陕西省西安市陕西师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（解析版）

这是一份陕西省西安市陕西师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共12小题，满分48分。其中1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. “时节序鳞次，古今同雁行。甘英穷四海，四万到洛阳”。雁群在天空中行进时，一般都是排成“人”字阵或“一”字斜阵，如图所示，这是雁群为了长途迁徙而采取的有效措施。下列说法正确的是（ ）
A. 研究雁群的行进情况，一定以地面作为参考系
B. 雁群的行进情况与参考系的选取无关
C. 研究头雁扇动翅膀产生气流的影响时，可以将头雁看作质点
D. 研究雁群从北方迁往南方所用的时间时，可以将雁群看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．参考系的选择可以是任意的，研究雁群的行进情况，不一定以地面作为参考系，故A错误；
B．物体的运动状态与参考系的选取有关，故B错误；
C．研究头雁扇动翅膀产生气流的影响时，不能忽略头雁的形状大小，所以不能将头雁看作质点，故C错误；
D．研究雁阵从北方迁往南方的时间时，雁阵的形状大小可以忽略，所以可以将雁阵看作一个质点，故D正确。
故选D。
2. 如图所示是小张运动过程的x-t图象，x表示它对于出发点的位移，则（ ）
A. 做匀速直线运动
B. 第6s的速度为
C. 第30s的加速度为
D. 距离出发点最远60m
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图象可知，10-20s小张相对出发点的位移不变，则静止不动，故A错误；
B．位移图象的“斜率”等于速度，则在第6s的速度：
v==3m/s
故B正确；
C．由图可知，小张在20-40s内做匀速直线运动，则加速度为0，故C错误；
D．由图可知，小张距离出发点最远为30m，故D错误．
3. 一个物体从塔顶自由下落，测得物体落地前最后1秒内下落的高度是45m，若，塔的高度是多少（ ）
A. 100mB. 115mC. 120mD. 125m
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意
解得
故选D。
4. 高铁改变生活，地铁改变城市！地铁站距短需要频繁启停，为缩短区间的运行时间需要较大的启动加速度。时刻，一列高铁和一列地铁沿各自所在的长直轨道由静止启动，0~240s内的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 甲是地铁的图像，乙是高铁的图像
B. 地铁和高铁加速过程的加速度大小之比为5︰3
C. 地铁和高铁加速过程的位移大小之比为24︰1
D. 0~240s内，地铁和高铁的平均速度大小之比为5︰8
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意知，地铁的启动加速度大，所以甲是高铁的图像，乙是地铁的图像，故A错误；
B．图像的斜率为加速度，则地铁和高铁加速过程的加速度大小之比为
故B错误；
C．地铁和高铁加速过程中的位移
故C错误；
D．0~240s过程中，高铁的平均速度大小
地铁的平均速度大小
则地铁和高铁的平均速度大小之比为
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，一边长为10cm的实心立方体木块，一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是（ ）

A. 该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
B. 该昆虫的位移大小为
C. 该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
D. 该昆虫的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AC．其最短路程分析可知：应该从相邻的两个面到达G才可能最短，我们可以把面AEFD和面CDFG展开，如图所示

连接A与G，AIG的长度就是最短路程
故AC错误；
BD．昆虫只能沿木块表面从A点到G点，其运动轨迹可以有各种不同情况，但是，其起点和终点是相同的，即位移相同，为立方体对角线的长度
故B错误，D正确。
故选D。
6. 羱羊具有很强大的爬坡能力，如图是羱羊爬上水坝壁上舔舐钙盐的场景。假设羱羊从水平地面缓慢爬上圆弧山坡，则在此过程中羱羊（ ）
A. 受到的支持力增大B. 受到的摩擦力增大
C. 受到山坡的作用力增大D. 受到的合力增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设坡面倾角为，则
，
缓慢上坡的过程中，倾角增大，则支持力减小，摩擦力增大，故A错误，B正确；
C．根据平衡条件可知羱羊受到山坡的作用力与重力是一对平衡力，保持不变，故C错误；
D．羱羊缓慢上坡的过程中，处于平衡状态，合力始终为零，保持不变，故D错误。
故选B。
7. 质量为m的物体从高为h处自由下落，开始的用时为t，则（ ）
A. 物体的落地时间为B. 物体的落地时间为3t
C. 物体的落地速度为D. 物体的落地速度为3gt
【答案】A
【解析】
详解】由题意得
则
解得
物体的落地速度为
故A正确，BCD错误。
故选A
8. 2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分质量均为0.5m。用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为l，连接c、d两点的细线为n，重力加速度为g。则（ ）
A. 细线l对a点的作用力向上B. 细线l的拉力等于细线n的拉力
C. 细线n的拉力大小等于0.5mgD. 整个模型对地面的压力大小为mg
【答案】D
【解析】
【详解】A．细线只能提供拉力，所以细线l对a点的作用力向下，A错误；
BC．模型上部分受三个力的作用，重力G、细线l对a点向下的拉力、细线n对d点向上的拉力，它们的关系为
BC错误；
D．对整个模型受力分析，受总重力mg、地面给的支持力，二力平衡，则根据牛顿第三定律，整个模型对地面压力大小为mg，D正确。
故选D。
9. 一物体做初速度为零的匀加速直线运动，a=2m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 在1s末、2s末、3s末的速度之比是1︰3︰5
B. 在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比是1︰3︰5
C. 在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度比是1︰4︰9
D. 每经过1s，速度增加2m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据
可知在1s末、2s末、3s末的速度之比为
故A错误；
BC．根据
可知前1s内、前2s内、前3s内的位移之比
则在第1s内、第2s内、第3s内的位移之比为
根据
可知在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度比
故B正确，C错误；
D．每经过1s，速度增加量为
故D正确。
故选BD
10. 如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡，其中大小为10N。如果绕作用点旋转力，而保持其余四个力大小、方向都不变，那么这五个力的合力的大小可能为（ ）
A. 30NB. 21NC. 14ND. 7N
【答案】CD
【解析】
【详解】在五个共点力的作用下处于平衡，则其余四个共点力的合力与第五个力等大反向，把的方向旋转而保持其大小不变，则其余四个力的合力与这个力合力范围
故选CD。
11. 两位同学进行竞走比赛，她们分别拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶，假设每隔1s漏下一滴，她们在平直路上行走，向学们根据滴在地上的水印分布分析她们的行走情况（已知人的运动方向）。下列说法中正确的是（ ）

A. 当沿运动方向水印始终均匀分布时，人做匀速直线运动
B. 当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人做匀加速直线运动
C. 当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人的加速度可能在减小
D. 当沿运动方向水印间距逐渐增大时，人的加速度可能在增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．当沿运动方向水印始终均匀分布时，相邻两滴水的时间间隔相等，则人做匀速直线运动，故A正确；
BCD．当沿运动方向水印间距逐渐增大时，相邻两滴水的时间间隔相等，知人做加速运动，加速度可能增大，可能减小，可能不变，故CD正确，B错误。
故选ACD。
12. 如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮用轻质细线相连，两球均处于静止状态。已知B球质量为m，O是滑轮与细线的交点且O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成角，则下列叙述正确的是（ ）
A. 小球A、B受到的拉力TOA与TOB相等，且
B. 弹簧弹力大小为
C. A球质量为
D. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据题意，对B受力分析，受弹簧的弹力，绳子的拉力和本身重力，根据共点力平衡得，水平方向有
竖直方向有
解得
，
根据定滑轮的特性知TOA与TOB相等，故B错误，A正确；
CD．对A受力分析，如图所示
由几何关系可知拉力TOA和支持力FN与水平方向的夹角相等，夹角为60°，则FN和TOA相等，夹角为60°，则FN和TOA相等，为，对A由平衡条件有
解得
故D错误，C正确。
故选AC。
二、实验题（共2小题，每空2分，共16分）
13. (1)打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，振针每隔______秒打一个点，如图所示为一次记录小车匀变速直线运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有四个点未画出。（计算结果保留三位有效数字）
(2)计算B点的瞬时速度大小______m/s；
(3)计算小车的加速度大小a=______m/s2。
【答案】 ①. 交流 ②. 0.02s ③. 0.875 ④. 3.50
【解析】
【详解】(1)[1] 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压交流6V以下，电火花计时器使用220V的交流电源，使用电源均为交流电；
[2]当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点；
(2)[3] 匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，因此B点的瞬时速度为
(3)[4] 根据匀变速直线运动的推论公式可得
14. “验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，图为白纸上根据实验要求画出的图示。
（1）本实验中采用物理方法：_________________（填“控制变量法”或“等效代替法”）；
（2）图中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是_______，图中__________是F1、F2合力的理论值；
（3）在该实验中，假如F1的大小及方向固定不变（如图所示），那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点，对F2来说，下面说法中正确的是（ ）
A．F2可以有多个方向 B．F2的方向和大小可以有多个值
C．F2的方向和大小是唯一确定值 D．F2的方向是唯一的，但大小可有多个值
【答案】 ①. 等效代替法 ②. ③. F ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]由于实验中要求一个力和两个力的作用效果相同，故实验采用了等效替代的方法。
（2）[2][3]由图乙可知，力F是由作图得出的，是F1、F2合力的理论值，而就是实际的将橡皮条拉至O点的合力，故沿OA方向的一定是。
（3）[4]由平行四边形定则可知当合力的大小和方向及其中一个分力的大小和方向确定时，另一个分力的大小和方向也确定。
故选C。
三、解答题（共4小题，第15题6分，第16题8分。第17题10分，第18题12分，共36分）
15. 特殊情况下为了避免人员的直接接触，常用无人机运送物品。如图所示，无人机携带医药箱从地面由静止开始，以的加速度竖直向上做匀加速直线运动，经过后开始做匀速直线运动，上升高度为，然后再经匀减速直线运动后到达用户阳台，此时无人机恰好悬停。若整个运动过程中医药箱可看成质点。求：
（1）医药箱运动过程中的最大速度v；
（2）匀减速阶段医药箱的加速度a的大小；
（3）无人机整个运动过程所经历的时间t。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）时医药箱运动过程中的速度最大，为
（2）经匀减速后到达用户阳台，此时无人机恰好悬停，则匀减速阶段医药箱的加速度大小
（3）飞机匀速所用的时间
故无人机整个运动过程所经历的时间
16. 如图所示，A棒和B筒的长L都为20m，A和B的轴线在同一竖直线上。A悬挂于天花板上，B为上下无底圆筒，处在A的正下方，距A的下端s为5m处，B距地面足够高，且AB运动过程中相遇不相碰撞，重力加速度g取，空气阻力不计，求：
（1）若B不动，让A自由下落，求A经过B所需的时间。
（2）若A自由下落的同时，B以的速度竖直上抛，求A经过B的时间。

【答案】（1）2s；（2）0.8s
【解析】
【详解】（1）A棒下端与B棒上端刚相遇，A棒下落位移为
A棒上端与B棒下端刚相遇。A棒下落位移为
通过的时间为
解得
（2）以A棒为参照物B相对A的加速度
故B棒相对A棒做匀速直线运动，所以A经过B的时间为
17. 如图所示，一倾角为θ的斜面静止放在水平地面上，一质量为m的木块恰能沿斜面匀速下滑。斜面始终保持静止，地面与斜面体的动摩擦因数为。
（1）求木块与斜面间的动摩擦因数及地面对斜面体的摩擦力；
（2）若用水平向右的恒力拉动该木块，沿斜面向下加速运动，求地面对斜面体的摩擦力；
（3）若用沿着斜面向上的力拉着木块，沿斜面向上匀速运动，求地面对斜面体的摩擦力。
【答案】（1），；（2）；（3）方向水平向右，大小
【解析】
【详解】（1）以木块为研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件知
解得
以斜面体为研究对象，设地面对斜面体的摩擦力大小为f ，方向水平向右，受力分析如图所示
由平衡条件知
结合
解得
（2）以斜面体为研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件知
结合
解得
（3）以斜面体为研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件知
同时有
联立解得
所以地面对斜面体的摩擦力方向水平向右，大小。
18. 如图所示，两根相同的直木棍AB和CD相互平行，和水泥圆筒的摩擦因数处处相同。斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=20kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距d=8cm，与水平面的夹角α=37°。（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取）。（温馨提示：，）
（1）两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小；
（2）每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数；
（3）将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，所需最小拉力？（sin74°=0.96）
【答案】（1）160N，120N（2）0.45；（3）192N
【解析】
【详解】（1）从右侧视角分析，在沿斜坡方向有
f合=mgsinα
垂直与斜坡方向有
F弹合=mgcsα
解得
f合=120N，F弹合=160N
（2）从BD→AC视角分析，受力示意图如图所示
图中θ角满足
所以
θ=53°
由
2Ncsθ=mgcsα
解得
所以动摩擦因数为
（3）从右侧视角受力分析，如图所示
因木棍提供的支持力合成为2Ncsθ，摩擦力合成为
2f=2μN
故两个力的合力方向固定，图中β角满足
故
β=37°
现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得
Fmin=mgsin（α+β）
解得
Fmin=192N