湖南省邵阳市2023-2024学年高一上学期1月期末联考物理试题 含解析

这是一份湖南省邵阳市2023-2024学年高一上学期1月期末联考物理试题 含解析，共16页。试卷主要包含了保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡上“条码粘贴区”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡，试题卷自行保存。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年12月26日15：00邵永高铁项目在邵阳、永州两地同时举行开工仪式。邵永铁路北起邵阳市，南至永州市，新建线路全长约96公里，建设工期4年，设计时速350公里/小时。以下说法中正确的是（ ）
A. 2023年12月26日15：00指的是时间间隔
B. 线路全长约96公里指的是位移
C. 时速350公里/小时指的是平均速度
D. 估算某列动车从邵阳至永州行驶的时间，可将此动车视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．2023年12月26日15：00指的是时刻，故A错误；
B．线路全长约96公里指的是路程，故B错误；
C．时速350公里/小时指的是最高速度，即瞬时速度大小，故C错误；
D．估算某列动车从邵阳至永州行驶的时间，动车的形状大小可以忽略不计，可将此动车视为质点，故D正确。
故选D。
2. 下列关于超重和失重现象的描述中正确的是（ ）
A. 电梯正在减速上升时，电梯中的乘客处于超重状态
B. 磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态
C. 小明逛商场，随感应扶梯加速下行时，小明处于失重状态
D. “天宫课堂”中，宇航员可以用天平直接测量物体的质量
【答案】C
【解析】
【详解】A．电梯正在减速上升时，加速度方向向下，电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；
B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，竖直方向的加速度为0，列车上的乘客不是处于超重状态，故B错误；
C．小明逛商场，随感应扶梯加速下行时，小明有竖直向下的分加速度，小明处于失重状态，故C正确；
D．“天宫课堂”中，由于完全失重，宇航员不可以用天平直接测量物体的质量，故D错误。
故选C。
3. 有一种玩具摆件叫平衡鹰，如图所示，用手指顶在鹰嘴的下面，它可以稳稳地停在指尖上而不掉落。下列说法正确的是（ ）
A. 平衡鹰的重心一定在鹰的腹部
B. 手指由于被压要恢复原状，对鹰产生向上的支持力
C. 鹰受的重力与手指对鹰的支持力是一对相互作用力
D. 鹰对手指压力与鹰的重力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A．鹰稳稳地停在指尖上而不掉落，处于平衡状态，鹰受到竖直向下的重力与指尖对鹰竖直向上的支持力而平衡，则其重心一定在指尖对其支持力的作用线上，而鹰的腹部不在支持力的作用线上，故A错误；
B．手指由于被压要恢复原状，对鹰产生向上的支持力，故B正确；
C．鹰受的重力与手指对鹰的支持力是一对平衡力，故C错误；
D．鹰对手指的压力作用在手指上，鹰的重力作用在鹰上，因此这两个力不是一对平衡力，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，一物块受到一个水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对物块的描述正确的是（ ）
A. 物块将沿斜面下滑
B. 物块受到的摩擦力变大
C. 物块立即获得加速度
D. 物块所受的摩擦力方向改变
【答案】D
【解析】
【详解】物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡，重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力；垂直斜面方向受力平衡，而沿斜面方向上有拉力重力的分子及摩擦力而处于平衡；故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡，如图所示：
当F撤去后，垂直斜面方向上受力不变，而沿斜面方向上只有重力的分力存在，很明显重力的分力小于刚才的合力，故物体不会发生滑动，此时的摩擦力仍为静摩擦力，方向沿斜面向上。
故选D。
【名师点睛】本题中图象为立体图，故对学生的空间想象能力要求较高；同时也要注意F是沿斜面方向的，故可以分别分析沿斜面和垂直斜面两个方向，这样可以把立体图转化为平面图进行分析．
5. 2023年11月15日第一届全国青年运动会在南宁市举行。如图甲所示，某运动员参加跳水比赛，在空中的运动近似为竖直上抛运动，从运动员离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在和时间内加速度方向相反
B. 在时刻运动员重心到达最高点
C. 在时刻运动员重心速度反向
D. 在时刻运动员重心到达最低点
【答案】D
【解析】
【详解】A．速度—时间图像斜率的正负表示加速度的方向，根据图像可知，在和时间内，速度—时间图像的斜率为发生变化，因此可知其加速度方向未发生变化，故A错误；
B．分析图像可知，在时间内运动员做竖直上抛运动，在时刻上升到最高点，此时运动员的重心到达最高点，时间内，运动员做自由落体运动，在时刻运动员到达水面，故B错误；
C．速度—时间图像在时间轴上方表示速度为正，时间轴下方表示速度为负，则可知在时间内运动员的速度方向均为正方向，且运动员在时刻速度达到最大值，故C错误；
D．时刻运动员入水，根据速度—时间图像的斜率可知，时刻运动员在水中做加速度减小的加速运动，在时刻速度达到最大值，而根据速度—时间图像的斜率变化可知，时刻运动员在水中做加速度先增加后减小的减速运动，直至时刻速度减为零，此刻运动员重心到达最低点，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上，两物体的质量，。从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间变化规律分别为、。下列说法不正确的是（ ）
A. 物体A、B间的最大弹力为
B. 时，物体A、B开始分离
C. 时，物体A向右的速度达到最大值
D. 物体A向右的速度达最大时，物体B的加速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A．、都是关于时间的函数，随着时间的改变而改变，但
为恒力，则可知在A、B分离前两者一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得加速度大小为
设A、B间的弹力大小为，对B分析，由牛顿第二定律有
由于分离前加速度恒定，而随着时间的改变逐渐怎大，而弹力逐渐减小，直至分离瞬间减为0，则可知弹力最大时，此时有
解得
即物体A、B间的最大弹力为，故A错误，符合题意；
B．物体A、B开始分离时，两物体间弹力恰好等于0，但此时刻两物体具有相同的加速度，则此时应有
即
解得
故B正确，不符合题意；
C．根据以上分析可知，时A、B分离，此后A所受合外力即为，而A的速度最大时即为等于0时，则有
解得
由此可知，时，物体A向右的速度达到最大值，故C正确，不符合题意；
D．根据以上分析，时物体A的速度达到最大值，此时B所受合外力
根据牛顿第二定律可得此时B的加速度大小为
故D正确，不符合题意。
故选A
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
B. 图甲通过对自由落体运动研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
C. 图乙中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D. 图乙的实验虽为“理想实验”，无法实现，但伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮我们找到了解决运动和力关系问题的办法
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当时利用滴水法，无法记录自由落体运动的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量，故A正确；
B．伽利略做了上百次实验，根据小球在斜面上做匀变速运动，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得到自由落体运动为匀变速运动，故B错误；
C．完全没有摩擦阻力的斜面实际是不存在的，实验不可实际完成，故C错误；
D．图乙的实验为“理想实验”，无法实现，但如果右侧斜面放平，则小球永远无法达到相同高度，小球将永远运动下去，也就是说，物体的运动不需要力来维持，所以伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮我们找到了解决运动和力关系问题的办法，故D正确。
故选AD。
8. 如图所示，在竖直向上恒力F的作用下，a物体紧靠竖直墙壁并保持静止，b物体沿a物体匀速下滑。则下列说法中正确的是（ ）
A. a、b之间一定存在摩擦力B. a可能受到6个力的作用
C. b物体受到a物体的作用力竖直向上D. 墙壁不可能是光滑的
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AC．对b物体进行受力分析：受到竖直向下重力，垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力；又因为b物体沿a物体匀速下滑，处于平衡状态，所以b物体受到a物体的两个作用力:垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力一定跟第三个力重力，大小相等方向相反，作用在一条直线上，故AC正确；
B．对a进行受力分析：受到竖直向下重力，竖直向上恒力F，b对a的压力和摩擦力，受到4个力作用，故B错误；
D．对a、b进行整体受力分析：受到竖直向下重力与竖直向上恒力F，墙壁对a没有弹力，所以墙壁对a没有摩擦力，且墙壁光不光滑没法判断，故D错误。
故选AC。
【点睛】
9. 甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移—时间图像如图所示，其中乙图线为抛物线。则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻两车相距最远B. 时刻乙车从后面追上甲车
C. 时刻两车的速度刚好相等D. 时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．从图中可以看出甲、乙两车在同一时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，根据图象的斜率表示速度的大小，可知开始时，甲的速度比乙大，甲在乙的前方，经过时间t1位移又相等，故在t1时刻乙车刚好从后面追上甲车，故A错误，B正确；
CD．时间内，由图像可知，甲、乙的位移相等，根据
可知乙车的平均速度等于甲车的平均速度；根据图像可知甲做匀速直线运动，可知
乙图线为抛物线，可知乙车做匀变速直线运动，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，则时刻乙车的速度为
可知时刻两车的速度刚好相等，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，上端固定在天花板上的直杆与竖直方向的夹角，小球A套在杆上，小球B与A用细线连接，力F沿垂直细线的方向作用在B球上。初始时，两球都处于静止状态且细线与杆垂直。保持F方向始终与细线垂直，改变其大小，使小球B绕A顺时针缓慢转动，A球始终保持静止，两球质量均为m，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 初始位置，拉力F的大小为B. 缓慢移动过程中，F先变大后变小
C. 缓慢移动过程中，细线的张力一直变小D. 缓慢移动过程中，A球所受摩擦力先变小后变大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．初始位置，以B球为对象，根据受力平衡可得
解得拉力F的大小为
故A正确；
BC．保持F方向始终与细线垂直，使小球B绕A顺时针缓慢转动，以B球为对象，根据三角形定则作出重力mg、拉力F、绳子拉力T的矢量三角形，如图所示
由图可知，缓慢移动过程中，拉力F一直变大，细线的张力T一直变小，故B错误，C正确；
D．以A、B两球为整体，沿直杆方向有两球重力沿直杆向下的分力，拉力沿直杆向上的分力以及摩擦力作用，其中
有C选项中矢量三角形可知拉力沿直杆向上的分力一定小于，则A球所受摩擦力沿直杆向上，由于初始位置拉力刚好沿直杆向上，在小球B绕A顺时针缓慢转动过程中，由C选项中矢量三角形可知拉力沿直杆向上的分力先变大后变小，根据受力平衡可知A球所受摩擦力先变小后变大，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：共56分。第11、12题为实验题；第13~15题为计算题。
11. “验证力的平行四边形定则”的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，和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿方向的是___________；
（2）本实验采用的科学方法是___________（填正确答案标号）；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
（3）在图甲中，初始时，保持左边弹簧的读数不变，当α角逐渐减小，要使结点仍在O点处，可采取的办法是___________（填正确答案标号）。
A．增大右边弹簧秤读数，减小角 B．减小右边弹簧秤的读数，减小角
C．减小右边弹簧秤的读数，增大角 D．增大右边弹簧秤的读数，增大角
【答案】 ①. ②. B ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]AO方向即与橡皮条共线的方向，根据二力平衡可知，当用一个弹簧测力计拉动橡皮条时，弹簧测力计拉力的方向与AO共线，而图乙中，根据平行四边形定则得到的两个力的合力，为用一个弹簧测力计拉橡皮条时得到的力，因此方向一定沿方向的是。
（2）[2]本实验的原理是用一个弹簧测力计拉动橡皮条与用两个弹簧测力计拉动橡皮条产生相同的作用效果，即用到了等效替代的思想方法。
故选B。
（3）[3]根据题意，保持左边弹簧的读数不变，当α角逐渐减小，要使结点仍在O点处，即合力的大小方向均不变，则根据要求由平行四边形定则做出力的平行四边形的动态变化过程如图所示
由图可知，保持左边弹簧的读数不变，当α角逐渐减小，要使结点仍在O点处，则必须同时减小右边弹簧秤的读数和角。
故选B。
12. 某同学用如图甲所示的装置做“探究物体加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用槽码的重力作为小车受到的合外力，根据打点计时器在小车后端拖动的纸带上打出的点迹计算小车运动的加速度，重力加速度为g。
（1）实验时先不挂槽码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是________________________________；
（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出其它各计数点到A点的距离。已知打点计时器所接交流电源的频率为，则此次实验中小车运动的加速度测量值___________（结果保留两位有效数字）。若实验时电源实际频率比略大，则以上加速度测量值比真实值___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（3）实验时改变所挂槽码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出关系图像，如图丙所示，图线上部弯曲的原因是_____________________________，图中等于___________。
【答案】 ①. 平衡小车受到的阻力 ②. 1.0 ③. 偏小 ④. 随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量 ⑤. g
【解析】
【详解】（1）[1]实验时先不挂槽码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是：平衡小车受到的阻力。
（2）[2]相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车运动加速度为
[3]若实验时电源实际频率比略大，则实际打点周期小于，代入计算的时间偏大，所以加速度测量值比真实值偏小。
（3）[4]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
，
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力；所以图线上部弯曲的原因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量；
[5]根据
当时，加速度趋近于重力加速度，则图中等于g。
13. 近年来邵阳市争创文明城市，邵阳交警将“礼让行人”作为管理重点，斑马线前“车让人”现已成为一种普遍现象。如图某司机驾车以的速度在平直的城市道路上沿直线行驶，看到斑马线上有行人后，立即以大小为的加速度刹车，车停在斑马线前，经等待行人通过后再继续行驶。开始刹车时设为计时起点（即）。求：
（1）该车末的瞬时速度大小；
（2）该车前内的位移大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）刹车时间设为
车末的瞬时速度大小为v
由运动学公式得
（2）因为可得
解得
14. 如图所示，粗糙水平面上放一斜面，其上表面光滑，有一个质量的小球被轻弹簧拴住悬挂在天花板上，已知轻弹簧与竖直方向的夹角，斜面倾角，弹簧的劲度系数，整个装置处于静止状态。求：
（1）轻弹簧形变量；
（2）地面对斜面摩擦力的大小及方向；
（3）从左侧快速撤去斜面的瞬间，小球加速度的大小。

【答案】（1）；（2），方向：水平向右；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球进行受力分析，建立直角坐标系，正交分解弹簧弹力F和支持力
由胡克定律有
联立解得
，；
（2）对斜面与球整体进行受力分析可知
解得
方向水平向右
（3）突然撤去斜面的瞬间，弹簧的弹力还来不及变，小球的合力沿的反方向，大小与相等，由牛顿第二定律可知
解得
15. 如图所示，倾角的粗糙斜面下端有一水平传送带，传送带以的恒定速度顺时针方向运动。一个质量的滑块（可视为质点），从斜面上距底端A点处静止释放，滑块每次经过斜面与传送带连接处时速率不变。滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带两端A、B间的距离，（已知）求：
（1）滑块第一次下滑到A处时速度的大小；
（2）滑块在传送带上向左运动离A点的最大距离；
（3）滑块离开传送带后，第一次滑上斜面离A点的最大距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对物体在斜面上运动，根据牛顿第二定律得
加速下滑到A点，由速度与位移的关系有
联立解得物体滑至斜面底端A时的速度
（2）物体在传送带上向左运动到速度为零时离A点最远，此时有
而根据牛顿第二定律有
联立解得
即物体在传送带上向左最多能滑到距A点处。
（3）物体在传送带上返回时与传送带共速时，有
解得
由此知物体返回时先加速再随带匀速，返回到A点时的速度大小为，又对物体从A点到斜面最高点，由牛顿第二定律有
由速度与位移的关系有
联立解得