2024长沙宁乡高一上学期期末考试物理试题含解析

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一、选择题（本题包括12小题，每小题只有一个选项符合题意，共48分）
1. 青藏铁路，简称青藏线，是通往西藏腹地的第一条铁路，也是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。线路全长1956千米，其中西宁至格尔木段全长814千米，格尔木至拉萨段全长1142千米，设计的列车运行的最大速度为160千米/小时（西宁至格尔木段）、100千米/小时（格尔木至拉萨段），则下列说法正确的是（ ）
A. “1956千米”指的位移大小
B. 运动中的列车不可以作为参考系
C. “160千米/小时”指的是平均速度大小
D. 列车的速度很大，但加速度可能很小
【答案】D
【解析】
【详解】A．“1956千米”指的是路程，故A错误；
B．任何物体都可以看作参考系，运动中列车也可以作为参考系，故B错误；
C．“160千米/小时”指的是瞬时速度大小，故C错误；
D．列车的速度很大，但加速度可能很小，如列车高速匀速行驶时，速度很大，加速度为零，故D正确。
故选D。
2. 关于如下图中的四幅图片，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中研究运动员在踢球的动作时，可将足球看作质点
B. 乙图中汽车速度计不能显示车的运动方向，显示的是汽车速率
C. 丙图中速度的变化量越大，表示加速度也越大
D. 丁图中运动员下落时，看到大地迎面而来，选择的参考系是大地
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中研究运动员在踢球的动作时，足球的形状大小不能忽略不计，不可将足球看作质点，故A错误；
B．乙图中汽车速度计不能显示车的运动方向，显示的是汽车速率，故B正确；
C．根据可知，速度的变化量越大，加速度不一定越大，故C错误；
D．丁图中运动员下落时，看到大地迎面而来，选择的参考系是同伴或自己，故D错误。
故选B。
3. 我国的北斗卫星系统是最先进的全球导航卫星系统之一，它在任何时刻都能提供持续可靠的定位服务，从手机定位到机场调度、海事救援授时和测速及地质测绘等都有广泛的应用。则下列说法正确的是（ ）
A. 定位高空飞行的飞机时，用二维坐标就能确定飞机的具体位置
B. 定位一探险爱好者的具体位置时，探险爱好者不可视为质点
C. 测绘的飞机航空路线指的是飞机运动的位移
D. 测轮船在大海中的运动速度时，实际测量的是一小段时间内的平均速度，可近似为瞬时速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．要确定物体的位置，必须要知道这个物体的所在方位，还有就是距坐标原点的距离，这样才能唯一确定这一点。所以要定位高空飞行的飞机时，要用三维坐标才能确定飞机的具体位置，故A错误；
B．定位一探险爱好者的具体位置时，探险爱好者的大小相对于要定位的区域可以忽略不计，可以视为质点，故B错误；
C．测绘的飞机航空路线指的是飞机运动的轨迹，故C错误；
D．测轮船在大海中的运动速度时，实际测量的是一小段时间内的平均速度，当时间非常小时，可近似为瞬时速度，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，一辆汽车在平直公路上匀加速运动，从某时刻开始计时，汽车在第1s、第2s、第3s内前进的距离分别是5.4m、7.2m、9.0m。下列相关说法正确的是（ ）
A. 开始计时时刻汽车的速度为零
B. 汽车的加速度为
C. 1s末汽车速度为12.6m/s
D. 汽车在第3s的平均速度为3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设开始计时时刻汽车的速度为v0，汽车的加速度为a，由位移时间公式可得，汽车在第1s内的位移为
第2s内的位移为
联立解得
A错误，B正确；
C．由速度时间公式可得，1s末汽车速度为
C错误；
D．由平均速度公式，可得汽车在第3s的平均速度为
D错误。
故选B。
5. 如图所示，用阿兜把足球挂在竖直墙壁上A点，球与墙壁的接触点为B点。足球所受的重力为G，墙壁对球的支持力为N，AC绳的拉力为F。墙壁光滑，不计网兜的重力。下列关系式正确的是（ ）
A. F＝NB. F＜NC. F＜GD. F＞G
【答案】D
【解析】
【详解】足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图所示
根据平行四边形定则，绳子对球的拉力
即为
由三角形的边角关系知 ，故ABC错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右匀速移动了一段距离，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的（ ）
A. 支持力为
B. 支持力为
C. 摩擦力为
D. 摩擦力为
【答案】C
【解析】
【详解】以人和雪橇为整体受力分析如图
由于雪橇匀速运动，故正交分解有
且
联立可得
故选C。
7. 如图所示，在某次冰壶比赛中，一冰壶（可视为质点）以一定的初速度沿着虚线做匀减速直线运动，A、、、、为轨迹上的间距相等的5个点，冰壶到达点时的速度恰好为零。若冰壶通过点时的瞬时速度为，通过段的时间为，下列说法正确的是（ ）
A. 冰壶通过A点时的速度大小为
B. 冰壶从A点到点减速的时间等于
C. 冰壶通过点时的瞬时速度等于通过段的平均速度
D. 冰壶通过段的平均速度是通过段平均速度的4倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．令相邻两点之间的间距为，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
，
解得
故A错误；
B．利用逆向思维，根据速度公式有
，
冰壶从A点到点减速的时间
结合上述解得
故B正确；
C．令冰壶通过点时的瞬时速度，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
冰壶通过段的平均速度
结合上述解得
，
可知
故C错误；
D．冰壶通过段的平均速度与通过段平均速度分别为
，
结合上述解得
故D错误。
故选B。
8. 如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 小滑块的质量m＝3kg
B. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1
C. 当水平拉力F＝7N时，长木板的加速度大小为3m/s2
D. 当水平拉力F增大时，小滑块的加速度一定增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】B．由a-F图像可知，小滑块的最大加速度为2m/s2，对小滑块分析有
解得
B错误；
A．由a-F图像可知，外力大于6N后两物体相对滑动，对长木板受力分析有
整理得
由a-F图像可知图像的斜率为
代入数据解得
解得
M＝1kg
由a-F图像可知，外力小于6N时，两物体有共同加速度，外力等于6N时，两物体加速度为2m/s2，对整体分析有
解得
则有
A错误；
D．由a-F图像可知，外力大于6N后两物体相对滑动，相对滑动后小滑块的加速度不随外力的增大南而改变，D错误；
C．由a-F图像可知，外力大于6N后两物体相对滑动，对长木板受力分析有
代入数据整理得
所以当水平拉力F＝7N时，长木板的加速度大小为3m/s2，C正确。
故选C。
9. 蹦床运动深受人们喜爱，如图为小明同学在杭州某蹦床馆，利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图。假设小明仅在竖直方向运动，忽略空气阻力。依据图像给出的物理信息，可得（ ）
A. 至内，小明同学先向下减速后向上加速运动
B. 小明的最大加速度为
C. 小明上升的最大高度为
D. 小明在整个蹦床过程中机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，至内，小明同学接触蹦床后弹力小于重力先向下加速当弹力与重力平衡时速度达到最大，然后向下减速直至速度为零，再然后向上加速运动当弹力与重力平衡时速度再次达到最大，之后弹力将小于重力做减速上升直至离开蹦床。故A错误；
B．由图可知
根据牛顿第二定律，可得
当弹力取最大值时，小明具有最大加速度，即
故B错误；
C．由图可知，小明在空中运动的时间为2.0s，依题意小明做竖直上抛运动，有
故C正确；
D．小明在整个蹦床过程中除了自身重力做功外，蹦床的弹力也做功了。所以小明的机械能不守恒。故D错误。
故选C。
10. 在竖直升降电梯内的地板上放一体重计，某同学站在体重计上。电梯静止时，体重计示数为500N，在电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计的示数为400N，则在这段时间内（ ）
A. 该同学处于超重状态
B. 该同学对体重计的压力小于体重计对他的支持力
C. 电梯的加速度方向一定竖直向下
D. 电梯一定向下加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】AC．示数为400N等于人受到的支持力，根据牛顿第二定律
可知电梯的加速度方向一定竖直向下，即该同学处于失重状态，A错误，C正确；
B．根据牛顿第三定律可知，该同学对体重计的压力与体重计对该同学的支持力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，B错误；
D．电梯也可能减速上升，D错误。
故选C。
11. 如图所示，在排球场上发球运动员将排球斜向上击出，排球运动一段时间后落至点。已知排球在空中运动轨迹的最高点为点，排球可视为质点，忽略空气阻力的影响。关于排球运动过程中速度方向和受力方向，下列图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．排球在空中做曲线运动，速度方向为轨迹的切线方向，A正确，B错误；
CD．排球在空中做曲线运动时，忽略空气阻力的影响，排球只受到重力作用，因此排球运动过程中受力方向始终竖直向下，CD错误。
故选A。
12. 如图所示，水平地面上有质量为2kg的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了2.0cm的轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。现用的水平力推木块B，稳定后（ ）
A. 弹簧的压缩量变为2.5cm
B. 木块B所受静摩擦力为0
C. 木块A所受静摩擦力大小为5N
D. 木块B所受静摩擦力大小为5N
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．由题意可知，在力F作用前，系统处于静止状态，由胡克定律可得弹簧的弹力为
水平地面对B木块的最大静摩擦力为
现用水平力推木块B时，则有
可知木块B仍处于静止状态，此时木块B受到的摩擦力为最大静摩擦力5N，弹簧的压缩量仍为2.0cm，AB错误，D正确；
C．由于弹簧的形变量不变，则弹力不变，木块A继续保持静止状态，由共点力平衡条件可知，木块A所受静摩擦力大小为4N，C错误。
故选D。
二、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
13. 在用描点法做“研究平抛运动”的实验时，如图甲让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹。
（1）下面列出了一些操作要求，你认为不正确的选项有______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，将点连成平滑曲线
（2）某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线，、、是曲线上的三个点的位置，点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，到的时间______s，小球做平抛运动的初速度______m/s。
【答案】 ①. C ②. 0.1 ③. 2
【解析】
【详解】（1）[1]A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正确，不符合题意；
B．每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度，故B正确，不符合题意；
C．记录小球经过不同高度的位置时，不需等距离下降，故C错误，符合题意；
D．小球的运行轨迹是平滑曲线，所以将点连接成平滑的曲线，故D正确，不符合题意。
故选C。
（2）[2]在竖直方向上
则有
[3]水平方向初速度为
14. 在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上依次选择6个实际点A、、、、、，各相邻点间的距离依次是2.0cm、3.0cm、4.0cm、5.0cm、6.0cm。
（1）根据学过的知识可以求出小车在点的速度为______m/s，间的平均速度为______m/s；（结果均保留三位有效数字）
（2）小车的加速度___（结果保留两位有效数字）。若当交流电的实际频率小于50Hz时，仍按50Hz计算，则测量的加速度值比真实的加速度值___（填“偏大”“偏小”“不变”）。
【答案】 ①. 1.25 ②. 2.25 ③. 25 ④. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]利用匀变速直线运动的推论得
[2]CE间的平均速度为
（2）[3]由逐差法得
[4]若当交流电的实际频率小于50Hz时，则实际的打点周期大于，即测量的打点周期小于，则测量的加速度值比真实的加速度值偏大。
三、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
15. 一辆汽车以36km/h速度在平直公路上匀速行驶，经过A点时汽车以的加速度匀加速，运动10s后，到达B点，再以的加速度匀减速刹车至C点停下。请完成：
（1）请作出汽车开始加速后18s内的图像（在答卷坐标格上完成）；
（2）求AB两点之间的距离；
（3）从A运动到C点的时间。
【答案】（1）见讲解；（2）125m；（3）15s
【解析】
【详解】（1）汽车的初速度，根据速度时间关系式可得10s末的速度为
10s后开始刹车，假设经t键位0，则
所以汽车在第15s末停止，之后汽车停止不动，则汽车开始加速后18s内图像有
（2）AB两点之间的距离为
（3）从A运动到C点的时间为
16. 跳台滑雪是冬奥会的重要比赛项目之一。某次比赛中，某运动员以m/s的速度从跳台a处沿水平方向飞出，在滑雪道b处着陆，如图所示，a、b两处的连线与水平方向的夹角为θ=30°，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，在飞行过程中运动员和滑雪板可以看成质点，求：
（1）运动员在b点着陆瞬间的速度大小；
（2）运动员在空中飞行的时间t和位移大小s。

【答案】（1）m/s；（2）4s；160m
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动规律可得
解得
则运动员在b点的速度大小为
（2）在竖直方向上有
解得
则水平位移为
则位移大小为
17. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为α=37°，如图b。已知人的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即(g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6)。求：
(1)打开降落伞前人下落的距离；
(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向；
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？
【答案】（1）20m；（2），，方向向上；（3）312.5N
【解析】
【详解】（1）由速度时间图像可知，人打开降落伞时的速度为，故下落的距离为
（2）当人做匀速运动时，
刚开始下落时，对整体
解得
，
加速度方向向上。
（3）设每根绳子的拉力为T，当加速度最大时绳的拉力最大，对运动员
解得