江苏省南京市第九中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份江苏省南京市第九中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了本试卷包括单项选择题三部分等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．本试卷包括单项选择题（第1题～第11题）、实验题（第12题）、解答题（第13题～第16题）三部分。本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、学校、班级填在答题卡上指定的位置。
3．作答选择题时，选出每小题的答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
4．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。
一、单项选择题：本大题共11小题，每小题4分，共44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，请把答案填涂在答题卡相应位置上。
1. 力学范围内，国际单位制规定的三个基本单位是（ ）
A. N、kg、m/s2B. m/s、kg、s
C m、kg、sD. s、N、kg
【答案】C
【解析】
【详解】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s。
故选C。
2. 牙膏是生活中常用物品，在你使用牙膏过程中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 牙膏皮被挤压的过程中产生的形变为弹性形变
B. 牙膏能被挤出来是因为牙膏受到重力的作用
C. 牙膏盖上设计的条纹是为了增大摩擦系数
D. 挤牙膏时，手对牙膏皮的力与牙膏皮对手的力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A．该牙膏皮被挤压后发生的形变，因没有恢复原状，则为非弹性形变，A错误；
B．牙膏受到牙膏皮的作用力，发生形变，从而将牙膏挤出来，B错误；
C．牙膏盖上的条纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦系数，增大摩擦力，C正确；
D．挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力，D错误。更多免费优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 故选C。
3. 如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N。若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为（ ）
A. 10N，方向向左B. 6N，方向向右
C. 2N，方向向左D. 零
【答案】D
【解析】
【详解】木块开始在水平方向受三个力而平衡，则有
物体处于静止状态，则说明物体受到的最大静摩擦力大于8N；撤去 后，外力为2N，故物体仍能处于平衡，故合力一定是零，ABC错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，在水平地面上的凹型底座上，放置一个顶部开有小孔的中空金 属球壳，小孔的正上方有个小水管通过小孔往球壳内缓慢的注水，在球壳内的水面逐渐上升至小孔处的过程中，球壳及壳内的水的整体重心将会（ ）
A. 先下降后上升B. 先上升后下降
C. 逐渐上升D. 逐渐下降
【答案】A
【解析】
【详解】球壳的重心在球心，随着水从阀门不断流入，重心位置不断下降，当水快流满时，重心又上升，处于球心，故重心的位置先下降后上升，故A正确．
5. 如图所示，物体A的左侧为粗糙竖直墙面，B的下面有一竖直压缩的弹簧，A，B保持静止,则( )
A. 物体A与墙面间一定有弹力
B. 物体A与墙面间一定有摩擦力
C. 物体A受到5个力的作用
D. 弹簧的弹力大小等于A、B的重力之和
【答案】D
【解析】
【详解】AB. 整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹力，水平方向不受力，所以A与墙之间没有弹力；没有弹力就不会有摩擦力，故AB错误．
C.物体A受重力和B对A的支持力与摩擦力，故C错误．
D.整体分析可知，弹簧的弹力大小等于A、B的重力之和，故D正确．
6. 如图所示，晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计，衣服处于静止状态。则（ ）
A. 端移到位置时，绳子张力变大
B. 端移到位置时，绳子张力变小
C. 端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大
D. 端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小
【答案】D
【解析】
【详解】对挂钩受力分析如图
AB．设挂钩为，从移到时，有
和等于绳长，故，即悬点从移到或，绳与杆的夹角不变，根据平衡条件，有
所以张力不变，故AB错误；
CD．绳子右端的B点在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，角度变小，故绳子拉力T变小，故C错误，D正确。
故选D。
7. 在探究弹簧弹力与形变量关系实验中，甲乙两组同学分别用同一弹簧来做实验，其中甲组是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，乙组是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长。两组分别采用如图甲装置完成实验，以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F，x表示弹簧伸长量，两组完成实验后，得到如下F-x图像；其中实线是甲组的，虚线是乙组的，则下列图像正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F，由胡克定律
甲组是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，则图像过原点；乙组是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长，由于弹簧自身的重力，弹簧不挂钩码时弹簧的伸长量已经不为零，则图像不过原点，两种情况下弹簧的劲度系数相同，两图像平行。
故选A。
8. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2 kg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至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量Δx的函数图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，取重力加速度g=10 m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该弹簧的劲度系数为2 N/mB. 当Δx=0.3 m时，小球处于超重状态
C. 小球刚接触弹簧时速度最大D. 当Δx=0.61 m时，小球的加速度为零
【答案】B
【解析】
【分析】小球接触弹簧后，弹力从零逐渐增大，小球的加速度先向下逐渐减小到零再向上逐渐增大，速度为零时，向上的加速度达到最大值。
【详解】A．速度最大时，加速度为零，则此时弹簧弹力等于小球重力，即有
可得，弹簧劲度系数为
故A错误；
B．当Δx=0.3 m时，小球向下减速，加速方向向上，弹力大于重力，小球处于超重状态，故B正确；
C．由图可知，小球在压缩弹簧Δx=0.1m时，速度最大，故C错误；
D．当Δx=0.61 m时，弹簧弹力大于重力，加速向上达到最大值，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，另用一根轻绳通过光滑定滑轮系住P端。在力F的作用下，当轻杆OP和竖直方向的夹角（0<<π）缓慢增大时，以下说法正确的是（ ）
A. OP杆的力逐渐增大B. 力F逐渐增大
C. PB绳的力先增大再减小D. OP杆的力逐渐减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
杆缓慢转动，所以PB绳子的拉力等于物块的重力，保持不变，由于杆可以绕着O点自由转动，知杆对绳子的作用力沿杆的方向，以P点为研究对象，分析受力情况如图所示，根据平衡条件得:N和F的合力与重力G大小相等、方向相反，作出力的合成图，如图，由三角形相似（△APO～△GPN）法得
当杆OP和竖直方向夹角α（0<α<π）缓慢增大时，OP、G、AO不变，得到N不变，即OP杆受力不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
10. 如图甲所示，一质量为的物体系于长度分别为的两根细线上，的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为水平拉直，物体处于平衡状态。如图乙所示，将换成弹簧后，物体仍处于平衡状态。现将剪断，则剪断的瞬间，甲、乙两种情况下物体的加速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】题图甲中将剪断后，上的拉力会突变，物体将绕悬点以为半径做圆周运动，在将剪断瞬间，物体受到的合力沿圆的切线方向（垂直于方向），由牛顿第二定律得
得
题图乙中将剪断瞬间，弹簧弹力不能突变，物体受重力与弹簧弹力作用，由牛顿第二定律得
得加速度为
故
故选A。
11. 水平地面上堆放着相同的原木，如图甲所示，截面图如图乙所示，已知原木之间的滑动摩擦因数为μ，每根原木的重力为G，可将原木看成圆柱体，若要将最上面的那根原木沿轴线方向匀速拉出，水平拉力大小应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对圆柱原木静止时受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
每一个侧面所受的滑动摩擦力
根据平衡条件可得
代入数据联立解得
故选C。
二、实验题（本大题共1小题，共16.0分）
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。
①某组同学在某次实验中使用频率为50Hz的打点计时器，获得的一条纸带如图甲所示，其中相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，根据纸带可以求得打点计时器在打下E点时小车的速度为______。（结果保留2位小数）。
②将E点的瞬时速度补充到图乙中，用合适的图像将这些点拟合，作出图像______。根据图像，求得小车的加速度大小为______（结果保留2位小数）。
③某组同学通过控制槽码和挂钩的总质量不变，改变小车和砝码的总质量m，来探究加速度a与质量m的关系。已知小车质量为200g，每个砝码质量为50g（共6个），通过实验作出如图丙所示的图像。那么该组同学选用的槽码和挂钩的总质量应为______（选填“10g”、“25g”或“50g”）。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】[1]相邻两个计数点之间的时间间隔为
根据纸带可以求得打点计时器在打下E点时小车的速度为
[2]如图所示

[3]由图像可得，图像的斜率表示加速度大小，则小车的加速度大小为
[4]设选用的槽码和挂钩的总质量为，对小车和砝码受力分析，由牛顿第二定律
化简可得
由图乙可知
由题意可知
联立可得，该组同学选用的槽码和挂钩的总质量应为
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
13. 如图所示，质量的物体静止在水平地面上，现对物体施加一个大小，方向与水平方向成的斜向上的拉力，使其沿水平地面向右做匀加速直线运动，经时间撤去推力F。已知物体与地面间的动摩擦因数为，，，。求：
（1）10s末的速度；
（2）物体滑行的总位移。

【答案】（1）15m/s；（2）120m
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律
又
，
物体加速运动的加速度为
10s末的速度为
（2）物体加速运动的位移为
撤去推力后，物体加速度大小为
匀减速运动的位移为
物体滑行总位移为
14. 如图所示，一质量为、半径为的半球体A放置在水平地面上，质量为、半径也为的光滑球体B放置在竖直墙壁和A之间，A和B均保持静止，半球A的圆心距墙壁的距离为，A与地面的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，求：
（1）墙壁对B的弹力大小；
（2）为保持A和B静止，应满足的条件。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以球B为研究对象，设与竖直方向的夹角为，则有
解得
根据平衡条件得
（2）以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得地面对A的摩擦力大小为
竖直方向根据平衡条件可得地面对A的支持力大小
根据
联立解得
故为保持A和B静止，应满足的条件是
15. 如图，质量为2.5kg的一只长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块（可视为质点）恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求：
(1)木块对铁箱压力的大小；
(2)水平拉力F的大小；
(3)减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，之后当箱的速度为6m/s时撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？
【答案】(1)20N；(2)129N；(3)0.3m
【解析】
【详解】(1)对木块：在竖直方向由平衡条件得
mg=μ2FN
则
FN=20N
由牛顿第三定律得，木块对铁箱的压力
FN′=－FN=－20N（方向水平向左）
故木块对铁箱的压力大小为20N。
(2)对木块：在水平方向有
FN=ma
得
a=40m/s2
对铁箱和木块整体有
F－μ1（M+m）g=(M+m）a
得水平拉力
F=129N
(3)撤去拉力F，箱和木块的速度均为v=6m/s，因μ1>μ2，以后木块相对箱滑动，木块加速度
a2==2.5m/s2
又铁箱加速度
μ1（M+m）g-μ2mg=Ma1
得
a1=31m/s2
铁箱减速时间为
t0==19s>1s
故木块到达箱右端时，箱未能停止。
则经t=1s木块比铁箱向右多移动距离L即铁箱长。即有
L=(vt－)－(vt－)=
解得
L=0.3m
16. 某工厂输送物件的传送系统由倾角为37°的传送带AB和倾角相同的木板CD组成，木板CD长为L2= 4m，物件和传送带间的动摩擦因数μ1= 0.8，传送带以v0= 8m/s的恒定速度顺时针转动。现将物件P无初速置于传送带A端，发现当物件到达B端时刚好相对传送带静止，到达D点时速度恰好为零，随即被机械手取走。物件可以看成质点，传送带与木板间可认为无缝连接，已知sin37° = 0.6，cs37° = 0.8，g取10m/s2，求：
（1）AB的长度L1；
（2）物块与木板间的动摩擦因数μ2以及物件从A到D所需的时间t；
（3）假如机械手未能在D点及时把物件取走，物件将会下滑，在它再次返回木板时到达的最高点与C点的距离。
【答案】（1）80m；（2）0.25，21s；（3）2m
【解析】
【详解】（1）物件在传送带上，由牛顿第二定律可得
μ1mgcs37°−mgsin37° = ma1
解得
a1 = 0.4m/s2
由运动学规律
（2）从C到D，由运动学规律有
由牛顿第二定律
−μ2mgcs37°−mgsin37° = ma2
解得
μ2 = 0.25
物件从A到B的时间
物件从C到D的时间
可得物件从A到D所需的时间
（3）从D点下滑至C点，由牛顿第二定律则有
mgsin37°−μ2mgcs37° = ma3
解得
a3 = 4m/s2
物件到C点的速度
滑上AB先做匀减速再反向匀加速，再到达C点时，速度大小仍为，由运动学规律则有
即物件到达最高点与C相距2m。