陕西省西安中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（Word版附解析）

西安中学2023-2024学年度第一学期期中考试高一物理试题（时间：75分钟满分：100分）一、单项选择题（共8小题，每题4分，共32分）。1.在物理学的发展过程中，物理学家们提出了许多物理学的研究方法，以下关于物理学研究方法的叙述中，正确的是（　　）A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫等效替代法B.当极短时，可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，体现了物理学中的微元法C.加速度的定义采用的是比值定义法D.探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律时应用了控制变量法【答案】C【解析】【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误；B．当极短时，可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度，体现了物理学中的极限法，故B错误；C．加速度的定义采用的是比值定义法，故C正确；D．探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律时应用了图像法，故D错误。故选C。2.1638年，《两种新科学的对话》著作的出版，奠定了伽利略作为近代力学创始人的地位，书中讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题。依据伽利略在书中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点。操作步骤如下：①让滑块从距离挡板s处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水均匀稳定流到量筒中；②当滑块碰到挡板时关闭阀门；③记录量筒收集的水量V；④改变s，重复以上操作。则s与V的比例关系为（　　） A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设水均匀稳定流到量筒中的流量为Q，滑块从静止下滑到碰到挡板的加速度为a，时间为t，则有此时间内量筒收集的水量为根据匀变速直线运动位移时间关系有联立可得即故选A。3.2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分质量均为0.5m。用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接a、b两点的细线为l，连接c、d两点的细线为n，重力加速度为g。则（）A.细线l对a点的作用力向上B.细线l的拉力等于细线n的拉力C.细线n的拉力大小等于0.5mgD.整个模型对地面的压力大小为mg 【答案】D【解析】【详解】A．细线只能提供拉力，所以细线l对a点的作用力向下，A错误；BC．模型上部分受三个力的作用，重力G、细线l对a点向下的拉力、细线n对d点向上的拉力，它们的关系为BC错误；D．对整个模型受力分析，受总重力mg、地面给的支持力，二力平衡，则根据牛顿第三定律，整个模型对地面压力大小为mg，D正确。故选D。4.一本书重约，有314页，书本正面朝上。现将一张纸夹在第与第页间，能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将纸抽出，至少需用约的拉力。不计书皮及纸的质量，则纸和书之间的摩擦因数最接近（）A.20B.0C.D.50【答案】C【解析】【详解】纸抽出时，纸上下表面都受到书本的滑动摩擦力，有解得纸和书之间的摩擦因数为故选C。5.在如图所示的某物体做直线运动的“a-t”图象中，引入“加速度的变化率’描述加速度变化的快慢．下述正确的是() A.2s内物体的速度越来越小B.t=ls时,“加速度的变化率”为2m/s2C.2s内物体的速度改变量为4m/sD.2s时加速度为0，物体的速度也定为0【答案】C【解析】【详解】A．由于不知道加速度的方向与速度方向的关系，所以无法确定速度是增加还是减小，故A错误。B．由a-t图线知，物体加速度的变化率不变，大小为该选项单位错误，故B错误。C．图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则2s内物体的速度变化量△v=×4×2m/s=4m/s故C正确。D．2s后加速度为零，但是速度不一定为零，故D错误。6.如图甲所示，水平轻杆BC一端固定在竖直墙上，另一端C处固定一个光滑定滑轮（重力不计），一端固定的轻绳AD跨过定滑轮栓接一个重物P，∠ACB=30°；如图乙所示，轻杆HG一端用光滑铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳EG固定，∠EGH=30°，在轻杆的G端用轻绳GF悬挂一个与P质量相等的重物Q，则BC、HG两轻杆受到的弹力大小之比为（） A.1：1B.1：C.：1D.：2【答案】B【解析】【详解】对题图甲，以滑轮为研究对象，受力情况如图1所示轻杆对滑轮的作用力与两绳对滑轮的合力等大反向，由几何关系知根据牛顿第三定律可知，轻杆BC在C点受到的作用力大小为对题图乙，以G点为研究对象，受力分析如图2所示，由平衡条件得解得根据牛顿第三定律可知，轻杆HG在G点受到的作用力大小为所以B正确7.明朝谢肇制的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之”。游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力，则（　　） A.若F一定，大时大B.若F一定，小时大C若一定，F大时不变D.若一定，F小时大【答案】B【解析】【详解】根据力F的作用效果将力F分解为垂直于木楔两侧的力，如下图所示则有即所以当F一定时，越小，越大；当一定时，F越大，越大故选B。8.甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，时刻甲车开始刹车，甲车的速度随时间变化的图像如图甲所示，以时刻甲车所在位置为坐标原点0，以甲车速度方向为正方向建立x轴，乙车的位置坐标随时间变化的图像如图乙所示，图像为顶点在30m处的抛物线。下列说法正确的是（　　） A.甲车做匀变速直线运动的加速度大小为B.乙车做匀变速直线运动加速度大小为C.时甲、乙两车相距最远D.甲、乙两车只相遇一次【答案】A【解析】【详解】A．甲车做匀变速直线运动的加速度大小为故A正确；B．由题可知，乙的初速为零，在内的位移为20m，则有可得，乙车做匀变速直线运动的加速度大小为故B错误；D．若甲车和乙车相遇，则有带入数据解得或则甲、乙两车相遇两次，故D错误；C．由图可知，8s后甲车速度为零，乙车速度不为零，且8s后乙车在前甲车在后，则8s后两者间距离一直增大，故C错误。 故选A。二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分）。9.下列关于速度、速度变化量、加速度的说法正确的是（　　）A.三者都是矢量，且方向一致B.速度变化量很大，加速度一定很大C.加速度不为零时，速度可以为零D.在相同时间内速度变化量越大，则加速度一定越大【答案】CD【解析】【详解】A．三者都是矢量，速度变化量方向与加速度方向一致，但速度方向与加速度方向不一定相同，故A项错误；B．物体的速度变化量越大，速度变化不一定快，则加速度不一定大，故B项错误；C．加速度大小与速度大小无必然联系，例如汽车启动瞬间，速度为零，但加速度不为零，故C项正确；D．在相等时间内速度变化量大，则说明速度变化得快，则加速度一定大，故D项正确。故选CD。10.几个水球可以挡住了子弹？《国家地理频道》实验证实：四个水球就足够！四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球，则可以判定（　　）A.子弹在每个水球的时间比为：B.子弹穿过每个水球的时间比C.子弹在每个水球中的速度变化量相同D.子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等【答案】AD【解析】【详解】AB．四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球，逆向思维可看成反向初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的规律 解得子弹依次穿过4个水球的时间之比为故A正确，B错误；C．根据知由于故子弹在每个水球中的速度变化量不相等，故C错误；D．根据初速度为零的匀加速直线运动的推论，连续相等时间内的位移之比为逆向思维看，位移之比为可知子弹穿出前三个水球的时间与穿出第四个水球的时间相等，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，可知子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，故D正确。故选AD。11.如图所示，A、B两物体的重力分别是GA=3N，GB=4N。A用细线挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F1=2N，则细线中的张力F2及地面对B的支持力F的可能值分别是（　　）A.5N和6NB.5N和2NC.1N和6ND.1N和2N【答案】BC 【解析】【分析】【详解】情形一：当弹簧处于伸长状态时，以A为研究对象，由平衡条件得到，细线对A的拉力为F2=GA+F1=3N+2N=5N对B研究可得，地面对B的支持力为FN=GB-F1=4N-2N=2N根据牛顿第三定律可知B对地面的压力大小为F3=FN=2N情形二：当弹簧处于压缩状态时，以A为研究对象，由平衡条件得到，细线对A的拉力F2=GA-F1=3N-2N=1N对B研究可得，地面对B的支持力为FN=GB+F1=4N+2N=6N根据牛顿第三定律可知B对地面的压力大小为F3=FN=6N故选BC。12.如图所示，木块A与B的接触面是水平的，一起静止于斜面上。轻弹簧呈水平状态，分别连结在斜面与物体A上，则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为（　　）A.2个和4个B.3个和4个C.4个和4个D.4个和5个【答案】ACD【解析】【详解】若弹簧处于原长，则A只受到重力和B对A的支持力2个力的作用。此时B受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力和A的压力4个力的作用。若弹簧处于压缩状态，则A受到重力、B对A的支持力、弹簧向右的弹力、B对A向左的摩擦力4个力的作用。此时B受到重力、A对B的压力、A对B向右的摩擦力、斜面的支持力、斜面的摩擦力5个力的作用。若弹簧处于拉伸状态，则A受到重力、B对A的支持力、弹簧向左的弹力、B对A向右的摩擦力4个力的作用。此时B受到重力、A对B的压力、A对B向左的摩擦力、斜面的支持力、斜面对B可能有摩擦 力也可能没有摩擦力，所以B此时可能受到4个或5个力的作用。故选ACD。三、实验题（每空2分，共18分）。13.在探究小车做匀变速直线运动的规律的实验中，用到如图甲、乙所示的两种打点计时器。（1）图乙是__________（填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”），其电源采用的是__________（填“交流约8V”或“交流220V”）。（2）关于打点计时器的使用，下列说法正确的是__________。A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源B.电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用同样的电源C.使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大D.纸带上打的点越密，说明物体运动得越快（3）某次实验中得到一条如图丙所示的纸带，纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，用刻度尺测得、、、间的距离分别为，，，，计时器打点频率为50Hz。则相邻两个计数点间的时间间隔为__________s。从O点到C点纸带的平均速度大小为__________m/s；打点B时小车的速度大小__________m/s；小车运动的加速度大小__________m/s（保留两位小数）。【答案】①.电火花打点计时器②.交流220V③.C④.0.1⑤.0.54⑥.0.55⑦.0.20【解析】【详解】（1）[1]图乙是电火花打点计时器。[2]电火花计时器电源采用的是交流220V。（2）[3]A．在测量物体速度时，应先接通打点计时器的电源，再让物体运动，A错误；B．电磁打点计时器和电火花打点计时器可以使用的电源电压不一样，B错误；C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大，C正确；D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越慢，D错误。故选C。 （3）[4]纸带上相邻计数点间还有四个点没画出来，相邻两个计数点间的时间间隔为[5]从O点到C点的时间间隔从O点到C点纸带的平均速度大小为[6]打点B时[7]由逐差法，有小车的加速度大小14.“研究共点力的合成”的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，完成下列问题：（1）某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图甲所示，由图甲可知拉力大小为________N；（2）某同学完成该实验后根据实验数据画出力的图示如图乙所示，图上所标的四个力、、F、四个力，其中________（填上述字母）不是由弹簧秤直接测得的。【答案】①.3.50②.【解析】【详解】（1）[1]该弹簧测力计的分度值为，则由图甲可知拉力大小为3.50N。 （2）[2]由图可知，是通过力、做平行四边形得到的力和的合力，所以不是由弹簧秤直接测得的。四、计算题（共2小题，15题18分，16题16分，共34分）。15.如图所示，在2023年8月7日成都大运会跳水比赛中，中国选手黄子淦摘得男子10m跳台金牌。某次10m跳水比赛时，黄子淦以5m/s的初速度向上跳起，到达最高点后自由下落，忽略空气阻力，黄子淦在水中下落时近似做匀减速直线运动，在水中向下运动的最大距离为5m。运动过程中黄子淦可视为质点，重力加速度g取。求：（1）跳起后，黄子淦相对于跳台上升的最大高度；（2）从跳起开始到黄子淦速度大小为3m/s时所经过的时间（结果保留1位小数）。【答案】（1）1.25m；（2）见解析【解析】【详解】（1）根据速度位移关系式可知，该运动员上升最大高度为解得（2）黄子淦向上运动时，速度大小为3m/s对应的时间为在水面之上，黄子淦向下运动时，速度大小为3m/s对应的时间为解得， 根据速度位移关系式可知，黄子淦入水时的速度入水后，根据速度位移关系式有解得黄子淦在水面外的运动时间在水中速度大小减为3m/s对应的时间16.某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖把杆与水平地面成53°角。当对拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F1时，恰好能推动拖把头向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2，，。（1）求拖把头与地板间的动摩擦因数。（2）当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下的力F2，拖把杆与地面的夹角为。当增大到某一值时，无论F2多大，都不能推动拖把头，求此时的tan值。（为方便起见，本问可忽略拖把头的重力，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】（1）或0.33；（2）【解析】【详解】（1）对拖把头受力分析，如图所示 拖把头做匀速直线运动，水平方向和竖直方向受力平衡：水平方向有竖直方向有而解得（2）忽略拖把头的重力，若不能推动拖把头，需满足即