2023-2024学年广西壮族自治区南宁市高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广西壮族自治区南宁市高一（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。

1.关于加速度和速度的关系，下列说法正确的是( )
A. 加速度越大，速度越大B. 加速度越大，速度变化越大
C. 加速度越大，速度变化越快D. 速度变化时，加速度也一定变化
2.南宁市教育局要求全市各中小学校在学期初都要开展“安全文明出行”教育。其中《道路交通安全法》中规定：乘车的人(包括司机)必须系好安全带。这是因为( )
A. 系好安全带可以增加人的惯性
B. 系好安全带可以减小人的惯性
C. 系好安全带可以防止汽车加速时对乘员可能造成的伤害
D. 系好安全带可以防止汽车急停时对乘员可能造成的伤害
3.某物体做初速度为零的直线运动，其x−t图像为如图所示的抛物线；该物体运动的加速度大小为( )
A. 2m/s2B. 4m/s2C. 6m/s2D. 12m/s2
4.南宁大桥是世界首座大跨径曲线梁非对称外倾拱桥，已于2009年9月21日早上9时正式通车.从侧面看南宁大桥像两把对接的竖琴，从上面看又像展翅的蝴蝶，而连接拱顶和桥面的吊杆则像从彩虹上流下来的瀑布，美不胜收.南宁大桥北起青山路，南接平乐大道，线路全长约1314米，桥面限行速度为50km/h.则下列说法中正确的是( )
A. “50km/h”指的是瞬时速率
B. “50km/h”指的是平均速率
C. “线路全长约1314米”指的是指位移
D. “2009年9月21日早上9时”指的是时间
5.我们知道质量m与它的重力G满足的关系为：G=mg，其中“g”通常取9.8N/kg，则下列说法正确的是( )
A. “N”是国际单位制的基本单位
B. “kg”是国际单位制的导出单位
C. “N/kg”与“m/s2”是等价的
D. “1N”是指使质量为1kg的物体产生9.8m/s2的加速度所需要的力
6.如图所示，小车以a0的加速度沿水平面做直线运动，一物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，且物块与车厢壁没有粘连或钉在一起，已知物块与车厢壁动摩擦因数为μ。则下列说法正确的是( )
A. 小车一定在向右加速运动
B. 要使物块相对于车厢壁静止，则车的加速度a0大小至少是gμ
C. 若小车的加速度变大，则物块对车厢壁的压力可能不变
D. 若小车的加速度变小，则车厢壁对物块的摩擦力大小一定等于重力大小
7.如图所示，水平面上固定着倾角为30°的光滑斜面，斜面上放着一质量为mA =2kg的物块A，物块A通过轻质细绳跨过定滑轮连接质量为mB =3kg的物体B，用手托着B物块让A、B处于静止状态，现由静止释放物块B，重力加速度g=10m/s²，则物块A、B运动过程中细绳的张力大小为( )
A. 10NB. 12NC. 18ND. 30N
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示为南宁市某中学举行校秋季运动会的跳高决赛现场.小李同学以“跨越式”的方式跳过1.60m的高度拿到本届校运会的冠军.若忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 起跳时地面对他的支持力大于他的重力
B. 小李“跨越式”越过杆时重心的高度等于1.60m
C. 研究小李的跳高动作时，不可以看成质点
D. 脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态，小明下降过程中处于失重状态
9.雨滴在空中下落时，由于空气阻力的影响，最终会以恒定的速度匀速下降，我们把这个速度叫做收尾速度。在无风的天气条件下，某个质量为m(保持不变)的雨滴从静止开始下落，空气对下落雨滴的阻力与雨滴速度的平方成正比，即F阻=kv²(k为已知常数)。雨滴速度随时间的变化规律近似如图所示，已知重力加速度为g，则雨滴下落过程中( )
A. 雨滴达到收尾速度前做变加速曲线运动
B. 雨滴的收尾速度大小为 mgk
C. 雨滴速度达到收尾速度一半时的加速度等于34g
D. 0∼t1时间内雨滴的平均速度等于12 mgk
10.如图所示，木块B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过定滑轮Oʹ由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，不计滑轮与轮轴间的摩擦，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到Oʹ正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中( )
A. 地面对木块的摩擦力逐渐减小B. 轻杆对小球的作用力逐渐变小
C. 地面对木块的支持力逐渐变小D. 外力F逐渐变小
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图丙所示是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)某次实验中，弹簧秤指针位置如图乙所示，其读数为_______N；
(2)图丙中的__________是力F1和F2合力的理论值。(选填“F”或“F′”)
(3)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果__________发生变化。(选填“会”或“不会”)
12.某实验小组设计的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置简图如图甲所示，小车质量M与砝码质量m满足M>>m，请回答以下问题。
(1)该实验中使用的电磁打点计时器使用的电源是_____。
A.直流220 B.交流220V C.直流约8V D.交流约8V
(2)该实验小组的同学保持钩码质量不变，改变小车质量，探究研究加速度与质量的关系时，从中选出了其中一条清晰的纸带，如图乙所示，并取其中的O、A、B、C、D五个计数点进行研究(每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出)，该同学测出计数点A、B、C、D到计数点O的距离分别为3.10cm、7.72cm、13.87cm、21.53cm。已知打点计时器每0.02s打一个点，则打下B点时小车的速度为__________m/s，小车的加速度为__________m/s²；(以上结果均保留两位有效数字)
(3)该实验小组的同学又保持小车质量不变，改变钩码质量，探究加速度与合外力的关系，并根据实验数据作出了加速度a与拉力F图线如图丙所示，发现该图线明显不通过原点，请写出图线明显不通过原点的主要原因是__________。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.2023年10月28日下午，第一届全国学生(青年)运动会(公开组)蹦床个人决赛在广西体育馆举行，南宁队的倪晶晶获得女子网上个人项目季军。如图，某次倪晶晶离开蹦床后竖直向上运动，重心上升的最大高度为5m，若忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s²，求：
(1)离开蹦床时的速度大小；
(2)从离开蹦床到再次接触蹦床的时间。
14.木块A、B质量分别是m1=2kg和m2=4kg，它们与水平地面之间的摩擦因数均为μ=0.2，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了△x1=1.5cm，弹簧原长为L0=8cm，弹簧劲度系数为k=200N/m，系统置于水平地面静止不动。现用水平向右的外力F作用在木块B上，如图所示。求：
(1)外力F1=4N时，求A、B受到的摩擦力分别为多少；
(2)施加外力使A、B起向右做a=2m/s2的匀加速直线运动，求此匀加速阶段外力F2的大小及A、B间的距离LAB。
15.如图所示，倾斜角θ=30°的传送带，以v0=4m/s的速度顺时针匀速转动，传送带的长度L=6m，水平面上有M=1kg的木板紧靠在传送带底端B侧，木板上表面与传送带底端B等高。质量m=3kg的物块(可视为质点)从传送带的顶端A由静止释放，刚开始以a1=8m/s²的加速度做匀加速直线运动，在底端B滑上静止的木板，最终物块恰好不滑离木板。已知物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，木板与地面间的动摩擦因数μ3=0.2，重力加速度取g=10m/s²。假设小物块冲上木板前后瞬间速度大小不变，求：
(1)求物块与斜面的摩擦因数μ1和到底端B的速度vB；
(2)小物块从A端开始运动到与木板达到共同速度所用的时间t；
(3)木板左端最终距离传送带B端的最远距离x。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【答案】C
【详解】加速度表征速度变化快慢，不能表征速度大小，所以加速度越大时，速度及变化量可能很小，加速度越大，速度变化快，速度变化时，加速度可以恒定不变。
故选C。
2.【答案】D
【解析】【分析】物体总保持原来运动状态不变的特性叫做惯性，质量是物体惯性大小的唯一的量度，与物体的运动状态和所处的位置无关．力是改变物体运动状态的原因．
本题考查了惯性的基本概念及影响因素，同学们只要记住质量是惯性的唯一量度，与其它任何因素无关就可以了．该题难度不大，属于基础题．
【解答】AB、质量是物体惯性大小的唯一的量度，系好安全带不可以改变人的惯性，故AB错误；
CD、 安全带系在人的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止汽车急停时因人的惯性而造成的伤害，故D正确，C错误。
3.【答案】B
【解析】【分析】
根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=12at2，代入数据即可求出加速度。
本题直接考查了初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=12at2，位移图象是抛物线，结合图象即可顺利求解。
【解答】
初速度为零的匀加速直线运动x=12at2得：a=2xt2=2×1832m/s2=4m/s2，故B正确，ACD错误；
故选B。
4.【答案】A
【解析】【分析】
路程是运动轨迹的长度，位移的大小等于物体初末位置的距离；瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，平均速度是物体在某一段时间或某一段位移内的速度．
解决本题的关键知道路程和位移的区别，时刻和时间的区别，以及平均速度和瞬时速度的区别，平均速度的大小等于位移与时间的比值。
【解答】
AB、“50km/h”指的是瞬时速率，故A正确， B错误；
C、“线路全长约1314米”指的是指路程，故C错误；
D、“2009年9月21日早上9时”指的是时刻，故D错误。
5.【答案】C
【解析】【分析】本题考查力学单位制的有关问题，简单题，国际上规定共有七个基本量，基本量的单位叫基本单位，国际单位制是单位制中的一种。根据牛顿第二定律可知，“牛顿/千克”与“米每二次方秒”是等价的，1牛顿是指使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力。
【解答】A.“N”是国际单位制但不是基本单位，故A错误；
B.“kg”是国际单位制的基本单位，故B错误；
C.根据牛顿第二定律可知，“牛顿/千克”与“米每二次方秒”是等价的，故C正确；
D.1牛顿是指使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力，故D错误。
6.【答案】B
【解析】【答案】B
【详解】A.物块与车厢具有相同的加速度，则物块所受的摩擦力和重力平衡，水平向右的弹力提供加速度，即加速度向右，则小车正在向右加速运动或向左做减速运动，故A错误；
B.要使物块相对于车厢壁静止，有
mg≤μN
N=ma
解得
a≥gμ
故B正确；
C.物块在水平方向由车厢壁的支持力提供加速度，若小车的加速度变大，则车厢壁对的物块支持力变大，由牛顿第三定律可知物块对车厢壁的压力变大，故C错误；
D.若小车的加速度变小，当加速度大于等于 gμ ，车厢壁对物块的静摩擦力与重力平衡，而加速度小于 gμ 时，物块会下滑，车厢壁对物块的滑动摩擦力小于重力，故D错误。
故选B。
7.【答案】C
【解析】【答案】C
【详解】对物块A、B的系统在沿着细绳的方向由牛顿第二定律有
mBg−mAgsin30∘=(mA+mB)a
解得两物体沿着细绳方向的加速度大小为
a=4m/s2
对B物体由牛顿第二定律有
mBg−T=mBa
解得细绳的张力大小为
T=18N
故选C。
8.【答案】AC
【解析】【分析】
当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．
本题主要考查了对超重失重现象的理解，人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力或悬挂物的拉力变了．
【解答】
A、起跳时加速度的方向向上，所以地面对他的支持力大于他的重力。故A正确；
B、小李“跨越式”越过杆时重心的高度大于1.60m，故B错误；
C、研究小李的跳高动作时，要研究各部位的运动情况，不可以看成质点，故C正确；
D、人起跳以后在上升过程，只受重力的作用，有向下的重力加速度，处于完全失重状态，下降过程中，只受重力的作用，有向下的重力加速度，也处于失重状态，故D错误。
9.【答案】BC
【解析】【详解】A.雨滴从静止开始下落，空气对下落雨滴的阻力与雨滴速度的平方成正比，由牛顿第二定律有
mg−kv2=ma
可知随着速度的增大，加速度逐渐减小，因初速度为零，则雨滴达到收尾速度前做变加速直线运动，故A错误；
B.当雨滴的加速度等于零时做匀速直线运动，则有
mg=kvm2
故收尾速度为
vm= mgk
故B正确；
C.当雨滴速度达到收尾速度一半时，有
mg−k(vm2)2=ma1
可得加速度为
a1=34g
故C正确；
D.若0∼ t1 时间做匀加速直线运动，平均速度为
v=ht1=0+vm2=12 mgk
雨滴实际做加速度减小的变加速直线运动，在相同时间 t1 内比匀加速直线的位移多，则平均速度大于 12 mgk ，故D错误。
故选BC。
10.【答案】AD
【解析】【分析】
对小球受力分析，由力的相似三角形判断轻杆对小球的作用力及拉力F的变化；对木板由共点力的平衡结合数学关系得解；在水平方向由共点力的平衡得解。
本题主要考查共点力的平衡，熟悉共点力的平衡及动态分析是解题的关键，难度一般。
【解答】
D.对小球A进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示，
根据几何关系可知两三角形相似，因此mgOO′=FO′A=F′OA，缓慢运动过程O′A越来越小，，则F逐渐减小，故D正确。
B.由于OA长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故 B错误。
AC.对木板，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越小，所以地面对木板的支持力逐渐增大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，故 C错误， A正确。
11.【答案】 (1) 3.15(3.14∼3.16) (2) F (3)不会
【解析】(1)弹簧秤的精度为0.1N，估读到0.01N，其读数为3.15N(3.14∼3.16)；
(2)由于 F′ 起到的效果与F1、F2共同作用的效果相同，所以叫做F1、F2的合力的实际值，而以F1、F2为邻边所作平行四边形的对角线F是理论值；
(3)若将细绳换成橡皮筋，用两弹簧秤拉动到同一结点O，则实验结果仍会相同。
12.【答案】 (1)D (2)0.54 1.5 (3)平衡摩擦力过度
【解析】(1)电火花打点计时器使用的是220V的交流电，而电磁打点计时器使用的低压交流电源，约8V；故选D。
(2)每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，则计数点的间隔为
T=5×0.02s=0.1s
由匀变速直线运动的推论有平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而B点是AC段的中间时刻，可得
vB=xAC2T=(13.87−3.10)×10−22×0.1m/s≈0.54m/s
由匀变速直线运动的判别式 Δx=aT2 ，结合连续四段位移采用逐差法可得加速度为
a=xBD−xOB4T2=(21.53−7.72−7.72)×10−24×0.12m/s2≈1.5m/s2
(3)由 a−F 图像可知，当 F=0 时，小车的加速度不等于零，说明平衡摩擦力过度，小车所受的重力和摩擦力的合力产生了加速度。
13.【答案】(1) v0=10m/s ；(2) t=2s
【详解】(1)运动员重心上升的最大高度为5m为匀减速直线运动，设初速度为 v0 ，有
0−v02=−2gh
解得离开蹦床时的速度大小为
v0=10m/s
(2)运动员上升的时间为
t1=v0g=1s
而竖直上抛运动的上升和下降运动对称，则从离开蹦床到再次接触蹦床的时间为
t=2t1=2s

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1) fA=3N ， fB=7N ；(2) F=24N ， LAB=12cm
【详解】(1)B与地面的最大静摩擦为
fmax=μm2g=8N
根据胡克定律代入数值，得弹簧的弹力大小为
F弹=k⋅Δx1=3N
外力F1=4N拉B时在水平方向满足
F1+F弹=7N所以B不会有相对滑动，对B由平衡条件可知B所受摩擦力为
fB=7N
方向水平向左，而A也处于静止状态，所受的静摩擦力为
fA=F弹=3N
方向水平向右。
(2)若A、B一起在F的作用下向右匀加速直线运动，以整体为研究对象由牛顿第二定律有
F2−μm1g−μm2g=(m1+m2)a
解得
F=24N
设弹簧的伸长量为 Δx2 ，以A为研究对象，由牛顿第二定律有
k⋅Δx2−μm1g=m1a
解得
Δx2=4cm
则弹簧的伸长量为故A、B间的距离为
LAB=L0+Δx2=12cm

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1)物块从传送带的顶端A由静止释放，刚开始以a₁=8m/s²的加速度做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
mgsinθ+μ1mgcsθ=ma1
解得
μ1= 35
设物块与传送带共速用时为t，则有
t=v0a1=0.5 s
物块运动的位移为
x′=v02t=1 m
由于 mgsinθ>μ1mgcsθ ，则物块继续加速运动，有
mgsinθ−μ1mgcsθ=ma2
根据速度—位移公式有
v B2−v02=2a2(L−x′)
解得
vB=6 m/s
(2)设在斜面上第二段加速所用时间为 t1 ，则
vB−v0 =a2t1
滑上木板后，物块的加速度为
μ2mg=ma3
木板的加速度为
μ2mg−μ3(M+m)g=Ma4
最终物块恰好不滑离木板，设物块从B点到二者共速的时间为 t2 ，则有
vB−a3t2=a4t2
则总时间为
t总=t +t1+t2=2.25 s
(3)木板在 t2 时间运动的距离为
x1=12a4t22=98 m
此时的速度为
v′=a4t2=3 m/s
此后两物体共同减速运动，加速度为 a5 ，则有
μ3(M+m)g=(M+m)a5
木板减速的位移为
x2=v′22a5=94 m
木板左端最终距离传送带B端的最远距离
x=x1+x2=278 m

【解析】详细解答和解析过程见答案