福建省福建师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题

这是一份福建省福建师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷．当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙．则下列说法正确的是（ ）
A．人向上弹起过程中，一直处于超重状态
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
2．在轻绳的两端各拴一个小球，某人用手拿着绳子上端的小球，站在三层楼阳台上，释放小球，使小球做自由落体运动，两小球相继落地的时间差为∆t，如果人站在四层楼阳台上，释放小球，让小球做自由落体运动，则两小球相继落地的时间差将（ ）
A．小于∆tB．等于∆tC．大于∆tD．无法确定
3．广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，以向上为正方向a-t图像如图所示。则下列相关说法正确的是（ ）
A．t=4.5s时，电梯处于失重状态
B．5~55s时间内，绳索拉力最小
C．t=59.5s时，电梯处于超重状态
D．t=60s时，电梯速度恰好为零
4．如图所示，A、B两球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，重力加速度为g，在细线被烧断的瞬间（ ）
A．A球加速度大小为gsinθB．A球加速度大小为2gsinθ
C．B球加速度大小为2gsinθD．B球加速度大小为gsinθ
5．甲、乙两人用两绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升，如图所示，开始提升时两绳之间的夹角为锐角。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中，aO绳和bO绳的弹力分别为Fa、Fb，以下判断正确的是（ ）
A．Fa、Fb都逐渐减小
B．Fa、Fb都逐渐增大
C．Fa先减小后增大，Fb一直在增大
D．Fa一直在增大，Fb先减小后增大
6．某城市广场喷泉的喷嘴横截面为S，喷泉喷出的水柱超过了高度h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，则用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（ ）
A．B．
C．D．
7．质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动，t=0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的v~t图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10m/s2，则
A．物体与水平面间的动摩擦因数为
B．10s末恒力F的瞬时功率为6W
C．10s末物体在计时起点左侧4m处
D．0～10s内恒力F做功的平均功率为0.6W
8．如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D是轨迹上的四点，测得，，，且物体通过AB、BC、CD所用时间相等，则OA之间的距离为（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
9．以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到抛出点的过程中，各力做功的情况正确的是（ ）
A．重力做的功为零B．物体克服重力做的功为-mgh
C．物体克服空气阻力做的功为2fhD．合外力做的功为零
10．静止在水平地面的物块，受到水平方向的拉力F作用，此拉力方向不变，其大小F与时间t的关系如图所示。设物块与地面间的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相等，则（ ）
A．0~t1时间内F的功率逐渐增大B．时刻物块的加速度最大
C．时刻后物块做反向运动D．时刻物块的动能最大
11．如图所示为甲、乙两球同向运动的v－t图象，甲球从静止出发，乙球以某一初速度运动，在t＝3 s时两球恰好相遇，则( )
A．甲、乙两球从同一地点出发，且在t＝2 s时两球相距最近
B．在t＝1 s时乙球在前，甲球在后
C．在t＝2 s时乙球在前，甲球在后
D．在t＝0时，甲、乙两球相距2.25 m
12．如图所示，将砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力F将纸板迅速抽出。若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，砝码与纸板左端的距离及与桌面右端的距离均为d。下列说法正确的是（ ）
A．纸板相对砝码运动时，纸板所受摩擦力的大小为μ（2M＋m）g
B．要使纸板相对砝码运动，F一定大于2μ（M＋2m）g
C．若砝码与纸板分离时的速度小于，砝码不会从桌面上掉下
D．当F=μ（2M＋3m）g时，砝码恰好到达桌面边缘
三、填空题
13．国际单位制中力学的基本单位是 、 、 。（用字母符号表示）
14．质量为m的汽车由静止开始运动，汽车在运动过程中所受阻力恒为f，汽车发动机的额定输出功率为P。若汽车在平直公路上从静止开始做加速度为a的匀加速运动，则匀加速运动的最长时间为t= ；若汽车以额定输出功率P从静止驶上倾角为α的山坡，重力加速度为g，则汽车能达到的最大速度为v= 。
四、实验题
15．在做“验证力的平行四边形定则”实验时：
（1）要使每次合力与分力产生相同的效果，必须
（2）如图所示，是两位同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果，则其中 同学实验结果比较符合实验事实。
16．为了探究物体质量一定时，加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量，m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力
B．用天平测出沙和沙桶的质量
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是周期为0.02s的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 （填选项前的字母）
A． B． C． D．
（4）乙同学根据测量数据作出如图所示的a-F图线，该同学做实验时存在的问题是 。
A．先释放小车，后接通电源
B．沙和沙桶的质量m没有远小于小车的质量M
C．平衡摩擦力时木板没有滑轮的一端垫得过高
D．没有平衡阻力或平衡阻力不够
五、解答题
17．如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡公路行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1=10m/s，汽车继续沿下坡公路匀加速直行=350m、下降高度h=50m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2=20m/s。（重力加速度g取10m/s2）
（1）求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；
（2）求汽车沿公路下坡过程中所受的阻力大小
（3）若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。（）
18．如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球．静止时，箱子顶部与球接触但无压力．箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v．
（1）求箱子加速阶段的加速度大小a'．
（2）若a>g tan，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力．
19．如图，质量分别为mA=1kg、mB=2kg两块相同材质和长度的木板A和B依次排放水平面上，木板上表面与平台等高，其长度均为L=7m。质量为m=2kg的小滑块放置在水平台上，与木板A左端的距离x=6.25m滑块与水平台、木板与水平面的动摩擦因数均为μ1=0.2，滑块与木板间的动摩擦因数μ2=0.8。现给滑块一水平向右的初速度v0=13m/s，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）滑块刚滑上木板A时的速度；
（2）木板A的运动位移大小；
（3）最终滑块到木板A右端的距离。
A．每次将橡皮条拉到同样的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次准确读出弹簧秤的示数
D．每次记准绳的方向
参考答案：
1．C
【详解】A．人向上弹起的过程中，先做加速度逐渐减小的加速直线运动(超重状态)，而后做加速度逐渐增加的减速直线运动(失重状态)，最后做匀减速直线运动(完全失重)到最高点，选项A错误；
B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力和人对踏板的作用力属于作用力和反作用力，二者等大反向，选项B错误；
CD．当弹簧压缩到最低点时，人有竖直向上的加速度，根据牛顿第二定律可知，高跷对人的作用力大于人的重力，由牛顿第三定律可知人对高跷的作用力大于人的重力，高跷对地的压力大于人和高跷的总重力，选项C正确，D错误；
故选C。
2．A
【详解】设细线的长度为L，第一个小球着地后，另一个小球运动的位移为L，在L内运行的时间即为两球落地的时间差∆t，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度，高度越高，落地的速度越大，则可知高度越高，另一个小球在位移L内的初速度越大，根据位移时间关系
初速度越大，时间t越短，所以人站在四层楼阳台上释放小球，则两小球相继落地的时间差将小于∆t。
故选A。
3．D
【详解】A．据题，电梯在t=0时由静止开始上升，加速度向上，此时加速度a＞0，t=4.5s时，a＞0，加速度向上，电梯处于超重状态，故A错误；
B．5～55s时间内，a=0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；
C．t=59.5s时，a＜0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C正确；
D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内a-t图象与坐标轴所围的面积为0，所以60s内速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t=60s时，电梯速度恰好为0．故D正确．
故选D。
4．B
【详解】AB．细线在未烧断前，根据共点力平衡得，弹簧的弹力为
对于A，合力为
根据牛顿第二定律得，A的瞬时加速度方向沿斜面向下，大小为
故A错误，B正确；
CD．烧断细绳的瞬间，弹簧弹力不变，对于B，瞬间合力为零，则B的瞬时加速度为零，故CD错误。
故选B。
5．D
【详解】以物块为研究对象，由平衡条件得知，aO绳弹力和bO绳弹力的合力与物块重力大小相等、方向相反，在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中，aO绳方向不变，则方向不变，bO绳绕O点逆时针转动，作出转动过程中三个位置力的合成图如图所示，由3到2再到1的过程，可以看出aO绳的拉力一直在增大，bO绳的拉力先减小后增大。
故选D。
6．B
【详解】设喷嘴处水最小速度为，上升的高度刚好为，则
解得
设经过时间，喷嘴处喷出的水为，则
根据动能定理可得
解得
故ACD错，B对。
故选B。
7．D
【详解】A．设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v-t图得加速度大小为
a1=2m/s2
方向与初速度方向相反，设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v-t图得加速度大小为
a2=1m/s2
方向与初速度方向相反，根据牛顿第二定律，有
F+μmg=ma1
F-μmg=ma2
解得
F=3N
μ=0.05
故A错误；
B．10s末恒力F的瞬时功率
P=Fv=3×6W=18W
故B错误；
C．根据v-t图与横轴所围的面积表示位移得
负号表示物体在起点以左，故C错误；
D．0-10s内恒力F做功
W=Fx=3×2J=6J
则平均功率
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】设物体的加速度为v，通过AB的时间为t，则有
BC段，有
解得
从O到B，根据速度公式得
所以OA之间的距离为
解得
故选B。
9．AC
【详解】AB．由题意可知，小球从抛出到落回抛出点，高度差为
根据功的定义式，可得重力做功为
则物体克服重力做功也是0，所以A正确，B错误；
C．由题意可知，阻力大小恒定，小球从抛出到落回抛出点过程中阻力一直做负功，所以空气阻力做功为
即物体克服空气阻力做的功为2fh，所以C正确；
D．合外力做的功为
故D错误。
故选AC。
10．BD
【详解】A．由图象可知，时间内拉力F小于最大静摩擦力，物体静止，拉力功率为零，故A错误；
B．由图象可知，在时刻物块A受到的拉力最大，物块A受到的合力最大，由牛顿第二定律可得，此时物块A的加速度最大，故B正确；
C．由图象可知在时间内物体受到的合力与物块的速度方向相同，物块一直做加速运动，故C错误；
D．由图象可知在时间内，物块A受到的合力一直做正功，物体动能一直增加，在时刻以后，合力做负功。物块动能减小，因此在时刻物块动能最大，故D正确。
故选BD。
11．CD
【详解】A. 甲、乙两球从同一地点出发，在t=3s时两球恰好相遇，即相距最近的位置应该是相遇点，故A错．
B、在v-t图像中，图像包围的面积代表物体位移的大小，从图像上可以看出在t=1s时和t=3s时，乙比甲多出来的面积是相等的，所以甲乙在t=1s和t=3时相遇，故B错误；
C、在t=1s时乙追上甲，所以在t=2s时乙在甲的前方，故C正确；
D、从图像上可以看出甲的加速度为 ，运动2s后两者速度相等，所以 ，解得： 甲乙在t=3s时相遇，所以在t=0时，甲、乙两球相距 ，故D正确，
综上所述本题答案是：CD
12．AC
【详解】A．对纸板分析，当纸板相对砝码运动时，纸板所受的摩擦力为μ（M＋m）g＋μMg，故A正确。
B．设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则有
μMg＝Ma1
F－μMg－μ（M＋m）g＝ma2
发生相对运动需要
a2>a1
代入数据解得
F>2μ（M＋m）g
故B错误。
C．若砝码与纸板分离时的速度小于，砝码匀加速运动的位移小于
匀减速运动的位移小于
则总位移小于d，不会从桌面上掉下，故C正确。
D．当F＝μ（2M＋3m）g时，砝码未脱离纸板时的加速度
a1＝μg
纸板的加速度
a2＝＝2μg
根据
a2t2－a1t2＝d
解得
t＝
则此时砝码的速度
v＝a1t＝
砝码脱离纸板后做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小
a′＝μg
则匀减速运动的位移
x＝＝＝d
而匀加速运动的位移
x′＝a1t2＝d
可知砝码离开桌面，D错误。
故选AC。
13． m kg s
【详解】国际单位制中力学的基本单位是m、kg、s。
14．
【详解】[1]若汽车匀加速行驶，则牵引力为
最大速度
加速时间
[2]汽车以额定输出功率P从静止驶上倾角为α的山坡，则达到最大速度时的牵引力
汽车能达到的最大速度为
15． A 甲
【详解】（1）[1]要使每次合力与分力产生相同的效果，必须每次将橡皮条拉到同样的位置，使橡皮条伸长的长度及方向都相同。
故选A。
（2）[2]F的方向应该和橡皮条的方向一致，根据平行四边形法则求得的两个分力F1和F2的合力方向和橡皮条的方向可能会有偏差，故图甲是正确的。
16． AC/CA 2.00 C D
【详解】（1）[1] A．该题是力传感器测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力，故A正确；
BD．本题拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使沙和沙桶的质量m远小于小车的总质量M，故BD错误；
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确。
故选AC。
（2）[2]相邻两计数点之间的时间间隔为
由逐差法可得小车的加速度大小为
（3）[3]由牛顿第二定律可知
解得
又因为a-F图像的斜率为
所以小车的质量为
不知道横纵坐标的标度是否相同，不能确定斜率k与是否相同。
故选C。
（4）[4]如图所示，当拉力达到一定竖直时才产生了加速度，说明没有平衡阻力或平衡阻力不够。
故选D。
17．（1）3.0×105J；（2）2.0×103N；（3）33.3m
【详解】（1）从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量
（2）汽车沿公路下坡过程中由动能定理
解得
f=2.0×103N
（3）汽车在“避险车道”上运动时由动能定理
解得
L=33.3m
18．（1）（2）左壁作用力为0，顶部作用力
【详解】试题分析：（1）设加速度为a′，由匀变速直线运动的公式：
得：
解得：
（2）设小球不受车厢的作用力，应满足：Nsinθ=ma
Ncsθ=mg
解得：a=gtanθ
减速时加速度的方向向左，此加速度有斜面的支持力N与左壁支持力共同提供，当a＞gtanθ 时，
左壁的支持力等于0，此时小球的受力如图，则：Nsinθ=ma
Ncsθ﹣F=mg
解得：F=mactθ﹣mg
考点：牛顿第二定律的应用
19．（1）12m/s；（2）2m；（3）
【详解】（1）滑块从开始运动刚滑上A的过程中，由动能定理
解得
v1=12m/s
（2）滑块在AB表面上减速滑动的加速度大小
a1=μ2g=8m/s2
AB整体的加速度
当滑块滑到A的最右端时，则滑块的位移
AB的位移
解得
t1=1s（另一解舍掉）
x1=8m
x2=1m
此时滑块的速度
AB的速度
此后A做减速运动，则停止时滑动的距离
则木板A的运动位移大小
（3）滑块滑上B后，B的加速度为
当滑块与B共速时
解得
此过程中滑块的位移
共速后滑块和B一起减速运动的位移
最终滑块到木板A右端的距离