内容正文:
长沙市同升湖高级中学
2025年下学期高一期末考试物理试卷
时量:75分钟 满分100分
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列关于运动学基本概念的表述,正确的是( )
A. 质点虽然是一个理想化模型,但现实生活还是存在质点的
B. 位移、速率、平均速度和加速度都是矢量
C. 参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果完全相同
D. 2024年11月25日上午7时39分,我国酒泉卫星发射中心用“一箭双星”的方式成功将“四维高景二号”03星、04星送入预定轨道,其中的7时39分指的是时刻
2. 如图,一只钢球从圆槽的顶端滑下,若滑到最低点(O点)时,钢球受到的一切外力同时消失,则钢球的运动路线是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
3. 如下图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R,质量为m的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于时,才能停在碗上,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
4. 火箭发射时,航天员要承受超重的考验。假设某火箭发射的过程中,有一段时间加速度达到了3g(g为重力加速度),重为700N的航天员,在该超重的过程中需要的支持力是( )
A. 700N B. 1400N C. 2100N D. 2800N
5. 如图甲所示,当A、B两物块放在光滑的水平面上时,用水平恒力F作用于A的左端,使A、B一起向右做匀加速直线运动时的加速度大小为a1,A、B间的相互作用力的大小为N1.如图乙所示,当A、B两物块放在固定光滑斜面上时,此时在恒力F作用下沿斜面向上做匀加速时的加速度大小为a2,A、B间的相互作用力的大小为N2,则有关a1,a2和N1、N2的关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6. 某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于(2m,6m)位置,它沿x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它沿y方向的位移-时间图像如图乙所示。则下列说法错误的是( )
A. 质点做匀变速运动
B. 第1s内,该质点的速度变化量为2m/s
C. 第2s内,质点的位移大小为
D. 质点初始时刻的运动方向与x轴成37o偏向y轴反方向
7. 高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A. +mg B. -mg C. +mg D. -mg
二、多选题(每小题5分,少选得3分,错选或不选得0分,共15分)
8. 如图所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若逆时针缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,以下说法正确的是( )
A. 挡板对小球的压力先增大后减小
B. 挡板对小球的压力先减小后增大
C. 斜面对小球的支持力先减小后增大
D. 斜面对小球的支持力一直逐渐减小
9. 今年来,我国大部分地区都出现了雾霾天气,给人们的正常生活造成了极大的影响。在一雾霾天,某人驾驶一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方25m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,但刹车过程中刹车失灵。如图a、b分别为小汽车和大卡车的v−t图象,以下说法正确的是( )
A. 因刹车失灵前小汽车已减速,故不会追尾
B. 在t=5s时,两车追尾
C. 在t=1s时,小车距卡车10m
D. 如果刹车不失灵,t=2s时,两车距离最近
10. 如图,质量为2kg的木板B静止在足够长的水平地面上,一个质量为1 kg的物块A从木板B的左端以6m/s的初速度水平滑上木板B,木板B与物块A、水平地面间的动摩擦因数分别是0.5、0.1,物块A始终未滑离木板B。重力加速度大小取 ,物块A可看作质点。下列说法正确的是( )
A. 物块A 滑上木板B的瞬间,物块A 的加速度大小为
B. 物块A 滑上木板B的瞬间,木板B 的加速度大小为
C. 木板B的长度至少为3m
D. 木板B从开始运动到停止,滑行的距离为2m
三、实验题(11题7分,12题10分,共17分)
11. 物理学习小组利用实验室的器材设计了如图1所示的实验装置进行“验证两个互成角度的力的合成规律”实验,量角器竖直放置,结点与量角器的中心点在同一位置。
(1)本实验采用的科学方法是________。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)实验中保持重物质量不变以及点位置不变,改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力________(填“变化”或“不变化”)。
(3)在某次实验中,弹簧测力计、的读数分别是、,然后只用弹簧测力计测量物体重力,其读数为,最后根据平行四边形定则作出、的合力。若操作正确,则作出的图应是图________(填“2”或“3”)。
12. 实验小组利用智能化装置验证牛顿第二定律,装置如图甲所示。小车后端搭载超声波测距传感器,实时测量小车与固定反射挡板之间的距离,通过距离、时间数据计算出小车运动的加速度,通过力传感器测得绳的拉力F。
实验步骤如下:
(1)小车平衡摩擦力时_______(选填“需要”或“不需要”)连接重物,调整木板倾角使小车匀速运动。
(2)将挂有重物的细绳与小车相连,调整滑轮高度使细绳与木板平行。释放小车,小车开始运动后,利用超声波测距传感器测得小车初始位置1及经过两个连续相等时间间隔T的位置2、3与反射挡板之间的距离,如图乙所示。则小车在位置2时的速度大小为_______,小车的加速度大小为_______。(均选用和T表示)
(3)保持小车质量不变,挂不同质量的重物,测得多组a随F变化的数据。
(4)根据实验数据描点连线,得到(a-F图像如图丙中实线所示。结合实验原理,分析横轴截距不为0的原因可能为_______。
(5)随着F继续增大,a-F图像的变化趋势应为图丙中_______。(选填“①”“②”或“③”)
四、计算题
13. 某汽车启动由静止开始做匀加速直线运动,运动了速度达到,接着维持该速度做匀速直线运动行驶了后做匀减速直线运动,减速位移大小时速度减为0,求:
(1)汽车加速时的加速度大小a:
(2)汽车加速运动的位移大小;
(3)汽车从起跑到最终停止的总时间。
14. B、C两个小球重量均为G,用细线悬挂在竖直墙上的A、D两点.细线与竖直墙壁之间的夹角分别为30o和60o (见图中标注),两个小球处于静止状态.求:
(1)AB和CD两根细线的拉力FAB和FCD 分别为多大?
(2)细线BC与竖直方向的夹角θ是多少?
15. 如图所示,以v=4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与光滑的弧形轨道平滑对接,右端与放在粗糙水平地面上的长木板C上表面等高,且紧密靠近,相同长木板D与C接触不粘连,每块木板长L=0.8m、质量m0=0.3kg,与地面间的动摩擦因数μ1=0.1。质量m=0.1kg的小物块从轨道上由静止开始下滑,到A点时速度为10m/s,从滑过A点开始计时,经过t1=0.8s传送带突然卡死而瞬间停止转动,又经过t2=1s传送带瞬间恢复正常运转,物块与传送带和木板之间的动摩擦因数均为μ2=0.5,传送带AB之间的距离d=10.7m。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)传送带卡死瞬间,物块的速度大小;
(2)物块在传送带上运动的总时间;
(3)物块最终能否滑上木板D,请通过计算说明理由。
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2025年下学期高一期末考试物理试卷
时量:75分钟 满分100分
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列关于运动学基本概念的表述,正确的是( )
A. 质点虽然是一个理想化模型,但现实生活还是存在质点的
B. 位移、速率、平均速度和加速度都是矢量
C. 参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果完全相同
D. 2024年11月25日上午7时39分,我国酒泉卫星发射中心用“一箭双星”的方式成功将“四维高景二号”03星、04星送入预定轨道,其中的7时39分指的是时刻
【答案】D
【解析】
【详解】A.质点是一个理想化模型,现实生活中并不存在质点,故A错误;
B.速率是标量,位移、平均速度和加速度是矢量,故B错误;
C.参考系的选择原则上是任意的,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果往往不同,故C错误;
D.7时39分指的是时刻,故D正确。
故选D。
2. 如图,一只钢球从圆槽的顶端滑下,若滑到最低点(O点)时,钢球受到的一切外力同时消失,则钢球的运动路线是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】滑到最低点(O点)时,速度方向沿水平方向,若此时钢球受到的一切外力同时消失,则钢球将沿着轨迹2做匀速直线运动。
故选B。
3. 如下图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R,质量为m的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于时,才能停在碗上,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡,根据共点力平衡有
而
根据
所以
故选C。
4. 火箭发射时,航天员要承受超重的考验。假设某火箭发射的过程中,有一段时间加速度达到了3g(g为重力加速度),重为700N的航天员,在该超重的过程中需要的支持力是( )
A. 700N B. 1400N C. 2100N D. 2800N
【答案】D
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律
可得支持力
故选D。
5. 如图甲所示,当A、B两物块放在光滑的水平面上时,用水平恒力F作用于A的左端,使A、B一起向右做匀加速直线运动时的加速度大小为a1,A、B间的相互作用力的大小为N1.如图乙所示,当A、B两物块放在固定光滑斜面上时,此时在恒力F作用下沿斜面向上做匀加速时的加速度大小为a2,A、B间的相互作用力的大小为N2,则有关a1,a2和N1、N2的关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于图1,根据牛顿第二定律,整体加速度,隔离对B分析,A对B的作用力.
对于图2,根据牛顿第二定律,整体的加速度.
隔离对B分析,有:N2-mBgsinθ=mBa2,解得,知a1>a2,N1=N2;故D正确,A、B、C错误.
故选D.
【点睛】解决本题的关键能够正确地进行受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,以及掌握整体法和隔离法的运用.
6. 某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于(2m,6m)位置,它沿x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它沿y方向的位移-时间图像如图乙所示。则下列说法错误的是( )
A. 质点做匀变速运动
B. 第1s内,该质点的速度变化量为2m/s
C. 第2s内,质点的位移大小为
D. 质点初始时刻的运动方向与x轴成37o偏向y轴反方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.质点在x方向做匀加速运动,则y方向做匀速运动,则合运动为匀加速曲线运动,选项A正确,不符合题意;
B.质点在x方向做匀加速运动,则第1s内,该质点的速度从4m/s增加到6m/s,速度的变化量为2m/s,选项B正确,不符合题意;
C.第2s内,质点在x方向的位移为
y方向的位移
y=3m
则质点的位移大小为
选项C错误,符合题意;
D.质点初始时刻
vx0=4m/s
则
即运动方向与x轴成37o偏向y轴反方向,选项D正确,不符合题意。
故选C。
7. 高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A. +mg B. -mg C. +mg D. -mg
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时,人做自由落体运动,此过程机械能守恒,故有
即在产生拉力瞬间速度为
之后人在安全带的作用下做变速运动,末速度为零,设向上为正方向,则根据动量定理可得
联立解得
故选A。
【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况,然后对自由落体运动过程和全程列式求解,注意运用动量定理前要先规定正方向。
二、多选题(每小题5分,少选得3分,错选或不选得0分,共15分)
8. 如图所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若逆时针缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,以下说法正确的是( )
A. 挡板对小球的压力先增大后减小
B. 挡板对小球的压力先减小后增大
C. 斜面对小球的支持力先减小后增大
D. 斜面对小球的支持力一直逐渐减小
【答案】BD
【解析】
【分析】由题中“用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间”可知,本题考查物体受力分析和受力平衡,根据平衡和物体受力分析可解答本题.
【详解】有题可得下图
取小球为研究对象,小球受到重力G、挡板对小球的弹力FN1和FN2,FN1和FN2的合力与重力大小相等,方向相反,FN2总是垂直斜面,方向不变,由图可知FN1方向改变时,其大小只能沿PQ线变动,显然在挡板移动过程中,FN1先变小后变大,FN2一直减小,故BD正确.
9. 今年来,我国大部分地区都出现了雾霾天气,给人们的正常生活造成了极大的影响。在一雾霾天,某人驾驶一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方25m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,但刹车过程中刹车失灵。如图a、b分别为小汽车和大卡车的v−t图象,以下说法正确的是( )
A. 因刹车失灵前小汽车已减速,故不会追尾
B. 在t=5s时,两车追尾
C. 在t=1s时,小车距卡车10m
D. 如果刹车不失灵,t=2s时,两车距离最近
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】ABC.从图像中可以看出,小汽车刹车失灵前的加速度
刹车失灵后的加速度
则t=1s小汽车的位移
x1=×(20+30)×1 m=25 m
此时小车距卡车
t=5s小汽车的位移
x2=25 m+×(20+10)×4 m=85m
此时卡车的位移为
x3=5×10m=50m
因50m+25m<85m,则此时小汽车早已和卡车追尾,AB错误,C正确;
D.如果刹车不失灵,则在t=2 s时两车速度相同,此时小汽车的位移
x3=×(30+10)×2 m=40 m
大卡车的位移
x4=10×2 m=20 m
x3-x4=20 m<25 m
故这时没有追尾,以后两车间距会越来越大,更不会追尾,D正确。
故选CD。
10. 如图,质量为2kg的木板B静止在足够长的水平地面上,一个质量为1 kg的物块A从木板B的左端以6m/s的初速度水平滑上木板B,木板B与物块A、水平地面间的动摩擦因数分别是0.5、0.1,物块A始终未滑离木板B。重力加速度大小取 ,物块A可看作质点。下列说法正确的是( )
A. 物块A 滑上木板B的瞬间,物块A 的加速度大小为
B. 物块A 滑上木板B的瞬间,木板B 的加速度大小为
C. 木板B的长度至少为3m
D. 木板B从开始运动到停止,滑行的距离为2m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对物块A,
解得
对木板B,
解得
A项错误,B项正确;
C.设经过t,A和B共速,则
解得t=1s,v共=1 m/s
木板B的位移为
物块A 的位移
木板B 的长度至少为
解得L=3m
C项正确;
D.A 和B共速后,一起做匀减速直线运动
木板 B从开始运动到停止,滑行的距离为
选项D项错误。
故选BC。
三、实验题(11题7分,12题10分,共17分)
11. 物理学习小组利用实验室的器材设计了如图1所示的实验装置进行“验证两个互成角度的力的合成规律”实验,量角器竖直放置,结点与量角器的中心点在同一位置。
(1)本实验采用的科学方法是________。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)实验中保持重物质量不变以及点位置不变,改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力________(填“变化”或“不变化”)。
(3)在某次实验中,弹簧测力计、的读数分别是、,然后只用弹簧测力计测量物体重力,其读数为,最后根据平行四边形定则作出、的合力。若操作正确,则作出的图应是图________(填“2”或“3”)。
【答案】(1)B (2)不变化
(3)2
【解析】
【小问1详解】
该实验是用一个力作用产生的作用效果与两个共同作用产生的作用效果相同来探究两个互成角度的力的合成规律,所以使用的科学方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
仅改变细绳与细绳的方向,细绳与细绳拉力的合力大小仍等于细绳的拉力大小,由于重物c质量不变以及O点位置不变,细绳的拉力不变化,则细绳与细绳拉力的合力不变化。
【小问3详解】
是通过实验得到的合力,一定沿竖直方向,合力是通过平行四边形得到的理论值,不一定在竖直方向上,则若操作正确,则作出的图应是图2。
12. 实验小组利用智能化装置验证牛顿第二定律,装置如图甲所示。小车后端搭载超声波测距传感器,实时测量小车与固定反射挡板之间的距离,通过距离、时间数据计算出小车运动的加速度,通过力传感器测得绳的拉力F。
实验步骤如下:
(1)小车平衡摩擦力时_______(选填“需要”或“不需要”)连接重物,调整木板倾角使小车匀速运动。
(2)将挂有重物的细绳与小车相连,调整滑轮高度使细绳与木板平行。释放小车,小车开始运动后,利用超声波测距传感器测得小车初始位置1及经过两个连续相等时间间隔T的位置2、3与反射挡板之间的距离,如图乙所示。则小车在位置2时的速度大小为_______,小车的加速度大小为_______。(均选用和T表示)
(3)保持小车质量不变,挂不同质量的重物,测得多组a随F变化的数据。
(4)根据实验数据描点连线,得到(a-F图像如图丙中实线所示。结合实验原理,分析横轴截距不为0的原因可能为_______。
(5)随着F继续增大,a-F图像的变化趋势应为图丙中_______。(选填“①”“②”或“③”)
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. 平衡摩擦力不够 ⑤. ②
【解析】
【详解】(1)[1]平衡摩擦力时不需要挂重物。
(2)[2]中间时刻的瞬时速度等于全过程的平均速度,可知
[3]根据匀变速直线运动规律可知
解得
(4)[4]由a-F图像可知,当F较小时,小车都还没有加速度,所以图像不过原点的原因可能是平衡摩擦力不够。
(5)[5]因为用力传感器测得绳的拉力,根据,可知小车质量不变时,加速度与外力F成正比,故填②。
四、计算题
13. 某汽车启动由静止开始做匀加速直线运动,运动了速度达到,接着维持该速度做匀速直线运动行驶了后做匀减速直线运动,减速位移大小时速度减为0,求:
(1)汽车加速时的加速度大小a:
(2)汽车加速运动的位移大小;
(3)汽车从起跑到最终停止的总时间。
【答案】(1)
(2)40m (3)13s
【解析】
【小问1详解】
汽车加速时的加速度大小
【小问2详解】
汽车加速运动的位移大小
【小问3详解】
汽车匀速运动的时间
减速运动的时间
总时间为
14. B、C两个小球重量均为G,用细线悬挂在竖直墙上的A、D两点.细线与竖直墙壁之间的夹角分别为30o和60o (见图中标注),两个小球处于静止状态.求:
(1)AB和CD两根细线的拉力FAB和FCD 分别为多大?
(2)细线BC与竖直方向的夹角θ是多少?
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)对两个小球构成的整体受力分析:
在x、y轴方向正交分解,根据平衡条件可知
联立可得:
(2)对C球受力分析
在x、y轴方向正交分解,根据平衡条件:
联立解得:
15. 如图所示,以v=4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与光滑的弧形轨道平滑对接,右端与放在粗糙水平地面上的长木板C上表面等高,且紧密靠近,相同长木板D与C接触不粘连,每块木板长L=0.8m、质量m0=0.3kg,与地面间的动摩擦因数μ1=0.1。质量m=0.1kg的小物块从轨道上由静止开始下滑,到A点时速度为10m/s,从滑过A点开始计时,经过t1=0.8s传送带突然卡死而瞬间停止转动,又经过t2=1s传送带瞬间恢复正常运转,物块与传送带和木板之间的动摩擦因数均为μ2=0.5,传送带AB之间的距离d=10.7m。重力加速度g=10m/s2。求:
(1)传送带卡死瞬间,物块的速度大小;
(2)物块在传送带上运动的总时间;
(3)物块最终能否滑上木板D,请通过计算说明理由。
【答案】(1)6m/s;(2)2.2s;(3)能够滑上木板D
【解析】
【详解】(1)物块在传送带运动,根据牛顿第二定律有
经过t1=0.8s的速度为
(2)经过t1=0.8s物块的位移为
又经过t2=1s物块的速度和位移分别为
此后物块开始加速,加速的位移为
根据速度-位移公式有
解得
加速的时间为
物块在传送带上运动的总时间为
(3)物块刚滑到木板上时
则C静止不动。
物块在木板C上减速运动,根据速度位移公式有
解得
所以,物块最后能滑上木板D。
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