广西壮族自治区百色市那坡县2023-2024学年高一上学期期末监测物理试题

**基本信息** 以智能机械臂夹球、儿童滑梯设计等真实情境为载体，通过选择、填空、计算三级题型，考查受力分析、牛顿运动定律、弹簧实验等核心知识，融合科学思维与科学探究能力评估。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/60|受力分析（半球面小球）、牛顿定律（作用力反作用力）|结合动态过程分析（如挡板推动小球）| |填空题|3/18|弹簧劲度系数测量、向心加速度公式|注重实验数据处理与图像分析| |计算题|2/22|行李箱拉力计算、滑梯高度设计|通过临界条件分析（如不离开地面的最大拉力）考查模型建构能力|

广西壮族百色市那坡县2023-2024学年高一物理第一学期期末监测试题 注意事项 1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回． 2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符． 4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效． 5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗． 一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分） 1、如图所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端，利用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面)，挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是（ ） A.F1增大、F2减小 B.F1增大、F2增大 C.F1减小、F2减小 D.F1减小、F2增大 2、关于作用力和反作用力，以下说法中正确的有（） A.有作用力就有反作用力，两者作用在同一物体上 B.作用力和反作用力性质相同，所以当作用力是摩擦力时，反作用力也一定是摩擦力 C.某个同学在小船上直接用手向后用力划船，这个力使船前进 D.石头击鸡蛋，石存蛋破，证明作用力可以大于反作用力 3、在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，A和B均以加速度大小a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B 的加速度a1和a2的大小是（ ） A.a1=a2 = 0 B.a1=a，a2=0 C.a1=a，a2=a D.a1=a，a2=a 4、如图把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A。可以看到两个测力计的指针同时移动。这时，测力计B受到A的拉力F，A则受到B的拉力F′，关于F与F′关系正确的说法是（　　） A.F与F′是一对平衡力，二者大小总相等、方向相反 B.F与F′是一对平衡力，只有两弹簧测力计均静止时才相等 C.F与F′是一对作用力与反作用力，二者大小总相等、方向相反 D.F是主动力，F′是被动力，所以F一定大于F′ 5、如图中甲图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示（g取10m/s2），则下列结论正确的是（　　） A.物体的质量为0.1kg B.物体的加速度大小为2m/s2 C.弹簧的劲度系数为300N/m D.物体与弹簧分离瞬间的速度大小为4m/s 6、质点做直线运动的位移x与时间t的关系为各物理量均采用国际单位制单位，则该质点　　 A.任意ls内的速度增量都是 B.第2s内的位移是18m C.前2s内的平均速度是 D.任意相邻的1s内位移差都是2m 7、关于自由落体运动的加速度g，下列说法中正确的是 （ ） A.同一地点轻重物体的g值一样大 B.重物体的g值大 C.g值在地面任何地方一样大 D.g值在赤道处小于南北两极处 8、如图，足够长的水平杆弹簧右端固定，一木块受水平恒力F作用沿光滑水平面向右运动。则当木块接触弹簧后（弹簧的形变始终未超过弹性限度）（　　） A.木块立即做减速运动 B.木块在一段时间内速度仍在增大 C.当F等于弹簧弹力时，木块速度为零 D.弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为零 9、《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则 ( ) A.小球受到的摩擦力方向竖直向上 B.小球受到的摩擦力与重力大小相等 C.若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 D.若铁夹水平向右加速移动，小球受到的摩擦力变大 10、如图是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是（　　） A.只增加绳的长度 B.只增加重物的重量 C.只将手指向下移动 D.只将手指向上移动 11、一个半圆柱体放在水平面上，一个质量为M的光滑球，放在半圆柱体上，右边用一个光滑竖直挡板挡住，光滑球处于静止状态。如图所示。若缓慢向右移动竖直挡板，半圆柱体始终处于静止。在光滑球落地前的过程中，关于几个力的变化其中说法正确的是 A.半圆柱体对光滑球的支持力变大 B.光滑球所受的合力变大 C.水平面给半圆柱体的摩擦力变大 D.水平面对半圆柱体支持力变大 12、 “以卵击石，卵碎石全”下列关于卵、石之间作用力的表述中不正确的是（　　） A.鸡蛋是运动的，石头是静止的，所以鸡蛋对石头的作用力大于石头对鸡蛋的作用力 B.鸡蛋碎了，而石头没有碎，所以鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力 C.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等 D.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力平衡 二．填空题(每小题6分，共18分) 13、为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码．实验得出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据，其对应点已在图上标出．（g=10m/s2） （1）作出m﹣l的关系图线_______； （2）弹簧的劲度系数为____________________N/m （3）m﹣l的关系图线与横轴的交点的物理意义是：__________________________________ 14、在圆周运动中，用角速度，半径可表示出向心加速度的表达式，该表达式为：_______________。 15、如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验。 (1)实验中还需要的测量工具有：______ (2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x，由图可知：图线不通过原点的原因是由于______；弹簧的劲度系数k=______N/m。计算结果保留2位有效数字，重力加速度g=9.8m/s2 (3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的F-L图象，下列正确的是______。 A．a的原长比b的长 B．的劲度系数比b的大 C．a的劲度系数比b的小 D．弹力与弹簧长度成正比 三．计算题(22分) 16、（12分）在车站我们经常看到拉着行李箱行走的旅客，现将拉行李箱的过程简化如图所示。假设行李箱的质量m=3kg，行李箱与地面之间的动摩擦因数μ=，人的拉力F与水平方向夹角θ=37º斜向上，g取10m/s2，且sin37º=0.6，cos37º=0.8。问： （1）人拉着行李箱匀速前进，拉力F是多大？ （2）若保持拉力方向不变，要使箱子不离开地面，F的最大值是多少？ 17、（10分）某幼儿园要在一块空地上安放一个滑梯，如图1所示，将此滑梯结构简化为图2所示，假设滑梯左右对称。 （1）设计时，滑梯水平跨度确定为，滑板与儿童裤料之间的动摩擦因数取，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，滑梯高至少要多少？ （2）如果该幼儿园室外场地是一块边长为10米的正方形区域，如果要求儿童安全跑动范围是每侧2米，设计一款如图所示的儿童滑梯，这个滑梯高度范围是多少？已知滑板与儿童裤料之间的动摩擦因数一般取，儿童最大承受的落地速度，取。 参考答案 一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分） 1、B 【解析】对小球受力分析，受重力、挡板向右的支持力和半球面的支持力，如图 根据平衡条件解得 由于θ不断增加，故F1增大、F2增大。 故选B。 2、B 【解析】A．有作用力就有反作用力，两者作用在相互作用的一对物体上，故A错误； B．作用力和反作用力性质相同，所以当作用力是摩擦力时，反作用力也一定是摩擦力，故B正确； C．某个同学在小船上直接用手向后用力划船，这个力的反作用力即水对手的力使船前进，故C错误； D．石头击鸡蛋，石头对鸡蛋和鸡蛋对石头的力是一对相互作用力，它们大小相等，但两者的承受能力不同，所以石存蛋破，故D错误。 故选B。 3、D 【解析】在F作用下，整体的加速度为： 隔离对A分析，弹簧的弹力为： 撤去F的瞬间，弹簧弹力不变，对A分析，有： 隔离对B分析，有： A．a1=a2 = 0，与结论不相符，选项A错误； B．a1=a，a2=0，与结论不相符，选项B错误； C．a1=a，a2=a，与结论不相符，选项C错误； D．a1=a，a2=a，与结论相符，选项D正确； 故选D。 4、C 【解析】A、B．平衡力是指一个物体受到大小相等、方向相反力,受力物体是一个，与的受力物体不是同一个，故A、B错误； C．是测力计A对B的拉力，是测力计B对A的拉力，这两个力大小相等，方向相反，分别互为施力物体和受力物体，所以是一对相互作用力即作用力与反作用力，故C正确； D．相互作用力的特点之一是大小相等，因此数值上等于，故D错误。 故选C。 5、B 【解析】AB．初始时刻物体静止在弹簧上面，弹簧的弹力与重力平衡，所以由图可知当x=0时，根据牛顿第二定律有 此后物体匀加速上升，由图可知当x=4cm时，弹簧回复原长，物块与弹簧分离，此时有 联立解得m=1kg，a=2m/s2；故A错误，B正确； C．初始状态弹簧的弹力与重力平衡，结合图像和前面的分析有 可得 故C错误； D．物体做匀加速直线运动，根据 代入数据可知分离时的速度为；故D错误。 故选B。 6、C 【解析】A项：根据匀变速直线运动的位移时间关系公式，可得质点的初速度，加速度为，故A错误； B项：第2s内位移，故B错误； C项：由可得前2s内的平均速度为，故C正确； D项：任意相邻的1s内位移差：，故D错误 故选C 7、AD 【解析】同一地点重力加速度相同，重力加速度随纬度增大而增大，故AD正确，BC错误； 故选AD。 8、BD 【解析】AB．木块接触弹簧后，开始F大于弹簧的弹力，合力方向向右，做加速度减小的加速运动，当F等于弹簧的弹力合力为零，速度最大，之后F小于弹簧的弹力，合力方向向左，木块做加速度增加的减速运动，故A错误，B正确； C．木块开始受到的推力F大于弹簧的弹力，加速度方向向右，速度增加，然后弹簧的弹力大于F，加速度方向向左，速度减小，所以木块的速度先增大后减小；当木块的加速度为零时，即F等于弹簧弹力时，速度最大，故C错误； D．当弹簧压缩量最大时，弹簧弹力最大，木块到达最右端，速度为零，此时弹簧弹力大于F，加速度不为零，故D正确。 故选BD。 9、AB 【解析】对小球受力分析，将力分解成水平方向和竖直方向，可得小球在各情境下所受的摩擦力 【详解】AB：在竖直方向上小球受重力和摩擦力，其余力在水平方向，则摩擦力与重力等值反向，即小球受到的摩擦力方向竖直向上，与重力大小相等．故AB两项正确 C：增大铁夹对小球的压力，水平方向的力变化了，竖直方向上摩擦力仍与重力等值反向，摩擦力不变．故C项错误 D：铁夹水平向右加速移动，小球在竖直方向上合力仍为零，摩擦力仍与重力等值反向，摩擦力不变．故D项错误 10、BC 【解析】A．对动滑轮受力分析，受重力、两个对称的拉力，拉力等于悬挂物体的重量mg，如图 三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；增加细线长度时，由于两个细线拉力也不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故A错误； B．只增加重物的重力，两个绳拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手指所受的拉力增大，故B正确； C．只将手指向下移动，两个绳拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手指所受的拉力增大，故C正确； D．只将手指向上移动，两个绳拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手指所受的拉力减小，故D错误。 故选BC。 11、AC 【解析】A.先对球受力分析，受重力和两个支持力，其中半圆柱体的支持力与竖直方向的夹角逐渐变大，如图所示： 由图，墙壁支持力和半圆柱体的支持力均变大，故A正确； B.球保持静止，合力为零，保持不变，故B错误； CD.球整体分析，受重力、地面支持力、墙壁支持力和地面的静摩擦力，根据平衡条件，有： f=N1 N=（M+m）g 故地面支持力不变，地面施加的摩擦力变大，故C正确D错误； 12、ABD 【解析】鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力互为作用力和反作用力，故大小相等，方向相反，由于作用在两个物体上，故不是平衡力，故选项C正确，ABD错误； 此题选择错误的选项，故选ABD。 【名师点睛】作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。 二．填空题(每小题6分，共18分) 13、 ①.（1） ； ②.（2）0.250 ③.（3）弹簧在自重作用下的长度 【解析】该题考查了应用弹力与弹簧长度关系的图象分析问题．用描点作出m-l的关系图线，图线的斜率，读出斜率求出劲度系数k劲 【详解】(1) 根据实验数据在坐标纸上描出的点，基本上在同一条直线上．可以判定m和l间是一次函数关系．画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧．如图所示 (2) 由胡克定律F=kx得： ； (3)由图可知，弹簧下面不挂钩码时，弹簧的长度即为在弹簧自身重力作用下的原因 【点睛】描线时要将尽可能多的点画在直线上，少数的点尽可能平均的分布于直线两侧 在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数 14、 【解析】[1]根据圆周运动的规律，可得向心加速度的表达式为： 15、 ①.刻度尺 ②.测量弹簧的原长时，弹簧没有处于自然下垂状态。 ③.4.9 ④.B 【解析】(1)[1]实验需要测量弹簧伸长的长度，需要刻度尺 (2)[2]测量弹簧的原长时，弹簧没有处于自然下垂状态。 [3]由图线乙，弹簧的劲度系数 (3)[4] A．由图丙知，F-L图像横坐标的截距表示原长，故b的原长比a的长， A错误； BC．斜率越大，劲度系数越大，a的劲度系数比b的大， B正确，C错误； D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，D错误。 故选B。 三．计算题(22分) 16、（1） 10N；（2）50N。 【解析】（1）对箱子进行受力分析，如图所示： 并且沿水平和竖直方向正交分解，由平衡条件可得： f=Fcosθ Fsinθ+FN=mg 又 f=μFN 代入数据解得： F=10N （2）箱子恰好要离开地面时拉力最大，此时FN=0，由（1）可知竖直方向上有： Fmsinθ=mg 解得： Fm=50N 17、（1）（2） 【解析】（1）设滑梯与水平面之间的夹角为，则重力在滑梯上分解成两个方向的力，垂直于滑梯的力等于．平行于滑梯的力等于，人在滑梯上能滑下，满足： 已知滑梯与儿童裤料之间的动摩擦因数为，解得： 根据几何关系可知： 则： 解得滑梯的最小高度为： ； （2）由题可知滑梯水平跨度为，由（1）可知滑梯高度的最小值为： 当滑梯的高度达到最高时，儿童到达滑梯底部时达到其能承受的最大的落地速度为，设滑梯与水平面之间的夹角为，则根据牛顿第二定律在滑梯上得到： 儿童在滑梯上根据运动学公式可以得到： 其中根据数学关系： 联立可以得到： 则这个滑梯高度范围为： 。 学科网（北京）股份有限公司 $