湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共12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。
1.北京时间2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，进入预定轨道，并与11时成功对接于空间站天和核心舱。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。以下说法正确的是( )
A. 神舟飞船与天和核心舱对接过程中可视为质点
B. 载人飞船加速上升过程中，舱内航天员均处于失重状态
C. 航天员随飞船环绕地球运动的过程，处于平衡状态
D. 以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零
2.关于牛顿第二定律，下列说法正确的是( )
A. 物体所受合力很大，但加速度可能为0
B. 一旦物体所受合力为0，加速度立即变为0
C. F=ma对于所有单位制都成立
D. 由F=ma可知，物体所受的合力与质量成正比，与加速度成反比
3.如图所示，质量为m=1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为8m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F=2N的恒力，在此恒力作用下(取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A. 物体经8s速度减为零B. 物体的速度大小先变小再变大
C. 物体速度减为零后将保持静止D. 物体受到的合力为1N
4.在水平面上有A、B两物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现A物体以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示)，B物体的运动速度vB为(绳上始终有拉力)( )
A. v1sinαsinβB. v1csαsinβC. v1sinαcsβD. v1csαcsβ
5.某质点做匀减速直线运动，依次经过点A、B、C，且经过AB的时间与经过BC的时间相等，到达O点时速度恰好为0，已知AB：BC=3：2，则CO：BC的值为( )
A. 12B. 34C. 38D. 916
6.一个热气球与沙包绑在一起后的总质量为21kg，在重力和空气浮力共同作用下，能在空气中以加速度4m/s2加速下降。为了使它以同样大小的加速度加速上升，需抛掉沙包中的部分沙子，若热气球所受浮力不变，忽略空气阻力和沙包所受浮力，g取10m/s2。应该抛掉的沙子的质量为( )
A. 14kgB. 12kgC. 10.5kgD. 9kg
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.自行车是我们倡导绿色生活轻便出行的交通工具，如图所示是三挡变速自行车传动结构的示意图，其中A是踏板上的大齿轮，有36个齿。B是后轮轴上的小齿轮组，共有三个挡位分别为12、16、24个齿，换挡时链条会链接在不同大小的齿轮上。C是半径为0.4米的后轮，假设骑行者以每秒踩动踏板两圈的方式骑车，则( )
A. 后轮的最大转速为6圈/秒
B. 后轮的最大转速为3圈/秒
C. 若选用中挡位，则骑行速度约为11.3m/s
D. 若选用最大齿轮挡位，则骑行速度约为15.1m/s
8.a、b两质点沿直线Ox轴正向运动，t=0时刻，两质点同时到达坐标原点O，测得两质点在之后的运动过程中，其位置坐标x与时间t的比值随时间t变化的关系如图所示，以下说法正确的是( )
A. 质点a做匀加速运动的加速度为1m/s2B. t=1s时，a、b速度相等
C. t=1s时，a、b间的距离为0.25mD. t=2s时，a、b间的距离为1m
9.如图所示，三个外观完全相同的匀质圆柱体A、B、C叠放后置于水平面上，两侧用挡板夹住，现在两侧挡板上施加水平方向的外力F，平衡时，三个圆柱体两两相切，忽略一切摩擦，已知B、C圆柱体的质量均为m，A圆柱体的质量为2m，重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. B对A的支持力大小为 33mg
B. B对地面的压力大小为2mg
C. 当B、C间的作用力为零时，F=2 33mg
D. 若圆柱保持静止，则B、C间的作用力为F- 33mg
10.如图所示，粗糙水平面上放着一足够长的木板A，质量M=1kg，A上面放着小物块B，质量m=3kg，A与B摩擦因数为0.2，A与地面摩擦因数为0.1，g=10m/s2，给A施加水平恒力F，下列说法中正确的是( )
A. F=11N时，A的加速度为1m/s2
B. F=16N时，A的加速度为6m/s2
C. 如果把F作用在B上，F=6N，A、B一起向右匀加速运动，加速度为0.5m/s2
D. 如果把F作用到B上，无论F有多大，木板A均不会运动
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)有关该实验，下列说法正确的是______。
A.用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计的夹角应越大越好
B.实验时要让弹簧测力计与木板平面平行
C.重复实验时需要记录结点O的位置，保证每次拉到同一位置
(2)如果没有操作失误，图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是______。
(3)在该实验中，如果将OB与OC细绳换成橡皮条，对实验结果______影响。(选填“有”或“没有”)
12.某同学用如图甲所示装置验证加速度和物体受力的关系，重力加速度g取10m/s2。

(1)在砂桶中放入适量细砂，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带。从比较清晰的点迹起，每5个点取1个计数点，在纸带上连续标出5个计数点A、B、C、D、E，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。电源频率为50Hz，则C点的速度vC= ______m/s，滑块运动的加速度a= ______m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(2)本题中砂桶和砂的总质量m ______(选填“需要”或“不需要”)远小于滑块与动滑轮的总质量M。
(3)多次改变砂桶中砂的质量，在水平长木板上重复实验，测得多组滑块运动的加速度a及对应的力传感器示数F，以a为纵坐标、F为横坐标描点得到如图丙所示的a-F图像。由图中数据可知，滑块和动滑轮的总质量M= ______kg，滑块与桌面间的动摩擦因数μ= ______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，一质量m=20kg的箱子先从倾角θ=37°的斜面上匀速滑下来，到达水平地面后即由一旅客用与水平方向成α=53°斜向上的力F拉着继续沿地面做匀速直线运动，已知箱子与斜面及地面间的动摩擦因数相同，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)箱子与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)旅客拉箱子的力F的大小以及地面对箱子的摩擦力Ff的大小。
14.如图所示，在一倾角为θ的斜面顶端以v0的初速度平抛出一个小球A，斜面足够长且忽略空气阻力的影响，重力加速度为g。
(1)求小球落到斜面上所需的时间t1以及抛出点到小球落点间的距离s1；
(2)求小球在运动过程中，距离斜面最远时的时间t2与该最远距离h。
15.如图甲所示，倾斜传送带以速度v1(大小未知)沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度v0=13m/s从传送带底端A点沿传送带方向冲上传送带，经历3s恰好到达传送带顶端B点(但不离开传送带)，前3s煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，求：(计算结果可以用分数及根式表示)
(1)A、B两点间的距离xAB；
(2)传送带与水平地面间的夹角θ的正弦值sinθ，以及煤块与传送带间的动摩擦因数μ；
(3)经过足够长时间后，煤块留下的划痕能否覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连？若可以，求刚好覆盖整条传送带的时间T；若不能，请通过计算说明原因。(由于轮半径较小，传送带的传动轮上覆盖的长度可忽略)
答案和解析
1.D
【解析】A.神舟飞船与天和核心舱对接过程中，需要考虑其大小和形状，不可视为质点，故A错误；
B.载人飞船加速上升过程中，舱内航天员加速度向上，处于超重状态，故B错误；
C.航天员随飞船环绕地球运动的过程，做曲线运动，速度时刻改变，不是平衡状态，故C错误；
D.以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，位移为0，所以平均速度为零，故D正确；
故选：D。
2.B
【解析】A.根据牛顿第二定律可知，在物体质量一定时，加速度与物体受到的合外力成正比，故A错误；
B.根据牛顿第二定律的瞬时性可知，合外力为0，则加速度也为0，故B正确；
C.F=ma只有在国际单位制中才成立，故C错误；
D.物体所受的合力只与物体的受力情况有关，与物体的质量和加速度无关，故D错误。
故选：B。
3.C
【解析】AB、由题意可知，施加恒力后，物体向右滑动时，水平方向受到向左的摩擦力和恒力的作用，做匀减速直线运动，滑动摩擦力的大小为：f=μmg=0.3×1×10N=3N，由牛以向右的方向为正方向，顿第二定律可得：-F-f=maF+f=ma，解得：a=-F+fm=-3+21m/s2=-5m/s2，则物体减速到0所用的时间为：t=0-v0a=0-8-5s=1.6s，故AB错误；
C、当物体减速到0时，由于f=3N>F=2N，所以物体减速到0后，物体处于静止状态，故C正确；
D、由题意可知，当物体运动时受到的合外力为5N，停止运动后受到的合外力为0，故D错误。
故选：C。
4.D
【解析】将A物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解如图
则沿着绳子方向的速度大小为vAcsα
将B物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解如图，则沿着绳子方向的速度大小为v1csβ
解得B物体的运动速度为vB=v1csαcsβ
故ABC错误，D正确。
故选：D。
5.D
【解析】由于质点做匀减速直线运动，到O点时速度为零，可逆向视为从O点向A点做初速度为零的匀加速直线运动。由于经过AB的时间与经过BC的时间相等，假设都为t，AB长度为3m，BC长度为2m
则B点的速度vB=xAB+xBC2t=3+22tm/s=52tm/s
由逐差法，加速度a=xAB-xBCt2=3-2t2m/s2=1t2m/s2
故BO的距离为xBO=vB22a=(52t)2×1t2m=258m
CO的距离为xCO=xBO-xBC=258m-2m=98m
故CO：BC的值为xCO：xBC=98：2=916
故ABC错误，D正确。
故选：D。
6.B
【解析】设空气对热气球与沙包的浮力大小为F，在空气中以加速度a=4m/s2下降过程中，根据牛顿第二定律可得：Mg-F=Ma
解得：F=Mg-Ma=21×10N-21×4N=126N；
为了使它以同样大小的加速度上升，设应该抛掉的沙的质量为m，抛出后，根据牛顿第二定律可得：F-(M-m)g=(M-m)a，解得：m=M-Fg+a=21kg-12610+4kg=12kg，故B正确、ACD错误。
故选：B。
7.AC
【解析】AB、脚踏板大齿轮和后轴小齿轮啮合，所以的转动齿数相同，即大齿轮转动一圈36个齿时，小齿轮也转动36个齿，1s内大齿轮转过两圈即72个齿，则对于1、2、3不同挡位来说，小齿轮分别转过：7212=6圈、7216=92圈、7224=3圈。由于脚踏板的转速是固定的，所以1挡最快，3挡最慢，最大转速为6圈/秒，故A正确，B错误
CD、行车速度v=ωR=2πnR
若选用中齿轮16齿挡位，转速为92圈/秒，则：
v1=2πn1R=2π×92×0.4m/s=11.3m/s
若选用最大齿轮24齿挡位，转速为3圈/秒，则：
v2=2πn2R=2π×3×0.4m/s=7.5m/s
故C正确，D错误。
故选：AC。
8.AD
【解析】AB、由图像可知，a的解析式为：xt=0.5t+0.5，变形可得：x=0.5t2+0.5t，与运动学公式x=v0t+12at2对比可知，a质点的初速度为v1=0.5m/s，加速度a1=1m/s2；同理分析b质点，可知b质点做匀速直线运动，速度为v2=1m/s，t=1s，a质点的速度为v=v1+at，解得v=1.5m/s，故A正确，B错误；
C、根据两质点的位移关系可知，0.5t2+0.5t=t，解得：t=1s，即此时二者相遇，故C错误，
D、t=2s，代入x=0.5t2+0.5t，xa=3m，b做匀速运动，xb=v2t，解得xb=2m，所以a、b间的距离为1m，故D正确。
故选：AD。
9.BD
【解析】A、对A受力分析，如图所示。
根据平衡条件可得2F1cs30°=2mg，解得B对A的支持力大小为F1=2 33mg，故A错误；
B、对ABC整体，竖直方向根据平衡条件可知，地面对整体的支持力为FN=2mg+mg+mg=4mg，根据对称性可知，地面对B的支持力大小为2mg，根据牛顿第三定律可知，B对地面的压力大小为2mg，故B正确；
C、当B、C间的作用力恰为零时，A对B的压力的水平分力应恰好等于F，则有F1cs60°=F，解得：F= 33mg，故C错误；
D、若圆柱保持静止，对B，水平方向根据平衡条件得F=F2+F1cs60°，可得B、C间的作用力为F2=F- 33mg，故D正确。
故选：BD。
10.BC
【解析】木板A与地面间的最大静摩擦力f1=μ(M+m)g=0.1×(1+3)×10N=4N
物块B与木板A间的最大静摩擦力f2=μ'mg=0.2×3×10N=6N
AB、当A、B间摩擦力为最大静摩擦力时，A、B开始相对滑动，由牛顿第二定律得：
对B：f2=ma
对A、B系统：F临-f1=(M+m)a
代入数据解得：F临=12N
F=11NF临=12N，A、B相对滑动，对A，由牛顿第二定律得：F-f1-f2=MaA，代入数据解得：aA=6m/s2，故A错误，B正确；
C、如果力F作用在B上，A、B间摩擦力为最大静摩擦力时，对A，由牛顿第二定律得：f2-f1=Ma'
对A、B整体，由牛顿第二定律得：F临'-f1=(M+m)a'
代入数据解得：F临'=12N
F=6N