四川双流棠湖中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷

**基本信息** 高一上期末物理试卷，以运动学、力学为核心，通过“五米三向折返跑”“自动感应门”等真实情境，考查物理观念与科学思维，实验题注重探究能力，计算题体现综合应用。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|平均速度、加速度定义、受力分析|结合体育测试情境，辨析平均速度与速率，强化运动观念| |多选题|3/18|v-t图像、共点力平衡、连接体问题|通过图像斜率与面积分析，考查科学推理能力| |实验题|2/16|光电门测速、绳索拉力规律|“亲子活动”绳索实验，培养科学探究中的证据收集与分析| |计算题|3/38|超声波测速、感应门运动、传送带问题|自动感应门运动过程分析，综合考查模型建构与问题解决，体现科技应用|

绝密★启用前 四川省棠湖中学2024-2025学年度高2024级高一上期末考试 物理学科试题 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3.如有问题，请咨询监考员，谢谢！ 本试卷命题人：高艳 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.“五米三向折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质，测试时，受试者听到口令起跑，测试员同时开始计时，如图所示，受试者从起点全力跑向距处的点用手触摸折返线后返回点，然后依次到点、点、点，最终返回点，所用时间即为“五米三向折返跑”的成绩，现测得某受试者成绩为，该受试者在测试全过程中的平均速率、平均速度的大小分别为(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 2.甲、乙两车在同一直线车道上，时刻均由静止开始加速运动，其加速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 时刻，甲、乙的速度大小之比为 B. 时间内，甲、乙的位移大小之比为 C. 时间内，甲的平均速度大于 D. 时间内，乙的平均速度等于 3.现在的物理学中加速度的定义式为，而历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”现称“另类匀变速直线运动”，“另类加速度”的定义式为，其中、分别表示某段位移内的初速度和末速度．表示物体在做加速运动，表示物体在做减速运动．下列说法中正确的是(    ) A. 若不变，则也不变 B. 若且保持不变，则逐渐变大 C. 若不变，则物体在位移中点处的速度比大 D. 若且保持不变，则物体在中间时刻的速度比大 4.如图所示，质量为的半圆柱体放在水平面上，质量为的光滑小球紧靠着半圆柱体放置。现将一水平外力作用在小球上，使小球缓慢地沿半圆柱体的外表面上升，直到最高点，半圆柱体始终静止不动，重力加速度为。下列说法正确的是(    ) A. 地面所受的压力逐渐减小 B. 水平外力先增大后减小 C. 时，小球对半圆柱体的压力大小为 D. 时，水平外力大小为 5.如图所示，倾角为的固定在水平面上的粗糙斜面顶端有一光滑定滑轮，细线绕过滑轮，两端分别连接木块和，两木块处于静止状态，右侧细线与斜面平行。现将细线剪断，木块仍保持静止，所受摩擦力大小变为剪断前的倍。两木块的质量、的关系可能为(    ) A. B. C. D. 6.如图所示，倾角为的传送带始终以的速度顺时针匀速运动，一质量为的物块以的速度从底端冲上传送带，恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小，，物块从传送带底端运动到顶端的时间为(    ) A. B. C. D. 7.水平桌面上，一滑块在恒定的水平拉力作用下由静止开始运动一段时间后，撤去拉力。从某时刻开始计时，滑块速度随时间变化的图像如图所示。取重力加速度。不计空气阻力。下列说法正确的是(    ) A. 滑块在内的平均速度大小为 B. 滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为： C. 滑块所受的拉力与摩擦力大小之比为： D. 滑块与桌面之间的动摩擦因数为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8.如图所示，为甲乙两物体做直线运动的图像。已知两物体在时相遇，则下列说法中正确的是(    ) A. 时，乙在甲前 B. 内两车不会再次相遇 C. 内甲的加速度为，乙的加速度为，乙的加速度较大 D. 甲的加速度大小始终为，加速度恒定 9.如图所示，在“亲子活动”中，一位勇敢的宝宝在父母的鼓励与保护下，沿绳梯缓缓而行最终顺利登顶完成自我挑战。现将宝宝攀登过程中的某一瞬间简化成图所示情景：两段轻绳与质量为的小球相连，右绳的一端固定在墙壁上的点，左绳的一端与水平地面上质量为的物块相连于点，系统保持静止。已知绳与竖直墙壁成角，绳与水平方向成角，重力加速度为，，，则下列判断中正确的是 A. 绳与绳中的张力大小相等 B. 绳中的张力大小为 C. 物块所受地面的摩擦力大小为 D. 物块对地面的压力大小为 10.如图所示，位于光滑水平桌面上的物块用跨过定滑轮的轻绳与物块相连．物块的质量为，物块的质量为物块与定滑轮的距离足够大，重力加速度为系统由静止开始释放后，在与地面碰撞前的运动过程中，下列说法中正确的是 A. 运动的加速度为 B. 运动的加速度为 C. 对轻绳的拉力大小为 D. 处于失重状态 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备，如图甲所示，是光源，是光接收器，当有不透明物体通过光电门时，物体会遮住光源，接收器接收不到光信号，计时器便开始计时，当物体通过后，接收器重新接收到光信号，计时结束，即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示，某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度和加速度，小车上安装有遮光板，、是安装在斜面上不同位置的两个光电门计算结果均保留位有效数字。（6分） 若已知遮光板宽度，让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动，两光电门计时器记录的时间分别为，，则小车通过、两光电门的速度分别为          ，          ； 在的基础上，又测得遮光板从光电门到光电门的时间为，可得小车在间的加速度          。 12.为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律，同学们设计了如图所示的实验装置，他们将不可伸长的轻绳的两端通过测力计不计质量及长度固定在间距为的两根立柱上，固定点分别为和，低于，绳长为．（10分） 他们首先在绳上距离点处标记为点系上质量为的重物不滑动，由测力计读出绳、的拉力大小和随后，改变重物悬挂点的位置，每次将点到点的距离增加，并读出测力计的示数，最后得到、与绳长的关系曲线如图所示．由实验可知： 曲线Ⅱ中拉力最大时，点与点的距离为          ，该曲线为          选填“”或“”的曲线． 在重物从移到的整个过程中，受到最大拉力的是          选填“”或“”点所在的立柱． 在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，可读出绳的拉力          ，它与、、和重力加速度的关系为          ． 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图所示，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，时刻测速仪接收到第一个反射波，时刻接收到第二个反射波。若超声波在空气中的传播速度为，小汽车在这段时间的运动视为匀速直线运动，根据上述条件，求：（10分） 小汽车第一、第二次接触超声波时分别与测速仪间的距离 小汽车在前两次接触超声波期间的平均速度大小结果保留三位有效数字。 14.公共场所的自动感应门如图所示，门框上沿中央安装传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值时，中间两扇门分别向左右平移打开；当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图为感应门的俯视图，为传感器位置，图中圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为，最大移动速度为，门开启时先匀加速运动达到最大速度后立即以等大的加速度匀减速运动，每扇门开启时的速度为零，移动的最大距离也为，不计门及门框的厚度。求：（12分） 门开启时加速度大小； 若人以的速度沿图中虚线匀速走向感应门，人到达门框时左右门同时各自移动了，传感器水平感应距离多大； 若以的感应距离设计感应门，设，，某人搬运宽度为的物体厚度不计正以的速度正对着门运动，物体的正中间位置刚好对着虚线如图。当门开启时，人立即做匀减速运动，求人和物体能安全通过感应门的加速度大小范围。 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。 四川省棠湖中学2024-2025学年度高2024级高一上期末考试 物理学科试题参考答案 1.【答案】  【解析】【分析】 路程等于运动轨迹的长度，根据运动轨迹的长度求出路程，平均速度等于位移与时间的比值，结合平均速度的定义式求出平均速度的大小。 解决本题的关键知道平均速度与平均速率的区别，平均速度等于位移与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值。 【解答】 路程等于运动轨迹的长度，所以受试者的路程，平均速率，位移为，平均速度等于位移与时间的比值，则平均速度为，选项B正确，ACD错误． 2.【答案】  【解析】图像与坐标轴围成的面积表示速度，可知时刻，乙的图线与坐标轴围成的面积等于甲的三倍，故甲、乙的速度之比为，对 初速度为零，时刻所围相等，即时刻速度相等，根据图像画出甲、乙的 图像，可知时间内，乙的位移大于甲的三倍，错 图像与坐标轴围成的面积表示速度，可知时刻甲、乙的速度均为，若是匀加速直线运动，平均速度为，根据甲、乙的图像，可知时间内，甲的平均速度小于，乙的平均速度大于，错。 3.【答案】  【解析】略 4.【答案】  【解析】A、将小球和半圆柱体作为整体，受力分析可知，受重力、地面的支持力、水平外力以及地面向左的摩擦力，由力的平衡条件可知地面对半圆柱体的支持力，即保持不变，则地面所受的压力保持不变，故A错误 B、以小球为研究对象，受力分析，如图所示 ， 小球缓慢上升的过程中，支持力与竖直方向的夹角逐渐减小，水平外力逐渐减小，故B错误 、如图所示 ， 由平衡条件得，，时，，故C错误，D正确。 5.【答案】  【解析】当时，细线剪断前，有下滑趋势，所受静摩擦力沿斜面向上，平行斜面方向受力平衡，有，细线剪断后，所受静摩擦力沿斜面向上，有，由可得 当时，细线剪断前，有上滑趋势，所受静摩擦力沿斜面向下，平行斜面方向受力平衡，有，细线剪断后，所受静摩擦力沿斜面向上，有，由 得 。 故选C。 6.【答案】  【解析】【分析】 本题为倾斜传送带问题，对于此类问题，要明确加速度是将力与运动联系起来的桥梁，另外要注意当物体与传送带共速时，摩擦力会发生变化。 所以一定要根据其受力明确其运动过程，这儿有一点一定要注意，一般我们要判断与的关系，与的大小不同，共速之后的运动情况会有所不同。 明确这些后，利用牛顿第二定律求加速度，利用运动学公式分析解题即可。 【解答】 开始时物块速度大于传送带速度，所受传送带摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律，解得，  物块速度与传送带速度相等所需的时间 ，之后物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力沿传送带向上， 根据牛顿第二定律，解得 物块从速度等于传送带速度到速度为零所需时间 物块从传送带底端运动到顶端的时间 。 故选D。 7.【答案】  【解析】解：、在图像中，图像与横轴围成的面积表示物体的位移，则内滑块的位移为 则平均速度为，故A错误； B、图像的斜率表示加速度，所以两个阶段的加速度大小分别为 所以滑块加速与减速阶段的加速度大小之比为：，故B错误； 、根据牛顿第二定律可得： 联立解得：；，故C错误，D正确； 故选：。 根据图像与横轴围成的面积计算出滑块的位移，结合平均速度的概念得出平均速度的大小； 根据图像的斜率得出滑块在两个阶段的加速度并得出其比值大小； 根据牛顿第二定律得出拉力和摩擦力的比值关系，以及的大小。 本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，理解图像的物理意义，结合运动学公式和牛顿第二定律即可完成分析。 8.【答案】  【解析】【分析】 图象的斜率表示加速度，图象与时间轴包围的面积表示位移大小；图象的交点表示某时刻速度相同． 本题关键是明确图象的物理意义，知道图象的斜率表示加速度，图象与时间轴包围的面积表示位移大小． 【解答】 A、图像中，图线与坐标轴围成图形的面积表示位移，由图线所围图形的面积知前内甲的位移大于乙的位移，时二者相遇，所以时乙在甲前，故A正确； B、时二者相遇，此时甲速度大于乙速度，后二者都做匀减速直线运动，在时间内甲速度一直大于乙速度，说明甲一直在前方，直到同时减速到零，故两者不会再次相遇，故B正确； C、图像中图线的斜率表示加速度，所以内二者的加速度分别为，， 负号表示方向，乙的加速度较小，故C错误； D、甲在内的加速度为，与内的加速度等大，但方向相反，故D错误。 故选：。 9.【答案】  【解析】、根据受力分析，小球的平衡方程为：水平方向：，由此可知绳与张力不等；竖直方向：，解得绳的张力，A错误，B正确。 C、物块所受地面的摩擦力大小为：，代入及，计算得：，选项C正确。 D、由平衡条件结合牛顿第三定律可得物块对地面的压力大小为：，D错误。 故选BC。 10.【答案】  【解析】【分析】 先以物块为研究对象，根据牛顿第二定律可有，再以物块为研究对象根据牛顿第二定律可有，联立以上两式即可求出系统的加速度； 联立以上两式即可求出绳子的拉力，根据绳子的拉力和重力的大小关系从而判定物块是否处于失重状态。 【解答】 以物块为研究对象 ， 根据牛顿第二定律有   ，以物块  为研究对象 ， 根据牛顿第二定律有  ，联立以上两式可得系统运动的加速度 ，轻绳的拉力大小为 ，故 AC错误，而B正确； D.由于，故物体有向下的加速度，处于失重状态，故  正确。 故选BD． 11.【答案】   【解析】小车通过、两光电门的速度分别为 ， 。 小车在间的加速度。 12.【答案】 之间均可 之间均可   【解析】从曲线Ⅱ可读出，拉力最大时点与点的距离为左右，对绳子的结点进行受力分析如答图所示，重物受力平衡，在水平方向上有  ，则对应曲线Ⅰ、Ⅱ的交点时，，由答图可知此时离较近，当到与的距离相等对应曲线Ⅰ、Ⅱ交点的右侧某处时，，则，故可推断曲线Ⅱ为的曲线，曲线Ⅰ为的曲线． 通过的分析结果和曲线的变化趋势，可知受到最大拉力的是点所在的立柱． 曲线Ⅰ、Ⅱ相交处，，根据力的正交分解，有  ，  ，对绳子，由几何关系得    联立以上方程解得． 13.【答案】解：设超声波测速仪发出超声波脉冲信号的时间间隔为，由题干可知， 第一次超声波接触小汽车时声波测速仪与小汽车之间的距离 第二次超声波接触小汽车时超声波测速仪与小汽车之间的距离 汽车在向着远离超声波测速仪的方向前进，前进的位移 经过的时间 这段时间小汽车的平均速度为  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示： 设门全部开启所用的时间为，由图可得，由速度时间关系得：，  联立解得：。 要使单扇门打开，需要的时间为，人只要在时间内到达门框处即可安全通过，   所以人到门的距离为，联立解得：。                          依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，此时门做加速运动加速度，时间， 设门减速时间为，该过程中门移动，由匀变速直线运动的公式得：，联立解得：或，不合题意，舍去 ； 人通过感应门的最小加速度满足：，解得：， 人速度减为时，通过感应门的最大加速度满足：，解得， 即人和物体能安全通过感应门的加速度大小范围是。   【解析】该题属于物理学知识在日常生活中的应用，解答的关键是理解题目中门的运动的过程，把握各过程中门运动的特点，才能正确选择公式。 门先加速后减速，减速的时间与加速的时间是相等的，然后由位移公式与速度公式即可求出； 要门同时各自移动的距离，可知经过的时间为总时间的一半，然后结合人的运动即可求出； 由运动学的公式求解即可。 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 $