四川省泸州市2023-2024学年高一上学期1月期末考试物理试卷（Word版附解析）

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物理分为第一部分（选择题）和第二部分（非选择题）两部分，共100分。时间为75分钟。
考生务必将自己的姓名、准考号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试题卷上无效。考试结束后，将答题卡交回，试题卷自留。
预祝各位考生考试顺利！
第一部分 选择题（共46分）
注意事项：
每题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如有改动，请用橡皮擦干净后，在选涂其它答案标号。
一、选择题（本题共10小题，1—7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8—10题有多个选项符合要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分，共46分）
1. 如图所示，是一位游泳爱好者利用手机APP记录的某次游泳信息，信息里面包含了若干运动学知识。下列说法中正确的是（ ）
A. “1025米”表示游泳者运动位移
B. “”表示游泳者运动的时间
C. 研究蛙泳泳姿时可以把游泳者看成质点
D. 游41趟的过程中，游泳者的平均速度约为
【答案】B
【解析】
【详解】A．“1025米”表示游泳者运动的路程，故A错误；
B．“”表示游泳者运动的时间，故B正确；
C．研究蛙泳泳姿时，游泳者的形状大小不能忽略不计，不可以把游泳者看成质点，故C错误；
D．游41趟的过程中，游泳者的位移为，则游泳者的平均速度约为
故D错误。
故选B。
2. 典故“曹冲称象”中，把大象的质量等效成一堆石头质量之和，成功解决了大象质量难以直接测量的问题。在物理学中，下面哪项研究主要运用了类似的方法（ ）
A. 探究合力与分力的关系
B. 探究加速度与合力、质量之间的关系
C. 用极短时间内物体的平均速度来表示其瞬时速度
D. 研究物体运动时将其视为“质点”
【答案】A
【解析】
【详解】“曹冲称象”中，把大象的质量等效成一堆石头质量之和，成功解决了大象质量难以直接测量的问题，主要运用了等效替代法。
A．探究合力与分力的关系，运用了等效替代法，故A正确；
B．探究加速度与合力、质量之间的关系，运用了控制变量法，故B错误；
C．用极短时间内物体的平均速度来表示其瞬时速度，运用了极限法，故C错误；
D．研究物体运动时将其视为“质点”，运用了理想模型法，故D错误。
故选A。
3. 2024年珠海航展惊艳全球。在航展表演中，一战斗机先水平向右飞行，再沿曲线向上，最后沿陡斜线直入云霄，如图所示。设飞行轨迹在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿段曲线飞行过程中，战斗机（ ）
A. 处于平衡状态B. 所受合外力沿轨迹切线方向
C. 水平方向分速度不变D. 竖直方向分速度逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．战斗机沿段曲线飞行，所受合外力不为零，方向指向轨迹的凹侧，故AB错误；
CD．战斗机沿段曲线飞行过程中，飞行速率不变，设速度与水平方向的夹角为，则水平方向分速度和竖直方向分速度分别为
，
由于逐渐增大，则水平方向分速度减小，竖直方向分速度逐渐增大，故C错误，D正确。
故选D。
4. 甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向运动，它们运动的图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. 乙车启动时，甲车静止B. 内，两车间距逐渐增大
C. 时，乙车正好追上甲车D. 乙车超过甲车后，两车会再次相遇
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图可知，乙车启动时，甲车做匀速运动，故A错误；
BC．由于甲、乙从同一地点沿同一方向运动，由题图可知，内，甲车速度一直大于乙车的速度，所以内，两车间距逐渐增大，故B正确，C错误；
D．根据与横轴围成的面积表示位移，可知内，乙车位移等于甲车位移，则在时，乙车正好追上甲车，追上后，由于乙车的速度一直大于甲车速度，则乙车超过甲车后，两车不会再次相遇，故D错误。
故选B。
5. 某同学利用所学物理知识，测量一段长为的头发能承受的最大拉力。如图所示，刻度尺水平放置，头发穿过钩码的光滑挂钩，一端固定在P点，另一端从P点开始缓慢向右移动，当移动到如图所示的Q点时，头发恰好被拉断。已知钩码和挂钩的总质量为，取重力加速度，则头发能承受的最大拉力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】头发恰好被拉断时，设头发与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得
根据图中几何关系可得
可得
则头发能承受的最大拉力为
故选C。
6. 如图所示，用轻杆将轻滑轮固定在天花板上，轻绳绕过滑轮，一端连接放在斜面上的物块A，另一端连接物块B。初始时系统处于静止状态，现使A沿斜面上移一小段距离，系统再次静止。忽略轻绳和滑轮之间的摩擦，与初始时相比（ ）
A. 轻绳的拉力大小不变B. 轻绳的拉力大小变大
C. 轻杆对轻滑轮的拉力大小不变D. 轻杆对轻滑轮的拉力大小变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB．以B为对象，根据受力平衡可得
可知使A沿斜面上移一小段距离，与初始时相比，轻绳的拉力大小不变，故A正确，B错误；
CD．以轻滑轮为对象，根据受力平衡可知杆对轻滑轮的拉力大小等于两侧轻绳对滑轮的合力大小，在A沿斜面上移一小段距离后，由于轻绳的拉力大小不变，两侧轻绳之间的夹角变小，则两侧轻绳对滑轮的合力变大，轻杆对轻滑轮的拉力大小变大，故CD错误。
故选A。
7. 如图所示，一物体固定在小车上，随小车在水平面向右加速运动。小车的加速度大小从零逐渐增加到g，依次用、、、表示小车对物体的作用力，重力加速度为g。下图可能正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物体随小车在水平面向右加速运动，小车的加速度大小从零逐渐增加到g；以物体为研究对象，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
可知小车对物体的作用力的竖直分力保持不变，水平分力随加速度的增大而增大，则、、、的竖直分力相等，水平分力依次增大；当加速度为g时
此时小车对物体的作用力与水平方向的夹角为。
故选C。
8. 如图所示，质量的物体受到一个水平向左、大小的恒定推力，在水平面向右运动，时物体的速度。已知物体与水平面间的动摩擦因数，忽略空气阻力，取重力加速度。则物体在时，所受摩擦力（ ）
A. 大小为B. 大小为C. 方向水平向左D. 方向水平向右
【答案】BD
【解析】
【详解】时物体的速度，且物体在水平面向右运动，则物体的加速度大小为
物体速度减为0所用时间为
由于
可知后物体处于静止状态，根据受力平衡可知，物体在时，所受摩擦力大小为，方向水平向右。
故选BD。
9. 从某高度处以的初速度水平抛出一物体，经落地。忽略空气阻力，取重力加速度，则（ ）
A. 物体落地时，速度大小为
B. 当水平位移为时，竖直位移为
C. 物体从抛出到落地的过程中，任意相等时间内速度变化量相等
D. 物体从抛出到落地的过程中，速度与水平方向的夹角逐渐变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物体做平抛运动，竖直方向有
则物体落地时，速度大小为
故A错误；
B．当水平位移为时，所用时间为
则竖直位移为
故B正确；
C．物体从抛出到落地的过程中，根据可知，任意相等时间内速度变化量相等，故C正确；
D．物体从抛出到落地的过程中，速度与水平方向的夹角的正切值为
可知速度与水平方向的夹角逐渐变大，故D错误。
故选BC。
10. 某学习小组将力学实验装置阿特伍德机进行改进——轻绳绕过不计摩擦的定滑轮，两端分别系着重物A、B，在B的右端固定一宽度为d的轻质挡光条，如图所示。B在光电门上方h处由静止释放，经过光电门后立即被下面的装置C卡住，光电门记录的挡光时间为t。已知重物A、B质量分别为、（），轻绳足够长且A始终未到达滑轮处，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A. B经光电门时的速度大小为B. 被卡住前，B的加速度大小为
C. B被卡住前，绳的拉力小于D. A上升的整个过程中，始终处于超重状态
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．光电门记录的挡光时间为t，则B经光电门时的速度大小为
根据运动学公式可得
解得被卡住前，B的加速度大小为
故A正确，B错误；
C．被卡住前，以B为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
故C正确；
D．B被卡住前，A向上做加速直线运动，加速度方向向上，处于超重状态；B被卡住后，A向上做减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故D错误。
故选AC。
第二部分 非选择题（共54分）
注意事项：
必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答
二、实验题（11题5分，12题10分，共15分）
11. 某实验小组用图甲所示装置，将不同数量的钩码依次挂在竖直悬挂的弹簧下端，探究弹簧弹力与其伸长量间的关系。下表为实验测得的五组数据：
（1）根据上表数据，在图乙所示的坐标系中，描点、连线，作出弹力F与弹簧伸长量x之间的关系图像；
（2）由图乙中所作出的图线，求出该弹簧的劲度系数______。
【答案】（1）见解析 （2）0.5
【解析】
【小问1详解】
根据表格数据描点，作出弹力F与弹簧伸长量x之间的关系图像如图所示
【小问2详解】
根据所作出的图线，可得该弹簧的劲度系数为
12. 为了探究小车质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置，其中带滑轮的小车质量为M。
（1）下列对实验的描述，正确的是______。
A. 打点计时器所使用的电源是直流电源
B. 将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
C. 调节装置，使长木板上方绳子与长木板平行
D. 小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出纸带的同时记录弹簧测力计的示数
（2）该同学在实验中正确操作得到如图乙所示纸带，已知相邻两计数点间的时间间隔为，则纸带打第4个计数点时小车的速度大小为______，小车的加速度大小为______。
（3）如图丙所示，以弹簧测力计的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，作出的图像（段）是一条斜率为k的直线，则小车的质量______。若持续往砂桶中加沙子，则图像延伸趋势符合实际的是______（选填“①”“②”或“③”）。
【答案】（1）BC （2） ①. 0.27 ②. 0.4
（3） ①. ②. ①
【解析】
【小问1详解】
A．打点计时器所使用电源是交流电源，故A错误；
B．应将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．为了保证小车运动过程中，小车受到绳子拉力恒定不变，应调节装置，使长木板上方绳子与长木板平行，故C正确；
D．为了充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出纸带的同时记录弹簧测力计的示数，故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
[1]纸带打第4个计数点时小车速度大小为
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问3详解】
[1]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
可得小车的质量为
[2]由图中装置可知，绳子拉力通过弹簧测力计测得，不存在系统误差，所以持续往砂桶中加沙子，则图像延伸趋势符合实际的是①。
三、计算题（13题11分，14题12分，15题16分，共39分）
13. 在处理某高速公路交通事故时，交警借助监控测量仪对汽车的三次抓拍进行分析。设定监控抓拍点正下方为坐标原点O，沿汽车前进方向建立坐标系，连续三次抓拍汽车的位置分别为、、，如图所示。已知相邻两次抓拍的时间间隔均为，整个过程汽车做匀减速直线运动。
（1）求第一次抓拍到第三次抓拍过程中汽车的平均速度大小；
（2）求汽车运动的加速度大小；
（3）若该路段限速，通过计算判断第一次抓拍时汽车是否超速。
【答案】（1）
（2）
（3）汽车超速
【解析】
【小问1详解】
第一次抓拍到第三次抓拍过程中汽车的平均速度大小为
【小问2详解】
根据匀变速直线运动推论，可得汽车运动的加速度大小为
【小问3详解】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则第二次抓拍时汽车的速度大小为
根据匀变速直线运动速度时间关系可得第一次抓拍时汽车速度大小为
可知第一次抓拍时汽车超速。
14. 如图甲所示，质量的物体，在水平拉力的作用下，水平向右做匀速直线运动，取重力加速度。
（1）求物体与地面间的动摩擦因数；
（2）如图乙所示，物体在斜向上的拉力作用下做匀速直线运动。物体所受支持力和滑动摩擦力的合力称为“全反力”，记为，全反力与支持力方向的夹角称为“摩擦角”，求摩擦角。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
物体在水平拉力的作用下，水平向右做匀速直线运动，根据平衡条件可得
又
联立解得物体与地面间的动摩擦因数为
【小问2详解】
物体所受支持力和滑动摩擦力的合力称为“全反力”，全反力与支持力方向的夹角称为“摩擦角”，则有
可得
15. 如图所示，一物块在长，倾角的斜面顶端，由静止开始下滑。斜面底端与水平传送带平滑连接，传送带长，以速率顺时针转动。已知物块与斜面间动摩擦因数，物块与传送带间动摩擦因数，，，取重力加速度。求：

（1）物块第一次下滑到斜面底端时的速度大小；
（2）物块从滑上传送带到第一次离开传送带的时间；
（3）物块第一次离开传送带后滑上斜面的最大高度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
物块在斜面下滑过程，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得物块第一次下滑到斜面底端时的速度大小为
【小问2详解】
物块滑上传送带向左做匀减速运动，加速度大小为
物块从滑上传送带到速度减为0所用时间为
该过程通过的位移大小为
由于
物块速度减为0后，向右加速到与传送带共速，该过程所用时间为
该过程通过的位移大小为
之后物块匀速运动到离开传送带所用时间为
则物块从滑上传送带到第一次离开传送带的时间为
【小问3详解】
物块第一次离开传送带时的速度为，物块在斜面上滑过程，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得
则物块第一次离开传送带后滑上斜面的最大高度为弹力
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
弹簧伸长量
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00