江苏省无锡市2023-2024学年高一上学期物理期末试卷（含答案）

江苏省无锡市2023-2024学年高一上学期物理期末试卷一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意）。1．下列单位中，不是国际单位制基本单位的是（）A．牛顿 B．米 C．千克 D．秒2．下列关于惯性的说法，正确的是（）A．只有静止的物体才具有惯性 B．只有运动的物体才具有惯性C．速度越大的物体惯性越大 D．质量越大的物体惯性越大3．2023年9月23日，杭州第19届亚运会盛大开幕。开幕式以“数实融合”为主题，不仅呈现了绚丽的烟花秀，还采用了数字化技术进行火炬点火。如图所示为数字火炬手正在跨越钱塘江奔向亚运会主场馆的情景。已知火炬手跨越钱塘江约花了30s，下列说法正确的是（）A．研究数字火炬手跑动的姿态时，可以把数字火炬手视为质点B．研究数字火炬手通过钱塘江的速度大小，可以把数字火炬手视为质点C．以钱塘江面为参考系，数字火炬手是静止的D．“30s”指的是时刻4．如图所示，跳高运动员起跳后向上运动，越过横杆后开始向下运动，则运动员越过横杆前、后在空中运动的过程中，下列说法正确的是（）A．一直处于超重状态B．一直处于失重状态C．先处于超重状态，后处于失重状态D．先处于失重状态，后处于超重状态5．某同学利用甲图装置做“探究弹簧伸长量与所受拉力的关系”的实验，得到了弹簧伸长量∆l与拉力F的关系图像如乙图所示，下列关于该实验说法正确的是（）A．实验前，必须先把弹簧水平放置测量其长度B．图线OA段斜率的大小即为该弹簧的劲度系数C．图线中后半部分明显偏离直线是因为弹簧自身有重力D．若误将弹簧总长l作为纵坐标，得到l−F图像，则仍然可以根据该图像得到弹簧的劲度系数6．一台空调外机用两个三脚架固定在外墙上，如图所示，空调外机的重心在支架水平横梁AO和斜梁BO连接点O的正上方，横梁对O点的作用力沿OA方向、大小为F1，斜梁对O点的作用力沿BO方向、大小为FA．F1不变 B．F1增大 C．F2不变 7．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（）A． B．C． D．8．明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rAA．齿轮A的角速度比齿轮C的角速度大B．齿轮A、B的角速度大小相等C．齿轮B、C边缘的线速度大小相等D．齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大9．“象步虎掌”是同学们喜欢的传统体育游戏之一。游戏开始前水平地面上甲、乙两位同学相隔一定距离站立，然后伸出双掌水平相抵且稍发力。开始后双方用巧力向前推出或向后缩让，脚掌先移离原位者为输。如图所示为游戏开始前甲、乙处于静止状态，则此时（）A．甲对乙的推力是由于乙的手掌发生形变B．甲对乙的推力可能大于乙对甲的推力C．以甲、乙整体为研究对象，甲和乙受到的摩擦力是一对平衡力D．甲、乙受到的摩擦力与各自的重力成正比，与受到的推力无关10．某质量m=0.1kg的质点在x轴正方向做初速度v0=4m/s的匀速直线运动，在y轴方向的速度—时间关系如图所示，则下列说法正确的是（）A．该质点做匀变速直线运动B．该质点在4s末的位移大小为85mC．该质点在4s末的速度大小为4m/sD．该质点所受合外力恒为0.2N二、实验题（本题2小题，每空2分，共16分）11．某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。（1）下列实验操作不合理的有____。A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直C．若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平D．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球（2）该小组利用图乙装置，记录了钢球经过的A、B、C三个位置，如图丙所示。图中每格的边长为L，重力加速度为g。①钢球从A运动到B和从B运动到C的时间（选填“相等”或“不相等”）；②钢球从A运动到B的时间为（用L、g表示）；③钢球做平抛运动的初速度为（用L、g表示）。12．某实验小组设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。将装有力传感器的小车放置在水平长木板上。砂和砂桶的总质量记为m1，小车和小车中砝码的总质量记为m（1）本实验中，以下说法正确的是____。A．因为装有力传感器，所以不需要平衡摩擦力fB．本实验中需要满足条件mC．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a−1D．在用图像探究加速度与力关系时，应作a−m（2）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带。从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则由纸带求出打计数点“3”时的速度v3=m/s，小车加速度的大小为a=（3）若该实验需要平衡摩擦力f，请叙述平衡摩擦力f的操作过程：三、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）13．如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。（1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？（2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？14．如图所示的装置绕竖直轴OO'匀速转动，细线与竖直方向夹角θ=37°。已知小球质量m=0.48kg，细线长（1）装置转动的角速度大小ω；（2）小球离地高度为0.15．2023年中国跳水“梦之队”再次实现包揽全部9枚金牌的壮举。女子单人3米板决赛中，中国队的陈艺文获得冠军。选竖直向下为正方向，运动员（可视为质点）从跳板起跳后运动速度与时间关系图像如图所示，忽略空气阻力（g=10m/s（1）运动员向上做匀减速运动的高度是多少？（2）运动员在空中运动的时间是多少？（3）若运动员在水中匀减速运动的时间是自由落体运动时间的一半，则运动员在水中做匀减速运动的位移是多少？16．如图所示，某货场需将质量为m的货物（可视为质点）从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道与水平面成θ=37°角．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B，长度均为L=2m，厚度不计，质量均为m，木板上表面与轨道末端平滑连接．货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ0=0.125，货物与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2．回答下列问题：（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）若货物从离地面高h0=1.5m处由静止滑下，求货物到达轨道末端时的速度v0（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足条件（3）若μ1=0.5，为使货物恰能到达B的最右端，货物由静止下滑的高度h应为多少？

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。牛顿是导出单位，不是基本单位，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据基本物理量和基本单位分析。2．【答案】D【解析】【解答】惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大；惯性大小与物体的运动状态无关，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，质量是惯性大小的唯一量度。3．【答案】B【解析】【解答】A.研究数字火炬手跑动的姿态时，火炬手的大小和形状不能被忽略，所以不可以把数字火炬手视为质点，A不符合题意；

B.研究数字火炬手通过钱塘江的速度时，火炬手大小和形状可以被忽略，所以可以把数字火炬手视为质点，B符合题意；

C.以钱塘江面为参考系，数字火炬手相对钱塘江面的位置发生了改变，所以数字火炬手是运动的，C不符合题意；

D.“30s”在时间轴上对应一段线段，所以指的是时间间隔，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】当物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略时，物体可以被看成质点，否则不可以被看成质点。当物体相对参考系的位置发生改变时，则可判断物体是运动的；时刻在时间轴上对应一个点，时间间隔在时间轴上对应一段线段。4．【答案】B【解析】【解答】运动员越过横杆前、后在空中运动的过程中，都只受重力，加速度为重力加速度，方向竖直向下，所以运动员始终处于完全失重状态，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据运动员越过横杆前、后在空中运动过程中的加速度方向，分析超重失重状态。5．【答案】D【解析】【解答】A.因为弹簧自身有重量，所以实验前，应该将弹簧竖直悬挂测量其原长，A不符合题意；

B.根据胡克定律，弹簧在弹性限度内有F=k∆l整理得∆l=可知图像∆l-F中OA段斜率的大表示该弹簧的劲度系数的倒数，B不符合题意；

C.图线中后半部分明显偏离直线是因为超出了弹簧的弹性限度，C不符合题意；

D.若误将弹簧总长l作为纵坐标，根据胡克定律可得F=k整理得l=可知l-F图像的斜率依然表示弹簧的劲度系数，所以仍然可以根据该图像得到弹簧的劲度系数，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据实验原理和注意事项分析弹簧原长的测量方法；由胡克定律推导∆l-F的关系，再分析图像∆l-F中OA段斜率的物理意义；当弹力超过弹簧的弹性限度后，∆l与F不再成正比，∆l-F图像会发生弯曲；根据胡克定律推导l-F的表达式，分析通过l-F图像求解劲度系数的方法。6．【答案】D【解析】【解答】分析O点的受力，如图所示：

则F1=mg如果把斜梁加长一点，仍保持OA水平，则θ减小，则F1减小，F2减小，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。7．【答案】C【解析】【解答】汽车沿曲线由M向N行驶，受到的合力方向在轨迹的凹侧，由于速度减小，可知合力方向与速度方向的夹角大于900。故ABD错误，C正确。

故选择C。

【分析】根据物体做曲线运动的条件可得，受到的合力方向在轨迹的凹侧，由于速度减小，故合力方向与速度方向的夹角大于900。8．【答案】D【解析】【解答】AB.由图可知，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，为同缘传动，所以齿轮A、B缘的线速度大小相等，即v由线速度与角速度的关系式v=ωr可知，由于rAωB、C两点为共轴转动，齿轮B、C的角速度大小相等，则有ωAB不符合题意；

CD.由线速度与角速度的关系式v=ωr可知，由于ω而rBv可得vC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】同缘传动的点线速度相等，共轴转动的点角速度相等，由线速度与角速度的关系式v=ωr，推导各点线速度的大小关系和角速度的大小关系。9．【答案】C【解析】【解答】A．甲对乙的推力是由于甲的手掌发生形变，A不符合题意；B．相互作用的推力大小相等，B不符合题意；C．甲、乙处于静止状态，甲、乙为整体时，摩擦力是一对平衡力，C符合题意；D．静摩擦力与重力大小无关，与推力平衡，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】作用力与反作用力大小相等方向相反，作用在一条直线上，作用在不同物体上；平衡力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；质量不变时同一地方物体的重力不变。10．【答案】B【解析】【解答】A.根据图像可知质点在y轴方向做匀加速直线运动，y轴方向上的合力恒定，由于x轴正方向做匀速直线运动，所以x轴方向合力为零，质点受到的总合力等于y轴方向的合力，质点的合速度为质点沿x轴和y轴方向的分速度的矢量和，与质点受到的合力不在同一直线上，所以质点做匀变速曲线运动，A不符合题意；

B.4s末质点沿x轴的分位移x=沿y轴的分位移y=由平行四边形定则可得，则该质点在4s末的位移大小为xB符合题意；

C.根据速度的合成，该质点在4s末的速度大小v=C不符合题意；

D.该质点所受合外力等质点沿y轴方向受到的合力，由牛顿第二定律可得F=ma=mD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据运动合成与分解的规律，由曲线运动的条件分析运动的轨迹；由平行四边形定则求解质点在4s末的速度和位移；由牛顿第二定律求解该质点受到的合外力。11．【答案】（1）D（2）相等；2Lg；【解析】【解答】（1）A.用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地，若同时落地，说明平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，A不符合题意；

B.图乙装置中的背板必须处于竖直面内，防止小球与背板发生摩擦，也为了减小描点时的误差，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，B不符合题意；

C.若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平，C不符合题意；

D.用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，必须让小球从斜槽上相同位置由静止释放，从而保证小球每次做平抛运动的初速度相同，D符合题意。

故答案为：D。

（2）①钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相等，而平抛运动水平方向上为匀速直线运动，所钢球从A运动到B和从B运动到C的时间相等；

②竖直方向，根据匀变速直线运动位移差公式∆x=aT∆y=2L=g解得钢球从A运动到B的时间为T=③钢球做平抛运动的初速度为v【分析】（1）根据实验的原理和注意事项分析；（2）①根据平抛运动水平方向为匀速直线运动，结合钢球从A运动到B和从B运动到C的水平位移相等的特点，分析钢球从A运动到B和从B运动到C的时间关系；②在竖直方向上，根据匀变速直线运动位移差公式∆x=aT2，求解钢球从A运动到B的时间；12．【答案】（1）C（2）0.376；0.160（3）不挂小桶，将木板的右端垫高，开启打点计时器，若小车拖着纸带在木板上匀速运动，说明平衡了摩擦力。【解析】【解答】（1）AB.因为装有力传感器，可以直接测量小车受的拉力，所以本实验中不需要满足条件m1≪ma=在用图像探究加速度与质量关系时，为了直观反映加速度和质量的关系，则应作a-1m2图像，C符合题意；

D.小车的加速度a=FmT=5根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得纸带求出打计数点“3”时的速度v由匀变速直线运动的位移差公式∆x=aTa=（3）该实验需要平衡摩擦力，平衡摩擦力f的操作过程：不挂小桶，将木板的右端垫高，开启打点计时器，若小车拖着纸带在木板上匀速运动，说明平衡了摩擦力。

【分析】（1）根据实验原理和注意事项分析；（2）根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，计算纸带求出打计数点“3”时的速度，由匀变速直线运动的位移差公式∆x=aT13．【答案】（1）解：汽车在凹形路面最底端受到重力和支持力作用，根据牛顿第二定律F−mg=代入数据，解得F=1（2）解：汽车在最高点对路面没有压力时，只受到重力作用mg=代入数据，解得v【解析】【分析】（1）分析汽车在凹形路面最底端的受力，由牛顿第二定律求出汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力；（2）分析汽车在最高点B的受力，根据牛顿第二定律求解汽车恰好对路面没有压力时，汽车的速度。14．【答案】（1）解：对小球受力分析，根据牛顿第二定律可知mg解得ω=5rad/s（2）解：细线断开后小球做平抛运动，则落地时运动的时间t=水平位移为x=vt又因v=ωL故可解得x=0.45m【解析】【分析】（1）分析小球受力，由牛顿第二定律求解装置转动的角速度大小；（2）细线断开后，小球做平抛运动，根据平抛运动的规律，由运动学公式求解小球飞行的水平位移大小。15．【答案】（1）解：运动员在0~t1时间内向上做匀减速运动，初速度为v0=2m/s，