广东省深圳实验学校高中部2022-2023高一上学期期末阶段考试物理试题（答案）考试试卷

深圳实验学校高中部 2022-2023 学年度第一学期期末阶段考试
高一物理
时间： 90 分钟 满分： 100 分
第一卷
一、单选题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分. 在每小题给出的四个选项中，只 有一项符合题目要求. 选对的得 4 分，选错的得 0 分. )
1. 在物理学的发展历程中，首先采用了实验检验猜想和假说的科学方法、并把实验和逻辑 推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学发展的是( )
A. 牛顿 B. 亚里士多德 C. 伽利略 D. 爱因斯坦
2. 在国际单位制中，力学范围内规定的基本单位是( )
A. 质量、力、时间 B. 千克、长度、秒
C. 质量、长度、时间 D. 千克、米、秒
3. 小明同学看到他家鱼缸中的一条小鱼在水中游动，当小鱼沿直线水平向左加速游动的过 程中，他画出的水对鱼的作用力 F 方向正确的是( )
4. 中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资 的班列由 30 节质量相等的车厢组成，在车头牵引下， 列车沿平直轨道匀加速行驶时，第 2 节对第 3 节车厢的牵引力为 F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第 3 节 对倒数第 2 节车厢的牵引力为 ( )
A. F B. F
C. F D. F
5. 用质量为 M 的吸铁石， 将一张质量为 m 的白纸压在竖直固定的磁性黑板上。某同学沿着 黑板面，用水平向右的恒力 F 轻拉吸铁石，吸铁石和白纸均未移动， 已知重力加速度为 g，
(
．
．．
)则下列说法中不正确的是 ( )
A. 与吸铁石相关的作用力与反作用力有 5 对 F
B. 白纸受到 5 个力的作用
C. 吸铁石受到的摩擦力大小为 F
(
F
2
+
(
mg
+
Mg
)
2
)D. 白纸受到黑板的摩擦力大小为
高一物理试卷第1页
6. 如图，质量为 m 的物体 A 静止在竖直的轻弹簧上，质量为 3m 的物体 B 由 细线悬挂在天花板上， 细绳的拉力大小为 2mg，已知重力加速度为 g 。现突然 将细线剪断，则剪断后瞬间 A 、B 间的作用力大小为 ( )
A ．3mg B ．2.5mg
C ．2mg D ．1.5mg
7. 如图为动画片《猫和老鼠》中的情景， 汤姆是一只非常可爱的猫， 已知其质 量为 M，用绳吊在天花板上的竖直杆的质量为 m＝0.5M、长为 L，汤姆抓住杆 的下端而静止. 当悬绳突然断裂时， 汤姆立即沿杆竖直向上爬，以保持它离地 面的高度不变， 则汤姆的“好景” (爬杆时长) 为 (汤姆可视作质点， 重力加速 度为 g) ( )
A. B.
C. 2 D.
8. 操场跳远沙坑内有沙子，把沙粒堆起时沙粒下滑逐渐形成沙堆， 若沙粒是干燥的，这些 沙堆有几乎相等的顶角。 如图， 某一沙堆锥底周长约为 63cm，
母线长(沙堆顶点到锥底的斜边长) 为 12.5cm，则可推测沙粒
之间的动摩擦因数约为 ( )
A ．0.2 B ．0.6
C ．0.75 D ．0.9
9. 如图所示， 滑雪运动员从 O 点由静止开始做匀加速直线运动， 先后经过 P、M、N 三
点，已知 PM=10 m ，MN=20 m，且运动员经过 PM、MN 两段的时间相等。下列说法不正 确的是( )
A. 不能求出运动员经过 P、M 两点的速度之比
B. 能求出 O 、P 间的距离
C. 不能求出运动员经过 OP 段所用的时间
D. 不能求出运动员的加速度
10. 如图所示，质量为 M，倾角为9 的斜面静止于地面上， 质量为 m 的物块沿斜面匀速下 滑。当对物块分别施加竖直向下、水平向右的力 F，斜面与地面始终相对静止，在物块静
(
．
．．
)止之前，下列说法不正确的是 ( )
A. 当施加竖直向下的力 F 时， 地面对斜面的支持力增加， 摩擦力不变
B. 当施加竖直向下的力 F 时，物块仍然匀速下滑
C. 当施加水平向右的力 F 时，地面对斜面的支持力增加， 摩擦力不变
D. 当施加水平向右的力 F 时，地面对斜面的支持力增加，摩擦力变大
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二、多选题(本大题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分. 在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求. 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. )
11 ．2022 年 12 月份， 实验学校高中部举行了校秋季运动会， 如图所示是小明同学在参加 跳高决赛的现场，他以背越式跳过 1.65m 的高度拿到了本届校运会的冠军， 为班级争得了 荣誉。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A．小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力
B ．小明起跳时地面对他的支持力大于他的重力
C．小明起跳脚离地以后在上升过程中处于超重状态，小明下
降过程中处于失重状态
D. 小明起跳脚离地以后在上升和下降过程中都处于失重状态
12．如图所示，光滑水平地面上的小车质量为 M，站在小车水平底板上的人质量为 m 。人 用一根跨过定滑轮的绳子拉小车，定滑轮上下两侧的绳子都保持水平，不计绳与滑轮之间的 摩擦。在人和车一起向右加速运动的过程中，下列说法正确的是 ( )
A.人可能受到向左的摩擦力
B.人和车之间可能没有摩擦力
C.人拉绳的力越大， 人和车的加速度一定越大
D.人拉绳的力越大， 人对车的摩擦力越小
13．如图所示，倾角为 30°的斜面体放置于粗糙水平地面上，物块 A 通过跨过光滑定滑轮的 柔软轻绳与小球 B 连接，O 点为轻绳与定滑轮的接触点。初始时，小球 B 在水平向右的拉 力 F 作用下使轻绳 OB 段与水平拉力 F 的夹角 θ＝120°，整个系统处于静止状态． 现将小球 向右上方缓慢拉起， 并保持夹角 θ 不变， 从初始到轻绳 OB 段水平的过程中， 斜面体与物块 A 均保持静止不动， 则在此过程中( )
A．拉力 F 逐渐增大
B．轻绳上的张力先增大后减小
C．地面对斜面体的支持力逐渐增大
D．地面对斜面体的摩擦力先增大后减小
14．如图甲所示， A 车和 B 车在同一平直公路的两个平行车道上行驶， 该路段限速 54km/h 。当两车车头平齐时开始计时， 两车运动的位移— 时间图像如图乙所示，0~5s 时 间内， A 车的图线是抛物线的一部分， B 车的图线是直线， 在两车不违章的情况下， 下列 说法正确的是( )
A ．A 车运动的加速度大小为1m/s2
B ．t = 3.5s 时，两车的速度相同
C ．A 车追上 B 车的最短时间为 7s
D ．A 车运动初速度大小为3m/s
高一物理试卷第3页
15. 如图所示， A、B、C 三个物体静止叠放在水平桌面上，物体 A 的质量为 2m，B 和 C 的 质量都是 m ，A 、B 间的动摩擦因数为 μ ，B 、C 间的动摩擦因数为 ，B 和地面间的动摩擦 因数为 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 重力加速度为 g 。现对 A 施加一水平向右的拉 力 F，则下列判断正确的是( )
A．若 A 、B 、C 三个物体始终相对静止，则力 F 不能超过umg
B．当力 F＝μmg 时， A 、B 间的摩擦力为umg C．无论力 F 为何值， B 的加速度不会超过ug D．当力 F>umg时， B 相对 A 滑动
第二卷
三、 实验题(本大题共 2 小题，共 10 分，请将正确答案填在答题卡相应位置处。)
16 ．(4 分) 实验室中有 5 根一模一样的弹簧， 小明想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等 间距悬挂在水平铁架台上，如图甲所示， 1 号弹簧不挂钩码， 2 号挂 1 个钩码， 3 号挂 2 个 钩码， 依此类推，钩码均相同。计算结果保留 3 位有效数字。 (1)为了更直观地呈现出弹力大小 F 与伸长量 Δx 的关系，小明以 1 号弹簧末端指针中点 为原点，做出竖直的 y 轴及水平的 x 轴，其中y 轴代表____________，x 轴代表____________ (选填“F”或“Δx”)。
1 2 3 4 5
甲 乙 丙
(2) 为测量弹簧的伸长量，小明取来一把米尺，竖直放置在地上， 米尺的 100 cm 刻度刚好 与 1 号弹簧末端指针中点在同一水平线上， 测量 2 号弹簧末端指针中点位置时，如图乙所 示，则此时弹簧伸长量为_____________cm。
(3) 小明更换质量已知的钩码重新进行实验， 根据测量的数据做出 F-Δx 图像， 如图丙， 则 这些弹簧的劲度系数为__________N/m。
17 ．(6 分)深圳实验学校高中部小明同学设计了如图的实验装置，来做“探究加速度与力、 质量的关系”的创新实验。实验操作步骤如下：
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(i)挂上托盘和适量砝码，改变长木板的倾角，让带遮光片的小车沿长木板匀速下滑。
(ⅱ)取下砝码盘和砝码，读出砝码的质量为 m ，小车和遮光片的总质量为 M。让小车从 靠近滑轮处沿长木板下滑，测出加速度 a。
(ⅲ)改变砝码质量和木板倾角，多次测量， 作出 a—mg 图像。(g 为重力加速度)
(1)在步骤(i)调节长木板倾角，让小车匀速下滑时，发现通过光电门 A 的时间大于通 过光电门 B 的时间， 应______ (选填“增大” 、“减小”)长木板倾角。
(2)该实验方案______ (选填“需要” 、“不需要”)满足M > m 。
(3)在下面 A 、B 、C、D 四幅图中， 与该实验操作对应的 a—mg 图像应为______。
A ． B ． C ． D．
四、计算题(本大题共 3 小题，共 40 分，在解答过程中要有必要的文字说明和方程。)
18 ．( 11 分) 如图所示，两个半圆柱A 、B 紧靠着，其上有一光滑圆柱 C，三者半径均为 R，A 、B 质量均为 ，C 质量为 m ，与地面间的动摩擦因数均为 μ 。最初A 、B 静止在水平 地面上。现用水平向右的力拉A ，使 A 缓慢移动，直至 C 恰好着地，整个过程中 B 保持静
止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g。
(1)未拉动A 时，B 对 C 的作用力大小为多少
(2)动摩擦因数 μ 的最小值为多少
19．( 12 分)如图所示，一竖直圆管质量为 M，下端距水平地面的高度为 H，顶端塞有一质量 为 m 的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生碰撞时原速率弹回，且碰撞时间极短。在 运动过程中，管始终保持竖直。已知 M=4m ，球和管之间的滑动摩擦力大小为 4mg，g 为重 力加速度，不计空气阻力。
(1)求圆管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；
(2)管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度。
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20 ．( 17 分)如图所示，传送带的倾角 θ=37° ，从A 到 B 长度L1 = 16m ，传送带以 v0= 10 m/s 的速率逆时针转动。在传送带上端A 点无初速度地放一个质量为 m=1kg 的黑色煤块，经最 低点 B 滑到静止在水平地面的木板上 (黑色煤块从传送带滑到木板上的过程中速度大小不 变) 。木板左端距离平台 P 右侧的初始距离为 s ，木板质量 M=5kg，长度L2 = 12.2m ，且与 左侧等高的平台 P 相碰时立即停止运动。已知煤块与传送带之间、煤块与木板之间的动摩
擦因数均为 μ=0.5，木板与地面之间光滑。煤块在传送带上会留下黑色痕迹，煤块在整个运
动过程中可看作质点 (sin 37° =0.6 ，cos 37° =0.8 ，g 取 10 m/s2)。
(1)求煤块从A 到 B 的时间；
(2)求煤块从A 到 B 的过程中在传送带上留下痕迹的长度；
(3)求煤块滑上平台 P 时的速度 v 与 s 的关系．
P
(
C
)
高一物理试卷第6页深圳实验学校高中部2022-2023学年高一上学期期末阶段考试
物理答案
1C 2D 3D 4A 5C 6D 7B 8C 9A 10D 11BD 12ABC 13AD 14BD 15AB
16．（1）Δx（1分），F（1分） （2）4.50（1分） （3）200（1分）
17．减小 不需要 C （每空2分）
18．（11分）
（1）未拉A前，C受力平衡，如图所示：
根据平衡条件可得：2Fcos30°＝mg， （2分）
解得C受到B作用力的大小为：F＝mg； （2分）
（2）光滑圆柱C降落到地面前瞬间，B对C支持力最大为Fm，如图所示：
则根据力的平衡可得：2Fmcos60°＝mg， （2分） 解得：Fm＝mg，
光滑圆柱C降落到地面前瞬间B受C压力的水平分力最大，B与地面间的摩擦力达到最大，根据平衡条件可得最大静摩擦力至少为：fm＝Fmcos30°＝mg （1分）
B对地面的压力为mg，（1分） 则B受地面的摩擦力为：fm＝μmg （1分）
解得：μ＝. （2分）
19．（12分）
（1）管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动，设此时管的加速度大小为a1，方向向下；球的加速度大小为a2，方向向上；球与管之间的摩擦力大小为f，由牛顿运动定律有：
Ma1＝Mg+f （1分）
ma2＝f﹣mg （1分）
联立并代入题给数据，得：a1＝2g （1分）
a2＝3g；（1分）
（2）管第一次碰地前与球的速度大小相同，由运动学公式可得，碰地前瞬间它们的速度大小均为：
v0＝，（1分） 方向均向下，管弹起的瞬间，管的速度反向，球的速度方向依然向下，设自弹起时经过时间t1，管与小球的速度刚好相同，取向上为正方向，由运动学公式可得：
v0﹣a1t1＝﹣v0+a2t1 （2分） 解得：t1＝
设此时管的下端离地高度为h1，速度为v，由运动学公式可得：
h1＝v0t1﹣ （1分）
v＝v0﹣a1t1 （1分）
由此可知此时v＞0，此后，管与小球将以加速度g减速上升h2，到达最高点，由运动学公式有：
h2＝ （1分）
管第一次落地弹起后上升的最大高度H1＝h1+h2＝； （2分）
20．（17分）
（1）煤块刚放上时受到向下的摩擦力，设其加速度为a1，由牛顿第二定律得：
mgsin37°+μmgcos37°＝ma1 （1分） 代入数据解得：a1＝10m/s2
煤块加速到与传送带速度相等时所用的时间：t1＝＝1s （1分）
煤块加速到速度与传送带速度相等时通过的位移：x1＝a1t12＝5m （1分）
煤块速度达到vo后，煤块受到向上的摩擦力，设煤块的加速度变为a2，
由牛顿第二定律得：mgsin 37°﹣μmgcos 37°＝ma2 （1分） 代入数据解得：a2＝2m/s2
再继续下滑到B的时间为t2， 由位移关系得：x2＝L﹣x1＝7m 则：x2＝v0t2+a2t22，（1分）
解得：t2＝1s （1分） 煤块从A点运动到B点的时间：t＝t1+t2＝2s （1分）
（2）第一过程煤块相对于传送带向后留下的黑色痕迹长度：△x1＝v0t1-x1＝5m （1分）
第二过程煤块相对于传送带向前留下的黑色痕迹长度：△x2＝x2﹣v0t2＝1m （1分）
△x1与△x2部分重合，故痕迹总长为5m （1分）
（3）物块刚滑上木板，对物块受力分析，由牛顿第二定律可得：μmg＝ma3 （1分）
解得：a3＝5m/s2, 方向水平向右
物块刚滑上木板，对木板受力分析，由牛顿第二定律可得：μmg＝Ma4 （1分）
解得：a4＝1m/s2, 方向水平向左
煤块刚滑到传送带底端B点时的速度为vB，vB=v0+a2t2=12m/s （1分）
设经过时间t3，物块和木板的速度相等，则：vB﹣a3t3＝a4t3=vC 解得：t3＝2s vc=2m/s
这段时间内煤块相对木板向前滑行的位移
这段时间内木板的位移：x3=a4t32/2=2m
当s≤2m时，煤块一直向左匀减速运动到平台上，速度为v, v2-vB2=-2a3(s+L2)， （2分）
当s>2m时，煤块与木板先共速，木板与平台相碰后煤块再匀减速滑上平台，
v2-vC2=-2a3(L2-ΔL)， m/s （2分）