精品解析：四川省成都市四川师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期半期考试物理试题

四川师大附中2024-2025学年度（下期）半期考试试题 高2024级物理 命题人：杨林毅 审题人：王加栋 考试时间：75分钟；满分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（满分46分） 一、单选题（本题包括7个小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 对于下列物理量，其数值中的正负号表示大小的是（ ） A. 加速度 B. 重力势能 C. 速度 D. 功 2. 同学们要认真阅读课本，课本中对概念、规律的阐述深入浅出，思想方法丰富。下列关于课本中相关案例的说法正确的是（　　） A. 图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，敲击振片，A球做平抛运动而B球做自由落体，两球同时落地。该实验只需做一次，即可证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 3. 如图所示，叉车师傅正在用一辆叉车运送货物，叉车匀加速向前行驶的同时，匀速向上抬升货物。若以地面为参照物，货物的运动轨迹最符合下列选项中的（ ） A. B. C. D. 4. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A. 0 B. mgh C. D. 5. 刚结束的巴黎奥运会，跳水运动员全红婵以绝对实力夺得女子跳水十米台冠军，卫冕成功。从全红婵起跳到入水，若整个运动过程空气阻力忽略不计，下列说法正确的是 （　　） A. 运动员在最高点时的速度为零 B. 起跳过程中，跳台对运动员的支持力做正功 C. 运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒 D. 起跳过程跳台对运动员作用力的冲量等于运动员动量的变化量 6. 网球运动员沿水平方向击出网球后，网球在空中运动的过程（不计空气阻力），其动能Ek和机械能E随时间t变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图，某同学练习排球垫球，双手在O位置垫击（过程时间极短）排球，使球以初速度竖直向上运动，当球落回到O位置时速度大小为，此时再次垫击排球使其仍以速度竖直向上运动，假设排球质量为m，空气阻力大小恒定，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 从垫起到落回的过程中，排球的最大加速度为g B. 排球垫起后向上运动的最大高度为 C. 再次垫击排球的过程中，手对排球的冲量大小为 D. 从垫起到最大高度的过程中，排球克服空气阻力做的功为 二、多选题（本题包括3个小题，每小题6分，共18分；每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为mA= mB<mC，轨道半径的关系为rA< rB=rC，则三颗卫星（　　） A. 线速度大小关系为vA<vB=vC B. 加速度大小关系为aA> aB=aC C. 周期关系为TA<TB=TC D. 向心力大小关系为FA=FB<FC 9. 一部电动机通过一轻绳从静止开始向上提起质量为m=4.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P额=600W工作，物体被提升至h=60m高度时恰好达到最大速度vm，上述过程的v-t图像如图所示（g取10m/s2，不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 物体的最大速度vm=15m/s B. 物体速度v2=12m/s时加速度的大小2m/s2 C. 物体从速度v1=10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功2000J D. 物体从开始，到提升至60m高度时，所用时间为3.5s 10. 冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同μ满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 第Ⅱ卷（满分54分） 三、实验题（本题每空2分，共14分） 11. 某学习小组用如图甲所示的装置研究“平抛运动”并描绘平抛运动的轨迹，背景小方格为边长为的正方形。 （1）下列关于实验条件的说法，正确的有________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. 小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）某次试验中，小球做平抛运动的几个位置如图乙中的、、、所示，若地重力加速度取，则小球平抛的初速度的大小为________，运动到点时小球竖直方向的速度为________。（结果保留2位有效数字） 12. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 四、解答题（本题共3个题，共40分；解答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，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，质量的长木板停放在光滑水平面上，在长木板的左端放置一质量的小物块，小物块与长木板间的动摩擦因数，现对小物块施加一个大小的水平向右恒力，小物块将由静止开始向右运动，2s后小物块从长木板上滑落，从小物块开始运动到从长木板上滑落的过程中，重力加速度g取。求： （1）小物块和长木板的加速度大小； （2）通过计算说明：互为作用力与反作用力的摩擦力对长木板和小物块做功的代数和是否为零。 14. 如图所示，光滑半圆轨道直径沿竖直方向，最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I，A沿轨道运动到最高点时，与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s，A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg，轨道半径和绳长均为R = 0.5 m，两球均视为质点，轻绳不可伸长，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求： （1）与B碰前瞬间A的速度大小； （2）A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。 15. 如图，光滑的四分之一圆弧轨道PQ竖直固定放置，不可移动，其底端与一水平传送带相切。一质量的小物块a从圆弧轨道最高点P由静止释放，到最低点Q时与另一静止小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短），。已知圆弧轨道半径R=1.8m，传送带的长度L=5m，传送带以速度顺时针匀速转动，小物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，试求： （1）碰撞前瞬间物块a对圆弧轨道的压力大小； （2）碰撞后a能在圆弧轨道上升的最大高度h； （3）物块b滑动到传送带右端的过程中，系统产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川师大附中2024-2025学年度（下期）半期考试试题 高2024级物理 命题人：杨林毅 审题人：王加栋 考试时间：75分钟；满分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（满分46分） 一、单选题（本题包括7个小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 对于下列物理量，其数值中的正负号表示大小的是（ ） A. 加速度 B. 重力势能 C. 速度 D. 功 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度的正负号表示方向与规定的正方向相同还是相反，故A错误； B．重力势能的正负号表示大小，故B正确； C．速度的正负号表示方向与规定的正方向相同还是相反，故C错误； D．功为标量，正负不代表大小，表明力的效果，正功说明是动力做功，负功说明阻力做功，故D错误。 故选B。 2. 同学们要认真阅读课本，课本中对概念、规律的阐述深入浅出，思想方法丰富。下列关于课本中相关案例的说法正确的是（　　） A. 图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，同样可以看到小球靠近磁体做曲线运动 B. 图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C. 图3所示的演示实验中，敲击振片，A球做平抛运动而B球做自由落体，两球同时落地。该实验只需做一次，即可证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动 D. 图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，这说明“向心力与转速成正比” 【答案】B 【解析】 【详解】A．图1所示的演示实验中，若用玻璃球进行实验，磁体对玻璃球没有吸引作用，不会出现小球靠近磁体做曲线运动，故A错误； B．图2所示为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确； C．图3所示的演示实验中，应改变装置的高度和敲击振片的力度，进行多次实验，若两球同时落地，则证明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故C错误； D．图4所示为“感受向心力”活动，保持小球质量及绳长（圆周运动半径）不变，当增大小球转速时会感到拉力亦增大，只能说拉力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，叉车师傅正在用一辆叉车运送货物，叉车匀加速向前行驶的同时，匀速向上抬升货物。若以地面为参照物，货物的运动轨迹最符合下列选项中的（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，货物竖直方向向上做匀速直线运动，水平方向向右做匀加速直线运动，则货物的合运动为匀变速曲线运动，合力方向水平向右，且位于轨迹的凹侧。 故选B。 4. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A. 0 B. mgh C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得 故雨滴克服空气阻力做功为。 故选B。 5. 刚结束的巴黎奥运会，跳水运动员全红婵以绝对实力夺得女子跳水十米台冠军，卫冕成功。从全红婵起跳到入水，若整个运动过程空气阻力忽略不计，下列说法正确的是 （　　） A. 运动员在最高点时的速度为零 B. 起跳过程中，跳台对运动员的支持力做正功 C. 运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒 D. 起跳过程跳台对运动员作用力的冲量等于运动员动量的变化量 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，可知，运动员在最高点时的速度不为零，故A错误； B．起跳过程中，当跳台对运动员有支持力时，此时运动员位移为0，所以支持力对运动员不做功，故B错误； C．运动员由静止起跳到最高点的过程中，消耗了人体的生物能，生物能转化为运动员的机械能，可知，运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒，故C正确； D．起跳过程，以竖直向上为正方向，重力冲量为负值，根据动量定理有 解得 可知，跳台对运动员作用力的冲量大于运动员动量的变化量，故D错误。 故选C。 6. 网球运动员沿水平方向击出网球后，网球在空中运动的过程（不计空气阻力），其动能Ek和机械能E随时间t变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据平抛运动的规律可得 由此可知，Ek-t图像为开口向上的抛物线，但顶点不在坐标原点，故AB错误； CD．由于网球做平抛运动，运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图，某同学练习排球垫球，双手在O位置垫击（过程时间极短）排球，使球以初速度竖直向上运动，当球落回到O位置时速度大小为，此时再次垫击排球使其仍以速度竖直向上运动，假设排球质量为m，空气阻力大小恒定，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 从垫起到落回的过程中，排球的最大加速度为g B. 排球垫起后向上运动的最大高度为 C. 再次垫击排球的过程中，手对排球的冲量大小为 D. 从垫起到最大高度的过程中，排球克服空气阻力做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．排球向上运动时，根据牛顿第二定律有 可知排球刚垫起时的加速度为，A错误； B．对排球上升和下降过程分别列运动学公式，有 解得 B正确； C．再次垫击排球过程中，根据动量定理，手对排球的冲量大小为 C正确； D．排球从垫起到落回O点的过程中，由动能定理可得 克服空气阻力做的功为，由于空气阻力大小恒定，所以从垫起到最大高度的过程中，克服空气阻力做的功为，D错误。 故选BC。 二、多选题（本题包括3个小题，每小题6分，共18分；每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为mA= mB<mC，轨道半径的关系为rA< rB=rC，则三颗卫星（　　） A. 线速度大小关系为vA<vB=vC B. 加速度大小关系为aA> aB=aC C. 周期关系为TA<TB=TC D. 向心力大小关系为FA=FB<FC 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据 解得 则有 A错误； B．根据 解得 则有 B正确； C．根据 解得 则有 C正确； D．根据 因为 则 D错误。 故选BC。 9. 一部电动机通过一轻绳从静止开始向上提起质量为m=4.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P额=600W工作，物体被提升至h=60m高度时恰好达到最大速度vm，上述过程的v-t图像如图所示（g取10m/s2，不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A. 物体的最大速度vm=15m/s B. 物体速度v2=12m/s时加速度的大小2m/s2 C. 物体从速度v1=10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功2000J D. 物体从开始，到提升至60m高度时，所用时间为3.5s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当拉力 F=mg 时，物体达到最大速度vm，由 P额=Fvm 解得 vm=15m/s 故A正确； B．物体速度 v2=12m/s 时牵引力 加速度 故B错误； C．物体速度 v1=10m/s 时上升高度 提升至60m高度，克服重力所做的功 即克服重力做功为2000J，故C正确； D．根据 得 故D错误。 故选AC。 10. 冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一、某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略：倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同μ满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】CD 【解析】 【详解】设斜面倾角为，游客在倾斜滑道上均减速下滑，则需满足 可得 即有 因，所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，可得 滑行结束时停在水平滑道上，即在摩擦因数去最小时能停在滑道上，由全程的动能定理有 要求进入水平滑道，因此最大的动摩擦因数能够进入水平滑道，即 综合需满足 和 故选CD。 第Ⅱ卷（满分54分） 三、实验题（本题每空2分，共14分） 11. 某学习小组用如图甲所示的装置研究“平抛运动”并描绘平抛运动的轨迹，背景小方格为边长为的正方形。 （1）下列关于实验条件的说法，正确的有________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. 小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）某次试验中，小球做平抛运动的几个位置如图乙中的、、、所示，若地重力加速度取，则小球平抛的初速度的大小为________，运动到点时小球竖直方向的速度为________。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）BD （2） ①. 1.0 ②. 2.0 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道是否光滑与否对实验没有影响，故斜槽轨道不需要光滑，故A错误； B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度方向是水平方向，故斜槽末端必须水平，故B正确； CD．为了保证小球每一次从斜槽末端平抛的初速度相同，故要求每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放，故C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1]设相邻两点时间间隔为t，竖直方向上有 解得 水平方向有 解得小球平抛的初速度的大小为 [2]小球运动到c点时，竖直分速度为 12. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】 ①. ②. ③. 0.59 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为 到最低点时细线拉力最大，则 联立可得 即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为； （2）[2][3]由图乙得直线的斜率为 则小钢球的重力为 （3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。 四、解答题（本题共3个题，共40分；解答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，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，质量的长木板停放在光滑水平面上，在长木板的左端放置一质量的小物块，小物块与长木板间的动摩擦因数，现对小物块施加一个大小的水平向右恒力，小物块将由静止开始向右运动，2s后小物块从长木板上滑落，从小物块开始运动到从长木板上滑落的过程中，重力加速度g取。求： （1）小物块和长木板的加速度大小； （2）通过计算说明：互为作用力与反作用力的摩擦力对长木板和小物块做功的代数和是否为零。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 长木板与小物块间摩擦力 小物块的加速度 长木板的加速度 【小问2详解】 小木块对地位移 长木板对地位移 长木板的长度 摩擦力对小物块做功 摩擦力对长木板做功 故 14. 如图所示，光滑半圆轨道直径沿竖直方向，最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I，A沿轨道运动到最高点时，与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I = 1.8 N∙s，A、B的质量分别为mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg，轨道半径和绳长均为R = 0.5 m，两球均视为质点，轻绳不可伸长，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求： （1）与B碰前瞬间A的速度大小； （2）A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。 【答案】（1）4 m/s （2）11.2 N 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设小球A从最低点开始运动时的速度为v0，由动量定理有 设与B碰前瞬间A的速度大小v，从最低点到最高点，由动能定理有 联立代入数据解得 【小问2详解】 A与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起，由动量守恒定律有 设A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小为F，由牛顿第二定律有 联立代入数据解得 15. 如图，光滑的四分之一圆弧轨道PQ竖直固定放置，不可移动，其底端与一水平传送带相切。一质量的小物块a从圆弧轨道最高点P由静止释放，到最低点Q时与另一静止小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短），。已知圆弧轨道半径R=1.8m，传送带的长度L=5m，传送带以速度顺时针匀速转动，小物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，试求： （1）碰撞前瞬间物块a对圆弧轨道的压力大小； （2）碰撞后a能在圆弧轨道上升的最大高度h； （3）物块b滑动到传送带右端的过程中，系统产生的热量。 【答案】（1）30N；（2）0.45m；（3）6J 【解析】 【详解】（1）设小物块a下到圆弧最低点未与小物块b相碰时的速度为，根据机械能守恒定律有 代入数据解得 小物块a在最低点，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 根据牛顿第三定律，可知小物块a对圆弧轨道的压力大小为30N。 （2）小物块a与小物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒有 根据能量守恒有 联立解得 ， 小物块a反弹，根据机械能守恒有 解得 （3）小物块b滑上传送带，因，故小物块b先做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 解得 则小物块b由3m/s减至1m/s，所走过的位移为 代入数据解得 运动的时间为 代入数据解得 此时传送带的位移 以后物块b随传送带运动运动到右端，则则物块b滑动到传送带右端的过程中，系统产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $