上海市洋泾中学、曹杨二中2023-2024学年高一上学期理科班期末练习物理试卷

2023学年第一学期期末练习 高一物理 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2。 一 落体运动 1971年，在“阿波罗15号”登月后，航天员斯科特面对着电视镜头从相同高度令一片羽毛和一柄锤子做自由落体运动，打破了人们对于物体下落快慢的固有认知。 1．两个物体中先落地的是______。 A．羽毛 B．锤子 C．同时落地 D．无法判断 2．如右图所示的装置装有一根羽毛与一个金属小球，它可以使得上述实验现象在地球上重现，原因是排除了__________的影响；将管倒置，向外拉动注射器活塞，羽毛的加速度大小将________（选涂：A．变大 B．不变 C．变小）。 3．在月球上，下列能被描述为自由落体运动的是______（多选）。 A．树上掉落的苹果砸中科学家 B．硬币被竖直砸进许愿池 C．空间站内墙壁上的一块墙灰掉落 D．小铁球由静止开始竖直下落 伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示： 观察现象 提出问题 实验研究和逻辑推理（包括数学推演） 修正或 推广假设 1 2 4．方框1和2中的方法和对应内容均正确的是______。 A．1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比 B．1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 C．2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比 D．2是得出结论：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 5．在月球上将一小球由静止释放，用快门曝光时间间隔为0.02 s（每0.02 s记录一次图像）的相机摄得的频闪照片如图所示。（结果均保留三位有效数字）0.5223 cm 0.8161 cm 1.1750 cm 1.5994 cm 2.0888 cm A B C D E （1）B点的速度vB大小为________m/s； （2）月球表面的重力加速度大小为________m/s2； （3）由静止下落________s后，小球到达D点。 6．（论证）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 甲 乙 丙 丁 图（a） 图（b） θ 二 公交车 公交车已然成为现代城市交通不可或缺的一部分，某辆由金山开往莲花路交通枢纽的高速公交车[如图（a）]在运行途中某一时间段的v-t图像如图（b）所示。vm为限速警报响起时的速度。 图（a） O v/(km·h-1) t /min vm 80 40 5 10 15 20 图（b） 7．在15~20 min段中，下列对于一名只受到重力G、摩擦力f、座椅对其的支持力N作用的乘客的受力分析图（车辆行驶方向如图所示）正确的是______。v 车辆行驶方向 N G f N G f N G f N G f A B C D 8．在0~5 min段车辆的加速度大小为_______m/s2（结果保留两位有效数字），5~10 min段车辆所受到合外力的大小为_______N。桥面 索塔 钢索 9．车辆通过一座斜拉桥。如图所示斜拉桥的示意图，斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，假设桥面重力恒定，每根钢索对桥作用力大小相等、每根钢索与水平方向夹角相等。若要减小每根桥索受到的拉力大小，则下列方案中可行的是______。（多选） A．增加索塔高度 B．减小索塔高度 C．增加钢索数量 D．减少钢索数量 10．（简答）经验丰富的司机认为仪表盘读数虚高，限速警报响起时的表盘如右图所示，已知0~20 min通过的总位移为22.33 km。师傅的想法是否正确？40 80 120 160 0 km/h ______（选涂：A．是 B．否），说明你的理由：______________。 11．（计算）夜间雾天行车、路况难测，司机师傅减速至v1＝60 km/h。前车发生了追尾事故，在距离前车d＝30 m时观察到了双闪灯并作出反应，师傅的反应时间t0为0.25 s。 （1）刹车过程中有乘客受伤，受伤的部位更可能是_____（选涂：A．头部 B．背部）。 （2）车辆的制动加速度至少为多少，才能避免追尾前车？ 三 实验探究：探究加速度与物体受力的关系 为了研究加速度a与F的关系，某同学设计的实验装置如图所示。在附有标尺的轨道上固定一光电门传感器，小车上装有一宽度为d的挡光片。测量钩码所受重力的大小，并将其视为小车所受拉力大小F。由静止释放小车，记录挡光片经过光电门的挡光时间t。改变悬挂的钩码个数，获取多组数据。挡光片 轨道 勾码 光电门 12．该实验________测量小车质量，改变勾码个数再次实验时，小车的初始位置_________保持不变。（均选涂：A．必须 B．不必） 13．要完成该实验，还需要测量的物理量是_____________（用中文名称与字母符号定义），若小车经过光电门的挡光时间为∆t，则其加速度大小a＝__________（用题中所给字母以及在上一空中被定义的字母表示）。 14．实际上小车所受拉力F略小于钩码所受重力，其原因__________________________。 15．已知细线与轨道平行时小车的加速度为a1，若滑轮位置偏低导致细线与轨道不平行，其他条件不变，小车的加速度a2，则a1_______a2。（选涂：A．＜ B．＞） 四 斜行电梯 2022年北京冬奥会主场馆“雪如意”美轮美奂，充分展示了中国元素。“雪如意”的旁边修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。其上段为倾角是22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道。 16．在电梯顶板上固定一个力传感器，将所受重力为G的物体挂在力传感器的挂钩上。在电梯从跳台底部上升至顶部平台的全过程中，下列力传感器示数随时间变化的图像正确的是______。 F t O G F t O G F t O G F t O G A B C D 17．某同学在地面上最多举起60 kg的物体，而当乘坐在该电梯上加速下降时，能够多举起20 kg物体，此时该同学处于________（选涂：A．超重 B．失重）状态，电梯在竖直方向的加速度大小为__________。 18．乘坐在电梯之上，能够饱览滑雪运动员们挥洒汗水的风采。 （1）北京冬奥会设立了诸多精彩的比赛项目，下列可以将运动员看作质点的是______； 花样滑冰 越野滑雪 自由式滑雪空中技巧 单板滑雪平行大回转 A B C D （2）若空气阻力不可忽略，滑雪运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是______。 A B C D 19．如图（a）所示的电梯桥箱中的物块与桥箱相对静止，且只受到重力G、电梯对其的支持力N以及地板对其摩擦力f的作用，其速度方向已画出。桥厢内水平放置的一碗水，其水面形状图（b）所示。v 图（a） 图（b） （1）请在图（a）中画出物块的受力分析图。 （2）此时N的大小_______（选涂：A．大于 B．等于 C．小于）G的大小 （3）图（b）中的现象可使用我们学过的____________定律解释。 20．（计算）如图所示，“雪如意”下段是倾角为39.56°的着陆坡，PC间距离d为64 m，质量m为80 kg的运动员着陆到P点时沿斜面的速度vP为10 m/s，之后开始做匀加速直线运动，与此同时与轨道平行的斜行电梯位于运动员前方40 m处，其运行速度恒为v1＝2.5 m/s，着陆坡表面的动摩擦因数μ为0.5。（已知，，结果均保留三位有效数字）求：C 着陆坡 B P 斜行 电梯 轨道 滑道 （1）运动员在PC间运动的加速度大小aPC； （2）运动员从P点出发至追上电梯（与电梯平行）所用时间t0； （3）运动员感受到平行于地面方向上的空气阻力扑面扑来，若该阻力大小恒为60 N，那么运动员还能成功追赶上电梯吗？请作出判断，并说明理由。 2023学年第一学期期末练习 高一物理参考答案和评分标准 一、落体运动（28分） 1．C（3分） 2．空气阻力；A（4分）θ N G Gx Gy 3．AD（4分） 4．A（3分） 5．（1）0.163（3分）；（2）1.63（3分）；（3）0.140（2分） 6．对小球进行受力分析，如右图所示（1分） 沿斜面方向正交分解可知，水平方向有ma＝Gx＝mgsinθ（1分）即a＝gsinθ（1分） 由于，故。所以a越小，时间t越长。（1分） 由于在时，θ越小，sinθ越小，a越小。（1分） 由此可知：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。（1分） 二、公交车（26分） 7．B（3分） 8．0.037（2分）；0（2分） 9．AC（4分） 10．A（2分）；根据v-t图像面积可求得0~20min内车辆通过的位移的表达式为15＋，可以解得，读表盘可知指针明显偏过了88 km，因此仪表盘确实虚高了。（3分） 11．（1）A（3分）； （2）（7分）， 司机反应时间内通过的位移为（1分） 故刹车的最大距离（1分） 由于车辆作匀减速直线运动，故有（1分） 解得（方向正确1分，结果正确2分） 综上，车辆的制动加速度至少为－5.38m/s2。（1分） 三、实验探究：探究加速度与物体受力的关系（16分） 12．B（2分）；A（2分） 13．小车到光电门的距离L（该字母由学生自己定义）（2分）；（3分） 14．下落时钩码有向下的加速度，根据牛二可知F＝mg－ma，拉力小于重力。（4分） 15．B（3分）v N f G 图1 四、斜行电梯（30分） 16．B（3分） 17．B（2分）；2.45（2分） 18．（1）B（2分）；（2）C（2分）G N f Gx Gy 图2 19．（1）见右图1（3分，三个矢量对1个给1分）； （2）C（2分）； （3）牛顿第一（2分） 20．（1）受力分析如图2所示（1分）， 沿斜面方向正交分解可知， 水平方向：ma＝Gx－f＝mgsinα－f ①；竖直方向：N＝Gy＝mgcosα ②（1分） 又f＝μN ③，联立①②③可得ma＝mgsinα－μmgcosα，（1分） 即a＝(sinα－μcosα)g＝0.255g＝0.255×9.8＝2.50 m/s2（1分） （2）根据题意可列出关于t0的方程：vPt0＋at02＝40＋v1t0（1分） 解得t0＝3.40 s（1分）G N f Gx Gy 图3 fk fkx fky （3）能，理由如下： 此时再对运动员做受力分析，如图3所示（1分）， 沿斜面方向正交分解可知， 竖直方向：N＝Gy＋fkx＝mgcosα＋fksinα ① 水平方向：ma＝Gx－fky－f＝mgsinα－fkcosα－f ②； 又f＝μN ③，联立①②③可得ma＝mgsinα－fkcosα－μ(mgcosα＋fksinα)，（1分） 解得a1＝1.68 m/s2（1分） 求运动员到达C点所用时间：由vPt1＋a1t12＝d，解得t1＝5.68 s（1分）； 而斜行电梯到达C点所用时间：（1分）； 由于，因此运动员一定比斜行电梯先到达底部，因此在运动过程中运动员一定能成功赶上电梯。（1分） 高一物理 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$