四川成都市彭州中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷

**基本信息** 以超声波测速、磁悬浮列车等科技情境和传送带、滑沙运动等生活场景为载体，覆盖运动学与力学核心知识，注重科学思维与探究能力考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|匀变速运动规律、受力分析|结合超声波测速考查运动学计算，体现科学推理| |多选题|3/18|x-t图像分析、平衡条件|通过磁悬浮列车x-t图像判断v、a变化，培养模型建构| |实验题|2/16|重力加速度测量、力的合成|用手机声学秒表测g，设计力的合成验证实验，落实科学探究| |计算题|3/38|多过程运动、临界问题|传送带多过程运动分析，斜面临界角计算，强化综合应用能力|

2024-2025学年度四川省彭州中学高2024级高一上期末考试 物理学科试题 注意事项： 1. 开考前，请将自己的姓名、准考证号、座位号涂写在试卷和答题卡的相应位置。 2. 选择题部分请用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写。 3. 考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.如图所示为超声波测速示意图，一固定的超声波测速仪每隔向小汽车发出一个超声波脉冲信号，已知第一个超声波时刻发出，遇到小汽车后返回，时刻接收到反射波同时发出第二个超声波，时刻接收到第二个反射波。若超声波在空气中的传递速度为，小汽车在这段时间的运动视为匀速运动，根据上述条件可知(    ) A. 小汽车向超声波测速仪运动，速度为 B. 小汽车向超声波测速仪运动，速度为 C. 小汽车背离超声波测速仪运动，速度为 D. 小汽车背离超声波测速仪运动，速度为 2.一物块在水平外力作用下由静止开始沿光滑水平面做直线运动，其速度随位移变化的图像如图所示，下列关于物块速度随时间、加速度随速度变化的图像可能正确的是(    ) A. B. C. D. 3.一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱、、，对应时刻分别为、、，其图像如图所示。则下列说法正确的是(    ) A. ：：： B. 车头经过立柱的速度为 C. 车头经过立柱的速度为 D. 车头经过立柱、过程中的平均速度为 4.、两个可视为质点的物体同时从同一位置出发沿相同的方向做直线运动物体的初速度为零，加速度与时间关系如图所示，物体的速度与时间关系如图所示下列说法中正确的是(    ) A. 追上前，、间的最大距离为 B. 当追上时，两物体离出发点的距离为 C. A、出发后只相遇一次 D. 时、第二次相遇 5.如图所示，一质量为的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为，两底角为和；、为两个位于斜面上质量均为的小木块，已知所有接触面都是光滑的，重力加速度为。现发现、沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于(    ) A. B. C. D. 6.如图所示为机械手用四根“手指”抓取篮球的简化示意图。抓取点平均分布在球心上方的水平面内，抓取点与球心的连线与水平面夹角为，“手指”与篮球的动摩擦因数为，篮球的重力大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不考虑篮球的明显形变。下列说法正确的是(    ) A. 若与的关系满足，则一定不能将篮球抓起 B. 只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 C. 若抓起篮球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的作用力为 D. 若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 7.如图所示为某建筑工地的传送装置，长为、倾角的传送带倾斜地固定在水平面上，以恒定的速率顺时针转动，质量的工件可视为质点无初速地放在传送带的顶端，经过一段时间工件运动到传动带的底端，工件与传送带之间的动摩擦因数为，取，，重力加速度，则下列说法正确的是(    ) A. 工件由顶端到底端的时间为 B. 若工件与传送带共速时立马将传送带改为逆时针转动，则工件由顶端到底端的时间将变长 C. 工件在传送带上留下的痕迹长度为 D. 调整转速，工件从顶端到底端的最短时间为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.某新型真空管道磁悬浮列车在测试阶段进行直线调试实验,管道内置高精度位移传感器记录位置x与时间t的关系如图所示(其中t1~t2段为直线),则列车行驶速度v、加速度a与时间t的关系图像可能正确的是() A. B. C. D. 9.如图，固定在地面上的带凹槽的长直杆与水平面成角，轻质环套在杆上，置于凹槽内质量为的小球通过一条细绳跨过固定定滑轮与环连接。、静止时，细绳与杆间的夹角为，重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是(    ) A. 受到个力的作用 B. 受到个力的作用 C. 细杆对的作用力大小为 D. 细绳对的拉力大小为 10.滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动，其运动过程可类比为如图所示的模型，倾角为的斜坡上有长为的滑板，滑板与沙间的动摩擦因数为。小孩可视为质点坐在滑板上端，与滑板一起由静止开始下滑，小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料，假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为，小孩的质量与滑板的质量相等，斜坡足够长，，，取，则下列判断正确的是(    ) A. 小孩在滑板上下滑的加速度大小为 B. 小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为 C. 经过的时间，小孩离开滑板 D. 小孩离开滑板时的速度大小为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.物理兴趣小组利用手机测量当地的重力加速度如图甲所示，他们将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声和小球落地的撞击声，算出时间间隔，多次测量不同台阶距离地面的高度及对应的时间间隔．（6分） 现有以下材质的小球，实验中应当选用          ． A.乒乓球 B.钢球 C.橡胶球 某次记录下声音振幅随时间变化曲线如图乙，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应打击声和落地撞击声，小球下落的时间           作出如图丙所示的图线，可得到重力加速度          结果保留两位有效数字 若敲击木条侧面时小球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果          选填“有”或“没有”影响． 在实验中，小明将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，而小红为了方便将手机放在地面点测量，你认为哪位同学的方法更合理          ，并简要说明理由．           12.某实验小组利用如图甲所示的实验器材探究“两个互成角度的力的合成规律”，在水平圆形桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘同一高度安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮固定在桌边，滑轮、可沿桌边移动三根绳子的结点为，每根绳子另一端可挂一定数量的钩码，使系统达到平衡，回答下列问题：（10分） 为验证力的平行四边形定则，不必要的步骤有          填标号． A.标记结点的位置 B.用刻度尺测量三根绳子的长度 C.记录二根绳子的方向 D.记录三根绳子所挂钩码数量 实验过程中，改变钩码数量，使系统再次达到平衡，绳子的结点的位置          填“必须”或“不必”保持不变． 这次实验中，若一根绳挂个钩码，另一根绳挂个钩码，则第三根绳挂的钩码数量应大于          个且小于          个，才能使系统保持平衡所有钩码质量相同． 改变桌面倾角，如图乙所示，系统平衡后，增加所挂钩码个数，改变所挂钩码个数并将          填“逆时针”或“顺时针”移动俯视，可使结点位置不动． 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.气球下端用绳子悬挂一重物，两者一起以的速度匀速上升，当重物到达离地高处时，悬挂重物的绳子突然断裂，不计空气阻力，。求：（10分） 重物上升所能达到的最大离地高度； 重物落地前瞬间的速度大小； 自绳子断裂至重物落到地面的时间。 14.如图所示，质量为的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角时，不论水平恒力多大，都不能使物体沿斜面向上滑行．求：（12分） 物体与斜面间的动摩擦因数． 这一临界角的大小． 15.某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，该装置由水平传送带和倾斜传送带组成。水平传送带、两端相距，以的速率顺时针转动；倾斜传送带、两端相距倾角，、相距很近。现将一质量为可视为质点的工件由端无初速度释放，工件从运动到速度大小可视为不变。已知工件与传送带间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数。（16分） 求工件从端运动到端所用的时间； 若倾斜传送带保持静止，求工件在倾斜传送带上速度减为零时与的距离； 若要求工件能到达端，求倾斜传送带的最小运行速率； 若倾斜传送带顺时针转动，仍要求工件能到达端，求工件在倾斜传送带上的运动时间与倾斜传送带速度的关系。 2024-2025学年度四川省彭州中学高2024级高一上期末考试 物理学科试题答案 1.【答案】  【解析】第一次超声波接触小车时测速仪与小车的距离，第二次测速仪与小车的距离，汽车前进距离，因此是向着测速仪前进；经过的时间 所以汽车的速度，故选A。 2.【答案】  【解析】由速度随位移变化的图像可知，则有，解得，可知位移增大，速度增大，加速度随速度的增大而增大且与速度成正比，故D正确． 3.【答案】  【解析】【分析】 根据从静止开始的匀加速运动，连续相等位移所用时间的比判断； 根据匀减速运动的平均速度等于中间时刻的速度判断； 动车进站时做匀减速直线运动，车头经过立柱的速度是间中点位移的瞬时速度，大于间中点时刻的瞬时速度； 根据纵坐标的变化量确定、的距离，再求车头经过立柱、的平均速度； 解决本题的关键要掌握匀变速直线运动的推论，会比较中点时刻的瞬时速度与中点位移瞬时速度的大小，同时，要知道对于匀变速直线运动，一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度。 【解答】 A、火车做匀减速直线运动，适用于静止开始的匀加速运动，故A错误； B、匀减速运动的平均速度等于中间时刻的速度，故经过立柱的速度应该小于，故B错误； C、车头从立柱到立柱的平均速度，立柱位于、的中点，根据匀变速直线运动推论可知，一段时间内中点位移的瞬时速度大于中点时刻的瞬时速度，而中点时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故车头经过柱时的速度大于，故C错误； D、头经过立柱、的平均速度为，故D正确。 故选 D。 4.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了运动学图象及追及问题；抓住速度图象“斜率”表示加速度，“面积”表示位移；加速度图像的“面积”表示速度变化量。 图象中，面积表示速度变化量；速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，图线的斜率表示加速度；根据速度时间关系、位移时间关系分析。 【解答】 由图可知：，做初速度为，加速度为的加速运动，后做初速度为，加速度为的加速运动；由图可知：做初速度为，加速度为的加速运动。 A.，开始时在前，在后，当、间的距离最大时：；、速度相等，则，解得，此时、间的最大距离为，故A错误； B.若，追上，则，解得，此时两物体离出发点的距离为，故B错误； 若后、再次相遇，设所用时间为，则，其中，解得，则、再次相遇时间为，此后，一直在前，所以、出发后相遇两次，时、第二次相遇，故C错误，D正确。 5.【答案】  【解析】【分析】 本题由于斜面光滑，两个木块均加速下滑，分别对两个物体受力分析，求出其对斜面体的压力，再对斜面体受力分析，求出地面对斜面体的支持力，然后根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力。 本题关键先对木块和受力分析，求出木块对斜面的压力，然后对斜面体受力分析，根据共点力平衡条件求出各个力。也可以直接对三个物体整体受力分析，然后运用牛顿第二定律列式求解，可使解题长度大幅缩短，但属于加速度不同连接体问题，难度提高。 【解答】 对木块受力分析，如图 ， 受重力和支持力 由几何关系，得到： 故物体对斜面体的压力为： 同理，物体对斜面体的压力为： 对斜面体受力分析，如图， 根据共点力平衡条件，得到： 根据题意有： 由式解得： 根据牛顿第三定律，斜面体对地的压力等于，故BCD错误，A正确。 故选：。 6.【答案】  【解析】对篮球受力分析，“手指”与篮球接触点的切向与竖直方向的夹角为，则竖直方向满足， 因为静摩擦力，解得， 所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为， 且可得夹角满足时，才能将篮球抓起，故AB错误，D正确； C.若抓起篮球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的作用力大于，故 C错误。 故选D。 7.【答案】  【解析】A、工件刚放在传送带上时相对于传送带向上滑动，对工件，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，工件加速到与传送带速度相等需要的时间，该过程的位移，由于，则工件与传送带速度相等后相对传送带静止，与传送带一起做匀速直线运动，工件做匀速直线运动的时间，工件由顶端到底端的时间，故A错误； B、若工件与传送带共速后立马改为逆时针转动，工件相对于传送带向下滑动，工件所受滑动摩擦力沿斜面向上，滑动摩擦力大小，传送带顺时针转动时工件所受静摩擦力沿传送带向上，大小，则，传送带逆时针方向转动与顺时针方向转动工件受力情况不变，工件都做匀速直线运动，工件的运动时间不变，故B错误； C、工件在传送带上留下痕迹的长度，故C错误； D、工件在传送带上一直做匀加速直线运动，工件的运动时间最短，则，代入数据解得，最短运动时间，故D正确。 故选：。 8.【答案】AC  【解析】根据x-t图像切线的斜率表示速度可知,0~t1时间内,图像斜率为正值且越来越大,说明列车沿正方向做加速直线运动;t1~t2时间内图像为直线,斜率为正值且保持不变,说明列车沿正方向做匀速直线运动;t2~t3时间内,斜率为正值但越来越小,说明列车沿正方向做减速直线运动,A正确,B错误。由上述分析可知,0~t1时间内,列车沿正方向做加速直线运动,则加速度方向与速度方向相同,即加速度为正方向;t1~t2时间内,列车沿正方向做匀速直线运动,加速度为零;t2~t3时间内,列车沿正方向做减速直线运动,加速度方向与速度方向相反,即为负方向,C正确,D错误。 9.【答案】  【解析】A.轻质环套在杆上，不计摩擦，则静止时细绳的拉力与杆对的弹力平衡，故拉的细绳与杆垂直，轻质环忽略重力，故受到两个力作用，故A错误； B.对球受力分析可知，受到重力、细绳的拉力和杆对球的弹力，受到个力的作用，故B正确； C.以为研究对象，受力分析如图所示，对沿直杆方向进行力的分解，有：，对垂直直杆方向进行力的分解，有，可得，故C错误； D.细绳对拉力的大小等于细绳对拉力的大小，等于，故D正确。 故选BD． 10.【答案】  【解析】略 11.【答案】 没有 小明 因为小明的手机接收两次声音滞后的时间几乎相等，时间间隔测量更准确   【解析】【分析】 本题考查了重力加速度的测量实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，理解图像的物理意义，结合运动学公式即可完成分析。 为了减小空气阻力对实验的影响，应选用质量和密度都大一些的球进行实验； 从图像中找出敲击钢尺和铁球落地对应的时刻，计算铁球下落时间； 根据运动学公式和图像的物理意义得出的大小； 根据实验原理和操作步骤分析实验误差。 【解答】 为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球。 故B正确，AC错误。 图乙中，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻，根据图乙可知铁球下落的时间。 根据题意，由公式可得 则图像中斜率表示重力加速度，则根据图丙图线有。 若敲击木条侧面时小球获得一个较小的水平速度，小球在竖直方向的运动情况不发生变化，水平速度对竖直方向无影响，对实验测量结果无影响。 因为将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间，两次手机接收声音滞后的时间几乎相等，时间间隔测量更准确，所以小明的方法更合理，理由：因为小明的手机接收两次声音滞后的时间几乎相等，时间间隔测量更准确。 12.【答案】 不必 逆时针   【解析】为了验证力的平行四边形定则，必要的步骤是标记结点的位置，并记录力的大小和方向，因此ACD正确三根绳子的长度无需测量，B错误． 实验时，改变钩码数量，使系统再次达到平衡，绳子的结点的位置不必保持不变，只要保证与两根绳子的拉力的合力与的拉力等大反向即可． 平衡稳定时，第三根绳上的拉力与前两根绳上拉力的合力相等，若一根绳挂个钩码，另一根绳挂个钩码，合力大小介于个钩码的重力到个钩码的重力之间，故第三根绳挂的钩码数量应大于个且小于个． 三力平衡，三力可构成一个闭合的三角形，结点位置不动及绳子拉力大小方向不变，绳子的拉力方向不变，大小增大，则绳子的拉力的变化如图所示，所以要使结点位置不动，应将逆时针转动． 13.【答案】绳子断裂后重物可继续上升的高度为 重物上升所能达到的最大离地高度为 重物从最高处自由下落，根据可得 重物落地前瞬间的速度大小为 绳子断裂后重物可继续上升的时间为 重物从最高处自由下落所用时间为 则自绳子断裂至重物落到地面的时间为   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】如图甲所示，未施加力时，对物体受力分析 由平衡条件得 解得 甲 乙 设斜面倾角为时，物体无法向上滑行，受力情况如图乙所示，由平衡条件得 解得 当，即时，不论水平恒力多大，都不能使物体沿斜面向上滑行 此时，临界角   【解析】略 15.【答案】工件在水平传送带上运动，根据牛顿第二定律有  经历一段时间，工件与传送带共速，则有  解得  此过程的位移  之后工件做匀速直线运动，匀速过程有  则工件在水平传送带上的运动时间 ； 在倾斜传送带上，对工件分析有  解得  倾斜传送带静止，工件向上做匀减速直线运动  解得 ； 倾斜传送带应顺时针转动；假设工件先在倾斜传送带上以加速度大小为  匀减速到速度  ，此过程有  之后，工件再以加速度大小为  匀减速到速度为零恰好到达  点，且加速度大小为  此过程，  根据题意有  解得  综上所述传送带的最小速率为 ； 设传送带速度为  若  ，工件先以  减速到  ，则  得时间  再以  减速到点速度为  ，则  得  所以时间  得 ； 若  ，工件以  减速直到端 所以  得  所以时间 。   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $