2023-2024学年甘肃省兰州重点中学高一（上）期末物理试卷（B卷）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于质点和参考系，下列说法中正确的是( )
A. 质点就是体积很小的点
B. 研究人造地球卫星绕地球一周的时间时，卫星可以被看作质点
C. “一江春水向东流”是以水为参考系来描述江水的运动
D. 我们常说“太阳东升西落”，是以太阳为参考系描述地球的运动
2.如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )
A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C. 若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D. 若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
3.运动会上，铅球从运动员手中被斜向上推出后在空中飞行的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 铅球的加速度的大小和方向均不变 B. 铅球的加速度的大小不变，方向改变
C. 铅球的运动是匀变速直线运动 D. 铅球的运动是非匀变速曲线运动
4.关于合运动、分运动的说法，正确的是( )
A. 合运动的位移为分运动位移的矢量和 B. 合运动的位移一定比其中的一个分位移大
C. 合运动的速度一定比其中的一个分速度大 D. 合运动的时间一定比分运动的时间长
5.某物体质量为，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度时间图象如图所示，根据图象可知( )
A. 物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力
B. 物体在第内所受的拉力大于
C. 在内，物体所受的拉力方向可能与摩擦力方向相同
D. 物体在第内所受的拉力为零
6.一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )
A. B. C. D.
7.如图，四个质量均为，半径均为的小球分别用长度均为的细线悬挂于天花板上同一点，则每根细线的拉力为( )
A. B. C. D.
8.如图，滑块置于水平地面上，滑块在一水平力作用下紧靠滑块、接触面竖直，此时恰好不滑动，刚好不下滑。已知与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与的质量之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.近来淄博交警部门开展的“礼让行人”活动深入人心，不遵守“礼让行人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚。假设一辆以的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线。该车减速过程中的加速度大小恒为下列说法中正确的是( )
A. 如果驾驶员立即刹车制动，则时，汽车离停车线的距离为
B. 如果在距停车线处开始刹车制动，汽车能在停车线处停车让人
C. 如果驾驶员的反应时间为，汽车刚好能在停车线处停车让人
D. 如果驾驶员的反应时间为，汽车刚好能在停车线处停车让人
10.刀削面是同学们喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外．刀削面全凭刀削，因此得名．如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快的削下一片片很薄的面片儿，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为，最近的水平距离为，锅的半径为要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可以是下列选项中的哪些( )
A. B. C. D.
11.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块。汽车匀速向右运动，在物块到达滑轮之前，下列说法正确的是( )
A. 物块将竖直向上做匀加速运动
B. 物块将处于超重状态
C. 物块将处于失重状态
D. 物块将竖直向上先加速后减速
12.如图所示，小车在水平面上做匀加速直线运动，车厢内两质量相同的小球通过轻绳系于车厢顶部，轻绳、与竖直方向夹角均为，其中一球用水平轻绳系于车厢侧壁，下列说法正确的是( )
A. 小车运动方向向右
B. 小车的加速度大小为
C. 轻绳、拉力大小相等
D. 轻绳拉力大小是轻绳拉力的倍
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.在“研究平抛运动”实验中：
其中图是横挡条卡住平拋小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______
A.球心 球的上端 球的下端
在此实验中，下列操作不必要的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.记录的点应适当多一些
C.用光滑曲线把所有的点连接起来
D.轴的方向根据重锤线确定
图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是______。
A.释放小球时初速度不为
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
14.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学作了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。
关于该实验的操作，下列说法正确的是______。
A.必须用天平测出沙和沙桶的质量
B.一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
C.应当先释放小车，再接通电源
D.需要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带
实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是______计算结果保留三位有效数字；
由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图并所示，则小车与轨道的滑动摩擦力______；
小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
15.年月初，我国云南、贵州、湖南等地遭遇大面积冻雨天气，致使道路交通严重受阻．有一辆载重卡车，没有安装系统，也没有防滑链，正以某一速度沿正常的平直公路匀速行驶，进入冻雨路面后，交警提示司机必须以原速的一半行驶．司机发现，即使以原速的一半行驶，紧急刹车后的刹车距离仍然达到正常路面紧急刹车距离的两倍．已知该车在正常路面上刹车时的加速度大小为，取，求：
该车在冻雨路面上刹车时的加速度大小为多少？
为保证安全，卡车在冻雨路面上的刹车距离不得超过，则卡车在冻雨路面上的行驶速度最大不得超过多少？
五、计算题：本大题共2小题，共28分。
16.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾角为的倾斜冰面上，先以加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏企鹅在滑动过程中姿势保持不变。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数，，，重力加速度取求：
企鹅向上“奔跑”的位移大小；
企鹅在冰面向前滑动的加速度大小；
企鹅退滑到出发点时的速度大小。结果可用根式表示
17.如图甲所示，轻杆可绕点自由转动，另一端点用细绳拉住，固定在左侧墙壁上，质量为的重物用细绳悬挂在轻杆的点，与轻杆的夹角。乙图中水平轻杆一端固定在竖直墙壁上，另一端装有小滑轮，用一根细绳跨过滑轮后悬挂一质量为的重物，图中。重力加速度为。求：
甲、乙两图中细绳的拉力各是多大？
甲图中轻杆受到的弹力是多大？
乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、只有当物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体才能可做质点，故物体能否看做质点与物体的大小无直接的关系，即小的物体不一定能看做质点，故A错误。
B、在研究人造地球卫星绕地球一周的时间时，卫星的形状和大小可以忽略不计，故可以看做质点，故B正确。
C、“一江春水向东流”，是说水相对于地面向东运动，故参考系是地球。故C错误。
D、我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系描述太阳的运动。故D错误。
故选：。
只有当物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体才能可做质点．参考系是假定静止不动的物体．“一江春水向东流”，是说水相对于地面向东运动，故参考系是地球，我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系描述太阳的运动．
掌握了参考系和参考系的定义就能解决此类题目，故要加强概念的学习．
2.【答案】
【解析】解：、甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，故A错误；
B、甲对绳的拉力与乙对绳的拉力的一对平衡力，故B错误；
C、若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故C正确；
D、收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，故D错误。
故选：。
作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失。
在作用力一样的情况下，由牛顿第二定律可知，质量大的，加速度小，运动的慢。
胜负的关键在于看谁的速度大，是谁先到达分界线，由于力的大小一样，又没有摩擦力，就只与质量有关了。
此题还可以用动量守恒来看，，因为，所以。
3.【答案】
【解析】解：、铅球只受重力，根据牛顿第二定律，加速度为重力加速度，保持不变，即铅球的加速度的大小和方向均不变，故A正确，B错误；
、铅球的运动加速度恒定，但加速度与速度方向不共线，故其做匀变速曲线运动，故C错误，D错误；
故选：。
由于地球周围的一切物体都要受到重力的作用，所以铅球在飞行过程中，能够确定其一定只受到重力的作用。从而根据曲线运动的条件可确定其运动轨迹，及运动的性质。
通过物体的受力的情况来确定物体的运动性质，同时还可以由运动的情况来确定物体的受力特点。构建运动与力的关系的中间桥梁是牛顿第二定律。
4.【答案】
【解析】解：、位移是矢量，合成遵循平行四边形定则，合运动的位移为分运动位移的矢量和。故A正确；
B、根据平行四边形定则，知合位移可能比分位移大，可能比分位移小，可能与分位移相等。故B错误；
C、根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等。故C错误；
D、合运动与分运动具有等时性，合运动的时间等于分运动的时间，故D错误；
故选：。
运动的合成与分解也就是位移、速度、加速度的合成与分解，遵循平行四边形定则．合运动与分运动具有等时性．
解决本题的关键知道位移、速度、加速度的合成分解遵循平行四边形定则，以及知道分运动与合运动具有等时性．
5.【答案】
【解析】解：、物体第秒匀加速直线运动，第秒做匀速直线运动，第秒做匀加速直线运动，加速度分别为：
，
根据牛顿第二定律，有：
由式，第秒的拉力等于摩擦力，且摩擦力不为零，故AD错误；
B、由得：，所以拉力大于，故B正确；
C、根据牛顿第二定律和平衡条件可知：拉力方向始终与摩擦力方向相反，故C错误。
故选：。
从图象得到第秒匀加速直线运动，第秒做匀速直线运动，第秒做匀加速直线运动；根据运动学公式求出加速度后，再根据牛顿第二定律列式分析。
本题以运动学图象为背景，主要考查应用牛顿运动定律解决动力学问题的能力，关键要明确速度图象的斜率表示加速度，从而进行分析。
6.【答案】
【解析】解：如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角，则有：
。
则下落高度与水平射程之比为：
，所以A正确。
故选：。
物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．
本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决．
7.【答案】
【解析】解：根据对称性规律可知，四个球的受力情况相同，选其中一个球作为研究对象进行受力分析，均受重力、另外两个球对它的水平方向的弹力及绳的拉力，水平面内的受力图如图所示俯视图：
竖直平面内的几何关系如图所示：
所以，由几何关系可知，每根绳子与竖直方向夹角的余弦值为：，则对每一个球：，解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据对称性规律可知，四个球的受力情况相同，选其中一个球作为研究对象进行受力分析，利用平衡条件列式进行分析即可。
本题的难点在于：一要把立体的受力分析图转变为平面的受力分析图，二要正确的找出几何关系。
8.【答案】
【解析】解：对、整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：
再对物体分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：
水平方向：
竖直方向：
其中：
联立有：
联立解得：，故B正确，ACD错误。
故选：。
对、整体和物体分别受力分析，然后根据平衡条件列式后联立求解即可。
本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。
9.【答案】
【解析】解：、若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间为：，所以刹车到停止的位移为：，汽车离停车线的距离为，故A正确；
B、如果在距停车线处开始刹车制动，刹车到停止的位移是，所以汽车不能在停车线处刹住停车让人，故B错误；
C、刹车的位移是，所以车匀速运动的位移是，则驾驶员的反应时间为：故C错误，D正确。
故选：。
根据位移时间公式求出立即匀加速运动的位移，判断是否通过停车线，根据速度位移公式求出减速到零的时间，然后求出位移，判断是否超过停车线
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式、速度位移公式、位移时间公式，并能灵活运用，同时要注意刹车的末速度可能是。
10.【答案】
【解析】解：根据得，。
面皮的水平位移之比为。
根据得，初速度的范围。故B、C正确，、D错误。
故选：。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移范围求出初速度的范围．
该题考查平抛运动与实际生活的联系，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
11.【答案】
【解析】解：对汽车的速度沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示，
由速度的分解矢量图有：，
物块上升的速度大小等于，由可知，汽车匀速向右，角变小，所以增大，物块向上做加速运动，物块处于超重状态，故CD错误，AB正确。
故选：。
对汽车的实际速度按照效果沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行分解，表示出沿绳子方向上的分量，其大小即为物块上升的速度大小，结合三角函数的知识即可得知物块的运动规律，从而可判知物块的运动状态。
解答该题的关键是确定汽车实际运动的速度是合速度，把该速度按效果进行分解，即为沿绳子摆动的方向垂直于绳子的方向和沿绳子的方向进行正交分解。同时要会结合三角函数的知识进行相关的分析和计算。
12.【答案】
【解析】解：、对小球受力分析，由牛顿第二定律可知
联立解得：，，方向水平向左，故AB错误。
、对受力分析，由牛顿第二定律得：水平方向：
竖直方向：
联立解得：，，故CD正确。
故选：。
小车和小球具有相同的加速度，对小球分别受力分析，根据牛顿第二定律求得加速度和绳子的拉力。
本题为牛顿第二定律中的连接体问题；解决本题的关键知道小球和小车具有相同的加速度，隔离对小球分析，运用牛顿第二定律进行求解。
13.【答案】；；。
【解析】【分析】
、根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤。
抓住轨迹初始位置斜向上分析实验操作错误的原因。
解决本题的关键知道探究平抛运动规律的原理，以及掌握研究平抛运动的方法，了解实验中的原理和注意事项。【解答】
题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点，所以坐标原点也应选为球的最高点即球的上端。故选：。
、为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A错误。
、为了减小误差，记录的点应适当多一些，用平滑曲线连接，故B、C正确。
D、轴的方向根据重锤线确定，故D正确。
本题选择不必要的步骤，故选：。
由图可知，小球做斜抛运动，可知斜槽末端切线不水平，故选：。
14.【答案】；；；
【解析】解：、对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C、使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；
D、探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确
故选：
根据可得
根据牛顿第二定律可知，解得
根据实验原理可知小车的加速度是砂和砂桶加速度的，而砂和砂桶的加速度最大为重力加速度，即可判断小车的加速度为
故答案为：；；；
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项。
根据逐差法求得加速度
根据牛顿第二定律求得摩擦力；
砂和砂桶的加速度最大为重力加速度，根据小车和砂和砂桶的加速度关系即可判断
本题考查的比较综合，需要学生对这一实验掌握的非常熟，理解的比较深刻才不会出错，在第四问中利用好滑轮知识和极限方法即可判断
15.【答案】解：有题意知，在正常路面上时：，
在冻雨路面上时：
解得：．
在冻雨路面上时：，
得：．
答：在冻雨路面上刹车时的加速度大小为；
卡车在冻雨路面上的行驶速度最大不得超过．
【解析】根据正常路面上刹车时的加速度的大小和在冻雨路面上刹车时的位移为正常路面紧急刹车距离的两倍，由这两个条件，运用运动学公式可以求得在冻雨路面上时的加速度的大小；
根据中求得的加速度的大小，再利用速度位移的关系式可以求得行驶的最大的速度．
本题是匀变速直线运动的基本公式的直接应用，属于比较简单的题目，根据两种情况下刹车的位移，求出加速度的大小，就很简单了．
16.【答案】解：企鹅向上“奔跑”的位移大小为：
企鹅在冰面上滑动过程，由牛顿第二定律得：
下滑过程
匀减速的位移为：
设退滑到出发点时的速度大小为，由速度位移的关系式得：
解得：
答：企鹅向上“奔跑”的位移大小是；
企鹅在冰面向前滑动的加速度大小是；
企鹅退滑到出发点时的速度大小是。
【解析】企鹅向上“奔跑”做匀加速运动，由运动学公式求出企鹅向上“奔跑”的位移大小；
根据牛顿第二定律求出企鹅在冰面滑动的加速度大小，
结合运动学公式求出企鹅退滑到出发点时的速度大小；
本题考查牛顿第二定律、运动学公式和动能定理的应用，会灵活选择公式，还要抓住上滑和下滑的位移关系。
17.【答案】解：图甲中，由于题图甲中的杆可绕转动，是转轴杆是“活杆”，故其受力方向沿杆方向，点的受力情况如图甲所示，
根据平衡条件得：，代入数据得，
，代入数据得，
题图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的，由于点处是滑轮，它只是改变细绳中力的方向，并未改变力的大小，且是同一根细绳，而同一根细绳上的力大小处处相等，对结点受力分析如图：
由于同一绳子拉力处处相等，有；
由牛顿第三定律，图甲中轻杆受到的弹力；
乙图中，对点受力分析：
滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力和的合力，
因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即，
用平行四边形定则作图，因为拉力和的夹角为，则由几何知识得：，
乙图中，由于平衡，则轻杆对滑轮的作用力和轻绳对滑轮的作用力大小相等，方向相反，即。
答：甲、乙两图中细绳的拉力分别为、；
甲图中轻杆受到的弹力是；
乙图中轻杆对滑轮的作用力是。
【解析】对图甲、图乙分别进行受力分析，注意图甲中的杆可绕转动，是转轴杆是“活杆”，故其受力方向沿杆方向，图甲中点为“死结”，将绳子分为、两段，拉力不一定相等；图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的，由于点处是滑轮，它只是改变细绳中力的方向，并未改变力的大小，且是同一根细绳，而同一根细绳上的力大小处处相等；
在的受力分析基础上结合牛顿第三定律即可求解；
对图乙中结点进行受力分析，结合共点力平衡条件以及力的合成可求解。
本题考查受力分析以及共点力平衡条件，要求学生掌握“可动杆”、“不动杆”、以及绳子的“死结”、“活结”等相关模型的特征，难度适中。
第1页，共1页
