四川省绵阳南山中学2023-2024学年高一上学期期末热身考试物理试题（Word版附解析）

这是一份四川省绵阳南山中学2023-2024学年高一上学期期末热身考试物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了本大题共2小题，共16分等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2022年李平考取了大学，乘火车在火车站下车后，利用智能手机导航至大学报到，如图所示为导航地图，图中推荐公交路线中有两个数据，33分钟、14.19公里，关于这两个数据，下列说法正确的是（ ）
A. 研究公交车在导航图中的位置时，可以把公交车看作质点
B. 33分钟表示的是时间，秒是国际单位制中力学三个基本物理量之一
C. 14.19公里表示了此次行程的位移的大小
D. 根据这两个数据，可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】A
【解析】
【详解】A．在研究公交车在地图上的实时位置时，公交车大小可以忽略，故公交车可以看成质点，A正确；
B．33分钟表示的是时间，国际单位制中力学三个基本物理量是长度、质量和时间，而秒只是时间的单位，B错误；
C．14.19公里表示了此次行程的路程，C错误；
D．14.19公里是路程不是位移大小，不能求出平均速度，可以求出平均速率，D错误。
故选A。
2. 《论衡》是中国思想史上的一部重要著作，是东汉时期杰出的唯物主义思想家王充的智慧结晶。其《效力篇》中有如下描述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾”“任重，其进取疾速，难矣”，由此可见，王充对运动与力的理解（ ）
A. 与亚里斯多德的观点相近B. 与牛顿第一定律相近
C. 与牛顿第二定律相近D. 与牛顿第三定律相近
【答案】C
【解析】
【详解】“其满而重者行迟，空而轻者行疾”、“任重，其进取疾速，难矣”，本质上的意思是，在相同力的作用下，质量大的物体速度变化慢，加速度小，质量小的物体速度变化快，加速度大，因此王充对运动与力的理解与牛顿第二定律相近。
故选C。
3. 高抛发球是乒乓球发球的一种，由我国吉林省运动员刘玉成于1964年发明，后成为风靡世界乒乓球坛的一项发球技术。将乒乓球离手向上的运动视为匀减速直线运动，该向上运动过程的时间为。设乒乓球离开手后第一个时间内的位移为，最后一个时间内的位移为，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据逆向思维法，将乒乓球离开手向上的匀减速运动看作初速度为零的向下的匀加速直线运动，设加速度大小为，则向上运动的最后一个t时间内的位移为
向上运动的第一个t时间内的位移为
则有
故选B
4. 2023年11月，南山中学开展了跑操大比武，旨在提升学生体质和意志，增强集体荣誉感。图为同学们跑操时的场景，假设在直线跑道上时，前后两个方队跑操速度大小始终一致。下列说法正确的是（ ）

A. 方队加速直线跑动时，速度变化率可能减小
B. 在直线跑道上时，后一方对相对于前一方队是运动的
C. 方队跑动时，某同学的惯性比静止时的惯性大
D. 举旗的同学加速跑动时，手对旗杆的作用力大于旗杆对手的作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．方队加速直线跑动时，加速度减小时，速度变化率减小，故A正确；
B．在直线跑道上时，后一方对相对于前一方队位置不变，是静止的，故B错误；
C．质量是惯性大小的唯一量度，质量不变，惯性不变，故C错误；
D．举旗的同学加速跑动时，手对旗杆的作用力与旗杆对手的作用力是一对相互作用力，等大反向，故D错误。
故选A。
5. 下列物理学习或研究中用到与“曹冲称象”的方法相同的是（ ）
A. 建立“质点”的概念
B. 建立“合力与分力”的概念
C. 建立“瞬时速度”的概念
D. 探究加速度与力、质量的关系
【答案】B
【解析】
【详解】A.建立“质点”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，A错误；
B.建立“合力和分力”的概念，采用等效替代的思想，B正确；
C.建立“瞬时速度”的概念，采用极值法，不是等效替代，C错误；
D.研究加速度与合力、质量的关系，采用控制变量法，不是等效替代，D错误。
故选B。
6. 每个小朋友或许都有一个飞行梦，现在梦想就能成为现实。由一家重力工业公司研发的喷气飞行背包已经过测试，最快可达到。假设消防员利用喷气飞行背包在某次高楼火灾现场观测时，从地面开始竖直向上飞行然后又返回地面的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 消防员上升的最大高度为
B. 消防员在内正处于下降阶段
C. 消防员在内处于失重状态
D. 消防员在内处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得消防员上升的最大高度为
故A错误；
B．由题意知正方向竖直向上，消防员在内的速度方向正方向，所以处于上升阶段，故B错误；
C．图像的斜率表示加速度，消防员在的加速度向下，处于失重状态，故C正确；
D．消防员在内加速度向上，处于超重状态，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，质量分别为和的按如图的方式用轻弹簧和轻绳连接，当系统静止时轻绳的拉力大小为，轻弹簧的伸长量为，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为
B. 撤去挡板瞬间，的加速度为
C. 撤去挡板瞬间，的加速度为
D. 剪断绳子瞬间，的加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．对P受力分析，根据平衡条件可知，弹簧处于拉伸状态，弹力大小为
根据胡克定律有
联立解得，弹簧的劲度系数为
故A错误；
B．撤去挡板瞬间，挡板的支持力消失，弹簧的弹力不会发生突变，对Q受力分析，根据牛顿第二定律得
联立解得
故B正确；
C．撤去挡板瞬间，对P受力分析，可知其受力情况不变，由牛顿第二定律得
联立解得
故C错误；
D．剪断绳子瞬间，绳子拉力消失，弹簧的弹力不变，对P受力分析，根据牛顿第二定律得
联立解得
故D错误；
故选B。
8. 如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为的光滑半圆柱体紧靠竖直墙壁置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在圆的圆心，质量为且可视为质点的均质小球用长度等于A、B两点间距离的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球静置于半圆柱体上。当换用质量不变，而半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角就会跟着发生改变。已知重力加速度为g，不计各接触面间的摩擦，可能用到是数学工具是，下列正确的是（ ）
A. 当时，细线对小球的拉力大小为
B. 当时，半圆柱体对小球的支持力大小为
C. 换用半径更小的半圆柱体时，半圆柱体对地面的压力保持不变
D. 换用半径不同的半圆柱体时，半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对小球进行受力分析如图1
当时，且AB=AO2，由几何关系知，为等边三角形，则
由于圆心角与圆周角之间的关系可知
可知小球受到的绳的拉力T与半圆柱对小球的支持力N相互垂直，水平方向
竖直方向
解得
故AB错误；
CD．若改变半圆柱半径，当小球平衡时，小球的位置在以AB为半径的圆弧上，如图2所示
由几何关系知，直线O1O2是该圆的切线，所以垂直于，则
以小球与半圆柱体组成的整体为研究对象，在竖直方向上，半圆柱受到的自持力为
由几何关系知，减小半圆柱半径，则减小，由此可知，将减小，根据牛顿第三定律可知，半圆柱对地面的压力将减小；
在水平方向上
可知，当时，半圆柱体受到墙对半圆柱体的弹力最大，为
故C错误，D正确。
故选D。
二、本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 网上热传一段视频，唤醒了“80、90后”的童年，奶奶用杆秤给小孙子称体重，多才的网友根据视频画了一幅漫画，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 小孩的重心一定位于秤钩的正下方
B. 小孩所受的重力等于地球对小孩的吸引力
C. 凳子对奶奶的支持力与奶奶所受的重力是一对平衡力
D. 秤钩对小孩的拉力是由于秤钩发生形变引起的
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小孩静止时所受重力与秤钩的拉力二力平衡，方向相反，则小孩的重心一定位于秤钩的正下方，故A正确；
B．小孩所受的重力由于地球对小孩的吸引力而产生，小孩所受的重力小于地球对小孩的吸引力，故B错误；
C．由于奶奶还受到秤向下的拉力，则凳子对奶奶的支持力大于奶奶所受的重力，故C错误；
D．秤钩对小孩的拉力是由于秤钩发生形变引起的，故D正确。
故选AD。
10. 为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示。当此车加速上坡时，对乘客的受力分析正确的是（ ）
A. 座椅的支持力等于乘客的重力
B. 受到水平向右的摩擦力作用
C. 受到水平向左的摩擦力作用
D. 所受力合力沿斜坡向上
【答案】BD
【解析】
【详解】D．当车加速上坡时，乘客和车具有相同的加速度，方向沿坡向上，则乘客受到的合力方向沿坡向上，故D正确；
A．由于座椅始终保持水平，乘客受到的静摩擦力必沿水平方向。加速上坡时，乘客具有向上的分加速度，由牛顿第二定律得
因此，座椅对乘客的支持力大于乘客的重力，故A错误；
BC．加速上坡时，乘客具有向右的分加速度，由牛顿第二定律得
因此，乘客受到水平向右的摩擦力的作用，故C错误，B正确。
故选BD。
11. 如图所示，一固定斜面倾角为，上表面光滑，斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线，一端竖直悬挂小球A，另一端连接物块B，细线的倾斜部分与斜面平行。用手按住物块B。整个系统处于静止状态。小球A的质量为，物块B的质量为，重力加速度为g。现突然松开按住物块B的手，松手的瞬间，以下说法正确的是（ ）
A. 小球A的加速度大小为零
B. 小球A与物块B的加速度相同
C. 小球A的加速度大小为
D. 细线上的拉力大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】B．由于两物体是通过轻质细线连接，物体的速度均沿细线方向，则小球A与物块B的加速度大小相等，但方向不同，故B错误；
ACD．设小球A的加速度大小为a，细线上的拉力大小为T，对小球A分析，根据牛顿第二定律有
对物块B分析，根据牛顿第二定律有
联立解得
，
故A错误，CD正确。
故选CD。
12. 近年来，多人秋千在游乐场很受欢迎，南山中学为了丰富高三学子的课余生活，在高三园区添置了该设施，已知多人秋千的水平座椅由16根等长的绳子（不计绳子的质量）等间距的固定在两根平行的横梁上，假设每根绳子与竖直方向的夹角。初始时座椅静止在最低点，现将座椅用水平拉力缓慢拉至绳子平面（如图乙）与座椅平面的夹角为（如图丙），该过程中所有绳子始终绷直。座椅的质量为，当地的重力加速度为。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 初始时，每根绳子的拉力为
B. 绳子平面与座椅平面的夹角为时，每根绳子的拉力为
C. 水平拉力逐渐变大
D. 若保持不变，拉力方向缓慢逆时针旋转至竖直方向，拉力逐渐变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．初始时，座椅静止，根据平衡条件可得
初始时，每根绳子的拉力为
故A正确；
B．绳子平面与座椅平面的夹角为时，座椅静止，根据平衡条件可得
每根绳子的拉力为
故B错误；
C．座椅静止，根据平衡条件可得
水平拉力为
用水平拉力缓慢拉座椅，减小，水平拉力逐渐变大，故C正确；
D．若保持不变，座椅受到的重力不变，绳子拉力的方向不变，拉力方向缓慢逆时针旋转至竖直方向，做出力的矢量三角形，可知拉力先变小后增大，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、本大题共2小题，共16分。
13. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在________方向（填“水平”或“竖直”）。
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为，弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为；在砝码盘中每次增加砝码，弹簧长度依次记为至，数据如下表：
表中有一个数值记录不规范，代表符号为________。
（3）由图像可知弹簧的劲度系数为________（结果保留两位有效数字，重力加速度取）。

（4）若撤掉砝码和砝码盘，给该弹簧挂上一个的钩码，稳定后弹簧长度为________。（重力加速度取）
【答案】 ①. 竖直 ②. ③. 4.9 ④. 29.35
【解析】
【详解】（1）[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧受到重力作用，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
（2）[2]由表可知所用刻度尺的最小刻度为lmm，用毫米刻度尺测量长度需估读到分度值的下一位，记录数据的最后一位是估读位，故数据记录不规范。
（3）[3]根据胡克定律
可得
图像斜率为
弹簧的劲度系数为
（4）[4]根据胡克定律
稳定后弹簧长度为
14. 甲、乙两物理兴趣小组采用不同的实验方案分别完成了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）如图是甲组同学实验时打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是，1、2、3、4、5是他们选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。结合图中给出的数据，求出小车运动加速度的大小为________。（计算结果保留2位有效数字）

（2）乙组同学设计了如图所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度和所受拉力的关系图像。他们在轨道水平的情况下做了实验，得到图像，如图所示。（已知当地重力加速度为）

①下列操作或说法正确的是________。（选填选项前的字母）
A.本实验不需要测出重物的总质量
B.连接滑块的细线必须与轨道保持平行
C.为减小误差，实验中一定要保证重物的质量远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量
②若图像的斜率为，纵轴截距为，则滑块和位移传感器发射部分的总质量________，滑块和轨道间的动摩擦因数________。（用题目所给表示）
③经分析，图像在纵轴有截距的原因是轨道摩擦的影响，请你提出一种可以从理论上让图像过原点的改进方法________________。
【答案】 ①. 2.0 ②. AB ③. ④. ⑤. 平衡摩擦力或者将轨道换为气垫导轨
【解析】
【详解】（1）[1]由逐差法可得小车运动加速度的大小为
（2）①[2] AC．力传感器能准确测出滑块所受到的拉力，因此无需测出重物的总质量，也不需要保证重物的质量远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量，故A正确，C错误；
B．连接滑块的细线与轨道保持平行，使得力传感器测得的力的大小等于滑块在水平方向上受到的拉力，才能更好地减小误差，故B正确。
故选AB。
②[3][4]由牛顿第二定律得
由滑动摩擦力公式得
联立得
故图像的斜率、纵轴截距分别为
，
解得
，
③[5]由图可知需要将力增加到某一值物体才有加速度，即物体在拉力作用的同时，还有摩擦阻力，导致加速度不能随着拉力产生而产生，所以需要平衡摩擦力或者将轨道换为气垫导轨来尽可能将摩擦力减小至可以忽略。
四、本大题3小题，共36分，要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 课间时，同学们在教室内玩耍，某同学用两只伸直的手臂分别撑住桌子（桌面等高）使自己悬空，并保持如图所示姿势静止，设手臂的作用力沿手臂方向，两手臂和桌面夹角均为，若该同学质量为，每张桌子的质量为，桌脚与地面之间的动摩擦因数，桌面与地面均水平。已知，，重力加速度取。求：
（1）该同学每只手臂所承受的作用力的大小：
（2）左侧桌子对地面的压力大小；
（3）左侧桌子与地面摩擦力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对同学受力分析得
代入数据解得
（2）整体受力分析
根据牛顿第三定律得
（3）对左侧桌子受力分析得
解得
16. 某电视节目曾经做过人与智能汽车相互配合的挑战节目，汽车在无人驾驶的状态下，实现司机跳下以及跳上智能汽车。已知智能汽车与卡车在平直的公路上并排行驶，智能汽车在卡车前方处以的速度匀速行驶，此时卡车由静止开始以的加速度启动。求：
（1）卡车经过多长时间追上智能汽车以及追上智能汽车前两车之间的最远距离应为多少？
（2）假设卡车追上智能汽车的瞬间，卡车立即制动以的加速度做匀减速直线运动，求卡车与智能汽车再经多长时间再次相遇？
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）卡车追上智能汽车时有
代入数据解得
当两车速度相等时相距最远，则有
则相距的最远距离为
代入数据解得
（2）两车相遇时卡车的速度为
卡车减速到静止所用的时间为
卡车减速到静止前进的距离为
相同的时间内智能汽车前进的距离为
所以卡车停止后智能汽车与卡车再次相遇，所用时间为
17. 如图所示，长、倾角的传送带，右侧水平地面上放有一质量木板，传送带底端与木板上表面等高，传送带以的速度顺时针匀速转动。一质量的物块（可视为质点）由静止从传送带顶端滑下，然后滑上木板并最终停止在木板的最右端（不考虑物块在传送带和木板衔接处速度的损失）。已知物块与传送带和木板间的动摩擦因数分别为。木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取10，求：
（1）物块到达传送带底端时的速度大小v；
（2）木板长度；
（3）物块从滑下瞬间到静止在木板上所花的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块刚放上传送带上时，由牛顿第二定律有
1
与传送带共速时，有
解得
共速后，由于
说明物块此后做匀速运动，则
（2）物块滑上木板瞬间，对于物块，有
对于木板有
3
物块与木板共速时，有
则木板的长度
解得
（3）物块在传送带上加速运动时有
匀速运动时有
物块与木板共速后，有
又
且
解得代表符号
数值
25.35
27.35
29.35
31.30
33.4
35.35
37.40
39.30