河南省郑州市2022-2023学年高一上学期物理期末试卷

试卷更新日期：2023-02-06 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法和科学假说法、建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）

A、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法 B、根据速度定义式v= $\frac{Δ x}{Δ t}$ ，当Δt非常小时， $\frac{Δ x}{Δ t}$ 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法 C、在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了假设法 D、在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

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2. 笔记本电脑已经成为我们生活中比较重要的一个工具。使用时为了方便，可将其放在倾角可调的支架上，如图甲所示，支架可以简化为图乙模型。设斜面倾角为θ，底部固定挡板与斜面垂直，已知笔记本电脑的重力为G，忽略一切摩擦，则（）

A、笔记本电脑只受重力和斜面AB的支持力作用 B、笔记本电脑对斜面AB的压力大小为Gsinθ C、笔记本电脑对挡板AC的压力大小小于G D、支架对笔记本电脑的作用力大小小于G

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3. 如图所示，用轻绳系住一质量为2m的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为m的匀质小球，各接触面均光滑。系统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为α，两球心连线O₁O₂与轻绳之间的夹角为β，则α、β应满足（　　）

A、绳子的拉力可能小于墙壁的支持力 B、墙壁的支持力一定小于两球的重力 C、3tanα=tan（α+β） D、3tanα=3tan（α+β）

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4. 关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（　　）

A、根据公式 $F = m a$ 可知，物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比 B、根据 $m = \frac{F}{a}$ 可知，物体的质量与其运动的加速度成反比 C、根据 $m = \frac{F}{a}$ 可知，物体的质量与其所受合外力成正比 D、根据 $a = \frac{F}{m}$ 可知，物体的加速度大小与其所受合外力成正比

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5. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定于墙上，另一端连接一物体A，用质量与A相同的物体B推物体A使弹簧压缩，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ_A和μ_B ，且μ_A＜μ_B ，释放A、B，两者向右运动一段时间之后将会分离，则A、B分离时弹簧的（　　）

A、伸长量为 $\frac{(μ_{B} + μ_{A}) m g}{k}$ B、压缩量为 $\frac{(μ_{B} - μ_{A}) m g}{k}$ C、伸长量为 $\frac{(μ_{B} - μ_{A}) m g}{k}$ D、压缩量为 $\frac{(μ_{B} - μ_{A}) m g}{k}$

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6. 如图所示，在半圆形光滑凹槽内，两轻质弹簧的下端固定在槽的最低点，另一端分别与小球P、Q相连。已知两球在图示P、Q位置静止， $O^{'} P > O^{'} Q$ 。下列说法中正确的是（　　）

A、若两球质量相同，则P球对槽的压力较小 B、若两球质量相同，则两球对槽的压力大小相等 C、若P球的质量大，则 $O^{'} P$ 弹簧的劲度系数大 D、若P球的质量大，则 $O^{'} P$ 弹簧的弹力小

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7. 利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量。如图所示仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A对B提供超声波信号而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示出波形。现固定装置B，并让它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间 $T_{0} = 0.8 s$ 发射一短促的超声波脉冲（如图2中幅度大的波形），而B接收到由小车C反射回的超声波由A处理后显示成图2中幅度较小的波形，反射滞后的时间在图2已标出，其中， $T = 0.2 s$ ， $Δ T = 0. 1s$ ，超声波在空气中的速度为340m/s。由所给信息可知小车速度为（　　）

A、10m/s B、15m/s C、20m/s D、25m/s

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二、多选题

8. 如图，一倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，斜面下端固定一力传感器，力传感器和劲度系数为k的轻弹簧连在一起。一质量为m的滑块从斜面上的A点由静止释放，重力加速度大小为g。从滑块接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、滑块的速度一直减小 B、滑块的加速度先减小后增大 C、滑块的速度最大时，弹簧的压缩量为 $\frac{m g \sin θ}{k}$ D、力传感器的示数先减小后增大

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9. 如图所示，倾斜的传送带顺时针匀速转动，一物块从传送带上端 $A$ 滑上传送带，滑上时速率为 $v_{1}$ ，传送带的速率为 $v_{2}$ ，且 $v_{2} > v_{1}$ ，不计空气阻力，动摩擦因数一定，关于物块离开传送带的速率 $v$ 和位置，下面可能的是（　　）

A、从下端 $B$ 离开， $v > v_{1}$ B、从下端 $B$ 离开， $v < v_{1}$ C、从上端 $A$ 离开， $v = v_{1}$ D、从上端 $A$ 离开， $v < v_{1}$

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10. 如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间动摩擦因数为 $μ$ ，则物体受到的摩擦力的大小为（　　）

A、 $F \sin θ$ B、 $μ (m g - F \cos θ)$ C、 $μ (F \sin θ + m g)$ D、 $F \cos θ$

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11. 如图所示，将小物块置于桌面上的薄纸片上，用水平向右的力将纸片迅速抽出，物块移动的距离很小。若物块和纸片的质量分别为M和m，各接触面的动摩擦因数均为μ，物块距纸片左端的距离和距桌面右端的距离均为d，重力加速度为g。现用水平向右的恒力F拉动纸片，下列说法正确的是（）

A、物块不从桌面掉落，水平向右的恒力可能为2μ（M+m）g B、将纸片迅速抽出过程中，纸片所受摩擦力的大小为μ（2M+m）g C、为使物块不从桌面掉落，物块与纸片分离时，物块的速度可能为 $\sqrt{μ g d}$ D、将纸片迅速抽出过程中，F可能等于 $μ (2 M + \frac{3}{2} m) g$

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三、实验题

12. 其研究性学习小组设计实验测量“某品牌的运动鞋鞋底与室内篮球馆木地板之间动摩擦因数的大小”，简要步骤如下：
⑴找来学校球馆的一块长木板固定在水平桌面上，在木板左端固定一光滑小滑轮，右端固定电磁打点计时器；

⑵用塑料袋装一些沙子，塞入鞋中，并测出鞋和沙子的总质量M。接着把鞋子放在长木板上，把一轻质细线的一端固定在鞋子上，使鞋子能够沿细线方向做直线运动，再将细线绕过小滑轮，细线另一端拴一小桶，鞋子连接纸带穿过打点计时器，纸带保持水平。

⑶释放小桶，使鞋子能由静止开始加速运动，打出的纸带如图所示，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点之间有四个计时点没有画出，用刻度尺测量出两点之间的距离如图所示分别为 $s_{1} = 1.81$ cm、 $s_{2} = 2.10$ cm、 $s_{3} = 2.40$ cm、 $s_{4} = 2.70$ cm、 $s_{5} = 3.01$ cm、 $s_{6} = 3.30$ cm，打点计时器所接交流电频率为 $f = 50$ Hz，可算出运动的加速度 $a =$ $m / s^{2}$ （保留两位有效数字）；用天平测出小桶的质量为m，则鞋底与木板之间的动摩擦因数表达式为 $μ =$ ；（用M、m、g、a表示）

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13. 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：

(1)、①为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是。

A．小车质量相同，钩码质量不同 B．小车质量不同，钩码质量相同

C．小车质量相同，钩码质量相同 D．小车质量不同，钩码质量不同

②某同学为了定量验证①中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据，如下表所示。在下图所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出 $a - \frac{1}{M}$ 图像如下图所示。

次数	1	2	3	4	5	6	7
a/（m·s-²）	0.65	0.56	0.48	0.40	0.32	0.29	0.15
M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.5	0.71	1.00

③在②中，从有效数字要求来看，表格中的第次实验的数据记录有误；从描出的点迹分布趋势来看，表格中的第次实验的数据应该舍去。

(2)、在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。并在图2中画出小车受力的示意图为图2所示。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是___________。

A、使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力 B、若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力 C、无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力 D、让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

(3)、如图所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离x₁ ， A、C间的距离x₂ ，则打B点时小车的速度vB = ，纸带的加速度a = 。（用x₁、x₂和T表示）

(4)、①若打点计时器额定电压为220V，而实际使用的电源电压为225V，则（3）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会；（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）

②若实验中交流电源频率变为60Hz，实验者仍按50Hz的频率计算，则（3）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会。（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）

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四、解答题

14. 如图所示，重力为 $500N$ 的人用跨过定滑轮的轻绳牵引质量为 $20kg$ 的物体， $g = 10 N/kg$ ，绳与水平面成 $60 °$ 角。不计滑轮与绳的摩擦，求：

(1)、当人和物体都静止时，地面对人的摩擦力大小；

(2)、当人和物体都静止时，地面对人的支持力大小；

(3)、当人站在原地，以 ${1m/s}^{2}$ 的加速度匀加速收绳子时，绳子拉力大小。

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15. 2022年国庆假期，张华同学去外婆家度假，她正拖着行李箱去检票。张华拉行李箱可以简化为如图乙所示的模型：质量为 $m = 10 kg$ 的木箱置于水平地面上，受到一个与水平方向成 $θ$ 角斜向上的拉力F ，它与地面间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，为使木箱做匀速直线运动，求拉力F的最小值以及此时 $θ$ 的大小。

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16. 传送带经常用于工厂物件输送，机场行李箱传送、快递物流分拣等各个领域。如图甲，某工厂输送物件的传送系统由倾角为30°的传送带AB和倾角也为30°的固定长木板CD组成，传送带以 $v_{0} = 8 m/s$ 的恒定速率顺时针转动，现将物件（可视为质点）无初速度地置于传送带上的A点，物件在传送带上运动 $t_{1} = 9 s$ 刚好到达B点，其v-t图像如图乙所示，物件到达D点时速度恰好为零且立即被机械手取走。物件与木板CD间的动摩擦因数为 $μ_{2} = \frac{\sqrt{3}}{5}$ ，传送带AB与木板CD间可视为无缝连接，重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、物件在传送带AB上运动的加速度大小 $a_{1}$ 及物件与传送带AB间的动摩擦因数 $μ_{1}$ ；

(2)、传送带AB的长度 $L_{1}$ 和木板CD的长度 $L_{2}$ ；

(3)、若机械手没能在D点及时将物件取走，导致物件重新下滑，求物件第一次回到B点时的速度大小 $v_{1}$ 及物件从轻置在传送带AB上的A点到第三次经过B点的时间。

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