．图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；D．图b的实验为“理想实验”，伽利略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D错误。故选：B。【点评】学生在解决本题时，应注意对伽利略理想斜面实验的熟知。3．【分析】根据二力平衡规律，确定绳的方向；根据重心初始和末状态位置，确定重心变化。【解答】解：根据二力平衡规律，绳的方向始终竖直，同时重心初始在球心位置，当小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，重心先下降，当水全部流出，重心又回到球心位置，故重心又升高，故ABC错误，D正确；故选：D。【点评】本题解题关键是确定重心初始在球心位置，当水全部流出，重心又回到球心位置。4．【分析】BC段的距离为AB段的2倍，BC段的平均速度也为AB段的2倍，可知列车经过两段的时间相等，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可求得列车经过B点时速度，再利用平均速度等于初末速度之和的一半的性质求解列车经过C点时速度大小。【解答】解：设AB段距离为x，BC段距离为2x，AB段平均速度为v1＝72km/h＝20m/sBC段平均速度为v2＝144km/h＝40m/s可知v2＝2v1由于AB段距离为BC段的一半，根据：t＝，可得列车经过AB段和BC段的时间相等。设列车经过AB段和BC段的时间均为t，根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的性质，可得列车经过B点时速度等于AC段的平均速度，则有m/s＝30m/s由匀变速直线运动的规律可得解得列车经过C点时速度大小为vC＝50m/s，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题考查了匀变速运动规律的应用，涉及到了匀变速直线运动的平均速度的推论。掌握匀变速运动规律的基础公式以及相关推论，要注意推论应用的条件。5．【分析】速度的正负表示速度的方向，根据速度图象读出速度的正负，分析火箭的运动．图象与坐标轴所围“面积”表示位移，由数学知识求出火箭上升的最大高度．平均速度等于位移与所用时间的比值．图象的斜率等于加速度，由数学知识求出最大的加速度大小．【解答】解：A、在t2﹣t3时间内火箭的速度为正值，仍在上升。故A错误。B、由图看出，在0﹣t3时间内火箭的速度都是正值，说明火箭一直在上升，图线与坐标轴所围“面积”的大小等于箭能上升的最大高度，由数学知识得：箭能上升的最大高度h＝，v2＝3v1，，，解得h＝．故B正确。C、火箭上升阶段的平均速度大小为．故C正确。D、由图看出，在t2﹣t3时间内图线的斜率最大，则火箭的加速度最大，最大加速度大小为a＝．故D正确。故选：BCD。【点评】本题要抓住速度图象的两个数学意义来分析其物理意义：斜率等于加速度，“面积”等于位移．6．【分析】将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。【解答】解：AB．把加速度分解为水平和竖直两个方向，可知加速度具有水平向左的分加速度，根据牛顿第二定律可知人受到水平向左的摩擦力作用，加速度具有竖直向下的分加速度，人处于失重状态。故AB错误；CD．对人受力分析，有Ff＝macosθ，mg﹣FN＝masinθ解得FN＝mg﹣masinθ故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查牛顿第二定律，解题关键是将人的加速度分解到水平方向和竖直方向，根据牛顿第二定律列式求解即可。7．【分析】若A点高于B点，对两边导线进行受力分析，再结合平衡条件列式，即可比较θA与θB的大小关系；由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，对输电线整体受力分析，结合平衡条件列式分析输电线两端的弹力变化情况。【解答】解：A、若A、B两点等高，由对称性可知，两端点对输电线的拉力大小相同但方向不同，故A错误；BC、设输电线下垂的最低点为C，若A点高于B点，则AC之间的输电线长度大于BC之间的输电线长度，设AC之间导线的重力大小为G1，BC之间导线的重力大小为G2，则根据平衡条件可得TAcosθA＝GTBcosθB＝G2TAsinθA＝TBsinθB因G1＞G2，联立上式可得θA＜θBTA＞TB故B正确，C错误；D、由于热胀冷缩，夏季输电线与竖直方向的夹角变小，根据TAcosθA+TBcosθB＝G可知θA，θB都减小时，TA和TB，也都减小，故D错误。故选：B。【点评】解答本题的关键是以输电线为研究对象，根据共点力平衡的条件列式分析。8．【分析】剪断两球之间细绳前，对A、B两球受力分析，由平衡条件求出两个弹簧弹力大小；剪断两球之间细绳瞬间，弹簧的弹力不变，由牛顿第二定律可求得两球加速度大小。【解答】解：在剪断绳子之前，绳子的拉力为F＝4mg对两球整体，由平衡条件可知上边弹簧对物体A的拉力为：F′＝2mg，方向向上；对B球，由平衡条件可知下面弹簧对B的作用力为：F″＝4mg﹣mg＝3mg，方向向下；剪断绳子瞬间，对A球受力分析可知A球的合力FA＝F′+F″﹣mg＝2mg+3mg﹣mg＝4mg由牛顿第二定律得：FA＝ma解得：，方向向上；对B球分析，B球的合力FB＝F″+mg＝4mg由牛顿第二定律得：FB＝maB解得：，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题考查瞬时加速度问题，解题的关键是要知道绳断的瞬间，弹簧的弹力不变，利用牛顿第二定律求解瞬时加速度。二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多个符合题意。部分正确得3分）9．【分析】根据平衡条件分析圆环对小球的作用力的方向；通过三角形相似求解弹簧的弹力，由胡克定律求弹簧的劲度系数。分析换弹簧后各力的变化。【解答】解：A、小球静止在B点时，弹簧处于伸长状态，弹簧弹力F的方向如图所示。小球处于平衡状态，合力为0，根据三角形定则可知，圆环对小球的弹力FN沿半径向外，由牛顿第三定律可知小球对圆环的弹力方向指向圆心，故A正确；B、由相似三角形法得：，可得圆环对小球的弹力大小为：FN＝mg，故B错误；C、根据几何知识可知，在B点，弹簧的长度为，则弹簧的形变量为。由胡克定律F＝kx，可得，解得：，故C正确；D、如换用劲度系数更大的轻质弹簧，若拉伸到同样的长度，小球将上移，所以小球将在B点上方达到受力平衡，故D错误。故选：AC。【点评】本题考查共点力平衡条件的应用，解决本题的难点在于力的合成中的三角形为斜三角形，不能用直角三角形的边角关系去求解问题，三角形相似是处理此类问题的方法之一。10．【分析】根据位移—时间公式计算出时间；分阶段求出水火箭上升的位移然后再相加即可。【解答】解：AB、规定竖直向下为正方向，在整个运动过程中，水火箭只受重力，加速度为重力加速度，则在失去动力后，有解得：，故A错误，B正确；CD、水火箭失去动力时有竖直向上的速度，从而继续上升，根据解得：则距离地面的最大高度为：，故C正确，D错误；故选：BC。【点评】本题主要考查了运动的多过程问题，根据运动学公式分析整个运动过程，分阶段计算出上升的高度，属于运动学公式的常规用法。11．【分析】施加F前根据平衡条件，对物块受力分析，利用正交分解法求解出动摩擦因数；施加F后，对物块受力分析，根据平衡条件判断摩擦力的大小。【解答】解：A．设物体的质量为m，对物体，根据平衡知识可得：mgsinα＝μmgcosα，解得：μ＝tanα当力F竖直向下时，也有（mg+F）sinα＝μ（mg+F）cosα所以物体仍沿斜面匀速下滑，故A正确；B．若力F垂直斜面向下，物体在斜面上的滑动摩擦力为：f＝μ（mgcosα+F）根据μ＝tanα则有mgsinα＝μmgcosα＜f所以物块不能保持匀速下滑，故B错误；C．当无外力时，斜面对物体的支持力为N＝μmgcosα，斜面对物体的摩擦力为f＝μN＝μmgcosα，对物体分析，水平分解有：Nsinα＝mgcosαsinα，fcosα＝μmgcosαcosα＝mgcosαsinα，则物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力为作用力与反作用力，等大反向，同理，物体对斜面的摩擦力也等大反向，则斜面在水平方向的分量也平衡，故地面对斜面没有摩擦力，当力F沿斜面向下时，物体对斜面的压力不变，滑动摩擦力大小也不变，故斜面仍不受地面给的摩擦力作用，故C错误；D．如图所示任意角度的力F，都可以分解成竖直向下的分量及沿斜面向下的分量，竖直向下的分量与物体重力的作用效果一致，不会使地面对斜面产生摩擦力；沿斜面向下的分量，根据上面的分析，也不会使地面对斜面产生摩擦力，故力F不管与竖直方向的夹角为多少，地面对斜面均不会有摩擦力，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查的是受力分析和力的分解问题，结合物体的运动状态分析摩擦力。三、实验题（本大题共2小题，共16分）12．【分析】（1）根据胡克定律求解出不挂钩码时弹簧的长度；（2）根据胡克定律求解n﹣x函数；（3）结合图像斜率的含义求解劲度系数。【解答】解：（1）根据胡克定律nmg＝k（x﹣x0）当n＝0时，x0＝x＝1.5cm即不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为x0＝1.5cm（2）当手机上挂n个钩码时，根据胡克定律nmg＝k（x﹣x0）整理得（3）由图像可知，图线的斜率为结合n﹣x函数可知，图像的斜率代入数据解得该橡皮绳的劲度系数k＝100N/m。故答案为：（1）1.5；（2）；（3）100。【点评】本题考查了利用智能手机的位移传感器测量橡皮筋的伸长量，从而测得劲度系数；体现了物理与生活的紧密联系，体现了从解题到解决问题的转变；注意单位的换算。13．【分析】（1）根据实验注意事项判断即可；（2）本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；（3）根据Δx＝aT2求解加速度；（4）根据牛顿第二定律求解小车受到的拉力，结合实验要求的误差即可求解。【解答】解：（1）AB、拉小车的细线一定要始终保持与平面轨道平行，故A错误，B正确；C、平衡摩擦力时，要求小车不受绳子拉力时能做匀速运动，所以钩码不应通过细线与小车相连，故C错误；D、平衡摩擦力后，满足μ＝tanθ，改变小车的质量时，重力沿斜面方向的分力仍等于摩擦力，不需要重新平衡摩擦力，故D错误；故选：B。（2）小车和钩码一起做匀加速直线运动，设小车的质量为M，钩码的质量为m，牛顿第二定律得：对钩码有：mg﹣F＝ma对小车有：F＝Ma联立解得，小车受到的拉力F＝即实际细线对小车的拉力小于钩码的总重力，本实验中认为细线对小车的拉力等于钩码的重力，由此产生的误差为系统误差，不能通过多次测量来减小误差；（3）相邻两个计数点间都有4个计时点没有标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为T＝5×＝5×s＝0.1s这条纸带记录小车的加速度大小为a＝＝m/s2＝0.630m/s2（4）由（2）得，小车受到的拉力F＝由＜10%联立解得：m＜0.1M＝0.1×500g＝50g故答案为：（1）B；（2）不能；（3）0.630；（3）50。【点评】本题考查探究小车的加速度与质量的关系实验，掌握实验原理、注意事项、数据处理和误差分析即可。四、解答题（本大题共3小题，共34分）14．【分析】（1）B恰好不下滑，则μ1FAB＝m2g，分析AB之间弹力；（2）根据整体和隔离法，分别采用牛顿第二定律，分析F。【解答】解：（1）设A对B的弹力为FAB，B恰好不下滑，则μ1FAB＝m2g，代入数据解得FAB＝40N，根据牛顿第三定律，B对A的弹力的大小为40N，方向水平向左；（2）AB整体分析，竖直方向根据平衡有，FN＝（m1+m2）g，水平方向根据牛顿第二定律有，F﹣μ2FN＝（m1+m2）a，隔离分析B，根据牛顿第二定律，FAB＝m2a，联立解得F＝150N。答：（1）B对A的弹力的大小40N，方向水平向左；（2）力F的大小150N。【点评】本题解题关键是采用整体和隔离法，并分析