2023-2024学年湖北省十堰市高一（上）期末调研考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在一次消防演习中，消防员借助消防车上的梯子爬到高处救人。为了节省救援时间，在消防车匀速前进的同时，消防员沿倾斜的梯子匀速向上爬。关于消防员相对地面的运动，下列说法正确的是
( )
A. 消防员做匀速直线运动 B. 消防员做匀加速直线运动
C. 消防员做匀加速曲线运动 D. 消防员做速度大小不变的曲线运动
2.如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演。钢索两端等高固定，其质量忽略不计。当独轮车和演员在图示钢索正中央位置处于静止状态时，两侧钢索的夹角为。已知独轮车和演员受到的总重力大小为，则此时钢索的拉力大小为
( )
A. B. C. D.
3.一小球沿固定斜面匀加速下滑，依次经过、、三点。已知、两点间的距离为，、两点间的距离为，小球经过和两段位移所用的时间均为，则小球经过点时的速度大小和加速度大小分别为
( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
4.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，均在时刻经过公路旁的同一个路标。在描述两车运动的图像如图所示中，直线、分别描述了甲、乙两车在内的运动情况。关于两车在内的运动情况，下列说法正确的是
( )
A. 在内，两车逐渐靠近 B. 在内，两车逐渐远离
C. 在内，两车的位移不相等 D. 在时，两车相距最远
5.在某次探究活动中，小明在时刻将篮球以一定的初速度竖直向下抛出，用传感器和计算机得到篮球运动的图像是斜率为的直线，如图所示，其中为其下落的距离。已知篮球下落过程中受到的阻力恒定，篮球的质量为，重力加速度大小为。下列说法正确的是
( )
A. 篮球下落过程中做变加速直线运动
B. 篮球下落的初速度大小为
C. 篮球下落的加速度大小为
D. 篮球下落过程中受到的阻力大小为
6.质量为的木块能够静止于倾角为的固定斜面上，现对木块施加沿平行斜面大小为为重力加速度大小的恒定水平拉力，使木块沿斜面匀速运动，如图所示。木块在静止和匀速运动两种情况下所受的摩擦力大小之比为
( )
A. B. C. D.
7.环保人员在一次检查时发现，某厂的一根水平放置的排污管正在向厂外的河道中满口排出污水，如图所示。环保人员利用手上的卷尺测出这根管道的直径为，管口中心距离河水水面的高度为，污水入河道处到排污管管口的水平距离为。重力加速度大小为。该管道在时间内排出的污水体积为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某同学在竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量为的物体。取重力加速度大小，下列说法正确的是
( )
A. 当弹簧秤的示数恒为时，电梯可能在做匀速直线运动
B. 当弹簧秤的示数恒为时，电梯一定处于静止状态
C. 当弹簧秤的示数恒为时，电梯可能在匀减速下降
D. 当弹簧秤的示数恒为时，电梯可能在匀加速上升
9.如图所示，置于水平面上的直角型木板上、下表面均水平上用足够长的轻绳连接着一个质量为的物块，轻绳水平，木板和物块间的动摩擦因数为。开始时木板和物块都静止，绳处于绷直状态且拉力为零。取重力加速度大小。在物块与右侧挡板碰撞前，下列说法正确的是
( )
A. 当木板以大小为的加速度向右匀加速运动时，物块所受的摩擦力大小为
B. 当木板以大小为的加速度向右匀加速运动时，物块对轻绳的拉力大小为
C. 当木板以大小为的加速度向左匀加速运动时，物块所受的摩擦力大小为
D. 当木板以大小为的加速度向左匀加速运动时，物块的加速度大小为
10.如图所示，从水平面上方点水平抛出一个初速度大小为的小球，小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与点等高的点，小球与水平面碰撞前、后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力，若只改变小球的初速度大小，小球仍能击中点，则初速度大小可能为
( )
A. B. C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组用铁架台、毫米刻度尺以及若干质量均为的钩码组成如图所示的装置，用来探究弹簧下端带挂钩，自重不能忽略弹力的大小与伸长量之间的关系。重力加速度大小为。
将弹簧的一端固定在铁架台上，让弹簧自然下垂，用刻度尺测得弹簧的长度为，由于弹簧的自重不能忽略，_______填“大于”“小于”或“等于”弹簧的原长。
在弹簧下端挂上个钩码，测得钩码保持静止时弹簧的长度为，此时弹簧增加的弹力大小_______。
弹簧的劲度系数_______用、、、、表示。
实验中，弹簧下端所挂的钩码不能太多，其原因是_______。
12.利用位移传感器可以测定物体运动的加速度，学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究物体加速度与力的关系，其中位移传感器接收器固定，物块和位移传感器发射器的总质量为，所挂钩码的总质量为，木板及物块和定滑轮之间的轻绳均水平，重力加速度大小为。用轻绳所挂钩码受到的重力作为轻绳对物块的拉力，通过位移传感器测得物块的加速度为，改变，多次重复测量，得到的图线如图乙所示。
保持物块和位移传感器发射器的总质量不变，通过改变轻绳所挂钩码的总质量，多次重复测量来研究物块的加速度与的关系，这种研究方法叫_________填“等效替代法”或“控制变量法”。
若不断增大，图乙中的曲线部分不断延伸，则物块的加速度的趋向值为_________。
物块和位移传感器发射器的总质量_________。
物块与木板间的动摩擦因数_________若操作无误，考虑到轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，则的测量值_________填“大于”“等于”或“小于”真实值。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，一木板一端在粗糙的水平地面上，一端斜靠在竖直光滑墙面上，木板的倾角为，现用作用线通过球心的水平推力使质量为且质量分布均匀的光滑球静止在图示位置，重力加速度大小为。
求的最小值；
试证明，增大，球对木板的压力不变。
14.酒驾严重威胁交通安全，其主要原因是饮酒会使人的反应时间驾驶员从发现情况到实施操作制动的时间变长，造成制动距离从驾驶员发现情况到汽车停止运动的过程汽车行驶的距离变大。假定一质量的汽车以大小的速度沿平直公路匀速行驶，汽车制动时所受的阻力大小恒为，该驾驶员正常的反应时间，饮酒后的反应时间。求：
驾驶员饮酒前、后驾驶该汽车在反应时间内运动的距离差；
驾驶员饮酒后驾驶该汽车从发现情况到汽车停止所用的时间；
在驾驶员饮酒后驾驶该汽车从发现情况到汽车停止的过程中，汽车运动的距离。
15.如图所示，倾角的光滑固定斜面与水平传送带通过一小段光滑圆弧平滑连接，传送带左、右两端的距离，以大小的速率沿顺时针方向转动。现将一滑块视为质点从斜面上的点由静止释放，滑块以大小的水平速度滑上传送带，并从传送带的右端点飞出，最终落至水平地面上的点。已知、两点间的高度差，滑块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，不计空气阻力。
求点到斜面底端点的距离；
求滑块从点飞出时的速度大小；
求、两点间的水平距离；
改变滑块在斜面上由静止释放的位置，其他情况不变，要使滑块总能落至点，求滑块释放的位置到点的最大距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】在消防车匀速前进的同时，消防员沿倾斜的梯子匀速向上爬，可知消防员相对地面沿水平方向做匀速直线运动，同时沿倾斜梯子做匀速直线运动，由运动的合成可知消防员的合运动为匀速直线运动。
故选A。
2.【答案】
【解析】根据受力平衡可得，解得钢索的拉力大小为。
故选C。
3.【答案】
【解析】据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小球经过点时的速度大小，根据匀变速直线运动推论，可得加速度大小为。
故选A。
4.【答案】
【解析】在 内，乙车的速度一直大于甲车速度，两车逐渐远离；在 时，两车速度相等，此时两车相距最远；在 内，甲车速度大于乙车速度，两车逐渐靠近，故AB错误，D正确；
C.根据 图像与横轴围成的面积表示位移，可知在 内，两车的位移相等，故C错误。
故选D。
5.【答案】
【解析】篮球下落过程中，根据，因阻力恒定，可知加速度不变，且加速度小于，故做匀加速直线运动，选项AC错误；
B.根据，可得，可得，，篮球下落的初速度大小为，篮球下落的加速度大小为，选项B错误；
D.篮球下落过程中受到的阻力大小为，选项D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】木块静止时，根据受力平衡可知受到的摩擦力大小为，木块匀速运动时，根据受力平衡可知受到的摩擦力大小为，则有。
故选B。
7.【答案】
【解析】根据平抛运动规律有，，且，解得。
故选D。
8.【答案】
【解析】当弹簧秤的示数恒为 时，根据，可知此时电梯处于平衡状态，则电梯可能在做匀速直线运动，也可能处于静止状态，故A正确，B错误；
C.当弹簧秤的示数恒为 时，则有，可知此时电梯的加速度方向向上，电梯可能在匀减速下降，也可能在匀加速上升，故C正确；
D.当弹簧秤的示数恒为 时，则有，可知此时电梯的加速度方向向下，电梯可能在匀加速下降，也可能在匀减速上升，故D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】A.物块与木板间的最大静摩擦力大小为，当木板以大小为 的加速度向右匀加速运动时，由于，可知物块所受的静摩擦力为，故A正确；
B.当木板以大小为 的加速度向右匀加速运动时，由于，根据牛顿第二定律可得，解得绳子拉力大小为，故B错误；
C.当木板以大小为 的加速度向左匀加速运动时，由于，可知物块所受的静摩擦力为，故C错误；
D.当木板以大小为 的加速度向左匀加速运动时，由于，则物块相对于木板向右运动，绳子处于松弛状态，对物块有，解得物块的加速度大小为，故D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】设 间的水平位移为 ，点与水平面的高度为 ，则有，，若只改变小球的初速度大小，小球仍能击中点，则有 ， ， ，联立解得小球的初速度大小为 ， ， 。
故选BD。
11.【答案】大于 若弹簧下端所挂钩码太多，则弹簧的形变量将超过弹簧的弹性限度
【解析】由于弹簧的自重不能忽略，大于弹簧的原长；
弹簧增加的弹力大小等于增加的钩码的总重力，即；
根据胡克定律可得，所以；
若弹簧下端所挂钩码太多，则弹簧的形变量将超过弹簧的弹性限度。
12.【答案】 控制变量法 大于
【解析】保持物块和位移传感器发射器的总质量不变，通过改变轻绳所挂钩码的总质量，多次重复测量来研究物块的加速度与的关系，这种研究方法叫控制变量法。
以物块 为对象，根据牛顿第二定律可得，以钩码 为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得，若 不断增大，图乙中的曲线部分不断延伸，当 时，物块的加速度的趋向值为。
以物块和位移传感器发射器 为对象，根据牛顿第二定律可得可得，可知 图像的斜率为，解得物块和位移传感器发射器的总质量为。
根据可知 图像的纵轴截距为，可得物块与木板间的动摩擦因数。考虑到轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，则实验测得的阻力大于物块与木板间的滑动摩擦力，即 的测量值大于真实值。
13.【答案】解：
当最小时，球对墙面的弹力恰好为零，
此时球的受力情况如图所示，
由几何关系可知。
增大推力，球受力情况如图所示，
根据物体的平衡条件有
当增大时，木板对球的支持力大小始终为
结合牛顿第三定律可知，增大时球对木板的压力不变。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：
根据题意可知
解得。
设汽车紧急制动时的加速度大小为，
根据牛顿第二定律有
解得
驾驶员饮酒后，汽车从制动到停止所用的时间
解得
又
解得。
驾驶员饮酒后，汽车在反应时间内运动的距离
解得
驾驶员饮酒后，汽车从制动到停止运动的距离
解得
又
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：
设滑块的质量为，滑块沿斜面下滑的加速度大小为 ，
根据牛顿第二定律有
解得
对滑块沿斜面下滑的过程，根据匀变速直线运动的规律有
解得。
因为 ，所以滑块滑上传送带后的一段时间内做匀加速直线运动，
设其加速度大小为 ，
根据牛顿第二定律有
解得
设该过程所用的时间为，
根据匀变速直线运动的规律有
该过程中滑块通过的距离
解得 ，
因为 ，所以滑块的速度增大到后，将与传送带以共同的速度向右运动，故滑块从点飞出时的速度 等于，即。
设滑块从点运动到点的时间为 ，
在竖直方向有
在水平方向有
解得。
经分析可知，当滑块释放的位置到点的距离最大时，滑块通过点时的速度最大设为 ，且滑块匀减速滑动到点时的速度恰好为，
对滑块沿传送带向右滑动的过程，
根据匀变速直线运动的规律有
解得
对滑块沿斜面下滑的过程，
根据匀变速直线运动的规律有
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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