湖南省衡阳市衡阳县第四中学2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题

衡阳县四中2024-2025学年上学期高一期末考试 物 理 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，关于这一现象下列说法不正确的是（     ） A．这个现象符合牛顿第一定律 B．马力既竭，转犹能一取的原因是车具有惯性 C．马对车不再施力了，车最终会停下来，说明物体的运动需要力来维持 D．马对车不再施力了，车最终会停下来，是因为受到阻力的作用 2． phyphox软件是一款非常实用的物理运动图像软件。如图，小明探究从一楼坐电梯回到家（五楼）的电梯运动情况的v—t图像，小明处于失重阶段的是（　　） A．从20.0 s到30.0 s B．从30.0 s到40.0 s C．从40.0 s到50.0 s D．从50.0 s到60.0 s 3．如图所示，小船以大小为、方向与上游河岸成角的速度（在静水中的速度）从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的B处．已知河宽，则下列说法中正确的是（　　） A．河中水流速度为 B．小船以最短位移渡河的时间为 C．小船渡河的最短时间为 D．小船以最短的时间渡河的位移是 4．如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，小球A、B在空中运动的时间之比为（　　） A．2：1 B．：1 C．1：2 D．1： 5．轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆的圆环上。现用始终平行于杆的力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍保持在原来位置不动.则在这一过程中，拉力F和环对杆的摩擦力Ff的变化情况是（　　） A．F保持不变，Ff逐渐增大 B．F逐渐减小，Ff保持不变 C．F逐渐增大，Ff逐渐增大 D．F逐渐增大，Ff逐渐减小 6．如图所示，在光滑水平地面上一长木板b以的速度向右匀速运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块a轻放在木板b上，同时对物块a施加一个水平向右的恒力F，已知木板b与物块a的质量相等，物块a始终在木板b上，且物块a与木板b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块a放到木板b上后，下列关于物块a、木板b运动的v-t图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，水平光滑长杆上套有物块A，一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A，另一端悬挂物块B。开始时A位于P点，M为O点正下方杆上一点，现将A、B由静止释放。当A通过杆上N点时，绳与水平方向夹角为37°，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，关于释放后的过程，下列说法正确的是（　　） A．A从P到M过程，A的速度先增大后减小 B．A从P到M过程，B一直处于失重状态 C．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为5∶4 D．A到达M之前，绳子对B的拉力始终大于B的重力 8．我国高铁总里程超4万公里，高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。我国和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。每节车厢质量均为m，当列车在平直轨道上匀加速启动时，每节动力车厢牵引力大小均为F，每节车厢所受阻力均为车厢重力的k倍，重力加速度为g。某列动车组由8节车厢组成，其中第2、4、5、7节车厢为动车，其余为拖车，该动车组在水平直轨道上运行，下列说法正确的是（　　） A．若做匀速运动时，各车厢间的作用力均为零 B．匀加速启动时，整列车的加速度大小为 C．不管是匀速运动还是加速启动时，第4、5节车厢间的作用力一定都为零 D．匀加速启动时第7节车厢对第8节车厢的作用力大小为 9．如图所示，两小球M、N分别与两段轻绳A、B和一轻弹簧C连接。两小球静止时，轻绳A、B与竖直方向的夹角分别为30°、45°，弹簧C沿水平方向，则下列说法正确的是（　　） A．球M和球N的质量之比为 B．轻绳A和弹簧C的弹力之比为1∶2 C．若小球N的质量为，剪断轻绳B的瞬间，轻绳A的张力为 D．若小球M的质量为，剪断轻绳B的瞬间，球M的合力大小为 10．如图甲所示，倾角为、足够长的斜面体固定在水平面上，质量为的物块锁定在斜面体上，时刻在物块上施加一水平向右的推力同时将锁定解除，使物块由静止开始沿斜面体运动，已知外力大小与物块速度大小的变化规律为，为定值，整个过程中物块运动的加速度关于速度的变化规律如图乙所示。重力加速度取，，。下列说法正确的是（    ）    A．物块与斜面体间的动摩擦因数为0.25 B． C．物块的速度最大时，推力的大小为 D．物块的加速度为时，推力的大小为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11．（6分）某同学用如图1所示的装置探究质量一定时物体的加速度a与所受合力F的关系。 实验操作步骤如下： ①按图1安装好器材，挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，打开电源，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②关闭电源，取下托盘和砝码，测出其总质量为m； ③继续打开电源，只让小车沿木板下滑，测出加速度； ④改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。 (1)关于实验操作步骤说法正确的有 。 A．实验时拉小车的轻绳必须与长木板平行 B．实验时需要使小车质量远大于砝码和托盘的质量 C．该实验改变砝码质量时也可以不必改变木板倾角 D．实验时使小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车 (2)实验中得到一条纸带，如图2所示，在纸带上选取清晰的7个打印点，测出位置A到位置B、位置C间的距离，如图2所示。已知打点周期T =0.02s，则小车的加速度 m/s2。（保留3位有效数字） (3)改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可画出的图像是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率为k，则小车的质量为 。 12．（10分）如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图： (1)关于这个实验，以下说法正确的是 。 A．小球释放的初始位置越高越好 B．每次小球要从同一高度由静止释放 C．实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直 D．小球在平抛运动时要靠近但不接触木板 (2)某同学实验时得到如图乙所示物体的运动轨迹，A、B、C 是运动轨迹上的三点，位置已标出，O 点不是抛出点，x 轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛运动的初速度是 m/s，小球从抛出运动到 B 点的时间为 s，抛出点的坐标 x= m，y= m。（g=10m/s2） 13．（10分）如图所示，质量m = 2kg的光滑小球用细线系在质量为M = 4kg、倾角为α = 37°的斜面体上，细线与斜面平行，斜面体与水平面间的摩擦不计，g取10m/s2。试求： （1）若用水平向右的力F拉斜面体，要使小球不离开斜面，拉力F不能超过多少？ （2）若用水平向左的力F推斜面体，要使小球不沿斜面向上滑动，推力F′不能超过多少？ 14．（12分）如图所示，传送带与地面倾角，从A到B长度为，传送带以的速度逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕。已知（，），。求： （1）煤块从A到B运动的时间； （2）煤块从A到B的过程中传送带上形成划痕的长度。 15．（16分）如图所示，滑雪运动员通过助滑道加速后从A点垂直于缓冲坡以起跳，最后落在缓冲坡上的B点，轨迹上的C点与A点等高（图中未画出），已知缓冲坡倾角θ=37°，不计空气阻力。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。求： （1）运动员从A点到C点过程中速度变化量的大小； （2）缓冲坡上A、B两点间的距离L； （3）运动员落在B点的速度方向与水平面夹角的正切值k。    物理答案 1.【答案】C 【解析】马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，说明车具有惯性，符合牛顿第一定律，故AB正确；力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故C错误；马对车不再施力了，车最终会停下来是因为受到阻力的作用，故D正确。故选C。 2.【答案】C 【解析】从20.0s到30.0s，由v-t图像可知，速度随时间在增大，因此小明随电梯在加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重阶段，A错误；从30.0s到40.0s，速度基本保持不变，电梯仍在上升，因此小明随电梯匀速上升处于平衡阶段，B错误；从40.0s到50.0s，速度随时间在减小，电梯仍在上升，因此小明随电梯在减速上升，加速度向下，处于失重阶段，C正确；从50.0s到60.0s，速度为零，即此时电梯到达目的楼层，小明处于静止平衡阶段，D错误。 3.【答案】D 【解析】由题意知，小船方向与上游河岸成角的速度（在静水中的速度）从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的B处，则，解得，故A错误；小船以最短位移渡河的时间为，故B错误；小船以最短时间渡河，船头应垂直对岸，时间为，故C错误；小船以最短时间渡河时到达对岸，沿河岸通过的位移为，通过的位移，故D正确。 4.【答案】A 【解析】设小球A在空中运动的时间为t1，小球B在空中运动的时间为t2，对小球A，由平抛运动的规律得，对小球B，结合几何知识，由平抛运动的规律得，联合可得，故选A。 5.【答案】C 【解析】先对结点O受力分析，受物体的拉力(等于重力)、拉力F和绳子的拉力T，根据平衡条件，结合三角形定则作图，如图所示 物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，拉力F增加，再对环和物体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如图所示，根据平衡条件有，平行杆方向，拉力F增大，则摩擦力增大，根据牛顿第三定律，环对杆的摩擦力增大。故选C。 6.【答案】C 【解析】和的速度达到共速之前，受到向右的摩擦力和恒力受到向左的摩擦力，做加速运动，做减速运动，则对于有，对于有，由此可知的加速度大于的加速度，故AB错误；共速后，若在恒力作用下，间的摩擦力没有达到最大静摩擦力，则一起做加速运动，则对于有，且，故和的加速度，故C正确；若在恒力作用下，间的摩擦力达到最大静摩擦力，发生相对滑动，则的加速度大小不相等，且均做加速运动，则对于有，对于有，可知的加速度小于共速前的加速度，故D错误。 7.【答案】C 【解析】物块A从P到M过程，绳子的拉力与A运动方向夹角为锐角，A的加速度方向一直与运动方向相同，A的速度一直增加，故A错误；开始时B的速度为零，当物块A到达M点时，物块B下降到最低点，因此B的速度又为零，则B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，先向下加速后向下减速，先失重后超重，故B错误；物块A在N点时，将A的速度进行分析，沿绳方向的分速度大小等于物块B的速度大小，如图所示，根据图中几何关系可得，可得，故C正确；B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，先向下加速后向下减速，先失重后超重，所以绳子对B拉力先小于后大于B的重力，故D错误。 8.【答案】BC 【解析】当动车组做匀速运动时，对整体有，则，则根据平衡条件可知第一列车厢有，对于一、二列车厢整体有，可得二、三节车厢间作用力，以此类推，可知，，，，，则可知各车厢间的作用力不是都为零，故A错误；匀加速启动时，对8节车厢，根据牛顿第二定律，整列车的加速度大小为，故B正确；加速启动时，对前4节车厢有，可得，第4、5节车厢间的作用力为零，故C正确；匀加速启动时，对第8节车厢有，可得第7节车厢对第8节车厢的作用力大小为，故D错误。 9.【答案】ACD 【解析】设弹簧弹力为F，对两球整体受力分析，由平衡条件可得，，对小球M受力分析且由平衡条件可得，，联立解得，，故A正确，B错误； 剪断轻绳B的瞬间，轻绳A的张力为球N在径向的分力为，剪断轻绳B的瞬间，弹簧弹力不变，球M的合力大小为，故CD正确。 10.【答案】BD 【解析】时刻，推力为零，物块的加速度大小为，对物块受力分析，如图所示，根据牛顿第二定律，沿斜面的方向有，解得，故A错误；物块加速度为零时，由力的平衡条件得，又，代入上式解得，由图乙可知，此时，解得，故B正确；由B选项分析可知，推力的大小为，故C错误；时，由牛顿第二定律得，又，代入数据解得，故D正确。    11.【答案】(1)AD；(2)；(3) 【解析】（1）小车沿木板运动时，轻绳必须为小车提供恒定的拉力，所以，实验时拉小车的轻绳必须与长木板平行，故A正确；小车匀速下滑，细绳对小车的拉力等于砝码和托盘的总重力，取下托盘和砝码后，小车所受的合力大小一定等于托盘和砝码的总重力，不需要使小车质量远大于砝码和托盘的质量，故B错误；该实验改变砝码质量时还要使小车匀速下滑，木板倾角也必须改变，否则小车无法做匀速下滑，故C错误；实验时使小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车，故D正确。 （2）小车的加速度为。 （3）对小车，根据牛顿第二定律，有，所以，求得。 12.【答案】(1)BCD；(2)4，0.4，-0.8，-0.2 【解析】(1)小球释放的初始位置并不是越高越高，释放的位置如果过高，会使抛物线轨迹开口过大，需要更宽的木板及坐标纸，不宜进行轨迹的绘制以及数据处理，所以释放位置的高度适宜即可，故A错误；为了使小球每次抛出时速度大小相等，每次应使小球从同一高度由静止释放，故B正确；本实验中探究的是平抛运动的水平分运动与竖直分运动规律，所以实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故C正确；小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，若接触木板，小球会受到木板的摩擦力作用，使其不再做平抛运动，故D正确。 (2)小球在水平方向做匀速直线运动，由题图乙可知相邻两点间的水平距离相等，所以相邻两点间运动的时间间隔相等，设为T，小球在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学规律有，解得T=0.1s，故平抛运动的初速度为，小球在B点的竖直分速度大小为，根据运动学公式可得小球从抛出运动到B点的时间为，小球从抛出运动到B点的水平位移大小为，竖直位移大小为，故抛出点的横坐标为x=0.8m-1.6m=-0.8m，纵坐标为y=0.6m-0.8m=-0.2m。 13.【答案】（1）80N；（2）45N 【解析】（1）小球不离开斜面体，两者加速度相同、临界条件为斜面体对小球的支持力恰好为0，对小球受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 解得 对整体，由牛顿第二定律得。 （2）小球不沿斜面滑动，两者加速度相同，临界条件是细线对小球的拉力恰好为0，对小球受力分析如图所示 由牛顿第二定律得 解得 对整体，由牛顿第二定律得。 14.【答案】（1）；（2） 【解析】（1）开始阶段，由牛顿第二定律得 所以 可得 煤块加速至与传送带速度相等时需要的时间为 煤块加速至与传送带速度相等时，煤块的位移为 因，所以煤块加速到时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变。 第二阶段有 所以得 设第二阶段煤块滑动到B的时间为，则 解得 煤块从A到B的时间。 （2）第一阶段煤块的速度小于皮带速度，煤块相对皮带向上移动，煤块与皮带的相对位移大小为 故煤块相对于传送带上移 第二阶段煤块的速度大于皮带速度，煤块相对皮带向下移动，煤块相对于皮带的位移大小为 解得，即煤块相对传送带下移  故传送带表面留下黑色炭迹的长度为。 15.【答案】（1）32m/s；（2）75m；（3） 【解析】（1）运动员竖直分速度 从A点到C点过程中速度变化量大小为。 （2）沿缓冲坡为x轴，起跳方向为y轴。 y向加速度为 y向往返时间为 x向加速度为 AB之间的距离为。 （3）沿水平方向为x轴，竖直方向为y轴。 着陆时水平方向的分速度为 着陆时竖直方向的分速度为 着陆速度与地面夹角的正切值为。 学科网（北京）股份有限公司 $$