2025荆州中学高一上学期期中考试物理试卷含解析

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一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A. 高速行驶的汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒，说明乘客具有惯性
B. 把手中的球由静止释放，球竖直下落，说明球没有惯性
C. 运动员投掷标枪时，用力越大，标枪飞行越远，说明力越大则惯性越大
D. 短跑比赛，运动员通过终点后很难停下来，说明速度越大则惯性越大
【答案】A
【解析】
【详解】A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客具有惯性，故A正确；
B．把手中的球由静止释放，球竖直下落，说明力能改变物体的运动状态，一切有质量的物体都有惯性，故B错误；
CD．质量是物体惯性大小的唯一量度，所以惯性大小与物体的受力及速度大小无关，则C错误，D错误。
故选A。
2. 如图所示，质量分别为4kg、3kg的木块A、B用轻质弹簧连接并置于粗糙水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.3，弹簧的劲度系数为400N/m，且伸长了2.0cm，A、B和弹簧组成的系统处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度的大小取。现用的水平拉力向右拉木块B，则力F作用后（ ）
A. 木块A所受摩擦力的大小是12NB. 木块A所受摩擦力的大小是10N
C. 木块B所受摩擦力的大小是9ND. 木块B所受摩擦力的大小是2N
【答案】D
【解析】
【详解】根据
可知物体AB与地面间的最大静摩擦力分别为
fmA=12N，fmB=9N
开始时弹簧的弹力
F弹=kx=8N
现用的水平拉力向右拉木块B，对B分析可知因
可知B仍静止，此时木块B所受摩擦力的大小是
弹簧的弹力不变，则A仍静止，此时木块A所受摩擦力的大小是
故选D。
3. 将一小球（可看成质点）从平台边缘竖直向上抛出，来模拟跳水运动员的运动过程，从小球抛出时开始计时，若小球的速度与时间关系的图像如图所示，不计空气阻力。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球在1.2s时到达最高点B. 跳台与水面的高度差是2.4m
C. 小球在水中时最深处的加速度最大D. 小球潜入水中的深度为3.2m
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在0.4s时速度为零，达到最高点，A项错误；
C．速度－时间图像的斜率表示加速度，1.2s刚入水时图像斜率最大，此时小球的加速度最大，C项错误；
B．跳台与水面的高度差
B项正确；
D．若小球入水后做匀减速直线运动，小球潜入水中的深度
因为小球做变减速运动，图像中不规则图形的面积小于三角形的面积，所以小球潜入水中的深度小于3.2m，D项错误。
故选B。
4. 如图所示，一光滑的轻滑轮用轻绳悬挂于点，站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住漏斗，拉漏斗的绳与延长线的夹角为，人所拉轻绳与延长线的夹角为，在砂子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，则在这一过程中（ ）
A. 不一定等于B. 轻绳的拉力逐渐增大
C. 人对地面的压力逐渐减小D. 人对地面的摩擦力逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．绳子拉力始终等于漏斗和砂子的重力，对滑轮受力分析可得
垂直于方向有
可得
故A错误；
B．设漏斗和砂子总质量为，则
沿方向有
在砂子缓慢漏出过程中，漏斗和砂子总质量为在减小，故轻绳的拉力逐渐减小。故B错误；
D．设人的质量为，对人受力分析如图所示

水平方向有
其中
在砂子缓慢漏出的过程中，不变，不变，漏斗和砂子总质量为在减小，减小，故地面对人的摩擦力逐渐减小，故D正确；
C．对人受力分析，竖直方向有
地面对人的支持力为
不变，不变，减小，故地面对人的支持力逐渐增大，故C错误。
故选D。
5. 如图所示，是等边三角形的中心，是三角形中的任意点，如果作矢量、、分别表示三个力，三个力的方向如图中箭头所示，则这三个力的合力大小用的长度表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为是等边三角形的中心，现增加三个力，分别用矢量、、表示，如图所示，因为矢量、、互成夹角，故、、三者的合力为零，不影响、、三力的合成，根据三角形定则可知，与的合力为、与的合力为、与的合力为，故、、三个力的合力大小用长度可表示为，C正确，ABC错误。
故选C。
6. 如图所示，倾角θ=30°的倾斜传送带逆时针匀速转动，一可视为质点的物块P用细线拉着在传送带上保持静止。已知物块与传送带间的动摩擦因数。调整细线的方向并保持物块的位置不变，当细线拉力最小时，细线与水平方向的夹角等于（ ）
A. 0°B. 30°C. 60°D. 90°
【答案】C
【解析】
【详解】设细线拉力为T，物块受到的滑动摩擦力为f，对物块受力分析如图所示
把各个力沿传送带和垂直传送带方向分解，沿传送带方向，有
垂直传送带方向，有
又因为
可得
利用辅助角公式，有
其中
当时，T有最小值，此时
即，C正确，ABD错误。
故选C。
7. 如图所示，重为20N的木块放在倾角为的斜面上受到的水平恒力的作用做匀速直线运动（F的方向与斜面平行），则木块与斜面的动摩擦因数为（ ）
A. 0.6B. C. D. 0.5
【答案】A
【解析】
【详解】将重力沿斜面与垂直于斜面分解，则有
由于木块做匀速直线运动，则沿斜面方向所受合力为0，结合上述有
木块受到斜面对其的滑动摩擦力，则有
解得
故选A。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。选不全得3分，错选不得分）
8. 如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环。箱和杆质量是，环的质量为，已知环沿着杆以加速度下滑，环受杆的摩擦阻力大小为，则此时箱对地面的压力为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】依题意，由牛顿第三定律可知，环对杆的摩擦力大小为，方向向下，由于箱子静止不动，则地面对箱的支持力大小
故箱子对地面的压力大小为
若对环利用牛顿第二定律，得
解得
代入中得，箱对地面的压力也可表示为。
故选AD。
9. 如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（α>π2）．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中( )
A. MN上的张力逐渐增大
B. MN上的张力先增大后减小
C. OM上的张力逐渐增大
D. OM上的张力先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，
在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确；B、C错误．
10. 如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速沿斜劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而斜劈始终保持静止，物块m上、下滑动的整个过程中（ ）
A. 物块m向上滑动与向下滑动时加速度大小相同
B. 物块m向上滑动的时间小于向下滑动的时间
C. 地面对斜劈M的支持力大于（M＋m）g
D. 地面对斜劈M的摩擦力方向始终不变
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．设斜面倾角α，动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律可知上滑时加速度大小为
同理可知返回时加速度大小为
故A错误；
B．根据运动学公式可知，上滑比下滑的时间短，故B正确；
CD．由于在上滑或下滑过程物体的加速度均为沿斜面向下，所以物体处于部分失重，因此整体支持力应小于（M+m）g，并由于加速度沿斜面向下，所以整体具有向左的加速度，所以当把物体看作整体时，地面对斜面的静摩擦力应向左，故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分。）
11. 某同学利用图甲中的装置研究自由落体运动规律，并得到了几条较为理想的纸带。由于不小心，其中一条纸带被撕断了，已知打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）这几段纸带上均为每5个点取一个计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，先后编为0、1、2、3、4、5和6。选项B、C、D中的纸带，与选项A中纸带属于同一条的是 。
A. B.
C. D.
（2）该同学又设计了一个研究自由落体运动规律的装置，如图乙，电磁铁和光电门固定在铁架台上。
①先用游标卡尺测得铁球的直径d；
②为了减小实验误差，电磁铁下表面到光电门的高度差要稍大一些；
③给电磁铁通电，将铁球吸附在电磁铁下面，用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门的距离h（，给电磁铁断电，铁球自由下落通过光电门，与光电门连接的数字计时器显示铁球通过光电门的遮光时间t，保持电磁铁的位置不变，多次改变光电门的位置，重复实验，测得多组h、t的值。作图像，则作出的图像应是图丙中的图线_________（填“a”“b”或“c”），若图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=________（用d和k表示）。
【答案】（1）C （2） ①. b ②.
【解析】
【小问1详解】
匀变速直线运动中连续相等时间间隔内的位移差相等，可知
所以
即第3点和第4点之间的距离为59.00cm。
故选C。
【小问2详解】
[1]根据自由落体运动的规律
其中
整理可得
作h-图像，可知图像过原点，则作出的图像应是图丙中的图线b。
[2]根据以上分析可知
所以当地的重力加速度为
12. 某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm）的纸贴在水平桌面上，如图甲所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。
（1）用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图乙所示，F的大小为______N；
（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图甲中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2 N和F2=5.6 N；
①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合______。
②F合的大小为______N，F合与拉力F的夹角的正切值为______。
若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
【答案】 ①. 4.0 ②. ③. 4.0 ④. 0.05
【解析】
【详解】（1）[1]由图乙可知，该测力计的精度为0.2N，则该读数为4.0N。
（2）①[2]用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图甲中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力F合，如图所示
②[3]用刻度尺量出F合的线段长为20.0 mm，所以F合大小为
[4]F合与拉力F夹角的正切值为
四、解答题（共38分）
13. 如图所示，某发射系统内有一矩形箱子，箱子内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块P，箱子内上表面和下表面都装有压力传感器。 箱子静止时，上方传感器的读数，下方传感器的读数。 重力加速度g取。
（1）求P的质量m；
（2）当系统在竖直方向运动时，上方传感器的读数，求此时箱子的加速度a。
【答案】（1）；（2），方向竖直向上
【解析】
【详解】（1）木箱静止时，弹簧重力不计，对弹簧和木块整体进行受力分析，受重力、上方传感器向下的压力
下方传感器向上的支持力
根据平衡条件有
解得P的质量
（2）上表面传感器的读数变成5N，即
而弹簧弹力不变，则下方传感器向上的支持力仍为20N，对物体由牛顿第二定律，有
解得
方向竖直向上。
14. 2024年6月19日，“萝卜快跑”在武汉开始推出无人驾驶叫车业务，面向市民提供自动驾驶出行服务。在某次无人驾驶道路测试时，无人驾驶测试车甲、乙在两平行车道上，甲车有一初速度，乙车静止，当甲车与乙车并排时开始计时，甲、乙两辆汽车的图像如图中A、B直线所示，两汽车可视为质点，甲车减速到零后不再运动。求：
（1）两车再次并排行驶之前，在运动方向上相距的最远距离；
（2）两车再次并排时所用时间t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由匀变速直线运动的位移时间关系
得
根据图像可得甲车的初速度
加速度
乙车的初速度为0，加速度
当两车速度相等时，两者在运动方向上的距离最远，设经过时间两者速度相等，由
解得
在时间内甲车位移为
乙车位移为
解得最远距离
【小问2详解】
设甲车经过时间减速到0，则有
在时间内甲车的位移
乙车的位移
说明甲车速度减小到零时，甲、乙两车还相距，即乙车还没有追上甲车
解得
15. 如图甲，质量为1kg的物块放在倾角的固定斜面上，物块恰好能沿斜面向下做匀速运动。已知，，，认为物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）若对静止在斜面上的物块施加水平向右的推力F，如图乙所示，为保持物块静止，求水平推力大小应满足的条件；
（3）若改变斜面倾角，使得水平推力F无论为多大，都不会令静止的物块沿斜面向上滑动，求的正切值的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块恰好能沿斜面向下做匀速运动，根据受力平衡可得
又
解得物块与斜面间的动摩擦因数为
（2）对静止在斜面上的物块施加水平向右的推力，当物块刚好不上滑时，摩擦力沿斜面向下刚好达到最大，则有
联立解得
保持物块静止，可知水平推力大小应满足
（3若改变斜面倾角，使得水平推力F无论为多大，都不会令静止物块沿斜面向上滑动，物体不能上滑时需满足
整理可得
当取无穷大时，可得