湖南省长沙麓山国际实验学校2022-2023学年高一上学期期末第二次线上考试物理（解析版）.docx

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麓山国际实验学校高一上学期寒假自检测试物理试卷时量：75分钟满分：100分一、选择题（本大题共10小题，共44分，1~6小题只有一个选项正确，每小题4分；7~10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分选对得3分，错选或不选得0分）1.下列说法正确的是A.牛顿第一定律可以通过实验进行验证B.物体的运动不需要力来维持,但物体的运动速度越大时其惯性也越大C.牛顿第二定律公式中,比例系数的数值由质量、加速度和力三者的单位决定的D.牛顿第三定律说明物体间的作用力是可以相互传递的【答案】C【解析】【详解】牛顿第一定律不是实验定律，是以实验为基础，利用逻辑推理得到的，故A错误；物体的运动不需要力来维持；物体的惯性大小只与质量有关，与物体运动的速度无关，选项B错误；在牛顿第二定律的表达式F=kma中，比例系数的数值由质量、加速度和力三者的单位决定的，只有质量m、加速度a和力F的单位是国际单位时，比例系数k才为1，故C正确．牛顿第三定律说明物体间的作用力是相互的，但并不是可以相互传递的，选项D错误；故选C.2.北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，当日6时56分，载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，6个月后，于北京时间2022年4月16日9时56分，飞船返回舱在东方着陆场成功着陆，此次返回舱返回时采用“快速返回技术”。在距离地面1m处时，反推发动机点火，返回舱速度由6m/s减至2m/s软着陆，此阶段的运动可看作匀减速直线运动。结合上述材料信息，下列说法正确的是（　　）A.长征二号火箭发射起飞后，火箭对尾部燃气的推力和燃气对火箭的推力大小相等、方向相反，是一对平衡力B.在我国空间站直播画面看到航天员可以“飘在”空中，说明在空间站中航天员不受重力作用，没有了惯性C.返回舱在距离地面1m减速时的加速度大小为第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 D.返回舱在距离地面1m减速过程所用的时间为0.25s【答案】D【解析】【详解】A．长征二号火箭发射起飞后，火箭对尾部燃气的推力和燃气对火箭的推力大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故A错误；B．惯性只与物体的质量有关，故空间站中航天员不受重力作用，但仍有惯性。故B错误；C．根据匀减速直线运动的规律代入数据可得故C错误；D．根据匀减速直线运动的规律代入数据可得故D正确。故选D。【点睛】掌握相互作用力和平衡力的特点及区别，惯性是物体的固有属性，大小与质量成正比。掌握匀变速直线运动的基本规律的应用。3.如图所示，质量为M、半径为R的匀质实心滑轮可绕中央固定的水平轴无摩擦地转动，滑轮与轻绳间的摩擦力足够大，两侧物块质量分别为m1、m2，且满足m1>m2，重力加速度为g。下面给出的物块加速度表达式中，只有一个是正确的。你可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，判断出正确的表达式为（　　）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】CD．根据表达式量纲分析，质量的单位是kg，重力加速度的单位是，半径为R的单位是m，则表达式的单位，不是加速度的单位，CD错误；AB．设滑轮为轻滑轮，即M=0，根据牛顿第二定律解得根据表达式可知，当M=0时，A错误，B正确。故选B。4.如图甲所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，方向改为与水平面成60°角斜向上，物块也恰好做匀速直线运动。现将水平面倾斜一个角度θ，不施加外力，物块也恰好做匀速直线运动，如图乙所示。则倾角θ的大小为（　　）A.15°B.30°C.45°D.60°【答案】B【解析】【详解】当力F水平时，根据平衡条件得当保持F大小不变，而方向与水平面成60°角时，由平衡条件得联立解得第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 将斜面倾斜一个角度，由平衡条件得解得则倾角故ACD错误B正确。故选B。5.如图所示，半径为3R的半圆柱体P静止在水平地面上，静止于P上的光滑小圆柱体Q，质量为m，半径为R，此时竖直挡板MN恰好与P、Q相切，下面说法正确的是A.Q受到P的弹力为B.Q受到挡板MN的弹力为C.若挡板水平向右缓慢移动一小段且P仍静止时，P受到地面摩擦力不变D.若挡板水平向右缓慢移动一小段且P仍静止时，Q受到P的弹力变小【答案】B【解析】【详解】AB．对圆柱体Q受力分析，受到重力mg、挡板MN的支持力N1和P对Q的支持力N2，如图第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 由几何关系得：cosθ=0.5，所以θ=60°根据平衡条件得：故A错误，B正确；CD．对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：f=N1=mgcotθMN保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ不断变小，故f变大，由可知，N2变大，故CD错误；6.如图甲所示的是分拣快递件的皮带传输机，质量的快递物件在大小恒定的水平外力作用下，冲上一足够长的水平传送带，传送带从右向左以恒定速度运动。从快递物件冲上传送带开始计时，选向右为正方向，快递物件的图象如图乙所示。已知0~2s内水平外力与快递物件运动方向相反，2~4s内水平外力仍然与快递物件运动方向相反，重力加速度g取，则快递物件与传送带间的动摩擦因数为（　　）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 A.0.1B.0.2C.0.3D.0.4【答案】C【解析】详解】0~2s内水平外力与快递物件运动方向相反，则有2~4s内水平外力仍然与快递物件运动方向相反，则有由图象可得联立解得故选C。7.如图所示，小船速度大小为v1，方向与上游河岸成θ角，从A处过河，正好到达正对岸的B处。现水流速度变大少许，要使小船过河也正好到达正对岸的B处，下列方法中可行的有（　　）A.保持v1不变，同时增大θ角B.保持v1不变，同时减小θ角C.保持θ角不变，增大v1大小D.增大θ角，减小v1大小【答案】BC【解析】【详解】设水流速度为，要从处过河，正好到达正对岸的处，则满足第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 现水流速度变大，若保持不变，应减小角；若保持角不变，应增大大小；若增大角，一定要增大大小，故B、C正确，A、D错误；故选BC。8.在一段直线公路上，甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为20m/s，相距45m。在t=0时刻，甲车司机发现前方有一只小狗，于是马上采取措施，以下甲、乙两图分别是甲、乙两车的运动图像，取初速度方向为正方向，则下列说法正确的是（　　）A.在2-6s内，甲车做匀变速直线运动B.在0-6s内，甲乙两车不会相撞C.甲乙两车在4s末距离最近D.在0-6s内，乙车的平均速度为10m/s【答案】ABC【解析】【详解】A．由甲a-t图像可知，在0-2s内甲车做匀减速运动，速度减小量为20m/s，即2s末速度减为零，在2s-6s内，甲车做初速度为0的匀加速直线运动，故A正确；BC．因在t=2s时刻，甲的速度为零，乙开始减速，其加速度为当甲乙两车速度相等时解得∆t=2s即在t=4s时刻两车距离最近，甲乙两车最近距离为解得∆s=5m第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 即两车不会相撞，故B正确，C正确；D．由乙的v-t图像可知，面积代表位移，即在0-6s内，乙车的平均速度为故D错误。故选ABC。9.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于倾角为的斜面上质量为m的物体A连接（另有一个完全相同的物体B紧贴着A，不粘连），弹簧与斜面平行且处于静止状态。现用沿斜面的力F缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度相对于原长被压缩了x0，此时物体A、B静止。撤去F后，物体A、B开始沿斜面向上运动，已知重力加速度为g，物体A、B与斜面间的动摩擦因数为μ（）。则（　　）A.施加力F前，弹簧被压缩了B.撤去F瞬间，物体A、B的加速度大小为C.撤去F后，物体A和B在分离之前先做加速度减小的加速运动，再做加速度反向增大的减速运动D.物体A、B从撤去F到分离时，A、B沿斜面向上运动的距离为【答案】CD【解析】【详解】A．施加力前，把A、B作为一个整体受力分析，在斜面方向，重力的下滑分力与弹簧的弹力和静摩擦力合力平衡，即故A错误；B．撤去瞬间，由牛顿第二定律可得第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 解得所以B错误；C．撤去后，由于弹簧逐渐恢复原长，弹力不断减小，但加速度沿斜面向上，整体加速，当加速度减为0后，加速度沿斜面向下减速，所以物体A和B在分离之前先做加速度减小的加速运动，再做加速度反向增大的减速运动，所以C正确；D．若物体、B向上运动要分离，刚分离时两物体有相同的加速度，并且它们之间的弹力恰好为0，则它们的加速度都为则分离时弹簧为原长状态，所有A、B沿斜面向上运动的距离为，故D正确。故选CD。10.如图所示，乒乓球台长为L，球网高为h，某乒乓球爱好者在球台上方离球台高度为2h处以一定的初速度水平发出一个球，结果球经球台反弹一次后(无能量损失)刚好能贴着球网边缘飞过球网，忽略空气阻力，则球的初速度大小可能为(　　)A.B.C.D.【答案】AB【解析】【详解】若球反弹后在上升过程中刚好能贴着球网飞过，则2h＝，x1＝v0t1，球反弹后从飞过球网到上升至最高点的过程中第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 h＝，x2＝v0t2，2x1－x2＝，解得v0＝；若球反弹后在下降过程中刚好能贴着球网飞过，2h＝，x′1＝v′0t′1，球反弹后从最高点到下降飞过球网的过程中h＝，x′2＝v′0t′2，2x′1＋x′2＝，解得v′0＝；A.。与上述计算结论相符，故A正确；B.。与上述计算结论相符，故B正确；C.。与上述计算结论不相符，故C错误；D.。与上述计算结论不相符，故D错误。故选：AB二、实验题（本题共11、12两道小题，其中11题8分，12题8分，每空2分）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为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 （1）图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_____．（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）某同学在做该实验时有下面的一些想法，其中不正确的是_____．A．拉橡皮条的细绳要长一些，且必须等长B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应与木板平行C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些D．拉力F1和F2的夹角越大越好（4）为提高实验结论的可靠性，在多次实验时，结点O的位置_____（填“可以”或“不可以”）变动．【答案】①.F′②.B③.AD④.可以【解析】【详解】(1)F1与F2合力实验值是指通过实验得到值,即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向,而理论值(实际值)是指通过平行四边形得出的值,故F′是力F1与F2合力的实验值，其方向一定沿AO方向．(2)两次拉橡皮条都将节点拉到同一位置，作用效果相同，本实验采用的科学方法是等效替代法，故B正确，ACD错误．故选B．（3）A．拉橡皮条的细绳要长一些，记录方向误差较小，但两细绳不一定等长，故A错误；B．拉橡皮条时，为保证各力在同一平面内，弹簧秤、橡皮条、细绳应与木板平行，故B正确；C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些，故C正确；D．拉力F1和F2的夹角要适当，不是越大越好，故D错误．本题选择错误答案，故AD．（4）为了使弹簧两次拉橡皮条的效果相同，要求在同一次实验中，O点位置不动．12.图为“探究小车的加速度与物体受力的关系”的实验装置图,图中A为小车,质量为第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 连接在小车后面的纸带穿过电磁打点计时器,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,B为沙桶和沙,质量为不计绳与滑轮问的摩擦，改变沙的质量,测量多组数据,并在坐标系中作出了如图所示的图像,其中(1)下列说法正确的是_______.A.电磁打点计时器正常工作时使用220V的交流电B.实验时应先接通电源后释放小车C.平衡摩擦力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上D.为了减小误差,实验中一定要保证远小于(2)图b为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个打印点没有画出，各点间的距离如图所示，则小车的加速度大小为____(交流电的频率为50Hz，结果保留两位有效数字).(3)图所示的图像中,图线不过坐标原点的原因是_________________，由图像求出小车的质量为_______(结果保留两位有效数字).【答案】①.BD②.4.0m/s2③.没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够④.1.0kg【解析】【分析】根据实验的原理对各个选项进行判断；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2求解加速度，如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．【详解】（1）电磁打点计时器正常工作时使用4-6V的交流电，选项A错误；实验时应先接通电源后释放小车，选项B正确；平衡摩擦力时应不挂沙桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，选项C错误；为了减小误差，实验中一定要保证m2远小于m1，这样才能认为砂桶的重力等于小车的拉力，选项D正确；故选BD.（2）由纸带可知T=0.1s，，则加速度（3）图c所示的a-F图像中，当F=0.1N第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 时才开始有加速度，可知图线不过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够；根据牛顿第二定律，则，解得m1=1.0kg三、解答题（本题共13、14、15三个小题，共计40分，其中13题12分，14题14分，15题14分）13.如图所示，在水平地面上竖立有硬质杆，一中心有孔的物块A套在竖直杆上，现将A用一不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮与物块B相连，A、B均恰好保持静止。已知轻绳与水平方向的夹角（，），则：（1）若硬质杆光滑，求A、B物块的质量比；（2）若硬质杆与物块A之间的动摩擦因数为，求A、B物块的质量比。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对物体B受力分析，其受重力以及绳子的拉力且处于平衡态，有对物体A受力分析，其受重力、绳子的拉力以及杆给A的弹力且处于平衡态，竖直方向有水平方向有解得（2）对物体B受力分析，其受重力以及绳子的拉力且处于平衡态，有第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 对物体A受力分析，其受重力、摩擦力、绳子的拉力以及杆给A的弹力且处于平衡态。若物体B的质量较小，则物体A所受的静摩擦力方向向上，有解得若物体B的质量较大，则物体A所受的静摩擦力方向向下，有解得综上所述，若硬质杆与物块A之间的动摩擦因数为，则。14.风洞实验室可以产生水平方向的、大小可以调节的风力。如图，两水平面(虚线)间距为H，虚线区域存在方向水平向右、大小恒定的风力。在该区域上方O点将质量均为m的小球A、B以大小相等、方向相反的水平速度抛出，其中A球向右，B球向左。两小球在重力作用下进入虚线区域，并从该区域的下边界离开。已知B球离开虚线区域时速度竖直向下；A球在虚线区域做直线运动，刚离开虚线区域时其速度为B球刚离开虚线区域时的倍。不计虚线区域上方的空气阻力，重力加速度为g。求：(1)A与B在虚线区域中的水平位移之比；(2)O点距虚线区域上边界距离；(3)虚线区域中水平风力的大小。【答案】（1）；（2）；（3）第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【分析】【详解】（1）两球刚进入虚线区域时的水平速度均为，A球在风洞中水平方向上做匀加速直线运动，B球在水平方向上做匀减速直线运动，水平方向上的加速度大小相等。两球在竖直方向均受重力，竖直方向上做加速度为g的匀加速直线运动，由于竖直方向上的位移相等，则运动的时间相等，设为t，设水平方向的加速度大小为a，对A球，有对B球，有可得解得A与B在风洞中沿水平方向的位移之比为（2）设小球A离开风洞时的竖直分速度为，水平分速度为，两球离开风洞时竖直分速度相等，因为A在风洞中做直线运动，刚离开风洞时的速度为B刚离开风洞时的速度的倍，则有解得因为则有因为A做直线运动，设小球进风洞时在竖直方向上的分速度为，则有第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 解得在竖直方向上有解得A点距风洞上边界的高度为（3）因为A做直线运动，合力方向与速度方向在同一条直线上，设水平风力大小为F，则解得15.如图所示，n块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度L=0.5m，质量m=0.6kg。一质量M=1kg的小物块以v0=m/s水平速度从第一块长木板的最左端滑入。已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.25，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2。则：（1）若长木板全部固定，且n足够大，则物块最终停在第几块长木板上？（2）为了保证所有长木板始终相对地面静止，n至少多大？（3）若n=6，物块最终停在第几块木板的什么位置？【答案】（1）第6块；（2）8块；（3）距左端m处【解析】第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 【详解】（1）对小物块μ1Mg=Ma1得a1=μ1g=2.5m/s2总位移x==2.8mN==5.6块故最多滑上第6块（2）假设小物块能带动b块长木板一起滑动，则μ1Mg＞μ2（M+bm）g解得b＜2.5故最多带动2块长木板一起滑动，至少需要6+2=8块长木板才能保证所有木板始终静止；（3）由第（2）问的分析可知，刚滑上第5块的时候，最后两块木板开始相对地面滑动，此时小物块速度为v1解得v1=2m/s长木板μ1Mg-μ2（M+2m）g=2ma2解得a2=0.25m/s2假设时间t1后滑上第6块木板v1t1--=L解得（另一解舍去）刚滑上第6块时第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 此后木板加速度变化μ1Mg-μ2（M+m）g=m解得=1.5m/s2再经过t2后共速解得t2=s相对位移（未滑离木板）最终物块停在第6块木板距左端m处第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司 第19页/共19页学科网（北京）股份有限公司