陕西省西安市田家炳中学大学区联考2024-2025学年高一上学期1月期末 物理试题

这是一份陕西省西安市田家炳中学大学区联考2024-2025学年高一上学期1月期末 物理试题，共12页。试卷主要包含了5m/s，5m/s2等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，用0.5毫米黑色签字笔将答案写在答题卡上。
3.考试结束后将本试卷与答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一．单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1.2024年8月6日，全红婵在巴黎奥运会女子10米跳台跳水决赛中，以总分425.60分的成绩勇夺金牌，这一成绩不仅打破了伏明霞的纪录，而且以17岁131天的年龄，成为中国奥运历史上最年轻的三金王。从全红婵离开跳台开始计时，其重心的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度取，运动轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是( )
A．全红婵在入水前做自由落体运动
B．全红婵在3.65s时浮出水面
C．全红婵入水时的速度大小为16.5m/s
D．全红婵在1.65s到3.65s的平均速度大小小于7.25m/s
2.利用传感器与计算机结合，可以自动得出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到运动小车的速度-时间图像如图所示，由此图像可知（ ）
A．18 s时的加速度大于13 s时的加速度 B．小车做曲线运动
C．13 s末小车距离出发点最远 D．小车前10 s内的平均速度比后10 s内大
3.高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以的速度匀速进入识别区，ETC天线用了的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为，刹车的加速度大小为，则该ETC通道的长度约为（ ）

A．B．C．D．
4.如图所示，一根轻绳a一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中P与A之间的绳子处于水平状态：另一根轻绳b一端与动滑轮P的轴相连，绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的拉力F，使整个系统处于平衡状态。滑轮均为光滑、轻质，且大小可以忽略。已知轻绳b与竖直方向夹角为θ。现拉住绳子的端点O使其向左缓缓移动一小段距离，则（ ）
A．拉力F增大，角θ增大 B．拉力F减小，角θ减小
C．轻绳a对滑轮P的作用力减小 D．轻绳b对滑轮Q的作用力增大
5.如右图所示，A，B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A，B两球用轻弹簧相连，图乙中A，B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有( )
A. 两图中两球加速度均为gsinθ B. 两图中A球的加速度均为零
C. 图乙中轻杆的作用力一定不为零 D. 图甲B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
6.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以FN表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量。初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止,且弹簧处于自然状态(x=0),现改变力F的大小,使B以g2的加速度匀加速向下运动,g为重力加速度,空气阻力不计,此过程中FN或F随x变化的图像正确的是( )

如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧另一端固定在小车上，弹簧的劲度系数为100N/m，此时弹簧伸长了5cm，物体A和车均处于静止状态，g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物体A与小车间的最大静摩擦力大小一定等于5N
B. 若让小车和物体一起以1m/s2的加速度向右运动，则物体受摩擦力方向向右，大小为5N
C. 把小车下面的水平面突然撤去，让小车自由下落，则撤去瞬间，物体A受一个力作用
D. 把小车下面的水平面撤去，让小车自由下落，则撤去瞬间，物体A的加速度大小为0.5m/s2
8.如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑定滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m。O在半圆柱体圆心O1的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,则下列叙述正确的是( )
A.A球质量为6m
B.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg
C.剪断OB段细线的瞬间,小球B的加速度大小为2g
D.若小球B缓慢下降,使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动,则小球A受到线的拉力变小
9.如图所示,质量为M的小车放在光滑的水平地面上,右面靠墙,小车的上表面是一个光滑的斜面,斜面的倾角为α,当地重力加速度为g。那么,当有一个质量为m的物体在这个斜面上自由下滑时( )
A.小车对右侧墙壁的压力大小是mgsin αcs α
B.小车对右侧墙壁的压力大小是MmgM+msin αcs α
C.小车对地面的压力大小为(M-m)g-mgsin2α
D.小车对地面的压力大小为(M+m)g-mgsin αcs α
10.在两个倾角为α的足够长且固定的相同斜面体上,分别有如图所示的两套装置。P1、P2分别是固定在B、D上的挡板,B上表面水平,D上表面与斜面平行,完全相同的两个弹簧L1和L2一端固定在挡板上,另一端分别连在A和C上,A和C的质量均为m,所有接触面都光滑,重力加速度为g,在A与B、C与D分别保持相对静止且沿斜面自由下滑的过程中,下列说法不正确的是( )
A.L1处于原长状态,L2处于拉伸状态
B.L1处于压缩状态,L2处于原长状态
C.A对B的压力等于mgcs2α,C对D的压力等于mgcs α
D.若L1产生弹力,弹力大小为mgsin αcs α
二．多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。）
11.小明是一个象棋爱好者，在某次与棋友的对弈过程，在三步棋里把自己的“车”从图中的A位置经过B位置、C位置最后移到了D位置。设象棋棋盘上相邻横线与纵线间的距离都等于a，则下列说法正确的是( )
A.这三步棋里棋子的总路程为 B.这三步棋里棋子路程最大为第二步，路程为
C.这三步棋里棋子的位移大小为 D.这三步棋里棋子的位移大小为
12.图甲中轻杆的A端固定在竖直墙壁上，另一端O光滑，一端固定在竖直墙壁B点的细线跨过O端系一质量为m的重物，水平；图乙中轻杆可绕点自由转动，另一端光滑；一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为m的重物。已知图甲中，以下说法正确的是( )
A.图甲轻杆中弹力大小为
B.图乙轻杆中弹力大小为
C.图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向
D.图乙中不可能等于30°
13.如图甲所示,质量为m=2 kg的物块放在质量为m0=1 kg的木板左端,木板放在粗糙水平地面上,对木板施加水平向右的拉力F=21 N,物块与木板相对静止一起运动,t=3 s后撤去拉力F,最终物块恰好不从木板上滑落,整个过程中木板的速度—时间图像如图乙所示。物块可视为质点,重力加速度g取10 m/s2。下列说法不正确的是( )
A.前3 s内,物块的加速度小于2 m/s2 B.撤去拉力F后,物块的加速度大于6 m/s2
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.45 D.木板的长度为1 m
14.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落，如图所示，图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中( )
A.在Pa段做自由落体运动，处于完全失重状态
B.在ab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
C.在bc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态
D.在c点，人的速度为零，其加速度为零
第II卷（非选择题）
三、实验题（共3小题，15题6分，16题8分，17题6分，总分20分）
15.(1)如图所示是电火花打点计时器的示意图。电火花打点计时器工作时使用 （选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，打点周期是 s。
(2)利用该计时器测量纸带的速度，基本步骤如下：
A．当纸带完全通过计时器后，及时关闭开关 B．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
C．用手拖动纸带运动 D．接通打点计时器开关
上述步骤正确的顺序是 。（按顺序填写编号）
(3)如下图所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是 （选填“加速”或“减速”）。若所用电源的频率为50Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时 s。
(4)如果图中的纸带与该实验中的纸带是的比例，用刻度尺实际测量一下AB间长度为11.00cm，则可以计算出纸带的平均速度是 m/s。
16.“探究力的合成的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是 ；
A．等效替代法 B．理想实验法 C．控制变量法
(2)实验中需要标记或者记录的信息有 。
A．橡皮筋的原长 B．橡皮筋原长时结点的位置
C．力的大小和方向 D．力F1、F2的大小和方向
(3)图乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中 表示力和合力的理论值，方向一定沿AO方向的是 。（填“F ”或“”）
(4)若右侧弹簧测力计的示数如图丙所示，其示数是 N
17.在天宫课堂中我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发,某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验,如图甲所示,主要步骤如下:
①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上,加速度传感器固定在滑块上;
②接通气源,放上滑块,调平气垫导轨;
③将弹簧左端连接力传感器,右端连接滑块,拉动滑块使其左端处于A点,由静止释放并开始计时;
④计算机采集获取数据,得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像,部分图像如图乙所示。

乙 丙
(1)当 时,说明气垫导轨已调水平;
(2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据,画出a-F图像如图丙中所示,则滑块与加速度传感器的总质量为 kg(结果保留两位有效数字);
(3)该同学在滑块上增加待测物体,重复上述实验步骤,根据下表中数据在图丙中画出新的a-F图像,求出待测物体的质量为 kg;
(4)若滑块受到的阻力不可忽略,则上述过程中待测物体质量的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分）
18.足球比赛中，经常使用“边路突破，下底传中”的战术，即攻方队员带球沿边线前进，到底线附近进行传中．某足球场(如图)长90 m、宽60 m．攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出，足球的运动可视为在地面上做初速度为12 m/s的匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2.求：
(1)足球从开始做匀减速直线运动后4 s时的速度大小；
(2)足球从开始做匀减速直线运动后8 s时的位移大小；
(3)足球开始做匀减速直线运动的同时，该前锋队员沿边线向前追赶足球，他的启动过程可以视为初速度为0、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动，他能达到的最大速度为8 m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球．
19. 重力为G的圆柱体A被平板B夹在板与墙壁之间，平板B与底座C右端的铰链相连，左端由液压器调节高度，以改变平板B与水平底座C间的夹角，B、C及D三者的总重力也为G，C与水平地面间动摩擦因数为μ（0.5＜μ＜1），平板B的上表面及墙壁是光滑的（底座C与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力），求：
(1)墙壁对圆柱体A的压力大小；
(2)地面对C的摩擦力大小和方向；
(3)要保持底座C静止不动，μ和应满足什么条件；
(4)若，圆柱体的重力增加G，仍要保持底座C静止，则G的最大值为多少？

如图所示，光滑轨道ABCD中BC为四分之一圆孤，圆弧半径为R，CD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定的速度v逆时针转动。现将一质量为m的小滑块从轨道上A点由静止释放，A到C的竖直高度为4R，求：
(1)小滑块运动到BC中点时对轨道的压力多大；
(2)若小滑块恰能返回A点，传送带速度的取值范围；
(3)若传送带的速度v=2gR，滑块第一次返回D点在传送带上滑动过程中产生的热量为多少。
21.如图，木板A静止在光滑水平面上，其左端与固定台阶相距x.与滑块B(可视为质点)相连的细线一端固定在O点．水平拉直细线并给B一个竖直向下的初速度，当B到达最低点时，细线恰好被拉断且B恰好从A右端的上表面水平滑入。设A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力。已知A的质量为6 kg，B的质量为3 kg，A、B之间动摩擦因数为μ=0.4；细线长为L=0.4 m、能承受的最大拉力为B重力的5倍；A足够长，B不会从A表面滑出；重力加速度为g=10 m/s2。
(1)求细线被拉断瞬间B的速度大小v1；
(2)若x=1 m，求A与台阶的碰撞次数；
(3)若x≥14m，求系统的总发热量。
高一物理答案
1-5DACDD 6-10DBAAA 11AD 12AC 13ACD 14AB
15. 交流 BDCA 加速
16. A CD/DC F 3.00
17. 传感器的示数为零 0.20 0.13 小于
18.(1)4 m/s (2)36 m (3)6.5 s
【解析】(1)足球速度减为零的时间为t0＝＝6 s
足球减速4 s时的速度v＝v0－a1t＝4 m/s
(2)足球从开始做匀减速直线运动后8 s时的位移为x0＝＝36 m
(3)队员达到最大速度的时间为t2＝＝4 s
这段时间该队员的位移为x2＝t2＝16 m
设队员匀速至足球停止位置所需时间为t3，
t3＝＝2.5 s
故该前锋队员追上足球至少经过的时间为t＝t2＋t3＝6.5 s
19.【答案】(1)，(2)大小为，方向水平向右，(3)，(4)。
【详解】(1)对圆柱体进行受力分析如图所示：
根据图中几何关系可得：；
(2)对整个系统整体分析，水平方向地面对的摩擦力大小为：
方向水平向右；
(3)对、及整体进行受力分析，如图所示：
当、及整体静止时，摩擦力为：
当角增大时，地面对的摩擦力增大，当摩擦力超过最大静摩擦力后，变为滑动摩擦力，此时有：
要保持底座静止不动，则，即为：
解得：，即为：；
(4)若保持不变，圆柱体的重力增大，则有：
底座受到的静摩擦力刚好达到最大静摩擦力，保持底座静止，根据平衡条件得：
解得：。
20.(1)6+332mg
从A到BC中点过程中，动能定理得： mg(3R+Rsin45∘)=12mv2−0 在BC中点，根据牛顿第二定律得：FN−mgcs45∘=mv2R 联立以上两式得：FN=6+332mg 由牛朝第三定律可细小滑块对轨道的压力大小为6+332mg
(2)v≥22gR
小滑块从D点滑上传送带先减速为零，然后反向加速，只有当向左滑离D点时的速度与滑上D点的速度相等，小滑块才恰能返回A点，故传送带的速度v≥vD 小滑块由A到D过程中。根据动能定理得： mg⋅4R=12mvD2 故vD=22gR 所以传送带的速度vD≥22gR
(3)9mgR
设滑块与传送带间的动摩擦因数为μ，小滑块在传送带上滑动时加速度大小a=μg 小滑块从D点滑上传送带到减速为零所用时间为t1=22gRμg 此过程中产生的热量Q1=μmgvt1+vD2t1=8mgR 小滑块间左加速过程中所需时间为t2=2gRμg 此过程中产生的热量Q2=μmgvt2+v2t2=mgR 所以滑块第一次在传送带上滑动过程中产生的热量Q=9mgR
21.
(1)4 m/s
设B的质量为m，A质量为2m，在最低点，由牛顿第二定律： T−mg=mv12L，且T=5mg 解得：v1=2gL=4m/s
(2)碰撞一次
设A与台阶碰撞前瞬间，A、B的速度分别为vA和vB 由动量守恒得：mv1=mvB+2mvA 若A与台阶只碰撞一次，碰撞后必须满足：|2mvA|≥|mvB| 对A应用动能定理：μmgx=12×2mvA2 由于x≥L4μ=14m，故A与台阶只碰撞一次
(3)当x≥49m时，Q=2089J，当14m≤x≤49m时，Q=16(1+2x−2x)
设x=x0时，A左端到台阶板前瞬间，A、B恰好达到共同速度vAB 由动量守恒得：mv1=(m+2m)vAB 对A由动能定理得：μmgx0=12×2mvAB2 联立解得：x0=4L9μ=49m ①当x≥49m时，碰前vAB=v13 碰后由动量守恒得：2mvAB−mvAB=3mv′AB 解得：v′AB=v19 故发热量为Q=12mv12−12×3mv′AB2=2089J ②14m≤x≤49m时，AB共速前A就与台阶碰撞，A与台阶碰撞前瞬间的速度 对A由动能定理：μmgx=12×2mvA22，解得：vA2=μgx B的速度vB2=v1−2μgx 碰后由动量守恒得：2mvA2−mvB2=3mv′AB2 故发热量Q=12mv12−12×3mv′AB22=16(1+2x−2x)
F/N
0.10
0.22
0.34
0.50
0.62
a/(m·s-2)
0.30
0.67
1.00
1.50
1.86