山西省运城市2023-2024学年高一上学期期末调研物理试卷【含答案解析】

运城市2023-2024学年第一学期期末调研测试高一物理试题本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上。注意事项：1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。2.答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。一、选择题（本题包含10小题，每小题4分，共40分，其中1-7小题每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，8-10小题每题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选不全得2分，有错选或不答的得0分）1.有关力学知识，下列说法正确的是（）A.放在斜面上的物体，它的重力可以分解为一个沿斜面方向的下滑力和一个对斜面的正压力B.有三个共点力，它们的大小分别是4N、3N、6N，则它们的合力的最大值为13N，最小值为1NC.形状规则物体的重心在它的几何中心上D.研究运动员百米赛跑的起跑动作时不能将运动员视为质点【答案】D【解析】【详解】A．放在斜面上的物体，它的重力按照其作用效果可以分解为一个沿斜面方向向下的分力和一个垂直斜面紧压斜面的分力，而不是对斜面的正压力，正压力是物体对斜面的一个作用力，并不是重力的分力，故A错误；B．大小分别是4N、3N、6N的三个共点力，当它们共线同向时合力最大，最大值为13N，而这三个力中任意两个力合力的最大值大于第三个力，则可知这三个力合力的最小值为0N，，例如4N、3N这两个力合力的取值范围为而6N在该合力范围内，当3N、4N这两个力的合力大小恰好等于6N，且方向恰好与大小为6N的这个力方向相反时，那么这三个力的合力将为0，故B错误；C．形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上，故C错误；D．研究运动员百米赛跑的起跑动作时，需要研究运动员的身体动作、姿态等，不能忽略运动员的形状大小，因此不能将运动员视为质点，故D正确。故选D。2.如图所示是用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（）A.一段时间后苹果会在羽毛下方 B.一定满足关系C.羽毛下落到C点的速度大小为 D.苹果下落的加速度大小为【答案】C【解析】【详解】A．苹果和羽毛在真空中自由下落，不受空气阻力，只受重力，它们都在做自由落体运动，运动状况与物体质量无关，故苹果和羽毛始终处于同一高度，A错误；B．设A点的速度为vA，则由匀加速直线运动规律由于这是局部照片，A点并不一定是起点，vA不一定为零，故不一定能得到关系，故B错误；C．C点是BC段的时间中点，故羽毛下落到C点的速度大小为故C正确；D．由匀加速直线运动规律所以解得故D错误故选C。3.如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是()A.A与墙面间存在压力 B.A与墙面间存在静摩擦力C.A物块共受3个力作用 D.B物块共受5个力作用【答案】C【解析】【分析】先对三个物体组成的整体研究，根据平衡条件求解墙对A的压力；根据A与墙间的压力情况，判断有无摩擦力；即可分析A的受力情况；再对AB分析受力情况，由平衡条件分析C对B有无摩擦力，再分析B的受力情况.【详解】A、B、以三个物体组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力．故A、B错误．C、对A：受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用．故C正确．D、先对A、B整体研究：水平方向上：墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力．再对B分析：受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力，共四个力作用．故D错误．故选C.【点睛】本题考查灵活研究对象的能力，分析受力时，还要抓住没有弹力，就没有摩擦力，弹力是产生摩擦力的前提.4.神舟十七号飞船于2023年10月26日11时14分在酒泉发射成功，飞行任务航天员乘组由汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员组成。如图所示，是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为，其推进器的平均推力为1280N，在飞船与空间站对接后，推进器工作7s内，测出飞船和空间站速度变化是。下列正确的是（）A.飞船与空间站对接前的加速度为B.飞船与空间站对接后的加速度为C.空间站质量为D.空间站质量为【答案】C【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律，飞船与空间站对接前的加速度为故A错误；B．飞船与空间站对接后的加速度为故B错误；CD．以飞船与空间站为整体，根据牛顿第二定律可得解得空间站质量为故C正确，D错误。故选C。5.一支架固定在放于水平地面的小车上，细线上一端系着质量为m的小球，另一端系在支架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为，此时放在小车上质量M的A物体跟小车相对静止，如图所示，下列说法正确的是（）A.加速度的大小为，方向向左B.细线的拉力大小为，方向沿线斜向上C.A受到的摩擦力大小为，方向向左D.A受到的摩擦力大小为，方向向右【答案】D【解析】【详解】A．对小球受力分析如图所示由于小球和小车一起向左运动，则可知小球所受合外力在水平方向，小球加速度即为整体加速度，根据几何关系可得解得方向水平向右，故A错误；B．根据几何关系可得细线的拉力方向沿线斜向上，故B错误；CD．由于A与小车保持相对静止，则A的加速度与小车和小球加速度相同，对A分析可知，A在竖直方向受竖直向下的重力与小车对A竖直向上的支持力，合力为零，在水平方向仅受摩擦力作用，所受摩擦力即为合外力，而加速度水平向右，则所受摩擦力水平向右，根据牛顿第二定律有故C错误，D正确。故选D。6.如图，质量为2kg的物块A放在一箱子内，A和箱子水平底面之间的动摩擦因数为0.4。A的左边被一根压缩着的轻弹簧用4N的水平力向右推着，t=0时刻物块相对箱子保持静止。箱子在竖直方向上做直线运动的v-t图如下，以竖直向上为正方向，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，若物块A可以在弹簧作用下相对箱子滑动，箱子运动图像可能是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】若要使物块A可以在弹簧作用下相对箱子滑动，可知弹簧弹力需要大于最大静摩擦力，水平方向有即分析可得物块与箱底间的弹力越大，最大静摩擦力越大，要使物块滑动箱底对物块的支持力应小于物块的重力，可得竖直方向上加速度应向下，即图像中斜率为负，设加速度大小为，即有代入数值解得结合图像，D图符合。故选D。7.某同学是航模兴趣小组的一员，某次在操控飞机模型时，使航模从地面由静止开始竖直向上做直线运动，其运动的位移—时间图像如图所示，已知部分的图线是抛物线的一部分，部分的图线是直线，两部分曲线相切于点，则下列说法正确的是（）A.图中B.航模在时间内的速度大小为6m/sC.航模在时间内的加速度大小为D.航模在时间内处于失重状态【答案】C【解析】【详解】ABC．根据题意，部分的图线是抛物线的一部分，则可知航模在时间内做初速度为零的匀加速直线运动，而部分的图线是直线，则可知航模在内做匀速直线运动，匀速直线运动的速度即为匀加速直线运动的末速度，而位移—时间图像的斜率表示速度，则可得匀加速运动结束时的末速度为根据匀变速直线运动中位移与时间及速度与时间的关系有，将（，10）代入联立可得，，故AB错误，C正确；D．航模在时间内竖直向上做匀加速直线运动，加速度向上，处于超重状态，故D错误。故选C。8.如图所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁缓缓下降，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点（重心处）。在下降过程中可以把人简化为右图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻绳。已知OC长度不变，下降过程中的某时刻OA长等于OC长，OC与崖壁成60°夹角，则（）A.绳子对人的拉力与人对绳子的拉力是一对平衡力B.在该时刻，绳子对人的拉力大小等于C.若保持O点不动，AC间绳子缓慢放长少许，则轻绳AC承受拉力变大D.若保持O点不动，AC间绳子缓慢放长少许，则轻杆OC段承受的压力变大【答案】BC【解析】【详解】A．绳子对人的拉力与人对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A错误；B．重力、绳子对人的拉力、OC支持力构成等边三角形，所以绳子对人的拉力和OC支持力大小都等于人的重力G，B正确；CD．根据相似三角形，有则有T=N=G如图，AC边长，则绳子承受的拉力T变大，OC段受到的压力一直不变，D错误，C正确。故选BC。9.春节临近，有长辈给小朋友压岁钱的习俗，为了增添年味，现在发压岁钱的方式也是越来越有趣，其中有一种叫做“滚钱”，具体操作是在桌面放置不同金额的纸币，瓶子滚到哪张纸币上就可以赢取此金额，如左图所示。为了便于分析，我们用右图来描述这个模型，滚瓶从水平桌面上O点出发，途中经过A、B、C、D、E，5个放钱的位置，相邻两个位置的距离均为，滚瓶停在哪里就获得对应的压岁钱，滚瓶掉下桌子就没有。现设滚瓶（可视为质点）从O点出发后阻力恒定，张强同学以推出滚瓶，最后刚好停在E处，已知滚瓶在D和E之间滑行的时间为，则下列说法正确的（）A.滚瓶由A滑至E所用的时间等于B.滚瓶在A点的速度等于它在之间的平均速度C.滚瓶经过A点时速度是经过D点时的速度的2倍D.如果张强以的速度将滚瓶推出，滚瓶最终将停在之间【答案】AC【解析】【详解】A．滚瓶做末速度为零匀减速运动，设滚瓶依次滑过两相邻位置的时间间隔分别为、、和，由逆向思维知而故滚瓶由位置A滑至位置E所用的时间故A正确；B．滚瓶由位置D到位置E，由得滚瓶经过位置A的速度滚瓶经过位置B的速度在之间的平均速度故B错误；C．滚瓶经过位置D的速度故C正确；D．滚瓶从O到E，有则若以的速度将滚瓶推出，滚瓶运动的位移为故D错误。故选AC。10.如图所示，在光滑水平面上，A、B两物体叠放在一起，A放在B的上面，已知，，A、B之间的动摩擦因数，。对物体A施加水平向右的拉力F，开始时拉力F＝20N，此后逐渐增加，在增大到50N的过程中，下列说法正确的是（）A.当拉力F<30N时，两物体均保持相对静止状态B.两物体开始没有相对运动，当拉力超过30N时，两物体开始相对滑动C.两物体间始终没有相对运动D.两物体间从受力开始就有相对运动【答案】AC【解析】【详解】AB．两物体间达到最大静摩擦力时，对A对B得当F>60N时，两物体相对滑动，则当拉力F<30N时，两物体均保持静止状态，A正确，B错误；CD．由AB可知，两物体始终没有相对运动，C正确，D错误。故选AC。二、实验探究题（本题包含2个小题，每空2分，共16分）11.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。请回答下列问题：（1）根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，乙图中、、F、四个力，其中力___________（填上述字母）不是由弹簧测力计直接测得的。（2）本实验采用的科学方法是___________。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）实验中，要求前后两次力的作用效果相同，指的是___________。A．橡皮条沿同一方向伸长同一长度B．橡皮条沿同一方向伸长C．橡皮条伸长到同一长度D．两个弹簧测力计拉力和的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小【答案】①.F②.B③.A【解析】【详解】（1）[1]乙图中、、F、四个力，其中、、这三个力均是由弹簧测力计直接测量得到的，而力F是通过平行四边形定则所求得的、这两个力的合力，即通过作图得到的。故选F。（2）[2]本实验中，用一个弹簧测力计拉动橡皮筋使橡皮筋与细绳套的结点落在某一位置记为O，再次用两根弹簧测力计成一定角度同时拉动结点，使其仍落在O点，以此验证力的平行四边形定则，两次拉动橡皮筋的形变量以及形变方向完全相同，这里用到了等效替代的思想方法。故选B。（3）[3]实验中，要求前后两次力的作用效果相同，指的是橡皮条沿同一方向伸长同一长度。故选A。12.某学习小组用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验：（1）实验可能用到的两种打点计时器构造如图甲、乙所示，以下说法正确的是___________A．甲图是电磁打点计时器，乙图是电火花计时器B．甲图使用的电源是直流8V左右，乙图使用的电源是交流220VC．利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度D．电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的（2）下图是实验时平衡阻力的情形，其中正确的是___________（选填字母）。（3）如图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的时间间隔为，现测出各计数点到A点之间的距离，如图所示。根据纸带可求得，此次实验中小车的加速度测量值___________。（结果保留两位有效数字）（4）该小组多次实验后根据实验数据作出了小车的加速度a随合力F的变化图线如图所示，图丙中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是___________。A．该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量MB．该小组未将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡阻力C．该小组平衡阻力时长木板右端垫高倾角太大（5）该小组利用所作的加速度a随合力F的变化图线求得了小车及砝码的总质量___________kg。【答案】①.D②.B③.④.A⑤.【解析】【详解】（1）[1]AB．甲图是电火花打点计时器，使用的是220V的交流电，乙图是电磁打点计时器，使用的是6V~8V的交流电，故AB错误；C．利用打点计时器不能直接测量计数点的瞬时速度，而是间接的通过极短时间内的平均速度来代替瞬时速度，故C错误；D．电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的，都具有计时功能，故D正确。故选D。（2）[2]平衡阻力时，将木板装有打点计时器的一端垫高一定的角度，在不挂托盘及砝码的情况下，让小车连接纸带，接通电源后轻推小车，让小车拖动纸带运动，打出来的纸带舍掉前端不清晰部分，若纸带上的点迹是均匀的，则说明平衡了摩擦力。故选B。（3）[3]根据逐差相等公式可得加速度（4）[4]本实验中，用盘和重物的重力代替小车和车上砝码所受到的合外力，根据，联立可得可知只有当盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M时，盘和重物的重力才近似等于小车和车上砝码受到的合外力，因此可知，小车的加速度a随合力F的变化图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M。故选A。（5）[5]根据变式可得可知图像的斜率表示小车及砝码的总质量的倒数，由图线可得斜率由此可知小车及砝码的总质量三、计算题（本题包含3小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图，两个竖直挡板之间，用轻绳和轻弹簧挂着一个小球（可看作质点），小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为，弹簧恰好水平。已知小球的质量为2kg，轻绳的绳长，轻弹簧的原长为12cm，竖直挡板间的水平距离d为40cm，重力加速度g取，求：（1）此时轻绳的拉力大小；（2）轻弹簧的劲度系数k；（3）剪断细绳瞬间，小球的加速度大小a。【答案】（1）25N；（2）150N/m；（3）【解析】【详解】（1）对小球受力分析如图所示根据几何关系可得解得（2）弹簧弹力为根据几何关系可得弹簧形变量为由胡克定律得解得（3）剪短细绳瞬间弹簧弹力不发生突变，合力大小等于据牛顿第二定律定律得14.如图所示，质量为3kg的金属块放在水平地面上，在大小为30N、方向与水平方向成角的斜向上拉力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，已知金属块与地面间的动摩擦因数，力F持续作用2s后撤去。（，，重力加速度g取）求：（1）在F作用下，金属块的加速度为多大？（2）金属块在地面上总共滑行了多远？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对金属块受力分析如图所示水平方向，根据牛顿第二定律可得竖直方向故滑动摩擦力为联立以上各式代入数据解得（2）撤去F前金属块的位移为力F持续作用2s后撤去，金属块的速度v为撤去F后金属块竖直方向重力与支持力合力为零，水平方向仅受摩擦力，则根据牛顿第二定律有解得撤去力F后对金属块由速度与位移的关系有解得则金属块