湖南省长沙市明德中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试物理试卷

长沙市明德中学2024年下学期期末考试 高一年级物理试卷 2025年1月 时量:75 分钟 满分:100 分 命题： 审定： 一、单项选择题(本题包括6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。) 1、2024年5月3日17时27分，嫦娥六号点火发射。6月2日，嫦娥六号着陆器和上升器组合体精准着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选区域并开展采样工作。实现世界首次月球背面采样返回，带回了1935.3克珍贵的月球背面样品。 A.在研究嫦娥六号发射时，必须以月球为参考系 B.2024年5月3日17时27分是时刻 C.“分”、 “克”均为国际单位制基本单位 D.研究嫦娥六号发射时的运动轨迹，不可把嫦娥六号看成质点 2.在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲)，再将玻璃管倒置(如图乙)，蜡块R沿玻璃管匀速上升。若将玻璃管倒置后沿水平方向向右匀速移动，则蜡块R的运动轨迹可能是下列选项中的( ) 3.如图甲所示为烤肠机，香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在水平面内的两根规格一样的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。若仅缓慢增加金属杆1与金属杆2之间的距离，不计一切摩擦，下列说法正确的是( ) A.两金属杆对香肠的弹力的夹角变小 B.香肠对每根金属杆压力增大 C.香肠对每根金属杆压力减少 D.香肠对每根金属杆压力不变 4.在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，之后的运动可视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。不计空气阻力，重力加速度为g， 下列说法正确的是 ( ). A.摩托车在空中相同时间内速度的变化量不相同 B.若摩托车能越过壕沟，则其所用时间为 C.摩托车能安全越过壕沟的最小初速度为 D.若摩托车越不过壕沟，则初速度越小其在空中的运动时间越短 5.一辆汽车沿平直路面以30m/s的速度行驶，遇到紧急情况制动，2s后速度减为10m/s，则有关汽车制动后的运动，下列说法中正确的是 ( ) A.第2s内位移是第3s内位移的3倍 B.汽车制动后的平均速度是20m/s C.4s末和2s末的速度太小相等，方向相反 D 汽车制动后4s内共向前运动了40m 6.低空跳伞是一项危险性极高的滑翔类极限运动，受到冒险者的喜爱。如下甲图为某运动员做跳伞训练的照片，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞沿直线减速下落。他打开降落伞后的速度图线如乙图所示。降落伞用30根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°。已知人的质量为60kg，降落伞质量为40kg，不计人所受的空气阻力，打开伞后伞所受阻力 Ff与速度v成正比，即Ff= kv。重力加速度g取 则( A.打开降落伞时人距离地面高度为45m B.打开伞后瞬间的加速度大小(a=40m/s² C. 阻力系数k=100N·s/m D.每根绳承受的拉力至少为150N 二、多项选择题(本题共4个小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，有错选得0分。) 7.某同学在水平运动的列车车厢顶部用细线悬挂一个小球研究列车的运动。某段时间内，细线偏离竖直方向一定角度并相对车厢保持静止，如图所示。关于列车的运动，下列判断正确的是 ) A.车子向左加速 B.车子向左减速 C.车子向右加速 D.车子向右减速 8.人站在力传感器上完成下蹲动作，下图为计算机采集到的图线，a、b、c、d在图线上。以下说法正确的是 ) A. a到b过程，人处于失重状态 B. c到d过程，人处于失重状态 C.失重时人的惯性不变 D.超重耐人对传感器的压力大于传感器对人的支持力 9.质量为2.0×10³kg 的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.0×10⁴N。汽车经过半径为50m的弯路时 ( ) A.如果车速达到10m/s，这辆车会发生侧滑 B.如果车速达到10m/s，这辆车不会发生侧滑 C.汽车转弯时的向心力由重力和支持力的合力来提供 D.汽车转弯时受到重力、支持力和摩擦力 10.如图所示，小球甲从距地面高为H处由静止下落，同时小球乙以初速度 竖直向上抛出，已知两小球在以后的运动过程中不计空气阻力，两小球与地面碰撞后均以碰前的速度大小竖直¹反弹，不计碰撞时间，重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A.则当小球甲距地面高度为H₂时，乙距地面的高度可能为 B. 当 为正整数)甲乙两球都回到初始位置 C.则当小球甲距地面高度为时，乙距地面的高度有4种不同的值 a.则当小球甲距地面高度为时，乙距地面的高度最大值为 三、实验题。(本题共2小题，每空2分，共16分) 11.探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力简下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。 (1)在这个实验中，利用了 填“理想实验法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 (2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量 (填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与 (填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径相同的两个塔轮。 12.用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系，把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上，小车的左端连接穿过电火花打点计时器的纸带，右端连接细线，细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码，通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。 (1)下列实验操作中正确的有 ； A.先释放小车后接通电源 B.调整定滑轮使细线与长木板平行 C.打点计时器接约8V的交流电源 D.平衡摩擦力时挂托盘但盘中不放砝码 (2)改进后再次实验，选取纸带的一段进行测量，部分实验数据如图乙所示。已知打点计时器的频率是50Hz，两计数点间有四个点未画出，则小车的加速度((结果保留两位有效数字) (3)在探究加速度与质量的关系实验中，保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据，并在坐标纸上作出如图丙所示的 图像，由图像得到的结论: ; (4)在探究加速度与力的关系实验中，两次实验把所挂槽码的总重力记为F，根据实验数据作出的a-F关系图像如图丁所示。得到图线①的实验中小车质量比图线②的小车质量 (填“大”、“小”或“相等”)。图线①不过原点的原因是： 。 四、计算题(本题共3小题, 13题12分, 14题14分, 15题14分, 共40分) 13.如图所示，解放军战士在水平地而上通过拉轮胎进行负重训练，可简化成右侧模型(向右边拉轮胎)。已知轮胎的质量为55kg，重力加速度g取 不计空气阻力。 (1)若绳子对轮胎的拉力大小 F=100N，并保持绳子与水平而的夹角θ=37°，轮胎静止不动。求地面对轮胎的摩擦力； (2)若绳子对轮胎的拉力大小 F=220N，并保持绳子与地面平行，轮胎刚好向前做匀速直线运动。求轮胎与水平面之间的动摩擦因数μ。 14.如图所示，一质量为m=0.5kg的小球(可视为质点)，用长为0.4m 的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动， 不计空气阻力，求： (1)小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多少? (2)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球在最低点的最大速度不能超过多少? (3)若小球恰好以最大速度到达最低点，绳子断开后小球水平飞出。正好垂直落在斜面上，斜面倾角为α=30°，求绳子断开后落到斜面过程中小球竖直下落的距离与水平方向通过的距离之比。 15.如图所示，木板A的质量M=3kg，A与水平地面之间的动摩擦因数为为 一质量 的小滑块B(可视为质点)静止在木板的右端，小滑块B与木板A之间的动摩擦因数 有一弹性软绳(不计质量)自然伸长时长度为20cm，其弹力 ，x为弹性软绳伸长量。弹性软绳的下端与B连接，上端固定在墙壁上的O点。O点正下方20cm处有一固定光滑钉子，弹性软绳从钉子左侧绕过，钉子与B的高度差为50cm。现给木板A一个瞬间向右的初速度 重力加速度 (1)弹性软绳未断的情况下，在运动过程中B对A的压力大小为? (2)运动0.4s后弹性软绳与B断开，B对地的位移大小为0.16m，方向向右；此时B的速度大小为0.5m/s，方向向右。求此时A相对地面的速度与位移大小? (3)在第二问的条件下要使滑块B始终未从木板上滑下，木板的长度L至少多长?滑块B最终停在距离木板A右端多远的距离?(第三问结果保留三位有效数字) 学科网（北京）股份有限公司 $$高一年级期末考试物理试卷 第 1页 共 8页 长沙市明德中学 2024年下学期高一期末考试物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B B A D BC AC BD AD 1．B 2．C 3．B【详解】两杆距离变远，两金属杆对香肠的弹力的夹角变大，θ角变小。对烤肠受力分 析，由平衡条件 1 2sin sinN N mg   其中 1 2cos cosN N  解得金属杆 1 对烤肠的作用力大小为 1 2sin mgN   θ变小，N 增大，其反作用力压力也。 4．B【详解】A．摩托车在空中做平抛运动，加速度不变，由 v g t   可知，相同时间内的速度变化量相同，故 A 错误； B．摩托车越过壕沟的过程，竖直方向有 21 2 h gt 可得 2ht g  故 B 正确； C．摩托车能安全越过壕沟的最小初速度 0v 满足 0x v t 求得 0 2 x gv x t h   故 C 错误； θ 高一年级期末考试物理试卷 第 2页 共 8页 5．A【详解】B．汽车制动后的平均速度为 0 30 m / s 15m / s 2 2 vv    故 B 错误； CD．汽车制动后的加速度大小为 2 230 10m / s 10m / s 2 a   则汽车从开始制动到停下所用时间为 0 0 30 s 3s 10 vt a    则 4s 末的速度为 0；汽车制动后 4s 内共向前运动的距离为 0 4 0 30 3m 45m 2 2 vx t    故 CD 错误； A．由于汽车制动过程所用时间为3s，根据逆向思维将汽车看成做初速度为 0 的匀加速直线 运动，根据相等时间内通过的位移规律可知，第 3s 内位移、第 2s 内位移与第 1s 内位移之 比为 3 2 1: : 1: 3 : 5x x x  可知第 2s 内位移是第 3s 内位移的 3 倍，故 A 正确。 故选 A。 6．D 【详解】A．打开降落伞后，人运动的加速度不断变化，无法计算此时人距离地面高度，故 A 错误； BC．当速度为 5m/s 时，物体做匀速运动，受力平衡则有 ( )kv m m g  解得 k=200N∙s/m 打开降落伞时的瞬间，对伞和人的整体有 0 ( ) ( )kv m m g m m a     解得 250m / sa  故 BC 错误； 高一年级期末考试物理试卷 第 3页 共 8页 D．设每根绳的拉力为 T，以运动员为研究对象 30 cosT mg ma   解得 150T  N 故 D 正确。 故选 D。 7．BC【详解】由受力可得加速度水平向右 8．AC【详解】图线读数保持不变的时候，读数为重力数值。 A．a到 b过程，读数小于重力，人处于失重状态，故 A 正确； B．c到 d过程，读数大于重力，人处于超重状态，故 B 错误； C．惯性量度只与质量有关，质量不变，惯性不变，故 C 正确； D．由作用力与反作用力原理可知，人对传感器的压力与传感器对人的支持力大小始终相等， 故 D 错误。 9．BD 【详解】AB．如果车速达到 10m/s，需要的向心力为 2 34 10 NvF m r    最大静摩擦力为 4 max 1 10 Nf F   所以汽车不会发生侧滑，故 A 错误，B 正确； CD．汽车在水平面转弯时，做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力， 故 C 错误，D 正确。 故选 BD。 10．AD 【详解】由于乙的初速度大小为 0 2 2v gH ，可得根据 0v gt 可得乙向上运动速度为 0 时的时间为 高一年级期末考试物理试卷 第 4页 共 8页 2 2 Ht g  假设小球甲距地面高度为 2 H 时，速度方向竖直向下，则运动时间为 Ht g  则根据运动学公式可得乙距地面的高度 2 0 1 4 2 1 2 2 h v t gt H   假设小球甲距地面高度为 2 H 时，速度方向竖直向上，则向下运动的时间为 1 2t g H  落到地面速度大小为 2v gH 上升到 2 H 时，碰撞后均以碰前的速度大小竖直反弹，根据 2 2 2 1 2 2 H vt gt  解得 2 ( 2 1) Ht g   运动时间为 1 2 (2 2 1) Ht t t g    总 或 1 2 (2 2 1) Ht t t g    总 当 t t 总，则可知乙此时间段向上运动，则根据运动学公式可得乙距地面的高度 2 0 1 7 2 2 h v t gt H  总 总 当 t t 总，则可知乙此时间段向下运动，则根据运动学公式可得乙距地面的高度  21 74 2 2 h H g t t H   总 当 t = 4n 2H g (n 为正整数)甲乙两球都回到初始位置，根据对称性则当小球甲距地面高度 高一年级期末考试物理试卷 第 5页 共 8页 为 2 H 时，乙距地面的高度有 2 种不同的值 11． ①. 控制变量法 ②. 相同 ③. 挡板 B 【详解】（1）[1]实验探究向心力的大小与小球质量 m角速度和半径 r之间的关系利用了 控制变量法。 （2）[2][3]根据向心力公式 2F m r 探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需控制实验中小球质量、圆周运动角速度相同， 只改变圆周运动半径，故应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板 C与挡板 B。 12．(1)B (2)0.50 (3)合外力不变时，小车加速度与其质量成反比 (4) 小 平衡摩擦力时倾角过大 【详解】（1）A．实验应先接通电源再释放小车，A 错误； B．调整定滑轮使细线与长木板平行，以保证小车在运动过程中合力不变，B 正确； C．电火花打点计时器接 220V 的交流电源，C 错误； D．平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码，用小车重力分力来平衡摩擦力，D 错误。 故选 AB。 （2）两计数点间有四个点未画出，则 0.1sT  小车的加速度   23 4 2 1 2 0.50m/s4 0.1 x x x xa      （3）由图像可以看出，外力不变时，小车加速度与其质量成反比。 （4）[1]根据牛顿第二定律有 1a F M  两条图线的斜率的倒数均表示实验小车的质量，图线①的斜率大于图线②的斜率，故图线① 的实验中小车质量比图线②的小。 [2]图线①中拉力为 0 时，小车已经有加速度，故不过原点的原因是平衡摩擦力时倾角过大。 13．（1）80N，水平向左；（2）0.4 【详解】（1）对轮胎受力分析如图所示 高一年级期末考试物理试卷 第 6页 共 8页 由受力平衡有 FCOSϑ = f 解得地面对轮胎的摩檫力大小为 f = 80N，方向水平向左 （2）轮胎做匀速直线运动，由受力平衡有 F = f mg = N f = μN 代入数据解得轮胎与水平面之间的动摩擦因数为 μ = 0.4 14．(1) 0 2m / sv  (2) m 4 2m / sv  （3） 3 2 【详解】（1）设小球通过最高点时的最小速度为 0v ，则根据牛顿第二定律有 2 0vmg m R  解得 0 2m / sv  （2）小球在轨迹最低点处速度最大，此时轻绳的拉力最大，根据牛顿第二定律有 2 m Tm vF mg m R   解得 m 4 2m / sv  （3）可求得速度偏向角为 60o，tanθ=���0 ， tanβ = 1 2gt 2 v0t tanβ = 1 2 tanθ � � = 1 2 ���600 = 3 2 高一年级期末考试物理试卷 第 7页 共 8页 15．(1)15N (2)6m/s 2.96m (3)4.31m 3.91m 【详解】（1）分析 B 物体 kxCOSθ+N1 = mg xCOSθ=h N1=15N 可得 B 对 A 的压力为 15N。 （2） ��1 = �2�1+�1（�1+��） � ��1 = 7�/�2 方向向左 vA1 = v0 − aA1t1 VA1=6m/s 2 方向向右 ��1 = �0�1 − 1 2 ��1�12 xA1=2.96m （3）弹性软绳断开后，对 A，相对 B 和地面向右运动，则水平方向 B Af f Ma 地 其中 1  20Nf μ M m g  地 ( ) ， 2 4NBf μ mg  解得 aA=8m/s2 方向向左； 对 B 相对 A 向左运动 fB=μ2mg=maB 得 aB=2m/s2 方向向右； AB 共速后，假设 AB 相对静止，则 AB 的共速后的加速度为 ( + )f M m a 地 共 解得 2=4m/s Ba a共 则 AB 共速后，B 将相对于 A 向右运动。则共速后 A 减速的加速度为 'B Af f Ma 地 解得 216'= m/s 3A a 高一年级期末考试物理试卷 第 8页 共 8页 B 减速的加速度大小仍为 aB=2m/s2，方向向左。 两者共速时，此时 B 相对 A 向右滑行相对距离最远 �共 = ��1 − ��� = �� + ��� 得 t=0.55s，v 共=1.6m/s、 AB 向右的位移分别为 ��2 = �共 2 −��1 2 −2�� ，��2 = �共 2 −�� 2 2�� B 相对 A 向左滑行相对距离最远 ∆x = xA1 + xA2 − xB1 − xB2 = 4.31m 则要使滑块 B 始终未从木板上滑下，木板的长度 L至少长 4.31m。 共速后 AB 均做减速运动，但是 A 的减速的加速度更大。当 A 减速为 0 后，由于 B Af f ，A 静止，B 继续向右做减速运动。当 AB 共速到 A、B 静止时，A、B 的向右的位移分别为 ， 故最终 B 离 A 右端距离为 ∆x’ = ∆x + xA‘ − xB’ = 3.91m