林州市2023-2024学年高一上学期1月期末考试
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡的相应位置上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一．单选题（共7小题，每题4分，共28分）
1. 2022年北京冬奥会中国队用他们的拼搏和汗水带给大家一次次难忘的回忆。花样滑冰运动员在冰面上的精彩表演让观众手舞足蹈，吉祥物冰墩墩也忙着挥手与观众打招呼，央视“猎豹”高清，高速摄像机在轨道上高速运动。关于以上场景，下列说法正确的是（ ）
A. 研究花样滑冰运动员的动作时，运动员可视为质点
B. 转播特写观众手舞足蹈，观众可视为质点
C. 吉祥物冰墩墩挥手动作笨拙可爱，冰墩墩可视为质点
D. 研究高清，高速摄像机在轨道上高速运动速度，摄像机可视为质点
2.如图所示，物体从光滑斜面上的点由静止开始下滑，经过点后进入水平面设经过点前后速度大小不变，最后停在点。每隔秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，表中给出了部分测量数据，。则物体在时的速度为( )
A. B. C. D.
3．如图甲所示，轻杆BC水平插入竖直墙内，轻绳AD跨过水平轻杆BC右端的轻滑轮挂住一个质量为10kg的物体。如图乙所示，轻杆HG一端用铰链（图中未画出）固定在竖直墙上，另一端G通过轻绳EG拉住，且G端用轻绳GF挂住一个质量也为10kg的物体，轻杆HG水平。AC、EG与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取10m/s2。不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．绳AC与绳EG的拉力大小之比为1∶2
B．滑轮对绳子的弹力大小为
C．滑轮对绳子的弹力大小为
D．杆BC与杆HG产生的弹力方向均沿杆向外
4. 某物体运动的v-t图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 第1s内和第6s内的运动方向相反
B. 2~5s内物体静止
C. 0~2s内物体加速度为5m/s2
D. 第6s末物体回到原出发点
5．如图所示，小球A的质量为m，B的质量为2m，，A、B用绳（不可伸长）和弹簧（轻质）连接后，悬挂在天花板上。若在P点剪断轻绳，则在剪断后的瞬间（ ）
A．A的加速度为0 B．B的加速度为g
C．B的加速度为2g D．A的加速度为3g
6.某高速公路上ETC专用通道是长为的直线通道，且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，限速为。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，车尾一到通道末端立即加速前进的图像，则下列说法正确的是（ ）
A．图像中小汽车减速过程的加速度大小为
B．图像中小汽车减速过程的位移大小为
D．图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
D．由图像可知，小汽车的车身长度为
7.一轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，另一端拴住质量不计的物块，为质量为的重物，弹簧的劲度系数为，系统处于静止状态。现给施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上匀加速运动，已知在前内为变力，以后为恒力，则以下分析正确的是( )
A. 、一起匀加速运动的加速度为
B. 的最小值为，的最大值为
C. 、分离时弹簧为压缩状态
D. 若为有质量的物体，、分离时弹簧为原长
二、多选题（共3小题，每题5分，共15分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
8.在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀加速直线运动，在运动了之后，由于前方突然有巨石滚下并堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经停在巨石前。则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 加速和减速过程中速度的变化量相同
B. 加速、减速中的加速度大小之比为
C. 加速、减速中的平均速度大小之比为
D. 加速、减速中的位移之比为
9.如图甲所示，物块、用轻绳连接，用手按住物块，使、保持静止。已知物块、质量均为，物块与水平面间的动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余摩擦不计，取，以下说法中正确的是( )
A. 释放后，物块与水平面间的摩擦力大小为
B. 释放后，物块与水平面间的摩擦力大小为
C. 如图乙所示，将物块粘在物块上，释放后，若要物块运动，物块的质量应小于
D. 如图乙所示，将质量为的物块粘在物块上，释放后，物块与水平面间的摩擦力大小为
10.甲、乙、丙、丁四位同学在做探究加速度与物体质量和合力的关系的实验时，使用图所示的装置，设小车和车上砝码的总质量为，小盘及盘中砝码的总质量为，分别得出如图中、、、四个图像，其中图、、是图像，图是图像，则下列说法正确的是 ( )
A. 甲和乙较好地把握了实验条件：远大于
B. 丙和丁没有把握好实验条件：远大于
C. 图中长木板的倾角太大，图中长木板的倾角太小
D. 甲、乙、丙三位同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作
三、实验题: （本题共2小题，共15分。）
11.（6分） 在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。
（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________。
A.通过调节使斜槽末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球
C.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某同学记录的小球位置如图1所示，图中某一点的位置有明显的偏离，其产生的原因可能是小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏________（选填“高”或“低”）。
（3）某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图2所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为2.5cm，分析可知，该运动的初速度v0=________。
12.（9分）某同学用如图的实验装置探究小车的加速度a与质量M的关系。所用交变电流的频率为50Hz。
（1）在实验中，甲同学保持吊盘和钩码的总质量m=20g不变，通过增加砝码改变小车总质量M，分别测得小车不同质量时小车加速度a的数据，如下表所示
小车总质量M(g) 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
加速度a(m/s2) 4.40 3.45 2.83 2.40 2.08
乙同学从以上数据中发现了实验中存在的问题是 ；
（2）甲同学对实验进行调整后，重新测得小车不同质量时小车加速度a的数据，如下表所示
小车总质量M(kg) 0.250 0.350 0.450 0.550 0.650
加速度a(m/s2) 0.692 0.384 0.315 0.266
甲同学忘记计算M=0.350kg时的加速度数据，图2是这次实验得到的纸带（两计数点间有四个点未画出），请帮甲同学算出这次实验加速度a= m/s2（保留三位有效数字）；
（3）甲同学根据数据做出了a-M图像，如图3所示，并得到a与M成反比的结论。丙同学认为这种做法不严谨，为了定量验证a-M关系，应当做出a- （填包含M的表达式）图像，并检验图像是否是一条过坐标原点直线；
（4）甲同学按照丙同学的建议重新作出图像，如图4所示，图像并不过坐标原点。检查发现实验过程中没有倾斜木板平衡阻力。设小车受到阻力大小f满足f=αMg，其中α为比例常数。已知图像斜率为k，横截距为b，重力加速度为g，可求出α= 。
四、计算题: （本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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. （12分）如图所示，在一个水平向右匀加速直线运动的质量为M的车厢里，用一个定滑轮通过绳子悬挂两个物体，物体的质量分别为m1、m2。已知m1＜m2，m2静止在车厢的地板上，m1向左偏离竖直方向θ角，这时，
(1)汽车的加速度有多大？并讨论汽车可能的运动情况；
(2)作用在m2上的摩擦力大小是多少？
(3)车厢的地板对m2的支持力为多少？
14.（14分）城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看做自由落体运动花盆可视为质点。现有一辆长、高的货车，正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道。
若货车行驶到阳台下方被花盆砸中，求花盆在空中运动的时间；
若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速为，使货车在花盆砸落点前停下，求货车司机允许反应的最长时间；
若司机发现花盆开始掉落，司机反应时间，则司机可以采取什么方式避险？若货车在避险时的运动可视为匀变速直线运动，则货车的加速度应该满足什么条件？
15．（16分）如图所示，倾角θ=37°质量M=3.6kg的直角斜面体C放置在粗糙水平面上，其顶角处固定有光滑定滑轮。两光滑物块A、B用轻绳相连，轻绳跨过定滑轮，B紧靠在C的直角边。当C受到一水平向右的恒力F=30N时A、B、C整体恰好处于静止状态。物块B的质量为m=2.4kg，重力加速度g=10m/s2，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8；求：
（1）物块A的质量及地面与C间的滑动摩擦因数（取最大静摩擦力等于滑动摩擦力），
（2）若将AB两物块位置互换，为了使A、B仍相对斜面体C保持静止，则水平向右的恒力F应变为多大？
（3）若将AB两物块位置互换，撤去F，将C固定，用平行于斜面的恒定外力使B从静止开始沿斜面向下运动，经过2s，运动的距离2m，此时A、B间轻绳突然断裂（物体A始终位于滑轮下方），则恒定外力的大小和物块A从开始运动起上升的最大高度是多少？
物理答案
1.【答案】D【详解】A．研究花样滑冰运动员的动作时，要观察运动员的肢体动作，不能将运动员视为质点，A错误；
B．转播特写观众手舞足蹈时，要观察观众动作，所以观众不可视为质点，B错误；
C．吉祥物冰墩墩挥手动作笨拙可爱，观看冰墩墩的动作，所以不可视为质点，C错误；
D．研究高清，高速摄像机在轨道上高速运动速度，可以忽略摄像机的大小、形状，所以可将摄像机视为质点，D正确。
2. 解：设匀加速的加速度为，匀减速的加速度为
设从加速到点的时间为，从点减速到的时间为
解得，，
在斜面上运动时间为，是物体运动到水平面的，此时的速度为
3．A
AC．图甲中，根据几何关系得
且二者夹角为120°，故可得横梁BC对C端的弹力大小为
方向和水平方向成30°斜向右上方：图乙中，根据平衡方程有
所以可得轻杆HG对G端的弹力大小为
方向水平向右；根据分析可得
故A正确，D错误；
BC．根据分析可知滑轮对绳子的弹力大小为100N，故BC错误。故选A。
4.【答案】C
【解析】
【详解】AB．6s内速度均为正值，始终朝正方向运动，2~5s内物体做匀速直线运动，AB错误；
C．图线斜率表示加速度，可知0~2s内物体加速度为
C正确；
D．由于物体始终朝正方向运动，故6s末物体离出发点最远，D错误。
故选C。
5．【答案】D
【详解】AD．剪断绳之前，对B进行受力分析，易得弹簧的弹力为mg，剪断绳子的瞬间，绳子的张力瞬间变为零，但弹簧的弹力不会突变，大小仍为mg，对A进行受力分析可得，A受自身的重力及竖直向下的弹力mg，合力为3mg，根据牛顿第二定律，A的加速度为3g,方向竖直向下，故AC错误D正确；
BC．剪断绳子的瞬间，弹簧的弹力不会突变，对B进行受力分析，B受竖直向下的重力mg及竖直向上的弹力mg，故B所受合力为零，加速度也为零，故BC正确。
6.【答案】D
【详解】AC．根据图像中斜率表加速度，由图可知，
小汽车减速过程的加速度大小为
小汽车加速过程的加速度大小为
可知，图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小，故AC错误；
B．根据图像中面积表位移，由图可知，
小汽车减速过程的位移大小为
故B错误。
D．根据题意，由图可知，汽车匀速运动的位移为
由于通道是长为，则小汽车的车身长度为，故D正确；
7. （设刚开始时弹簧压缩量为，则对、受力分析有，解得：，因为在前时间内，为变力，以后，为恒力，所以在时，对的作用力为，又质量不计，则此时所受合力为零，弹簧为原长，则、前时间内向上运动的距离为，则，故A正确，C错误；B.当、开始运动时拉力最小，此时对、有，当、分离时拉力最大，此时对有，故B错误；D.若为有质量的物体，、分离时，对的作用力为，此时加速度还相同，对，由牛顿第二定律知，即，则不为，即、分离时弹簧不为原长，故D错误。）
8. （A.加速和减速过程中速度的变化量大小相同，但是方向不同，故A错误；B.设加速结束时的速度为，则加速、减速中的加速度大小之比为，故B错误；C.加速、减速中的平均速度大小之比为，故C正确；D.加速、减速中的位移之比为，故D正确。）
9. （释放后，会一起运动，即与桌面之间的力就是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式故A正确，B错误；若恰好不滑动，则绳子上的拉力会等于的重力，为，则对整体而言，此刻受到就是静摩擦力，同样也为，根据滑动摩擦力公式可求因此，要使物块运动，物块的质量应小于，而将质量为的物块粘在物块上，释放后，物块与水平面间的摩擦力为静摩擦，大小为，故C正确，D错误。）
10. （图像和都是直线，说明满足小车和车上砝码的总质量远大于小盘及盘中砝码的总质量，而丙和丁没有把握好此条件，故图线出现弯曲，、B正确；图像、、中只有图线过原点，说明只有丙较好地完成了平衡摩擦力的操作，D正确；图像中图线在横轴上有截距，即为某一值时才开始有加速度，说明长木板倾角太小，没有很好地平衡摩擦力，而图像中图线在纵轴上有截距，说明长木板倾角太大，平衡摩擦力过度，C错误．）
11【答案】 ①. ABD ②. 低 ③. 1
【详解】[1] A．为保证小球抛出时的速度水平，应通过调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；
B．为保证每次抛出的初速度相等，应每次必须由静止释放小球，故B正确；
C．记录小球位置用的铅笔每次并不是必须严格地等距离下降，故C错误；
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以减少阻力带来的影响，故D正确；
E．将球的位置记录在纸上后，用平滑的曲线连接，故E错误。
故选ABD。
[2]由图发现，与明显偏离的点处在同一高度的抛物线上的点相比，抛物线上的点的水平位移更大，则相同时间内，产生明显偏离的点的水平位移较小，水平速度较小，则可能是小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。
[3]竖直方向做自由落体运动，根据
解得
水平方向做匀速直线运动
解得
12．【答案】小车质量M未满足远远大于吊盘和钩码质量m（没有满足）0.495
【详解】（1）[1]根据表中的数据可以看出小车质量M未满足远远大于吊盘和钩码质量m（没有满足）
（2）[2]两个相邻的计数点之间的时间间隔
逐差法
（3）[3]根据
a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系
（4）[4]丙同学做的是，设细绳拉力为F，小车加速度
图像斜率为k，横截距为b;,可解出
13【答案】（1）gtanθ 汽车向右加速或者向左减速；（2）m2gtanθ；（3）
【详解】（1）物体1与车厢具有相同的加速度，对物体1分析，受重力和拉力，根据合成法知
物体1的加速度为
所以汽车可能向右加速或者向左减速；
（2）物体2加速度为gtanθ，对物体2受力分析，受重力、支持力和摩擦力，水平方向有：
（3）由受力分析可得，竖直方向有
【点评】解决本题的关键的关键知道车厢和两物体具有相同的加速度，通过整体法和隔离法进行求解。
14.解：花盆下落为自由落体运动
代值可得
货车以最大加速度刹车所需的距离
代值可得
司机反应时允许做匀速运动的最大距离为
反应时间
司机反应时做匀速运动的距离
货车被砸到之前可以行驶的时间
花盆落到地面用的时间
货车减速避险，花盆运动时货车刚好被砸到，有
得
花盆落到地面时货车刚好到达落地点，有
得
，因此至少以的加速度减速；
或减速避险时也可认为要求货车在花盆落点前停下，有
得
车不碰到花盆
因此至少以的加速度减速；
货车加速避险，要求在后己驶过掉落点，有
得
因此至少以的加速度加速，所以避险方法有司机反应后立即以至少的加速度加速，或立即以至少或的加速度减速能避险。
15．【答案】（1）2kg；0.5；（2）110N ；（3）16N，2.2m
【详解】（1）对A受力分析有mAgsin37°=mg,故mA=2kg
对ABC的整体有F=μ（mA+m+M）g,解得μ=0.5
（2）AB互换后，AB相对C静止，此时整体具有向右的加速度a，
对整体有F-μ（mA+m+M）g=（mA+m+M）a
则对A有T=mAg ;
对B有Tcos37°-Nsin37°=ma,Tsin37°+Ncos37°=mg
解得N=0 a=g
带入得F=110N
（3）AB互换后，C固定，AB将一起运动，加速度大小一样，
对A.T-mAg=mAa
对B.F1+T-mgsin37°=ma1
经2s，B运动的距离，x=a1t2，v=a1t
联立解得a1=1m/s2，v=2m/s，F1=16N，方向沿斜面向上
绳子断后，A做竖直上抛，有，h=
解得h=0.2m
故A上升的最大高度为H=h+x=2.2m
