湖南省衡陽市2023-2024學年高一上學期1月期末聯(lián)考物理試題 含解析

2023級高一年級第一學期期末測試物理試題時量：75分鐘分值：100分考試內(nèi)容：必修一、必修二第五章一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。）1.2024龍年春節(jié)將至，推薦同學們品嘗一種衡陽古早美食“糄粑”（市級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)）。有些農(nóng)村地區(qū)采用如圖所示的方式制作，打糄粑時需要用木制榔頭反復捶打石槽中煮熟的糙糯米。捶打過程中，放在水平地面上的石槽始終未動。下列說法正確的是（）A.整個下降過程中榔頭始終處于失重狀態(tài)B.榔頭對糄粑的彈力是糄粑發(fā)生形變引起的C.年糕凹陷，說明榔頭對糄粑的打擊力大于糄粑對榔頭的支持力D.榔頭向下打擊糄粑時，地面對石槽的支持力大于石槽和糄粑的總重力【答案】D【解析】【詳解】A．下降過程中，榔頭先加速后減速，向下加速過程，加速度向下，處于失重狀態(tài)，向下減速過程，加速度向上，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．榔頭對年糕的彈力是榔頭發(fā)生形變引起的，故B錯誤；C．由牛頓第三定律，榔頭對年糕的打擊力等于年糕對榔頭的支持力，故C錯誤；D．榔頭向下打擊年糕時，設(shè)榔頭對年糕的沖擊力為F，地面對石槽的支持力為，石槽和年糕的總重力為G。則有故D正確。故選D。2.如圖所示，某型號車尾部標有“35TFSI”字樣，其中“35”就是從靜止加速到的最大加速度乘以10，再四舍五入算出來的，稱為值。值越大，加速越快，由此推算，則該車加速到的加速時間約為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，該車的最大加速度約為該車的末速度為則該車加速到的加速時間約為C正確。故選C。3.如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端連著小球A，小球A的下面用另一根相同的輕彈簧連著小球B，一根輕質(zhì)細繩一端連接小球A，另一端固定在墻上，平衡時細繩水平，彈簧與豎直方向的夾角為，彈簧的形變量為彈簧形變量的3倍，重力加速度大小為g。將細繩剪斷的瞬間，下列說法正確的是（）A.小球A的加速度大小為 B.小球A的加速度大小為C.小球B的加速度大小為 D.小球B的加速度大小為g【答案】B【解析】【詳解】細繩剪斷之前，對整體受力分析滿足對B受力分析滿足又因為兩輕彈簧勁度系數(shù)相同，且彈簧的形變量為彈簧形變量的3倍，故有聯(lián)立解得剪斷細繩后瞬間，兩輕彈簧上彈力保持不變，細繩上拉力變?yōu)?，此時小球A所受合外力大小與原繩上拉力相等，小球B所受合外力為零，由牛頓第二定律可知解得故B正確，ACD錯誤。故選B。4.2023年8月，受臺風“杜蘇芮”影響，我國京津冀等地發(fā)生了極端強降雨，導致部分地區(qū)被淹，中部戰(zhàn)區(qū)組織官兵緊急救援。如圖所示，在一次救援中，某河道水流速度大小恒為v，A處的下游C處有個半徑為r的漩渦，其與河岸相切于B點，AB兩點距離為。若解放軍戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟把被困群眾從河岸的A處沿直線避開漩渦送到對岸，沖鋒舟在靜水中的速度最小值為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】速度最小且避開漩渦沿直線運動到對岸時和速度方向恰好與漩渦相切，如圖所示，由于水流速不變，合速度與漩渦相切，沖鋒舟相對河岸速度為船速末端矢量到合速度上任一點的連線。可知當沖鋒舟相對河岸與合速度垂直時速度最小。所以有聯(lián)立解之得故選B。5.打樁機是基建常用工具。某種簡易打樁機模型如圖所示，重物a、b和c通過不可伸長的輕質(zhì)長繩跨過兩個光滑的等高小定滑輪連接，c從與滑輪等高處下落，某時刻，a、b上升的速度為v，細繩與豎直方向的夾角均為，則c的速度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對c速度分解如圖c速度為故選A。6.在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運動，同時人頂著直桿水平向右移動。某同學為研究猴子運動，建立如圖甲所示直角坐標系，描繪出猴子在軸方向和軸方向上的速度-時間圖像分別如圖乙和圖丙所示。關(guān)于猴子的運動情況，下列說法中正確的是（）A.猴子做勻變速直線運動 B.猴子的加速度大小等于C.時，猴子的速度大小等于 D.內(nèi)，猴子的位移大小等于【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)v-t圖像斜率代表加速度可知加速度夾角為加速度為速度夾角為可知合速度與和加速度方向不一致且加速度恒定，物體做勻變速曲線運動，故AB錯誤；C．時，猴子的速度大小等于故C錯誤；D．根據(jù)v-t圖像面積代表位移可得內(nèi)，猴子的位移大小等于故D正確。故選D。7.如圖甲所示，粗糙水平地面上靜置一長為2.0m、質(zhì)量為2kg的長木板，在其右端放一質(zhì)量為1kg的小物塊（可看作質(zhì)點）。某時刻起對長木板施加逐漸增大的水平外力F，測得小物塊所受的摩擦力Ff隨外力F的變化關(guān)系如圖乙所示。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2，若一開始改用F=16N的水平恒力拉長木板，則小物塊在長木板上滑行的時間為（）A.2s B.3s C.s D.s【答案】A【解析】【詳解】由題圖乙知力F較小時，小物塊和長木板均靜止，隨著外力的增大二者先一起加速運動，后來發(fā)生相對滑動。當F>2N時二者開始一起加速，則長木板受水平面的滑動摩擦力Ff2=2N，當F>14N時小物塊和長木板開始相對滑動，此時小物塊受到的摩擦力Ff1=4N，則小物塊的加速度最大為改用F=16N的外力水平拉長木板時，對長木板由牛頓第二定律可得解得由運動學規(guī)律知小物塊在長木板上滑行的時間滿足代入數(shù)據(jù)解得故選A。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得5分，少選得3分，錯選得0分）8.許多科學家對物理學的發(fā)展做出了巨大貢獻，也創(chuàng)造了許多物理學方法，如理想實驗法、等效替代法、控制變量法、微元法、建立物理模型法、放大法、極限法等，以下關(guān)于物理學方法的敘述，錯誤的是（）A.2022年世錦賽中，裁判員給跳水冠軍全紅嬋打分時，將其看作質(zhì)點，這種保留主要因素忽略次要因素的思維方法通常稱為“理想模型法”B.利用光電門測算瞬時速度是用了“極限法”C.在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后用條小段的位移相加之和代表物體整個運動過程的位移，這里采用了“微元累積法”D.在探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度和力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系，該實驗采用了“假設(shè)法”【答案】AD【解析】【詳解】A．2022年世錦賽中，裁判員給跳水冠軍全紅嬋打分時，不能將其看作質(zhì)點，保留主要因素忽略次要因素的思維方法通常稱為“理想模型法”，故A錯誤；B．利用光電門測算瞬時速度是用了“極限法”，故B正確；C．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后用條小段的位移相加之和代表物體整個運動過程的位移，這里采用了“微元累積法”，故C正確；D．在探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系時，先保持質(zhì)量不變研究加速度和力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系，該實驗采用了“控制變量法”，故D錯誤。本題選錯誤的，故選AD。9.如圖所示，三根等長的光滑桿構(gòu)成三角架，桿豎直放置。質(zhì)量均為m的兩小球用細線相連后，分別套在兩桿上，在圖示位置能保持靜止。現(xiàn)將三角架繞A端在豎直平面內(nèi)沿順時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，直到桿豎直。下列說法正確的是（）A.桿對小球的彈力先增大后減小B.桿對小球的彈力一直減小C.轉(zhuǎn)至桿水平時桿上的彈力大小為D.轉(zhuǎn)至桿水平時繩上拉力為【答案】BC【解析】【詳解】AB．將兩小球看成一個整體，構(gòu)建整體受力的矢量三角形，如圖所示，兩彈力間的夾角大小不變，整體重力大小方向均不變，可構(gòu)造該矢量三角形的外接圓，在OA桿對小球的彈力方向由水平變化的過程中，OA桿對小球的彈力一直增大，OB桿對小球的彈力一直減小。故A錯誤B正確；C．末狀態(tài)時，兩彈力的夾角為120°，與豎直方向的夾角均為60°，根據(jù)合成規(guī)律可知末態(tài)時兩桿對球的彈力大小相等解得故C正確；D．以O(shè)B桿上的小球為研究對象，根據(jù)平衡可知解得故D錯誤。故選BC。10.如圖所示，將小球從傾角為的斜面底端正上方某點以的速度水平拋出，同時一束平行光豎直向下照射小球，在斜面上留下了小球的“影子”，“影子”沿斜面運動時小球撞在斜面上。小球視為質(zhì)點，不計空氣阻力，不考慮小球與斜面相撞后的運動情況，重力加速度g取，，。下列說法正確的是（）A.小球的“影子”做勻加速直線運動B.小球在空中運動時間為C.拋出點與斜面底端的高度差為D.小球撞擊斜面前瞬間速率為【答案】CD【解析】【詳解】A．小球在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向做自由落體運動，平行光豎直向下照射小球，所以小球的“影子”做勻速直線運動，故A錯誤；B．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可得，小球在水平方向上運動的位移為又有解得小球在空中的運動時間為故B錯誤；C．根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可知，拋出點與斜面底端的高度差為故C正確；D．根據(jù)題意可知，小球撞擊斜面前豎直分速度為則小球撞擊斜面前瞬間速率為故D正確。故選CD。11.如圖，光滑水平地面上有一質(zhì)量為的小車在水平推力F的作用下加速運動。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車廂水平底面上，且與底面的動摩擦因數(shù)為0.1，桿與豎直方向的夾角為，桿與車廂始終保持相對靜止假設(shè)最大靜摩擦打等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（）A.若B球受到的摩擦力為零，則F大小為B.若B球受到的摩擦力為零，則F大小為C.若推打F向右，則F可能為D.若推打F向右，則F可能為【答案】BCD【解析】【詳解】AB．設(shè)A、B兩小球的質(zhì)量為，小車的質(zhì)量為，則設(shè)桿的彈力為N，對小球A：豎直方向受力平衡，則桿水平方向的分力與豎直方向的分力滿足豎直方向則若B球受到的摩擦力為零，對B根據(jù)牛頓第二定律可得可得對小球A、B和小車整體根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)解得故A錯誤，B正確；CD．若推力向右，根據(jù)牛頓第二定律可知系統(tǒng)整體加速度向右，由于小球A可以受到左壁向右的支持力，理論上向右的合力可以無限大，因此只需要討論小球B即可，當小球B所受的摩擦力向左時，小球B向右的合力最小，此時當小球所受摩擦力向右時，小球B向右的合力最大，此時對小球B根據(jù)牛頓第二定律對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律代入小球B所受合力范圍可得F的范圍為即故CD正確。故選BCD。三、實驗題（本大題共兩小題，共14分，每空2分。）12.圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置圖。（1）為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，正確的是___________A．通過調(diào)節(jié)使斜槽末端的切線保持水平B．實驗所用斜槽的軌道必須是光滑的C．每次必須由靜止釋放小球，而釋放小球的位置始終相同D．將球的位置標在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線（2）圖乙是正確實驗取得的數(shù)據(jù)，其中O為拋出點，則此小球做平拋運動的初速度為___________m/s。（）（保留位有效數(shù)字）（3）在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長，通過實驗，記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球在B點的速度為___________m/s。（）（保留位有效數(shù)字）【答案】①.AC②.1.6③.2.5【解析】【詳解】（1）[1]A．由于小球做平拋運動，因此斜槽末端的切線必須保持水平，A正確；BC．只要保證小球每次從斜槽上同一位置由靜止釋放，無論斜槽是否光滑，都能確保每次小球做平拋運動的初速度相同，B錯誤，C正確；D．將球的位置標在紙上后，取下紙，用平滑的曲線將各個點連接起來，D錯誤。故選AC。（2）[2]根據(jù)代入圖中任一點的坐標值都可以得到（3）[3]由圖丙可知，從A到B和從B到C，時間間隔相等，在豎直方向上可得因此B點的水平速度豎直速度因此B點的合速度大小為13.同學利用如圖（a）所示的裝置測量與長金屬板之間的動摩擦因數(shù)和當?shù)亓铀俣?、金屬板固定于水平實驗臺上，一輕跨過輕滑輪，左端與放在金屬板上的滑塊（滑塊上固定有寬度為d=2.000cm的遮光條）相連，另一端可懸掛鉤本實驗中可用的鉤碼共有N=6個，每個質(zhì)量均為m0=0.010kg。實驗步驟如下：a：在金屬板上適當?shù)奈恢霉潭ü怆婇TA和B，兩光電門通過數(shù)據(jù)采集器與計算機相連。b：用電子秤稱出滑塊和光條總質(zhì)量為M=0.150kg。c：將n（依次取n=1，2，3，4，5，6）個鉤碼掛在輕滑輪右端，其余N-n個鉤碼固定在滑塊上。用手按住滑塊，并使輕繩與金屬板平行。接通光電門，釋放滑塊。計算機自動記錄：i、遮光條通過光電門A的時間△t1；ii、遮光條通過光電門B的時間△t2；ⅲ、遮光條的后端從離開光電門A到離開光電門B的時間△t12；d：經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，可得到與n對應(yīng)的加速度a并記錄?；卮鹣铝袉栴}：（1）在n=3時，△t1=0.0289s，△t2=0.0160s，△t12=0.4040s。①忽略遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的表達式為a1=___________，其測量值為___________m/s2（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字。通過計算機處理得到，）②考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度的測量值a2___________a1（填“大于”“等于”或“小于”）（2）利用記錄的數(shù)據(jù)擬合得到a-n圖像，如圖（b）所示，該直線在橫軸上的截距為p，用已知的物理量數(shù)值和測得的物理量p，表示μ與p之間的數(shù)學函數(shù)關(guān)系：μ=___________?！敬鸢浮竣?②.1.38③.小于④.【解析】【分析】【詳解】（1）①[1]根據(jù)加速度的定義公式通過光電門1時，滑塊的速度為通過光電門2時，滑塊的速度為聯(lián)立解得，滑塊加速度的表達式為[2]代入數(shù)據(jù)可得，滑塊加速度為②[3]考慮遮光條通過光電門時速度的變化，滑塊加速度為則（2）[4]由牛頓第二定律可得整理可得則有，該直線在橫軸上的截距為p，則有聯(lián)立可得解得四、解答題（本大題共3小題，共38分）14.2023年5月3日山東招遠文旅局舉辦“單手抓金磚挑戰(zhàn)賽”，挑戰(zhàn)成功即可走50斤純金金磚。如圖為一塊質(zhì)量的棱臺形金磚，挑戰(zhàn)者須戴舉辦方提供的手套，單手抓住金磚的a、b兩側(cè)面向上提，保持金磚c面水平朝上，而且手指不能摳底，在空中保持，才是挑戰(zhàn)成功。已知金磚a、b兩側(cè)面與金磚底面的夾角均為，挑戰(zhàn)者施加給金磚的單側(cè)握力為F，手套與金磚之間的動摩擦因數(shù)為，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度。取，。（1）若要抓起金磚，力F至少約為多大？（2）若舉辦方想讓挑戰(zhàn)者無論用多么大的力都無法抓起金磚，需要調(diào)整手套材質(zhì)，使其與金磚的摩擦因數(shù)不超過一個數(shù)值，求此（答案保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）對金塊受力分析，如圖所示。根據(jù)平衡條件可得解得（2）若舉辦方想讓挑戰(zhàn)者無論用多么大的力都無法抓起金磚，則有可得15.2023年10月27日以來，緬北果敢地區(qū)發(fā)生武裝沖突，為應(yīng)對沖突外溢至我國，11月25日起南部戰(zhàn)區(qū)位中緬邊境我方一側(cè)舉行實兵實彈演習。某部戰(zhàn)士進行追擊炮拔點演練，無人機發(fā)現(xiàn)A目標位于正前方高山頂部，B目標位于高山后面的平地，B目標與追擊炮炮管在同一水平面，追擊炮炮管、A目標、B目標在同一豎直面內(nèi)。追擊炮炮管仰角為保持不變，戰(zhàn)士通過增減發(fā)射藥包控制炮彈出口速度。炮彈擊中A目標時，其速度方向與水平方向夾角為（向下?lián)糁校?。追擊炮與A目標水平距離，追擊炮與B目標水平距離為。G取，，不計空氣阻力，追擊炮炮管、炮彈視為質(zhì)點。求：（1）擊中B目標的炮彈出口速度大??？（2）若命令要求同時摧毀A、B兩處目標，戰(zhàn)士兩次發(fā)射炮彈應(yīng)該間隔多長時間？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意知炮彈發(fā)射炮彈到最高點為逆向的平拋運動，擊中B目標,由位移角關(guān)系其中故則又故擊中B目標的炮彈出口速度大?。?）擊中B目標的炮彈所用時間為擊中A目標由位移角關(guān)系又知