2023-2024学年黑龙江省鸡西市密山市高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年黑龙江省鸡西市密山市高一（上）期末物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共10小题，共50分。
1.有关物理概念，下列说法中正确的是( )
A. 只要物体的体积很小，质量很小，都可看成质点
B. 时刻表示较短的时间，时间表示较长的时间
C. 运动的物体不可以作为参考系
D. 位移是矢量，路程是标量
2.国际单位制规定的力学基本物理量分别是( )
A. 密度、力、时间B. 长度、力、时间C. 时间、质量、体积D. 长度、质量、时间
3.以下说法正确的是( )
A. NBA篮球比赛，甲队在终场前0.1s时投入了一个三分球，其中“终场前0.1s时”表示时间间隔
B. 万吨巨轮在大海中航行，研究巨轮所处的海面上的位置时，巨轮可看作质点
C. 运动员铅球成绩为4.50m，指的是铅球的位移大小为4.50m
D. 加速度越大则物体的速度变化越大
4.如图，水平地面上放置一个斜面体，物体A静止于该斜面体的斜面上，现对物体A施加一个垂直于斜面的外力F，斜面体和物体A仍保持静止。与施加外力F前相比，下列说法正确的是( )
A. 斜面体对物体A的摩擦力不变B. 斜面体对物体A的摩擦力变大
C. 水平地面对斜面体的摩擦力不变D. 水平地面对斜面体的摩擦力变小
5.两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态(图1)；若只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧(图2)，其他不变．现突然迅速剪断两图中的轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间(设两图中小球A的加速度大小分别为a1和a1′，B的加速度大小分别为a2和a2′)，则正确的是( )
A. a1=a1′=g，a2=a2′=0B. a1=a2′=g，a1′=a2=0
C. a1′=2a1=2a2=2g，a2′=0D. a1′=a2′=2a1=2a2=2g
6.一物体做直线运动，先以速度为v1通过前三分之二的位移，再以v2=3m/s的速度通过其余三分之一的位移，若整个位移的平均速度为6m/s，则第一段位移的速度为( )
A. 9m/sB. 12m/sC. 10m/sD. 6m/s
7.把五个同等质量的塑料小球用不可伸长的轻绳悬挂在空中，它们在恒定的水平风力(向右)的作用下发生倾斜，则关于小球和绳子的位置正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ=30°，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ= 36。若滑块与小球保持相对静止并以相同大小的加速度a一起向上做匀减速直线运动，重力加速度g=10m/s2，则关于加速度大小a与绳子与竖直方向夹角β，下列说法正确的是( )
A. a=7.5m/s2，β>30°B. a=7.5m/s2，β<30°
C. a=2.5m/s2，β>30°D. a=2.5m/s2，β<30°
9.如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为μ4，B和地面间的动摩擦因数为μ8。设B足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是
( )
A. 若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过14μmg
B. 当力F=μmg时，A、B间的摩擦力为14μmg
C. 无论力F为何值，B的加速度不会超过34μg
D. 当力F>92μmg时，B相对A滑动
10.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。人在从P点下落到最低点c点的过程中( )
A. 人在a点时速度最大
B. 人在ab段做加速度增大的加速运动，处于失重状态
C. 在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态
D. 在c点，人的速度为零，处于平衡状态
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
11.对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是( )
A. 相等的时间里通过的路程相等B. 相等的时间里速度变化量相等
C. 相等的时间里发生的位移相同D. 相等的时间里转过的角度相等
12.太阳系中的第二大行星——土星的卫星众多，目前已发现达数十颗。下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数。则两卫星相比较，下列判断正确的是( )
A. 土卫五的公转周期较小B. 土卫六的转动角速度较大
C. 土卫六的向心加速度较小D. 土卫五的公转速度较大
13.“弹跳小人”(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具，其原理如图乙所示。竖直光滑长杆固定在地面不动，套在杆上的轻质弹簧下端不固定，上端与滑块拴接，滑块的质量为0.80 kg。现在向下压滑块，直到弹簧上端离地面高度h=0.40 m时，然后由静止释放滑块。滑块的动能Ek随离地高度h变化的图象如图丙所示。其中高度从0.80 m到1.40 m范围内的图线为直线，其余部分为曲线。若以地面为重力势能的参考平面，空气阻力为恒力，g取10 m/s2。则结合图象可知
A. 弹簧原长为0.72 m
B. 空气阻力大小为1.00 N
C. 弹簧的最大弹性势能为9.00 J
D. 弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为5.40 J
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
14.某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为______，打出C点时重物下落的速度大小为______，重物下落的加速度的大小为______。
(2)已测得s1=8.89cm，s2=9.5cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%.由此推算出f为______Hz。
四、计算题：本大题共2小题，共23分。
15.从20m高的平台边缘有一小球A自由落下，此时恰有一小球B在A球正下方从地面上以20m/s的初速度竖直上抛。求：
(1)经过多长时间两球在空中相遇；
(2)相遇时两球的速度vA、vB；
(3)若要使两球能在空中相遇，B球上抛的初速度v0最小必须为多少？(取g=10m/s2)
16.A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，其速度vB=30m/s，因大雾能见度低，B车在距A车x0=85m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，则体积很小、质量很小的物体不一定能看作质点，A错误；
B、时刻在时间轴上是一个点，而时间是一段长度，再短的时间也不是时刻，故B错误；
C、运动的物体和静止的物体都可以作为参考系，故C错误；
D、位移为初末位置之间的有向线段，是矢量，遵从矢量合成法则，描述物体位置变化；路程为路径长度，是标量，故D正确。
故选D。
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点；时刻是一个时间点；时间是一段，是两个时刻的差，有开始时刻和结束时刻；参考系是选作假设不动的物体，研究运动的物体必须选择参考系；位移为初末位置之间的有向线段，是矢量，遵从矢量合成法则，描述物体位置变化；路程为路径长度，是标量。
该题考查对质点、参考系、矢量与标量、时间和时刻等物理学基础概念的理解，基础题。
2.【答案】D
【解析】解：国际单位制由基本单位和导出单位组成，力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，密度、力和体积都是导出单位，故ABC错误，D正确。
故选：D。
国际单位制由基本单位和导出单位组成，国际单位制在力学中规定了三个基本物理量，分别为长度、质量、时间，它们在国际单位制中的单位称为力学基本单位．
解决本题的关键是掌握国际单位制中力学三个基本单位．要会根据公式，由基本单位推导出导出单位．
3.【答案】B
【解析】解：A甲队在终场前0.1s时被绝杀，其中的“0.1s”是时间轴上的点，表示时刻，故A错误；
B、万吨巨轮在大海中航行，研究巨轮所处的海面上的位置时，巨轮大小可忽略不计，可看作质点，故B正确；
C、运动员铅球成绩为4.50m，指的是铅球位移的水平分量大小为4.50m，故C错误；
D、加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度越大则物体的速度变化越快，故D错误。
故选：B。
在时间轴上，时间间隔用一段线段表示，而时刻用一个点表示；位移是初位置到末位置的有向线段，而路程是运动轨迹的实际长度。物体能否看作质点与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略。
加速度是描述速度变化快慢的物理量。
本题关键是区分位移与路程、时间间隔与时刻，只有在单向直线运动中，物体的位移大小等于其路程。
4.【答案】A
【解析】解：AB.设物体A的质量为m，对物体A受力分析，斜面的倾角为θ施加外力F前，斜面体对物体A的摩擦力Ff=mgsinθ
施加外力F后，外力F在平行斜面方向没有分力，故斜面体对物体A的摩擦力F′f=mgsinθ，斜面体对物体A的摩擦力不变，故A正确；B错误；
CD.设斜面体的质量为M，将物体A和斜面体看成一个整体，对其受力分析，可知施加外力F前，可知地面对整体没有摩擦力。
施加外力F后，由整体受力分析平衡可知，水平地面对斜面体的摩擦力Ff1=Fsinθ，水平地面对斜面体的摩擦力变大。故CD错误。
故选：A。
对物体A受力分析可知斜面对物块的摩擦力不变，对整体受力分析，可知地面对整体的摩擦力变大。
本题考查学生的受力分析能力，需要注意摩擦力的方向。
5.【答案】C
【解析】解：图1中，在剪断轻绳的瞬间，A、B两球由于用绳连接，一起下落，对A、B整体，根据牛顿第二定律得：
2mg=2ma1或2mg=2ma2
可得：a1=a2=g。
图2中，在剪断绳前，根据平衡条件得知，弹簧的弹力大小等于mg，绳OA对A物体的拉力2mg。在剪断绳的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受的合力为0，则a2′=0，A所受的合力大小等于绳的拉力大小2mg，即F=2mg，由牛顿第二定律可得：
2mg=ma1′，
解得：a1′=2g
所以有：a1′=2a1=2a2=2g，故C正确，ABD错误。
故选：C。
图1中，在剪断轻绳的瞬间，A、B两球一起下落，加速度相同，对整体，根据牛顿第二定律求加速度．图2中，在剪断轻绳的瞬间弹簧的弹力不变，采用隔离法研究A、B所受的合力，再求加速度．
本题是瞬时问题，要抓住刚性物体的弹力可突变，而弹簧的弹力不能突变，由牛顿第二定律研究．
6.【答案】B
【解析】解：设总路程为s，通过前23位移的时间为：t1=23sv1
后13位移的时间：t2=13sv2
全过程：v−=st1+t2
代入数据解得前23s位移的速度v1为：v1=12m/s，故B正确，ACD错误。
故选：B。
平均速度等于全程的位移与全程时间的比值，求出前三分之二位移的时间与后三分之一位移的时间，从而求出前三分之二位移的平均速度。
本题关键是结合平均速度的定义公式列式求解，注意不同时间段的平均速度不同，基础问题．
7.【答案】D
【解析】解：以从下往上n个小球为整体研究对象，根据小球的受力可知
设绳子的拉力方向与竖直方向夹角为θ，则
tanθ=nFnmg=Fmg
故所有小球所受拉力的方向相同，轻绳呈直线斜向右下方倾斜，故ABC错误，D正确。
故选：D。
对小球整体分析，根据受力分析的特点分析解答。
本题主要考查了共点力的平衡问题，在分析过程中要用好整体与隔离的分析方法，可以加快解题速度。
8.【答案】A
【解析】解：分析小滑块和小球整体的受力，由牛顿第二定律，沿杆方向上
(m1+m2)gsin30°+f=(m1+m2)a
垂直于杆方向上：FN=(m1+m2)gcs30°
摩擦力f=μFN
联立各式解得：a=7.5m/s2
对小球平行杆方向根据牛顿第二定律有：Tsin(β−30°)+m2gsin30°=m2a
整理得：Tsin(β−30°)=m2a−m2gsin30°=2.5m2
可知，sin(β−30°)>0
则β>30°
故A正确，BCD错误；
故选：A。
先根据整体法分析出加速度，再分析小球，结合牛顿第二定律分析出β角的大小关系。
本题主要考查了受力分析和牛顿第二定律的知识点，在分析过程中结合几何关系，对学生的要求较高。
9.【答案】D
【解析】解：A、AB之间的最大静摩擦力为
f1=μ×2mg=2μmg
BC之间的最大静摩擦力为
f2=μ4×mg=μmg4
B与地面间的最大静摩擦力为
f3=μ8(2m+m+m)g=μmg2
若三个物体始终保持相对静止，则三者一起向右加速，对整体根据牛顿第二定律可知
F−f3=(2m+m+m)a
假设C刚好与B保持相对静止，则对C有
f2=ma
解得：a=14μg
F=3μmg2
设此时AB之间的摩擦力为f，则对A有
F−f=2ma
解得：f=μmg由此可知C达到临界时A还没有到达临界值，故要使三者始终相对静止，则F不能超过32μmg，故A错误；
B、当F=μmg时，由整体法可知
F−f3=(2m+m+m)a
f3=μmg2
解得：a=18μg
代入F−f=2ma
解得：f=34μmg，故B错误；
C、当F较大时，A与C会相对于B滑动，B的加速度达到最大，当A与B相对滑动时，C已经相对B发生滑动，则B受到A的摩擦力向右，B受到C的摩擦力向左，B受到地面的摩擦力向左，对B有
f1−f2−f3=maB
解得：aB=54μg，故C错误；
D、B相对A滑动时，C已经相对B发生滑动，则对AB整体有
F−f2−f3=(2m+m)a′
对A分析可得：
F−2μmg=2ma′
解得：F=92μmg
因此当拉力大于92μmg时，B相对A发生滑动，故D正确；
故选：D。
先分析出各个接触面之间的摩擦力，结合牛顿第二定律得出对应状态的临界值和此时的力的大小关系。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，选择正确的研究对象，根据牛顿第二定律即可完成解答。
10.【答案】C
【解析】解：A、a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人只受重力，人做自由落体运动，处于完全失重状态，b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力小于重力，人在ab段加速度的方向仍然向下；在bc段绳的拉力大于人的重力，人的加速度的方向向上，所以人在b点的速度最大。故A错误。
B、b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力之间增大但仍然小于重力，人在ab段加速度的方向仍然向下，人做加速度减小的加速运动，人处于失重状态，故B错误。
C、在bc段绳的拉力大于人的重力，人的加速度的方向向上，故人处于超重，故C正确。
D、c是人所到达的最低点，故c点速度为零，但受向上的合力不为零，有向上的加速度，故D错误。
故选：C。
本题重点在于依据给定的条件做人的受力分析，知道受力才好判定人的运动情况。
11.【答案】AD
【解析】解：A、匀速圆周运动在相等时间内通过的弧长相等，路程相等，故A正确；
BD、相等的弧长对应相等的圆心角，所以相等时间内转过的角度相等，根据矢量运算规则可知相等的时间里速度变化量的大小相等，但方向不同，所以相等的时间里速度变化量不相等，故D正确，B错误；
C、相等的弧长对应相等的弦长，所以相等时间内位移的大小相等，但方向不同，所以相等时间内发生的位移不同，故C错误；
故选：AD。
本题主要考查了匀速圆周运动线速度和角速度的定义，难度不大，掌握基本概念即可。
12.【答案】ACD
【解析】解：根据图表可知，土卫六的轨道半径大于土卫五的轨道半径。
A、根据开普勒第三定律可得r3T2=k，则土卫五的公转周期较小，故A正确；
B、卫星绕土星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有：GMmr2=mrω2，解得：ω= GMr3，所以土卫六的转动角速度较小，故B错误；
C、根据牛顿第二定律可得GMmr2=ma，解得a=GMr2，所以土卫六的向心加速度较小，故C正确；
D、卫星绕土星做匀速圆周运动，卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有：GMmr2=mv2r，解得：v= GMr，土卫五的公转速度较大，故D正确。
故选：ACD。
根据开普勒第三定律分析周期大小；卫星绕土星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力结合向心力的计算公式进行解答。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法。
13.【答案】BC
【解析】解：A、从h=0.8m开始，弹簧离开地面，则知弹簧的原长为0.8m。故A错误；
B、滑块从0.80m上升到1.40m内，在Ek−h图象中，根据动能定理知：图线的斜率大小表示滑块所受的合外力，由于高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线，说明滑块从0.80m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力，根据动能定理得−(mg+f)Δh=0−Ek，由图知Δh=0.60m，Ek=5.40J，解得空气阻力f=1.00N，故B正确。
C、根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，整个过程中，增加的重力势能和克服空气阻力做功之和等于弹簧的最大弹性势能，所以Epm=(mg+f)Δh=9×(1.40−0.4)J=9.00J，故C正确。
D、滑块从1.40m下落至弹簧落回地面的瞬间，由动能定理得：(mg−f)Δh=Ek1，可得，弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为Ek1=4.20J，故D错误。
故选：BC。
根据动能定理分析知道Ek−h图象的斜率表示滑块所受的合外力，从而求得空气阻力。高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线，其余部分为曲线，结合能量守恒定律求解弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能。
本题是能量守恒定律、动能定理和图象的综合问题，根据该图象的形状得出滑块从0.8m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力，说明物体不再受到弹簧的弹力的作用是解题的关键。要明确能量有几种形式，搞清能量是如何转化的。
14.【答案】(1)(s1+s2)f2；(s2+s3)f2；(s3−s1)f22
(2)40
【解析】【分析】
(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B和C点的瞬时速度，利用速度公式求加速度；
(2)利用牛顿第二定律和解出的加速度求频率。
本题考查验证机械能守恒定律的实验，解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用。
【解答】
(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：
vB=s1+s22T=(s1+s2)f2；
vC=s2+s32T=(s2+s3)f2；
由速度公式vC=vB+aT可得：a=(s3−s1)f22；
(2)由牛顿第二定律可得：mg−0.01mg=ma，所以a=0.99g，结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得：f=40Hz。
故答案为：(1)(s1+s2)f2；(s2+s3)f2；(s3−s1)f22；(2)40。
15.【答案】解：(1)B求上升到最高点的高度为：H=vOB22g=2022×10m=20m
此高度等于平台的高度h=20m，故AB两球一定是在B球上升的过程中相遇，相遇时有：vOBt−12gt2=hA−12gt2
求得：t=1s；
(2)相遇时：vA=gt=10m/s
vB=vOB−gt=20m/s−10×1m/s=10m/s；
(3)设A球下落20m运动时间为tA
由h=12gtA2得：tA= 2hAg=2s
球B求以vOB上抛，它在空中运动时间为：tB=2vOBg
要使AB相遇必须有tB>tA即2vOBg>2，vOB>10m/s
答：(1)经过1s两球在空中相遇；
(2)相遇时两球的速度vA、vB分别为为10m/s，10m/s
(3)若要使两球能在空中相遇，B球上抛的初速度v0最小必须为10m/s。
【解析】本题主要考查自由落体运动，解决本题的关键知道两物体在空中相遇，两物体的位移之和等于h，结合物体运动时间的范围，求出初始度的范围。
(1)小球B做竖直上抛运动，可看成一种匀减速直线运动。两球在空中运动的时间相同，则根据位移−时间公式分别表示出A和B的位移大小，由相遇的条件可知两物体的位移之和等于h，即可求得相遇时运动的时间，
(2)由时间可求相遇的速度，
(3)v0需满足的条件：相遇的时间要小于B球上抛的总时间。
16.【答案】解：设B车加速度大小为aB。
B车刹车至停下来的过程中，根据vB2=2aBx ①
解得：aB=−vB22x=−2.5m/s2
B车在t时刻的速度为：v=vB+aBt ②
B车的位移xB=vBt+12aBt2 ③
A车的位移xA=vAt ④
当两车速度相等时，v=vA ⑤
得t=8s
将时间t=8s代入到③，得：xB=30×8m−12×2.5×82m=160m
将时间t=8s代入到④，得：xA=80m
因xB两车速度相等时，最近距离为：△x=5m
答：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车不会相撞，两车最近距离是5m。
【解析】B车做匀减速直线运动，已知刹车距离，根据速度位移关系公式求解刹车的加速度；两车能够相撞或者最近距离的临界情况是两车速度相等，先根据速度时间关系公式求解速度相同的时间，然后分别求解出两车的位移进行判断。
研究追击问题关键抓住一个临界条件(速度相同)和两个等量关系(位移关系和时间关系)。卫星
距土星的距离/km
半径/km
质量/kg
发现者
发现年代
土卫五
527000
765
2.3×102
卡西尼
1672
土卫六
1222000
2575
1.35×102
惠更斯
1655