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2023-2024学年湖北省宜昌市高一（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.杭州第届亚运会，在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中，中国选手邹佳琪和邱秀萍以分秒的成绩斩获本届亚运会首金。下列说法正确的是( )
A. 研究比赛中运动员的划桨技术技巧，可以将运动员视为质点
B. 到达终点后运动员停止划桨，但由于惯性，赛艇仍会向前运动
C. 在比赛中，赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
D. 赛艇比赛全程的平均速度一定等于冲刺终点时瞬时速度的一半
2.篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动，若在释放瞬间给篮球一个转动速度，篮球仍在竖直平面内运动，运动轨迹如图中曲线所示，这种现象称之为马格努斯效应，马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。篮球运动到点时速度方向如图所示，则其在该点受到的合外力方向可能是( )
A. 竖直向下 B. 与速度方向相反
C. 垂直速度方向斜向左下 D. 斜向右下，指向轨迹曲线内侧
3.探究弹力和弹簧伸长量的关系时，在竖直的轻弹簧下端悬挂重物，重物静止时弹簧的伸长量为；悬挂重物，重物静止时弹簧长度为，已知弹簧始终在弹性限度内，弹簧的原长和劲度系数分别为( )
A. B.
C. D.
4.一个小孩坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的半径为，线速度为，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 小孩做匀速圆周运动的角速度是
B. 小孩做匀速圆周运动的向心加速度为
C. 小孩做匀速圆周运动的周期为
D. 小孩做匀速圆周运动的转速为
5.年月日，“双曲线二号”火箭在中国酒泉卫星发射中心开展垂直回收试验。若试验过程中，地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的图像如图所示，火箭在时刻落回起点，下列说法正确的是( )
A. 时刻，火箭的加速度最大
B. 时刻，火箭上升到最高点
C. 时间内，火箭匀速下降
D. 时间内的位移小于时间内的位移
6.如图，一物块在时刻滑上倾角为的固定斜面，其运动的图像如图所示。已知物块质量，运动过程中摩擦力大小恒定，取重力加速度，则物块受到的摩擦力大小和返回出发点的速度大小分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
7.两条平行的长直轨道上分别有甲、乙两列动车，两车长度均为，最大速度均为。时刻，动车甲以的恒定加速度从静止开始启动，此时在动车甲后方，距离其车尾处，动车乙正以最大速度匀速驶来，下列说法正确的是( )
A. 动车甲加速到最大速度需要的时间为
B. 时动车甲与动车乙车头平齐
C. 动车甲与动车乙车头平齐时，动车甲的速度大小为
D. 动车乙不可能超越动车甲
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，水平传送带顺时针匀速转动。在其左端轻放上木块，木块经过匀加速和匀速两个过程后，被传送至传送带右端，木块从左端到右端的时间为。下列说法正确的是( )
A. 木块匀加速过程中，受到向右的滑动摩擦力作用
B. 木块匀速过程中，受到向右的静摩擦力作用
C. 若仅增大传送带的转动速率，木块从左端到右端的时间将小于
D. 若仅增大传送带的转动速率，木块从左端到右端的时间将大于
9.如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个蜡块能在水中沿玻璃管匀速上浮或匀加速上浮，在蜡块上浮的同时，玻璃管沿水平方向向右运动，蜡块的运动轨迹为直虚线，对上述运动过程的分析，下列说法正确的是( )
A. 蜡块不可能沿直虚线做匀速直线运动
B. 蜡块可能沿直虚线做匀加速直线运动
C. 若玻璃管做匀速直线运动，则蜡块一定处于失重状态
D. 若玻璃管做匀加速直线运动，则蜡块一定处于超重状态
10.如图所示，水平地面上固定有倾角为，高为的斜面。点位于点正上方且与点等高。细绳一端固定于点，另一端与质量为的小球相连。细绳能够承受的最大拉力为为重力加速度。小球在竖直平面内做圆周运动，到最低点时细绳恰好拉断，之后做平抛运动并垂直撞到斜面上，下列说法正确的是( )
A. 细绳的长度为
B. 小球做平抛运动的水平位移和竖直位移大小相等
C. 小球做平抛运动的时间为
D. 小球做平抛运动的落点为斜面的中点
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.图是利用电磁定位系统“探究平抛运动的特点”的实验，通过电磁定位板与计算机相连，软件自动记录信号源类似平抛小球的运动轨迹，同时得到信号源轨迹在水平方向、竖直方向的投影，通过计算机处理得到水平方向、竖直方向的图像分别如图中、图线所示。

由实验可知，平抛运动在水平方向的分运动为_________。
A.匀速直线运动
B.匀变速直线运动
C.变加速直线运动
D.曲线运动
在信号源的轨迹图中取个点，如图所示。已知图中相邻两点之间的时间间隔为，分析可知，图中每个正方形小方格的边长为_________，该信号源做平抛运动的初速度大小为_________。取重力加速度，结果均保留两位有效数字
12.某实验小组为了探究物体质量一定时，加速度大小与力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。
下列操作或说法正确的是_________。
A.实验前应该将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力
B.本实验中需要满足重物的质量远小于小车的质量
C.实验时应该先接通打点计时器电源，后释放小车
D.每次改变重物的质量后，都需要重新平衡摩擦力
图乙是实验中打出的一条纸带，相邻两个计数点之间的时间间隔均为，则小车运动的加速度大小为_________计算结果保留两位有效数字。
某同学用该装置做实验时，忘记平衡摩擦力，始终将长木板放在水平桌面上。多次改变重物质量后，绘制出小车加速度与弹簧测力计示数之间的图像如图丙所示，据此可以推知小车的质量为_________，小车所受到的阻力大小为_________结果均保留两位有效数字。
四、简答题：本大题共3小题，共46分。
13.福建舰是我国第一艘电磁弹射型平直甲板航空母舰，如图所示。在某次电磁弹射测试中，福建舰静止，实验小车在电磁力的推动下由静止开始在甲板上做匀加速直线运动。当小车加速即离舰做平抛运动，已知甲板与海面的高度差为，测得小车平抛运动的水平位移，取重力加速度。
求小车做平抛运动的初速度大小；
求小车在甲板上匀加速运动的加速度大小。
14.如图所示，光滑的矩形金属框处于竖直平面内，一根长为的轻绳一端固定在点，另一端连接一个质量为的小球，小球穿过竖直边。已知轻绳与竖直方向的夹角为，、足够长，重力加速度为。
若金属框静止不动，求小球对轻绳的拉力大小；
若小球和金属框一起在竖直平面内水平向左做匀加速直线运动，边对小球的作用力恰好为零，求金属框的加速度大小；
若金属框绕边匀速转动，边对小球的作用力恰好为零，求金属框转动的角速度大小。
15.如图所示，时，小物块静止在足够长的木板的左端，静止在水平地面上。、的质量分别为，，、间动摩擦因数。对施加水平向右的作用力，、一起以的加速度做匀加速运动，取重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
求与地面间的动摩擦因数；
时刻，若将对施加的水平向右的作用力改为，求第内的位移大小；
时刻，若将对施加的水平向右的作用力改为，时撤去力，求运动的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.研究比赛中运动员的划桨技术技巧时，运动员的大小和形状不能忽略，运动员不能被看作质点，选项A错误；
B.停止划桨后赛艇仍向前运动是由于惯性，选项B正确；
C.在比赛中，水推桨的力与桨推水的力属于一对相互作用力，大小相等，选项C错误；
D.由于不确定赛艇的运动状态，因此其平均速度不一定等于冲刺终点时瞬时速度的一半，选项D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】篮球做曲线运动时，合外力的方向应该指向其轨迹的凹侧。
故选D。
3.【答案】
【解析】悬挂 的重物时，弹簧伸长量为 ，根据胡克定律
计算出劲度系数
悬挂 的重物时，弹簧伸长量为
弹簧原长为
故选A。
4.【答案】
【解析】A.小孩做匀速圆周运动时，角速度
故A错误；
B.小孩做匀速圆周运动的向心加速度
故B错误；
C.周期为
故C正确；
D.转速为
故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】A. 图像的斜率表示加速度， 时刻，图像的斜率为，因此加速度为，故A错误；
时刻速度始终为正，说明火箭一直在向上运动， 时间内火箭的速度为，处于静止状态， 时刻速度始终为负，说明火箭一直在向下运动，故 时刻上升到最高点，故B正确，C错误；
D.火箭在 时刻落回起点， 时间内火箭向上运动， 时间内火箭向下运动，两段位移大小相等，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】 图像与坐标轴围成的面积表示位移， 图像的斜率表示加速度，则 内物块沿斜面上滑的位移大小为
加速度大小为
由牛顿第二定律有
解得
物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律有
解得
根据速度位移关系式有
解得
故选D。
7.【答案】
【解析】A.动车甲加速到最大速度所需要的时间为
故A错误；
甲与乙动车车头平齐时
解得
， 舍
此时动车甲的速度大小为
故B错误，C正确；
D.在 内，动车甲的位移为
动车乙的位移为
在动车甲加速到最大速度之前已被动车乙超越，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】木块匀加速过程中，木块相对传送带向左运动，受到向右的滑动摩擦力作用，而在匀速过程中，木块与传送带间没有相对运动趋势，不受摩擦力作用，故A正确，B错误；
若仅增大传送带的转动速率，则木块会加速到更大的速度，根据下图 图像分析易知，木块从左端到右端的时间将会小于，故C正确，D错误。
故选AC。

9.【答案】
【解析】当蜡块在水中沿玻璃管匀速上浮，玻璃管向右匀速运动，蜡块的合运动为匀速直线运动，可能沿图中直虚线，此时蜡块受力平衡，既不超重也不失重，故AC错误；
当蜡块在水中沿玻璃管匀加速上浮，玻璃管向右匀加速运动，蜡块的合运动可能为匀加速直线运动，可能沿图中直虚线，此时蜡块有向上的加速度，处于超重状态，故BD正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】小球做平抛运动并垂直撞到斜面上轨迹如图所示。
设小球做平抛运动的水平位移为，竖直位移为，绳长为，根据圆周运动的知识有
小球做平抛运动
，
根据平抛运动的推论，将速度方向反向延长经过水平位移中点，有
且
解得
， ， ，
故选CD。
11.【答案】
【解析】平抛运动在水平方向的分运动如图中图线所示，为匀速直线运动。
故选A。
平抛运动在竖直方向的分运动为匀加速直线运动，图中相邻两点的竖直高度差为
代入数据得
水平方向有
解得
12.【答案】
【解析】实验之前应该将长木板的左端适当垫高以平衡摩擦力，故A错误；
B.本实验中细绳上的拉力可以直接根据弹簧测力计读出，不需要满足重物的质量远小于小车的质量，故B错误；
C.实验时应该先接通电源，后释放小车，故C正确；
D.本实验中只需要平衡一次摩擦力就行，故D错误。
故选C。
由逐差法求出小车的加速度为
根据牛顿第二定律有
变形得
类比图丙中 的解析式
可知
，
13.【答案】；
【解析】根据平抛运动的规律，水平方向
竖直方向
代入数据解得
小车在甲板上匀加速运动时，根据速度位移关系式
代入数据解得
14.【答案】 ； ；
【解析】当金属框和小球静止不动时，设轻绳对小球的拉力大小 ，竖直方向有
由牛顿第三定律可得
解得小球对轻绳的拉力大小
当小球和金属框一起向左匀加速运动，有
解得
当小球绕边做匀速圆周运动时，有
由几何关系得
解得
15.【答案】；；
【解析】、一起向右匀加速时，对整体用牛顿第二定律有
解得
设对施加水平向右的作用力为 时，、间恰好达到最大静摩擦力，此时运动的加速度最大，设最大加速度为 ，对受力分析
解得
对、整体
解得
当 时， ，、间发生相对滑动，的加速度为 。则第 内，的位移
解得
由 ，得 内
所以、间发生相对滑动，的加速度为 。设的加速度为 ，对受力分析有
解得
设 末的速度为 ， 时刻的加速度
末的加速度
由的加速度随时间线性变化，有
设 末的速度为 ，有
撤去力 后，设再经过时间 ，两者同步且同步速度为，有
因为 ，所以、同步后一起做匀减速直线运动直至速度为零，设此过程所需的时间为 ，有
则运动的总时间为
解得
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