物理-湖南省长沙市湖南师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期期中考试

这是一份物理-湖南省长沙市湖南师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期期中考试，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

时量：75分钟 满分：100分
得分：____________
一、单选题(本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是

A．伽利略对自由落体运动的研究，应用了将实验和逻辑推理相结合的方法
B．根据速度定义式v＝eq \f(Δx,Δt)，当Δt非常小时，eq \f(Δx,Δt)就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
2．在研究物体的机械运动时，最常见的力有重力、弹力和摩擦力。下列关于力的说法正确的是
A．放在水平地面上的物体受到地面的支持力，是因为物体发生了形变
B．自由下落的石块速度越来越大，说明它受到的重力也越来越大
C．运动的物体可能受到静摩擦力的作用
D．两个物体必须接触才能产生力的作用
3．如图所示，放在粗糙水平桌面上的一个物体，受到水平方向的两个力，F1＝16 N，方向向右，F2＝10 N，方向向左，当F1从16 N逐渐减小到零时，物体始终保持静止，物体与桌面间摩擦力大小变化情况是
A．先增大后减小，方向先向右后向左
B．先减小后增大，方向先向左后向右
C．逐渐减小，方向一直向右
D．逐渐增大，方向一直向左
4．如图，光滑斜面被等分成四段，AB＝BC＝CD＝DE，若一物体从A点由静止开始沿斜面向下匀加速运动，则
A．物体通过每一段的时间之比为1∶eq \r(2)∶eq \r(3)∶2
B．物体通过AE段的平均速度等于通过C点时的瞬时速度
C．物体通过B、C、D、E四点速度之比为1∶eq \r(2)∶eq \r(3)∶2
D．物体通过AB、BC、CD、DE四段的平均速度之比为1∶eq \r(2)∶eq \r(3)∶2
5．如图甲所示是用刀具切硬物的情景，将刀刃放在硬物上，右手握住刀柄控制右侧刀面始终保持竖直，左手用力按压刀背使刀刃缓慢竖直切入硬物，刀刃切入硬物的横截面如图乙所示。下列说法正确的是
A．刀具左侧对硬物的压力大于右侧对硬物的压力
B．刀具左侧对硬物的压力小于右侧对硬物的压力
C．刀具对硬物的作用力小于硬物对刀具的作用力
D．刀具对硬物的作用力大于硬物对刀具的作用力
6．某同学学习了竖直上抛运动后，决定利用手机上的自动拍摄功能来研究竖直上抛运动，他将自动拍摄时间定为0.3 s拍摄一幅照片，现他选取学校一处外墙比较干净的地方作为拍摄的背景墙，在拍得的多组照片中他选取其中连续拍摄的三幅照片如图所示。小球在三个时刻的位置标记为a、b、c，已知每块砖的厚度为5 cm，取重力加速度g＝10 m/s2。经分析可知三幅照片的拍摄顺序
A．可能是bca B．一定是acb
C．一定是abc D．可能是cba
二、多选题(本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错得0分)
7．一质点以不变的速率v沿半径为R的圆周运动，从经过M点开始，先后经过P、N、Q后回到M点，周而复始，则下列说法正确的是
A．从M到N的过程中，平均速度的大小为eq \f(2v,π)
B．从M到N的过程中，速度变化量的大小为2v
C．从M到N的过程中，速度变化量为0
D．从M到P过程中的位移与从P到N过程中的位移相同
8．小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的eq \f(x,t2)－eq \f(1,t)图像(如图)。已知机动车运动轨迹是直线，但是不知机动车是处于加速还是刹车状态，请你帮他判定以下合理的说法是
A．机动车处于匀加速状态
B．机动车的初速度为0
C．机动车的加速度为大小为8 m/s2
D．机动车在前3秒的位移是25 m
9．用三根细线a、b、c将两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两球均处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，下列说法正确的是
A．细线a、c拉力之比为2∶1
B．细线a、c拉力之比为3∶2
C．若细线b与竖直方向的夹角为60°，小球1和2的质量之比为2∶1
D．若细线b与竖直方向的夹角为60°，小球1和2的质量之比为3∶2
10．如图所示，倾角为30°的光滑斜面底端有一挡板，斜面上放置静止AB两物体，其质量分别为mA＝0.5 kg、mB＝1 kg，其中物体A与挡板用劲度系数为k1＝100 N/m的轻质弹簧1连接，AB之间连接一劲度系数为k2＝500 N/m的轻质弹簧2，开始时整个装置静止在斜面上，在B的上端通过一光滑定滑轮连接一质量为mC＝0.6 kg的物块C，用手托着C使其缓慢下移，直到撤去手后整体处于静止状态。取g＝10 m/s2，经分析可知
A．物体A沿斜面运动的距离为0.06 m
B．物体A沿斜面运动的距离为0.09 m
C．物体B沿斜面运动的距离为0.008 m
D．物体B沿斜面运动的距离为0.072 m
11．粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形物体C，斜面上有一个质量为2m的物块B，B与一轻绳连接，且绕过一固定在天花板上的定滑轮，另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A，右上方有一拉力F，初始夹角α＝135°，如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动90°且保持α大小不变，转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行，重力加速度为g。下列说法正确的是
A．B、C间的摩擦力一直减小
B．绳上拉力FT先增大再减小
C．地面对物体C的支持力先减小再增大
D．物体C对地面的摩擦力方向水平向右
三、实验题(本大题共2小题，第12题8分，第13题6分，共14分)
12．(8分)某同学研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)本次实验选择的是电火花打点计时器，该计时器的工作电源电压为________V。
(2)下列实验步骤的正确顺序是________(用字母填写)。
A．关闭电源，取下纸带
B．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
C．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
D．接通电源后，放开小车
(3)如图，是该同学得到的物体做匀变速直线运动的一条纸带，从O点开始每隔3个计时点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6，测得s1＝5.18 cm，s2＝4.40 cm，s3＝3.62 cm，s4＝2.78 cm，s5＝2.00 cm，s6＝1.22 cm。电源频率为50 Hz。
①相邻两计数点间的时间间隔为________s。
②打点计时器打记数点3时，物体的速度大小v3＝________m/s(该空结果保留两位有效数字)。
③物体的加速度大小a＝______m/s2(该空结果保留3位有效数字)。
④若电源频率低于50 Hz时，仍按相邻两个计时点时间间隔为0.02 s计算，则测出小车的加速度________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
13．(6分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，某同学利用的器材有：一瓶矿泉水两根完全相同的轻弹簧等；他先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端均连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的偏角α、β，如图乙所示。改变钉子A的位置，按照上述方法多测几次。
(1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则，画出力的合成图，必须的操作是________(选填选项前的字母)。
A．要测量弹簧的原长
B．实验中要使AO、BO长度相同
C．要测量图甲、乙中弹簧的长度
D．实验中要使结点O的位置始终固定不变
(2)根据实验原理及操作，在作图时，图中________(选填“丙”或“丁”)是合理的。
(3)某次实验中测得乙图中α＝33°，β＝53°，保持β偏角不变，将OA从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，则OA中弹簧的长度将________，OB中弹簧的长度将________(均选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
四、解答题(本大题共3小题，第14题12分，第15题12分，第16题13分，共37分，要求有必要的文字说明)
14．(12分)在一次军事演习中，特种兵进行超低空跳伞演练。直升飞机悬停在离地高度H处，特种兵从机舱中跳下，在竖直方向上做自由落体运动，下落3 s后特种兵打开降落伞，随后匀减速下降直至落地，已知特种兵从离机到落地的全过程用时13 s，且落地时的速度大小为1 m/s，g＝10 m/s2，求：
(1)特种兵打开降落伞时的速度大小，以及到跳伞点的距离；
(2)特种兵打开降落伞后的加速度；
(3)直升飞机悬停的高度H。
15．(12分)拖把是生活中常用的清洁工具，由拖杆和拖把头构成。如图所示，某人沿拖杆方向以恒力F＝20 N推拖把时，拖把头在地板上匀速移动。已知拖杆与竖直方向的夹角为θ＝37°，拖把头的质量为m＝0.4 kg，拖杆质量可忽略，(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取g＝10 m/s2)求：
(1)地面对拖把头的支持力大小FN；
(2)拖把头与水平地板间的摩擦力f；
(3)拖把头与水平地板间的动摩擦因数μ。
16.(13分)汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，行驶过程中司机忽然发现前方50 m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车加速度的大小随位移变化的关系如图所示。司机的反应时间t1＝0.3 s，在这段时间内汽车仍保持匀速行驶，x1～x2段为刹车系统的启动阶段，从x2位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从x2位置开始计时，汽车第1 s内的位移为10 m，第3 s内的位移为6 m。
(1)求汽车刹车系统稳定工作后加速度的大小及x2位置汽车的速度大小；
(2)若x1～x2段位移大小为11.5 m，求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车位移的大小。
(3)在研究物理问题的过程中，我们会用到一些重要的科学思维方法，微元法就是其中之一，教科书中评解了如何由v－t图像来求位移，然而微元法的运用不会局限于运动学，请你借鉴该过程，运用微元法解决如下力学问题：如图，P为一个水闸的剖面图，闸门的质量为m、宽为b，水闸两侧水面的高度分别为h1、h2，水与闸门间、闸门与轨道间的动摩擦因数分别为μ1、μ2。设水的密度为ρ(液体压强公式p＝ρgh，g为重力加速度)，求拉起闸门至少需要多大的力？
湖南师大附中2024－2025学年度高一第一学期期中考试
物理参考答案
一、单选题(本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.D 【解析】A.伽利略对自由落体运动的研究，应用了将实验和逻辑推理相结合的方法，故A正确；B.根据速度定义式v＝eq \f(Δx,Δt)，当Δt非常小时，eq \f(Δx,Δt)就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B正确；C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C正确；D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故D错误。选不正确的，故选D。
2．C 【解析】A.放在水平地面上的物体受到地面的支持力，是因为地面发生了形变，故A错误；B.重力与物体的运动状态无关，故B错误；C.运动的物体可能受到静摩擦力的作用，例如与倾斜传送带一起运动的物体，受传送带的静摩擦力，故C正确；D.两个物体不接触也可以产生力的作用，如磁铁间的作用力、物体受到的重力等，故D错误。故选C。
3．B 【解析】物块处于平衡状态，所受合外力为零，所以摩擦力为f＝F1－F2，因为F1逐渐减小，所以摩擦力先减小，方向向左；当F14．C 【解析】A.根据x＝eq \f(1,2)at2，可得t＝eq \r(\f(2x,a))，可知初速度为零的匀变速直线运动在连续相等位移内的时间之比为1∶(eq \r(2)－1)∶(eq \r(3)－eq \r(2))∶(2－eq \r(3))……，故A错误；B.由上述比值关系可知，B点为物体运动的时间中点，根据全程的平均速度等于时间中点速度可知，物体通过AE段的平均速度等于通过B点时的瞬时速度，由于物体做加速运动，所以物体通过AE段的平均速度小于通过C点时的瞬时速度，故B错误；C.根据v2＝2ax，可得v＝eq \r(2ax)，可知，物体通过B、C、D、E四点的速度之比为1∶eq \r(2)∶eq \r(3)∶2，故C正确；D.因为物体通过每一段的时间之比为1∶(eq \r(2)－1)∶(eq \r(3)－eq \r(2))∶(2－eq \r(3))，则平均速度之比为1∶(eq \r(2)＋1)∶(eq \r(3)＋eq \r(2))∶(2＋eq \r(3))，故D错误。故选C。
5．A 【解析】AB.把F分解，如图，可知刀具左侧对硬物的压力大于右侧对硬物的压力，故A正确，B错误；CD.由牛顿第三定律可知刀具对硬物的作用力等于硬物对刀具的作用力，故CD错误。故选A。
6．A 【解析】由题意，小球做竖直上抛运动，由Δx＝aT2得，则连续相邻两拍摄点之间的距离差应为Δx＝－gT2＝－10×0.32 m＝－0.9 m(取向上为正)，由图可得ab两点，bc两点之间的距离分别为ab＝12×5 cm＝0.6 m，bc＝3×5 cm＝0.15 m，如果abc，则cb－ab＝－0.45 m，不可能；如果是acb，则cb－ac＝－0.15 m－(0.15＋0.6)m＝－0.9 m，可能；如果是bca，则ca－bc＝－(0.6＋0.15)m－0.15 m＝－0.9 m可能，所以可能拍摄的顺序可能是acb，也可能bca。如果是cba，则ba－ca＝0.45 m，不可能。故选A。
二、多选题(本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错得0分)
7.AB 【解析】A.从M到N的过程中，位移2R，则平均速度的大小为eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(2R,\f(πR,v))＝eq \f(2v,π)，选项A正确。BC.以向右为正方向，则从M到N的过程中，速度变化量的大小为Δv＝v－(－v)＝2v，选项B正确，C错误；D.从M到P过程中的位移与从P到N过程中的位移大小相同，但是方向不同，选项D错误；故选AB。
8．CD 【解析】ABC.由图像可得eq \f(x,t2)－eq \f(1,t)函数关系为eq \f(x,t2)＝20eq \f(1,t)－4，可得x＝20t－4t2，结合匀变速直线运动的位移时间公式x＝v0t＋eq \f(1,2)at2，可得机动车的初速度和加速度分别为v0＝20 m/s，a＝－8 m/s2，可知机动车处于匀减速状态，故AB错误，C正确；D.根据速度—时间公式，可得机动车匀减速运动的总时间为t＝eq \f(0－v0,a)＝2.5 s，则机动车在前3秒的位移等于机动车在前2.5秒的位移，由运动学公式，可得机动车在前3秒的位移为x＝eq \f(v0,2)t＝25 m，故D正确。故选CD。
9．AC 【解析】AB.将两小球看作一个整体，对整体受力分析，受力如图所示，根据共点力的平衡条件有sin 30°＝eq \f(Fc,Fa)，解得细线a、c拉力之比2∶1，选项A正确，B错误；CD.a球受力平衡，水平方向Fa′sin 30°＝Fbsin 60°，竖直方向Fbcs60°＋m1g＝Fa′cs 30°，解得Fb＝m1g，对球2根据受力平衡有Fb·sin 30°＝m2g，所以两个小球1和2的质量之比为2∶1；选项C正确，D错误。故选AC。
10．AD 【解析】初始状态时，由平衡条件，对AB整体(mA＋mB)gsin 30°＝k1x1，对B，mBgsin 30°＝k2x2，两弹簧压缩量为x1＝0.075 m，x2＝0.01m，C缓慢下移直至静止时，对ABC整体(mA＋mB)gsin 30°＝k1x1′＋mCg，对BC，mBgsin 30°＋k2x′2＝mCg，两弹簧压缩量和伸长量分别为x1′＝0.015 m，x2′＝0.002 m，A、B两物体沿斜面运动的距离分别为xA＝x1－x1′＝0.06 m，xB＝x2＋x2′＋xA＝0.072 m，故选AD。
11．BCD 【解析】AB.对题图右侧结点处受力分析，α角大小不变，可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况，如图所示，通过分析可得FT先增大再减小，F一直减小。初始状态，对A分析可得绳子拉力FT＝mg，对B分析，可发现FT＝2mgsin 30°，即一开始B与C间的静摩擦力为零，故当绳子拉力FT从mg先增大再减小到mg，B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小，故A错误，B正确；C.将B、C看成整体，竖直方向有FN＋FTsin 30°＝(2m＋M)g，由于FT先增大再减小，故FN先减小再增大，故物体C对地面的压力先减小再增大，故C正确；D.由于绳的拉力，B和C有整体向右移的趋势，因此地面对物体C的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律，物体C对地面的摩擦力方向水平向右，故D正确。故选BCD。
三、实验题(本大题共2小题，第12题8分，第13题6分，共14分)
12．(8分)(1)220(1分) (2)CBDA(1分) (3)0.08(1分) 0.40(1分) 1.25(2分) 偏大(2分)
【解析】(1)电火花打点计时器的工作电源电压为220 V。
(2)做本实验步骤的正确顺序是：先把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔；再将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连；然后，接通电源后，放开小车；最后，关闭电源，取下纸带。故本实验步骤的正确顺序是：CBDA。
(3)①由题知，电源频率为50 Hz，每隔3个计时点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为t＝4T＝eq \f(4,f)＝eq \f(4,50) s＝0.08 s
②由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得，则打点计时器打记数点3时物体的速度大小v3＝eq \f(s4＋s3,2t)＝eq \f(（3.62＋2.78）×10－2,2×0.08) m/s＝0.40 m/s
③由逐差法可得加速度a＝eq \f(s6＋s5＋s4－（s3＋s2＋s1）,9t2)，代入数据解得a＝－1.25 m/s2
即加速度大小为1.25 m/s2。
④若电源频率低于50 Hz时，则实际打点周期大于0.02 s，仍按相邻两个计时点时间间隔为0.02 s计算，根据a＝eq \f(Δx,T2)，可知加速度的测量值比真实值偏大。
13．(6分)(1)AC(1分) (2)丙(1分) (3)先减小后增大(2分) 一直增大(2分)
【解析】(1)ABC.实验中，甲图用来测量合力，乙图用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可用弹簧伸长量来表示，因此要测量弹簧的原长和测量图甲、乙中弹簧的长度；但AO、BO长度不必相同，故AC正确，B错误；D.实验中重物重力是定值，所以不必保证O点位置固定不变，故D错误。故选AC。
(2)实验中矿泉水瓶的重力方向始终竖直向下，所以x1需要沿着竖直方向，故丙图是合理的。
(3)对O点受力分析，O点处于动态平衡中，重力大小方向不变，OB绳中拉力方向不变，将OA从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，根据矢量三角形定则如图所示，由于α＋β<90°，可知OA中弹力先减小后增大，则OA中弹簧的长度先减小后增大；OB中弹力一直增大，则OB中弹簧的长度一直增大。
四、解答题(本大题共3小题，第14题12分，第15题12分，第16题13分，共37分，要求有必要的文字说明)
14．(12分)【解析】(1)设特种兵做自由落体运动的时间为t1，做减速运动的时间为t2，则特种兵做自由落体运动阶段有x1＝eq \f(1,2)gteq \\al(2,1)，v＝gt12分
解得x1＝45 m，v＝30 m/s2分
(2)特种兵打开降落伞后的加速度大小为a＝eq \f(v－v0,t2)＝eq \f(30－1,10) m/s2＝2.9 m/s23分
方向竖直向上。1分
(3)特种兵做减速运动阶段有x2＝eq \f(v＋v0,2)t22分
H＝x1＋x2，解得H＝200 m2分
15．(12分)【解析】(1)由平衡条件可知，竖直方向mg＋Fcs θ＝FN3分
解得FN＝20 N2分
(2)正交分解可得Fsin θ＝f＝12 N4分
(3)拖把头与水平地板间的动摩擦因数μ为μ＝eq \f(f,FN)＝0.63分
16．(13分)【解析】(1)假设第三秒内未停止，则加速度大小为a＝eq \f(s1－s3,2T2)＝2 m/s2 2分
最后一秒内的位移应为x0＝eq \f(1,2)aT2＝1 m<6 m1分
假设成立。
根据匀变速直线运动规律vT－eq \f(1,2)aT2＝s11分
解得v＝11 m/s1分
(2)从x1～x2，取一小段位移Δx，则有veq \\al(2,0)－veq \\al(2,1)＝2a1Δx，veq \\al(2,1)－veq \\al(2,2)＝2a2Δx，…，veq \\al(2,n－1)－veq \\al(2,n)＝2anΔx，vn＝11 m/s，上式相加有veq \\al(2,0)－veq \\al(2,n)＝2(a1Δx1＋a2Δx2＋a3Δx3＋…＋anΔxn)
其中括号内之和表示a－x图像围成面积，可得veq \\al(2,0)－veq \\al(2,n)＝2×eq \f(x2－x1,2)a
解得v0＝12 m/s1分
则反应时间内x1＝v0t1＝3.6 m1分
在匀减速阶段有x3－x2＝eq \f(v2,2a)＝30.25 m1分
汽车行驶总位移x＝x1＋(x2－x1)＋(x3－x2)＝45.35 m1分
(3)液体压强与h的关系p＝ρgh，因为p－h图像是过原点的直线，如图所示
则水闸两边所受压力分别为F1＝eq \f(1,2)ρgbheq \\al(2,1)，F2＝eq \f(1,2)ρgbheq \\al(2,2)1分
故闸门左侧水和右侧水对闸门的摩擦力为f1＝μ1F1，f2＝μ1F21分
闸门与轨道间的摩擦力为f＝μ2(F1－F2)1分
所求拉力为F＝f1＋f2＋f＋mg
解得F＝eq \f(μ1ρgb,2)(heq \\al(2,1)＋heq \\al(2,2))＋eq \f(μ2ρgb,2)(heq \\al(2,1)－heq \\al(2,2))＋mg1分
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
C
B
C
A
A
题号
7
8
9
10
11
答案
AB
CD
AC
AD
BCD