2023-2024学年福建省龙岩市一级校联盟高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年福建省龙岩市一级校联盟高一（上）期末考试物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了手机导航给人们出行提供了便利等内容，欢迎下载使用。

A. 甲图中的“33公里”、“29公里”是指位移的大小
B. 乙图汽车速度表上的“70km/h”是指瞬时速率
C. 研究汽车在导航图中的位置不能把汽车当成质点
D. 甲图导航信息上的“46分钟”、“39分钟”是指时刻
2.关于弹力的产生条件，下列说法中正确的是( )
A. 两个接触的物体间一定有弹力B. 两个不接触的物体间也可能有弹力
C. 只要物体发生形变就一定有弹力产生D. 只有发生弹性形变的物体间才能产生弹力
3.如图所示，东山风动石是福建省著名的景点，上下两块形状不规则的甲、乙石块叠放在一起，在任何风吹雨打的情况下总能保持平衡。关于风动石下列说法正确的是( )
A. 甲一定只受两个力
B. 乙对甲的支持力与甲受到的重力是一对相互作用力
C. 甲对乙的压力就是甲的重力
D. 乙对甲的支持力与甲对乙的压力是一对相互作用力
4.在一平直马路上，甲、乙两车同向行驶。t=0时，甲车在前，乙车在后，相距x0=50m，速度均为v0=20m/s。从此刻开始两车按如图所示规律运动，均以初速度方向为正方向，则下述说法正确的是
( )
A. t=4s时两车相距最远B. t=2s时两车相距最近
C. 两车最近距离为10mD. 两车可能会相遇
5.2023年10月3日，在杭州亚运会跳水项目女子10米跳台决赛中，全红婵凭借“水花消失术”征服了评委和观众并获得冠军。如图所示为全红婵上升和下降的两个精彩瞬间，不计空气阻力，全红婵从离开跳台至入水前，下列说法正确的是( )
A. 全红婵运动到最高点时加速度为0B. 全红婵的速率先变小后变大
C. 全红婵在下降阶段处于失重状态D. 全红婵离开跳台后上升阶段处于超重状态
6.如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是
( )
A. 香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为12mg
B. 香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变小
C. 香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力不变
7.小明同学用力传感器探究滑动摩擦力的大小，如图甲所示。质量m=1.5kg的物块放在水平长木板上，物块右端拴一根细线，细线与固定在实验台上的力传感器相连，传感器能记录细线拉力大小F。现用水平向左的力拉动长木板，得到F−t图像如图乙所示。结合图中相关信息，以下说法正确的是
( )
A. 实验时长木板不必保持匀速直线运动
B. 实验时用4N的水平拉力可以拉动静止的长木板
C. 物块与木板间的动摩擦因数μ约为13
D. 物块与木板间的动摩擦因数μ约为730
8.龙龙高铁是国家《中长期铁路网规划》建设项目，东起福建省龙岩市，途经上杭县、武平县进入广东省境内。2023年11月23日试运行列车从龙岩站开出驶向武平站，标志着龙龙高铁龙岩至武平段开始按图行车试验。下图为CRH2试运行客运列车组，该动车组由8节车厢组成，只有第一节车厢为动力车，各车厢的质量均相等，列车在水平直轨道上行驶时所受阻力大小与车重成正比。该列车沿水平直轨道行驶时，下列说法正确的是( )
A. 若列车匀速行驶，则车厢间的作用力为零
B. 若列车匀速行驶，则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1∶7
C. 若列车匀加速行驶，则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1∶8
D. 若列车匀加速行驶，则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1∶7
9.高空坠物现象被称为“悬在城市上空的痛”，已成为城市中仅次于交通事故的危险行为。试想一个花盆从高为20m的七楼窗台上坠落，忽略空气阻力，取g=10m/s2。花盆在空中下落的时间为_____s；花盆落地时的速度为_____m/s；花盆在最后1s内下落的距离为_____m。
10.榫卯结构是极为精妙的发明，广泛应用于中国古建筑和古典家具中，体现了中国匠人的精湛技艺。如图所示，木工师傅用一直角三角形木楔来紧固榫卯A、B，现用F=200N的水平力打击木楔，木楔对A有400N的弹力，木楔自身重力、摩擦均忽略不计，则木楔对A的弹力方向为_____(选填“竖直向上”、“与木楔斜面垂直向上”)，木楔的夹角θ等于_____，木楔对B的弹力为_____N。
11.如图甲所示，清洗楼房玻璃的工人靠一根绳索把自己悬挂在几十层高的大楼外，从楼顶开始缓慢下滑，清洗楼层的玻璃幕墙。工人贴墙缓慢下滑的过程，可简化为图乙所示的模型。不计人与玻璃幕墙间的摩擦、绳索的重力。则在下滑过程中绳索对人的拉力大小FT_____，竖直玻璃幕墙对人的弹力大小FN____(均选填“增大”、“不变”、“减小”)，FT_____大于G(选填“一定”、“不一定”)
12.小张同学家里有两根长度相同的弹簧，想利用它们制做两个弹簧秤。小张利用如图甲所示装置来测定两根弹簧的劲度系数，具体做法如下：
①将A弹簧的一端固定在铁架台上，让弹簧自然下垂，用刻度尺测量弹簧的长度。
②在弹簧的挂钩上挂一个钩码，钩码稳定时，测量弹簧的长度并计算出伸长量x，依次增加钩码，重复上述操作。
③画出弹力的大小F与弹簧伸长量x的关系图像，如图乙中的图线A所示。
④再用另一根弹簧B重做上述实验，并作出F−x关系图像如图乙中的图线B所示。
请回答下列问题：
(1)由图像可看出F与x呈现_____(选填“线性”或“非线性”)关系。
(2)根据图像计算出弹簧A的劲度系数k=_____N/m。
(3)根据小张的实验操作过程可以判断，弹簧的自重对实验结果_____(选填“有”、“无”)影响。
(4)用A、B两根弹簧分别制作两个刻度线完全相同的弹簧秤，用_____(选填“A”、“B”)弹簧制作的弹簧秤量程较小。
13.某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)对本实验的操作，下列说法中正确的是_____。
A.实验中需要测量沙和沙桶的质量
B.让小车靠近打点计时器，先释放小车，后接通打点计时器的电源
C.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
D.平衡摩擦力时，需取下沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑
(2)实验过程中，该同学打出了一条纸带如图乙所示。打点计时器使用50Hz交流电源，图中O、A、B、C、D、E、F为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出，根据纸带可计算B点的瞬时速度大小vB=_____m/s，并计算纸带所对应小车的加速度大小a=_____m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(3)在探究加速度与质量的关系时，在满足实验要求的情况下，改变小车上砝码质量m，测出对应的加速度a，以m为横坐标，以1a为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的图像。图中纵轴的截距为b，斜率为k，则小车的质量为_____。
14.某小组在研究某款汽车的性能时，在表格中记录了该汽车沿平直公路由静止启动、匀速行驶和制动停止三个过程的部分速度和时间的数据。若汽车启动和制动过程均可视为匀变速直线运动，则在本次测试中：
(1)求汽车加速运动的加速度大小；
(2)求汽车做匀加速直线运动的时间和位移的大小。
15.如图甲所示，为学校举行的托乒乓球跑步比赛情景，赛道为水平直道。某同学在比赛过程中匀速前进的阶段，球拍的倾角θ始终为53∘，质量m为3×10−3kg的乒乓球一直位于球拍中心相对球拍保持静止，如图乙所示。球与球拍之间的动摩擦因数μ为0.4，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，乒乓球受到的空气阻力F大小与其速度v的大小成正比，即F=kv(比例系数k为常数，不受其它因素影响)，F方向与运动方向相反。重力加速度g取10m/s2。(已知sin53∘=0.8,cs53∘=0.6)
(1)当该同学以速度v0=1m/s做匀速直线运动时，球与球拍之间恰无摩擦，求乒乓球对球拍的压力大小和F=kv中的比例系数k；
(2)若要使乒乓球相对球拍恰好不向上滑动，求该同学跑步的速度大小。
16.物理老师在课堂上向学生演示惯性的一个实验，如图甲所示，将一长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，老师用手指将纸板迅速水平弹出，橡皮擦脱离纸板后停在桌面上，且并未发生明显的位移。学习兴趣小组课后对该实验进行了进一步的深入研究，已知橡皮擦可视为质点，质量为m1=0.02kg，硬纸板的质量为m2=0.01kg，长度为l=10.5cm。手指弹纸板时对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后，纸板获得初速度v0但位移近似为零。当纸板获得v0=0.315m/s的水平初速度后，纸板、橡皮擦运动的v−t图像如图乙所示。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2。求：
(1)橡皮擦与纸板间的动摩擦因数μ1和纸板与桌面间的动摩擦因数μ2；
(2)要使橡皮擦与纸板发生相对滑动，手指对纸板的弹力F0的最小值；
(3)要使橡皮擦能够脱离纸板，纸板获得的初速度v0至少为多大。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.甲图中的“33公里”、“29公里”是指路程，选项A错误；
B.乙图汽车速度表上的“70km/h”是指瞬时速率，选项B正确；
C.研究汽车在导航图中的位置时，汽车的大小可忽略不计，能把汽车当成质点，选项C错误；
D.甲图导航信息上的“46分钟”、“39分钟”是指时间间隔，选项D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】A.两个接触的物体间只有发生弹性形变时才会有弹力，选项A错误；
B.两个不接触的物体间不可能有弹力，选项B错误；
CD.物体发生弹性形变会对与它接触的物体产生弹力作用，物体发生形变不一定产生弹力作用，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】A.由于两块石头的形状不规则，故甲石块除了重力和支持力之外可能还有其他外力，故A错误；
B.乙对甲的支持力与甲受到的重力是作用在同一个物体上的两个力，不是相互作用力，故B错误；
C.甲对乙的压力是弹力，与重力的性质不同，不是同一个力，故C错误；
D.乙对甲的支持力与甲对乙的压力大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解析】ABC. t=0 时，甲车在前，乙车在后，由图像可知， 0∼2s 内甲车做匀减速直线运动，乙车做匀速运动，两车间的距离逐渐减小，甲车的位移为
x甲1=12×20×2m=20m
乙车的位移为
x乙1=v0t1=20×2m=40m
则
x乙1−x甲1=40m−20m=20m则2s内乙车未追上甲车， 2s∼6s ，甲车做匀加速直线运动，乙车做匀减速直线运动，则2s后两车速度相等时，两车相距最近，由甲车图像可知
a甲=ΔvΔt=206−2m/s2=5m/s2
当两车速度相等时，甲的速度为
v甲=a甲t2
乙车的速度为
v乙=v0+a乙t2
又
v甲=v乙
联立解得
t2=2s
则两车相距最近的时间为
t=t1+t2=4s
甲车的位移为
x甲=x甲1+x甲2=x甲1+12a甲t22=20m+12×5×22m=30m
乙车的位移为
x乙=x乙1+x乙2=x乙1+v0t2+12a乙t22=40m+20×2m−12×5×22m=70m
两车最近距离为
x0+x甲−x乙=50m+30m−70m=10m
故AB错误，C正确；
D.4s前两车未相遇，4s后甲车的速度大于乙车的速度，两车距离越来越大，则两车不可能相遇，故D错误。
故选C。
5.【答案】BC
【解析】A.全红婵运动到最高点时，只受重力作用，加速度为重力加速度，故A错误；
B.全红婵做竖直上抛运动，先向上减速再向下加速，故B正确；
CD.全红婵离开跳台后，无论是上升状态还是下降状态，都具有向下的加速度，均处于失重状态，故C正确，D错误。
故选BC。
6.【答案】BD
【解析】A.对香肠受力分析如图所示。
根据平衡条件有
N1=N2
2N1csθ=mg
解得香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
N1=N2=mg2csθ
故A错误；
BC.设金属杆之间的距离为 d ，金属杆的直径为 R ，香肠的直径为 r ，根据几何关系有
sinθ=d2(R+r)
香肠烤熟后，半径变大，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变小，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变小，故B正确，C错误；
D.香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力与烤肠的重力平衡，等大反向，故两根金属杆对烤肠的合力不变，故D正确。
故选BD。
7.【答案】AD
【解析】A.长木板受到的摩擦力可以由力传感器测得，且长木板受到的滑动摩擦力与长木板运动状态无关，故实验时长木板不必保持匀速直线运动，故A正确；
B.由图乙可知长木板受到的最大静摩擦力为 5N ，故实验时用4N的水平拉力不可以拉动静止的长木板，故B错误；
CD.由图乙可知长木板受到的滑动摩擦力为 3.5N ，则
f=μmg
解得物块与木板间的动摩擦因数约为
μ=730
故C错误，D正确。
故选AD。
8.【答案】BD
【解析】AB.设第一节车厢的牵引力为 F ，各车厢所受的阻力为 f ，若列车匀速行驶，对整体有
F−8f=0
对第1节车厢，根据平衡条件有
F−F12=f
对第8节车厢，根据平衡条件有
F78=f
若列车匀速行驶，则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为
F78:F12=1:7
车厢间的作用力不为零，故A错误，B正确；
CD.若列车匀加速行驶，对整体有
F−8f=8ma
对第1节车厢，根据牛顿第二定律有
F−F12−f=ma
对第8节车厢，根据牛顿第二定律有
F78−f=ma
若列车匀加速行驶，则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为
F78:F12=1:7
故C错误，D正确。
故选BD。
9.【答案】 2 20 15
【解析】[1]花盆做自由落体运动，则
h=12gt2
解得花盆在空中下落的时间为
t=2s
[2]花盆落地时的速度为
v=gt=20m/s
[3]花盆在最后1s内下落的距离为
h1=12gt2−12g(t−1)2=15m
10.【答案】 与木楔斜面垂直向上 30∘ 200 3
【解析】[1]弹力的方向垂直接触面指向受力物体，则木楔对A的弹力方向为与木楔斜面垂直向上。
[2][3]根据题意，由牛顿第三定律可知，A对木楔的压力大小为 400N ，方向为与木楔斜面垂直向下，对木楔受力分析，如图所示
由平衡条件有
FAsinθ=F ， FAcsθ=FB
解得
θ=30∘ ， FB=200 3N
由牛顿第三定律可知，木楔对B的弹力为
FB′=FB=200 3N
11.【答案】 减小 减小 一定
【解析】[1]设绳子与竖直方向的夹角为 θ ，下滑过程中，人保持静止，根据平衡条件可得
FTcsθ=G
下滑过程中绳索对人的拉力大小为
FT=Gcsθ
下滑过程中， θ 减小，绳索对人的拉力大小 FT 减小。
[2]竖直玻璃幕墙对人的弹力大小为
FN=FTsinθ=Gtanθ
下滑过程中， θ 减小，竖直玻璃幕墙对人的弹力大小 FN 减小。
[3]下滑过程中绳索对人的拉力大小为
FT=Gcsθ>G
故 FT 一定大于 G 。
12.【答案】 线性 200 无 B
【解析】(1)[1]由图像可看出F与x成正比，呈现线性关系。
(2)[2]根据图像计算出弹簧A的劲度系数为
k=ΔF1Δx1=84×10−2N/m=200N/m
(3)[3]设弹簧的质量为 m ，弹簧的原长为 x0 ，弹簧竖直悬挂时的长度为 x1 ，挂上钩码后的长度为 x2 ，则
mg=k(x1−x0)
F+mg=k(x2−x0)
其中
x=x2−x1
整理得
F=kx
故弹簧的自重对实验结果无影响。
(4)[4]根据胡克定律
F=kx
图像的斜率表示弹簧的劲度系数，弹簧A图像斜率较大，劲度系数较大，用A、B两根弹簧分别制作两个刻度线完全相同的弹簧秤，用B弹簧制作的弹簧秤量程较小。
13.【答案】 D 0.25 0.75 bk
【解析】(1)[1]AC.绳子的拉力可以通过弹簧测力计测得，实验中不需要测量沙和沙桶的质量，实验中不需要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量，故AC错误；
B.让小车靠近打点计时器，为打点稳定，应先接通打点计时器的电源，后释放小车，故B错误；
D.平衡摩擦力时，需取下沙桶，调整长木板的倾角使小车拖着纸带沿长木板匀速下滑，故D正确。
故选D。
(2)[2]相邻两计数点的时间间隔为
T=5×1f=5×150s=0.1s
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，B点的瞬时速度大小
vB=xAC2T=6.45−1.402×0.1×10−2m/s≈0.25m/s
[3]根据逐差法求出小车的加速度大小为
a=xCF−xOC(3T)2=19.65−6.45−6.459×0.12×10−2m/s2=0.75m/s2
(3)[4]根据牛顿第二定律有
2F=(M+m)a
整理得
1a=12Fm+M2F
图像的斜率为
k=12F
纵轴的截距为
b=M2F
小车的质量为
M=bk
14.【答案】(1)2 m/s2；(2)17s，289m
【解析】(1)由
a1=ΔvΔt
得汽车加速运动时的加速度大小
a1=2 m/s2
(2)由题表数据可知，汽车的最大速度 v=34m/s ，由
t=va1
得汽车加速运动的时间
t=17s
由
s=0+v2t
匀加速直线运动的位移大小
s=289m
15.【答案】(1) 5×10−2N ， k=4×10−2N⋅s/m ；(2) 3914m/s
【解析】(1)在匀速运动阶段，由平衡条件有
Ncsθ=mg
mgtanθ=kv0
解得
N=5×10−2N ， k=4×10−2N⋅s/m
(2)沿斜面方向建立坐标系：当乒乓球恰好不上滑时， Ff1 沿球拍向下，对乒乓球受力分析如图
由
Ff1=μFN1
根据平衡条件可得
FN1=mgcsθ+F1sinθ
F1csθ=Ff1+mgsinθ
其中
F1=kv1
联立解得
v1=3914m/s
16.【答案】(1)0.20，0.15；(2)0.105N；(3)
【解析】(1)根据题意，由 v−t 可得，橡皮擦运动的加速度为
对橡皮擦，根据牛顿第二定律可得
μ1m1g=m1a1
解得
μ1=0.2
由 v−t 可得，纸板运动的加速度为
对纸板根据牛顿第二定律可得
μ1m1g+μ2m1g+m2g=m2a2
解得
μ2=0.15
(2)当橡皮擦刚好相对纸板滑动，对橡皮擦有
μ1m1g=m1a1
对橡皮擦和纸板整体有
F0−μ2m1+m2g=m1+m2a1
联立解得
F0=0.105N
(3)纸板获得速度后做减速运动，橡皮擦做加速运动，当橡皮擦与纸板共速时刚好脱离纸板，此时， v0 最小设为 v0min 。则对橡皮擦有
x1=12a1t2 ， v=a1t
对纸板有
μ1m1g+μ2m1+m2g=m2a2
x2=v0mint−12a2t2
v=v0min−a2t
根据位移关系有
x2−x1=l2
联立解得
v0min=1.05m/s
则要使橡皮擦脱离纸板， v0 需满足
v0≥v0min=1.05m/s
时间(s)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
速度(m/s)
0
6
12
18
24
30
34
34
24
12
0