湖南省长沙一中2024-2025学年高一（上学期）期末 物理试卷

这是一份湖南省长沙一中2024-2025学年高一（上学期）期末 物理试卷，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.某同学在观看奥运会时，对运动员所处状态的说法正确的是( )
A. 体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B. 蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C. 举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D. 游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
2.小天同学想通过观察速度计指针位置的变化测量汽车在加速过程的加速度。如图，他从图甲所示位置开始计时，到图乙所示的位置时测得经过时间约5.5s。若汽车做匀加速直线运动，则汽车本次加速的加速度大小最接近( )
A. 2.0m/s2B. 3.0m/s2C. 7.3m/s2D. 10.9m/s2
3.如图所示，光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上，O为圆心，A为轨道上的一点，OA与水平面夹角为30°。小球在拉力F作用下始终静止在A点。当拉力方向水平向左时，拉力F的大小为10N。当将拉力F在竖直平面内顺时针转至沿圆轨道切线方向时，拉力F的大小为( )
A. 5NB. 5 3NC. 10ND. 10 3N
4.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的2倍。A和B是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时轮与路面没有滑动，则( )
A. A点和B点的线速度大小之比为1：2
B. 前轮和后轮的角速度相等
C. 前轮和后轮转动的周期之比为1：2
D. A点和B点的向心加速度大小之比为1：2
5.某条河中各处河水流速相同，小船相对静水的速度为v，小船过河时，船头偏向上游与水流方向成α角时其航线恰好垂直于河岸，渡河时间为t。若水流速度稍有增大，为保持航线不变，且渡河时间仍为t。下列措施中可行的是( )
A. 减小α角，减小vB. 增大α角，减小vC. 减小α角，增大vD. 增大α角，增大v
6.如图所示，一根细线下端拴一个小球P，细线的上端固定在物块Q上，Q放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上，第一次小球在某一水平面内做匀速圆周运动。第二次小球在一个更高的水平面内做匀速圆周运动，而物块Q始终静止在桌面上的同一位置，则第二次与第一次相比，下列说法中正确的是( )
A. Q受到桌面的摩擦力一定变小B. 小球P运动的线速度可能变小
C. 小球P运动的周期一定变小D. 小球P运动的向心加速度可能变小
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.将一个物体在t=0时刻以一定的初速度竖直向上抛出，t=1.0s时刻物体的速度大小变为10m/s(重力加速度g取10m/s2)。则下列说法正确的是( )
A. 物体的初速度大小一定是20m/sB. t=1.0s时刻物体的运动方向可能向下
C. t=1.0s时刻物体一定在抛出点的上方D. 物体可能在t=2.0s时回到抛出点
8.如图，快递员工通过倾斜传送带将包裹从M处运往较低的N处，传送带与水平面的夹角为θ，且始终以一定速度v逆时针转动。在某时刻将小包裹(看作质点)轻放在传送带的M处，小包裹与传送带间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则关于小包裹从M运动到N的说法正确的是( )
A. 若μtanθ，包裹可能先加速再减速
9.如图所示，在倾角为θ的斜面顶端有一压缩的弹簧，弹簧将一个小球弹射出去，若小球从斜面水平抛出的初速度为v1，小球落到斜面上的速度为v2，小球落到斜面瞬间的速度方向与水平方向的夹角为α。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. v1越大，α越小B. α的大小与v1大小无关
C. tanθ= v22−v122v12D. tanθ= v22−v124v12
10.如图，倾角为30°的斜面体放置于粗糙水平地面上，物块A通过跨过光滑定滑轮的柔软轻绳与小球B连接，O点为轻绳与定滑轮的接触点。初始时，小球B在水平向右的拉力F作用下，使轻绳OB段与水平拉力F的夹角为θ。整个系统处于静止状态。现将小球向右上方缓慢拉起，并保持夹角θ不变，从初始到轻绳OB段水平的过程中，斜面体与物块A均保持静止不动，则在此过程中( )
A. 拉力F先增大后减小B. 轻绳对小球的拉力一直减小
C. 地面对斜面体的支持力先减小后增大D. 地面对斜面体的摩擦力先增大后减小
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.为了探究平抛运动的规律，某同学用如图(a)所示的装置进行实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是______。
A.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系，如图(b)所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹符合y=ax2的抛物线。若坐标纸中每个小方格的边长为L，根据图中M点的坐标值，可以求出a=______，小球平抛运动的初速度v0=______。(重力加速度为g)
12.某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为m=0.010kg。实验步骤如下：

(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板______(填“左下方”或“右下方”)垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑。
(2)将n(依次取n=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余(N−n)个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车的速度v随时间t的变化图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。
(3)对应于不同的n的a值见表。
(4)利用表中的数据在图(b)中描点，并作出a−n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。
(5)利用a−n图像求得小车(空载)的质量为______kg(保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8m⋅s−2)。
(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，同样实验作出a−n图像，发现a−n图像仍是直线，理论上该直线______(填“过”或“不过”)原点，该直线的斜率______(填“大于”“小于”或“等于”)步骤(4)中直线的斜率。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.一辆客车正在以v0=20m/s的速度匀速行驶，突然司机看见车的正前方x=34m处有一只小狗，小狗正以v1=4m/s的速度与长途客车同向奔跑，如图甲所示，司机立即采取制动措施。若从司机看见小狗开始计时(t=0)，客车的速度—时间图像如图乙所示。

(1)求客车制动时的加速度大小a；
(2)从司机发现小狗到停止运动的这段时间内，求客车前进的距离s；
(3)通过计算说明小狗能否被汽车撞上？
14.如图所示，倾角为37°的斜面长l=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3m/s的速度水平抛出，与此同时静止释放在顶端的滑块，经过一段时间后将小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块。(小球和滑块均视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)，求：
(1)抛出点O离斜面底端的高度；
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
15.如图所示，水平地面上有一两端开口的圆形管道，管道内部最上端有一活塞，已知管道质量为3m，活塞质量为m，两者间的最大静摩擦力为kmg(k>1)(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)若管道受到竖直向上的拉力作用，活塞与管道间没有相对滑动，求拉力的最大值F。
(2)若管道突然获得竖直向上的初速度v0，求管道第1次落地前活塞(还在管道中)相对于管道的位移L1。
(3)在(2)中，若k=3，管道每次与地面碰撞后以原速率返回。当管道与地面碰撞3次后的运动过程中活塞刚好能脱离管道，求管道的长度L。
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】AC
8.【答案】AC
9.【答案】BD
10.【答案】BD
11.【答案】AC 15L 5gL2
12.【答案】左下方 0.44 不过 大于
13.【答案】解：(1)长途客车制动时的加速度a=ΔvΔt=0−204.5−0.5m/s2=−5m/s2，负号表示与速度方向相反；
(2)由图象可知，长途客车从司机发现狗至停止运动的这段时间内前进的距离x=20×0.5m+12×(4.5−0.5)×20m=50m；
(3)当客车由v0=20m/s减速到v1=4m/s时，需要的时间t=Δv′a=4−20−5s=3.2s，司机从看到狗到速度减为v1=4m/s所通过的位移为x1=v0t1+v12−v022a=20×0.5m+42−2022×(−5)m=48.4m。
而狗通过的位移为x2=v1(t1+t)=4×(0.5+3.2)m=14.8m
因为14.8m+34m>48.4m，所以狗不会被撞上。
答：(1)客车制动时的加速度为5m/s2方向与速度方向相反；
(2)客车从司机发现小狗到停止运动的这段时间内前进的距离是50m；
(3)若小狗正以v1=4m/s的速度与长途客车同向奔跑，小狗可以摆脱被撞的噩运。
14.【答案】解：(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy，由几何关系得：
v0vy=tan37°…①
设小球下落的时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得：
竖直分速度vy=gt…②
竖直方向y=12gt2…③
水平方向x=v0t…④
设抛出点到斜面最低点的距离为h，由几何关系得：
h=y+xtan37°…⑤
由①②③④⑤得：h=1.7m
(2)在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得：
s=l−xcs37∘…⑥
设滑块的加速度为a，由运动学公式得：
s=12at2…⑦
对滑块，由牛顿第二定律得：
mgsin37°−μmgcs37°=ma…⑧
由①②③④⑥⑦⑧得：μ=0.125
答：(1)抛出点O离斜面底端的高度为1.7m；
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ为0.125。
15.【答案】解：(1)当活塞与管道间没有相对滑动，且两者间达最大静摩擦力时，拉力达到最大值F，对管道和活塞整体，根据牛顿第二定律得：
F−(m+3m)g=(m+3m)a
对活塞，同理可得：
kmg−mg=ma
解得：F=4kmg
(2)设管道与活塞的加速度大小分别为a1、a2，经时间t后两者达共同速度v1，管道与活塞的竖直向上的位移分别为x1、x2。根据牛顿第二定律与运动学公式可得：
对管道有：kmg+3mg=3ma1
v1=v0−a1t
x1=v0+v12t
对活塞有：kmg−mg=ma2
v1=a2t
x2=v12t
L1=x1−x2
联立解得：L1=3v028kg，方向竖直向下。
(3)根据(2)的解答，管道竖直向上运动位移x1后与活塞一起以初速度v1做竖直上抛运动，设第一次与地面碰撞前瞬间速度大小为v，则有：
v2−v12=2gx1
联立解得：v= 9k+316kv0= 104v0
管道与地面第一次碰撞后，管道以初速度大小为v，加速度大小为a1向上做匀减速直线运动，活塞以初速度大小为v，加速度大小为a2向下做匀减速直线运动。
由k=3，可得：a1=a2=2g，可知两者经过相同的时间(设为t1)速度减为零，则有：
t1=va1=v2g
此时管道上升的高度与活塞下降的高度均为：h1=v22a1=v24g
可得从第一次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为：Δx1=2h1=v22g
管道与地面第二次碰撞前瞬间速度为：v2= 2gh1= 22v
同理，从第二次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为：Δx2=v222g=( 22)2v22g
同理可得管道与地面第三次碰撞前瞬间速度为：v3= 22v2
同理，从第三次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为：Δx3=v322g=( 22)4v22g
可得管道的长度为：L=L1+Δx1+Δx2+Δx3
联立解得：L=43v0264g
答：(1)拉力的最大值F为4kmg。
(2)管道第1次落地前活塞相对于管道的位移L1的大小为3v028kg，方向竖直向下。
(3)管道的长度L为43v0264g。 n
1
2
3
4
5
a/(m⋅s−2)
0.20
0.43
0.62
0.77
0.98