辽宁省大连市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份辽宁省大连市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共13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.某同学将羽毛球向右上方击出，如图所示，考虑空气阻力，则当羽毛球运动到其轨迹的最高点P时，羽毛球所受合外力的方向为( )
A. 水平向左
B. 竖直向下
C. 斜向左下
D. 斜向右下
2.物理源于对生活的理性思考，善于观察现象，并运用恰当的思想方法分析诠释，方能开启科学殿堂的大门。在如图四种物理情境的阐述中，用到了“等效替代法”的是( )
A. 如图甲，两个学生共同提着一桶水静止，老师自己也能提着这桶水静止
B. 如图乙，伽利略利用斜面实验推理得出物体运动不需要力来维持的观点
C. 如图丙，利用速度—时间图像的面积可以求出做直线运动物体的位移大小
D. 如图丁，曲线运动中经过A点的瞬时速度方向沿曲线上该点的切线方向
3.某物体做直线运动的位移—时间(x-t)关系图像如图所示。关于该物体的运动，下列说法正确的是( )
A. 第1s内，物体通过的路程大于2m
B. 第2s内，物体做正向的匀速直线运动
C. 第3s内，物体做负向的加速直线运动
D. 第4s内，物体的平均速度大于2m/s
4.如图所示，在砖墙前A点由静止开始释放一颗小石子，B、C是其运动轨迹上的两点。不计空气阻力，设每块砖的厚度相等，则小石子在AB段和BC段的平均速度之比为( )
A. 1：2
B. 1：3
C. 1：4
D. 1：5
5.如图所示为某饮料自动售卖机出口处的截面图。当饮料罐来到出口处时，挡板以O为转轴沿顺时针方向抬起，饮料罐得以滚出。不计一切摩擦，则在挡板顺时针缓慢抬起一个小角度(饮料罐尚未滚出)的过程中( )
A. 斜面对饮料罐的支持力大小不变B. 斜面对饮料罐的支持力逐渐增大
C. 挡板对饮料罐的压力先减小后增大D. 挡板对饮料罐的压力逐渐减小
6.如图所示，长为l的细绳一端固定于O点，另一端系一个小球(可视为质点)，在距O点正下方12l的A处钉一个钉子，小球从一定高度摆下，则在细绳与钉子相碰瞬间前后，下列说法正确的是( )
A. 细绳与钉子相碰前后绳中张力大小不变
B. 细绳与钉子碰后瞬间绳中张力增大为碰前瞬间的2倍
C. 细绳与钉子相碰前后小球的向心加速度大小不变
D. 细绳与钉子碰后瞬间小球的向心加速度增大为碰前瞬间的2倍
7.如图所示，两条细绳均有一端固定在天花板上、另一端与小球相连，细绳与竖直方向所成夹角均为θ，不计细绳质量且绳不可伸长，某时刻剪断左侧细绳，则在剪断左侧细绳瞬间前后，右侧细绳中张力大小之比为( )
A. 1：1
B. 1：2
C. 1：cs2θ
D. 1：2cs2θ
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.课间，同学们聚在一起做弹笔帽游戏。如图所示，笔帽和轻弹簧连接在一起放在水平桌面上，竖直向下压笔帽，放手后笔帽和弹簧一起竖直向上弹起，并离开桌面。下列说法正确的是( )
A. 弹簧离开桌面前，弹簧上的弹力一直减小
B. 当弹簧刚恢复原长时，笔帽的速度达到最大
C. 离开桌面上升过程中，笔帽处于失重状态
D. 离开桌面前，笔帽的加速度一直减小
9.如图所示，顶端带有轻质定滑轮的光滑斜面体固定在水平面上，其截面为直角三角形且左侧的倾角为37°，一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮与两个物块A和B相连，A和B的质量均为m，重力加速度为g，现将AB由静止释放，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则( )
A. 物块A和B沿斜面运动过程中A的加速度大小为0.1g
B. 物块A和B沿斜面运动过程中绳中张力大小为0.1mg
C. 若将物块B换为大小为0.8mg沿斜面向下的拉力，物块A的加速度大小不变
D. 若物块A和B的质量均增大为2m，物块A的加速度大小不变
10.如图甲所示，一个传送带倾斜放置，倾角为θ，传送带匀加速启动，2s后以恒定速率v=4m/s顺时针转动，传送带启动的同时，一煤块以初速度v0=8m/s从A端冲上传送带，在t=2s时恰好到达传送带的顶端B，传送带和煤块的速度随时间变化图像如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 传送带与水平面夹角θ的正弦值为0.6B. 传送带AB两端之间的长度为6m
C. 煤块在传送带上留下的划痕长度为4mD. 煤块相对传送带运动的路程为6m
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。

(1)下列有关本实验的操作及其对应原因的说法，请判断正误(在对应题号下面的横线上选填“√”或“×”)：
①打点计时器接交流电源，以保证打点计时器能正常打点计时；______
②调整定滑轮的高度，使细绳与长木板平行，以保证小车运动过程中所受的合外力不变；______
③平衡摩擦力时要挂上适量的槽码，以保证细线的拉力等于小车所受到的合外力；______
④槽码质量要远小于小车质量，以保证槽码的重力大小近似等于细线对小车的拉力大小。______
(2)实验小组正确操作后得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器的打点周期是T，A、B、C、D、E为打点计时器连续打出的相邻点，测得AB、BC、CD、DE间的距离分别为x1、x2、x3、x4，则计算小车加速度的表达式为a= ______。(用题中所给的物理量符号表示)
12.某实验小组利用图甲所示的仪器探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板A、挡板B和短槽上的挡板C分别到各自转轴的距离之比为1：2：1，变速塔轮有三层，如图乙所示，每层的左右塔轮半径之比自上而下分别为1：1、2：1、3：1。匀速转动手柄使左右塔轮转动，小球对挡板的作用力通过杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的红白相间格子数可以粗略得到两小球所受向心力之比。

(1)为了探究向心力大小与质量的关系，应选取质量______的小球(选填“相同”或“不同”)，分别放在长槽上的挡板______处(选填“A”或“B”)与短槽上的挡板C处，调节皮带至第______层塔轮进行实验；
(2)在探究向心力大小与角速度的关系时，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带调至塔轮不同层，记录实验数据如表：
将表格中① ______和② ______处的数据补充完整；根据表中记录数据，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于______(选填“ω”或“ω2”或“1ω2”)；
(3)在探究得出向心力表达式后，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，该同学猜想挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为______，随后进行实验检验，结果表明该同学的猜想是正确的。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某同学在地铁车厢内将一支质量为10克的圆珠笔系在细绳的一端，细绳的另一端固定在车厢内的竖直扶手上。地铁水平刹车过程中细绳偏离了竖直方向一定角度，用手机拍摄当时情景的照片如图所示，拍摄方向跟地铁刹车方向垂直。若地铁刹车过程可以近似看成匀减速直线运动，且刹车前的速度大小为72km/h，从开始刹车到恰好停下的位移大小为100m，不计细绳的质量，取重力加速度g=10m/s2，求在刹车过程中：
(1)地铁的加速度大小和所用时间；
(2)圆珠笔对细绳的拉力大小，以及细绳与竖直方向夹角的正切值。(计算结果中可有根式)
14.2024年，中国选手郑钦文在巴黎奥运会上夺得金牌，掀起了全民网球运动的热潮。某学校网球场地示意图如图所示，场地水平，半场长度l=12m，中央球网高h0=1m。某同学在练习击球时，击球点到地面的距离保持h=2m，球的运动都视为平抛运动，取重力加速度g=10m/s2。

(1)该同学站在底线MN上的P点水平发球，P点到M点的距离为6m，球能过网且落在阴影区域内视为发球成功，则该同学发球成功的发球初速度最大不能超过多少？
(2)若某次击球时，该同学在P点将球垂直于底线MN水平击出，球恰好贴近网的上边而过，求球落地的瞬时速度大小及球落地点到网的距离。(计算结果中可有根式)
15.如图所示，滑块A放在静止于水平地面上的木板B右端，已知滑块A与木板B的质量均为m=1kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1。t=0时刻滑块A以v0=3m/s的初速度向左运动，同时在木板右端加一个水平向右的外力F=9N，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块A视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)t=0时刻滑块A和木板B的加速度大小；
(2)前1s内滑块A和木板B的位移大小；
(3)若t=1s时撤去外力F，要确保滑块不从木板上滑落，木板的最小长度是多少？
答案和解析
1.C
【解析】做曲线运动的物体受到的合力大致指向轨迹凹的一测，考虑空气阻力，羽毛球处于上升过程，速度在减小，故可知合力与速度的夹角为钝角，结合图像，故ABD错误，C正确。
故选：C。
2.A
【解析】A.两个学生共同提着一桶水静止，说明两个学生的提力与水的重力达到平衡。而老师自己也能提着这桶水静止，说明老师的提力同样能与水的重力达到平衡。这里，两个学生的提力被老师一个人的提力所“等效替代”，因此A选项正确使用了等效替代法，故A正确；
B.伽利略利用斜面实验推理得出物体运动不需要力来维持的观点，这是通过观察和实验推理得出的结论，并没有使用等效替代法，故B错误；
C.利用速度—时间图像的面积来求做直线运动物体的位移大小，这是物理学中的一种常用方法，但它属于图像法或者微元法，而不是等效替代法，故C错误；
D.曲线运动中经过A点的瞬时速度方向沿曲线上该点的切线方向，使用的是极限法，并没有使用等效替代法，故D错误。
故选：A。
3.C
【解析】A.第1s内，物体通过的路程等于2m，故A错误；
B.第2s内，物体做静止不动，故B错误；
C.图线的斜率表示速度，第3s内，物体做负向的加速直线运动，故C正确；
D.第4s内，物体的平均速度等于2m/s，故D错误。
故选：C。
4.B
【解析】设砖的厚度为d，由图可知，AB之间的距离h1=d，BC之间的距离h2=3d，根据初速度为零的匀变速直线运动的位移—时间公式h=12gt2
可得A到B的时间t1= 2dg
A到C的时间t2= 2×4dg=2 2dg
AB之间的平均速度：v1-=dt1=d 2dg= gd2
BC之间的平均速度v2-=3dt2-t1=3d2 2dg- 2dg=3 gd2=3v1-
可知小石子在AB段和BC段的平均速度之比为1：3
故B正确，ACD错误。
故选：B。
5.B
【解析】对饮料罐进行受力分析，饮料罐受到重力G、斜面的支持力F斜面 和挡板的压力F挡板，不计一切摩擦，则在挡板顺时针缓慢抬起一个小角度(饮料罐尚未滚出)的过程中，做出三个力的矢量三角形图：
可知：斜面对饮料罐的支持力逐渐增大，挡板对饮料罐的压力逐渐变大，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6.D
【解析】AB、细绳与钉子相碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运动的半径变为原来的一半，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有T-mg=mv2r，则绳子的拉力大小为F=mg+mv2r，所以细绳与钉子相碰前后绳中的张力变大，但不是2倍关系，故AB错误；
CD、细绳与钉子相碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运动的半径变为原来的一半，根据a=v2r可知，细绳与钉子相碰前后的向心加速度增大为碰前的2倍，故C错误，D正确。
故选：D。
7.D
【解析】剪断左侧细绳前，根据平衡条件得
2T1csθ=G
可得右侧细绳中张力大小为
T1=G2csθ
剪断左侧细绳瞬间，向心力为零，根据牛顿第二定律有
T2=Gcsθ
则在剪断左侧细绳瞬间前后，右侧细绳中张力大小之比为
T1：T2=G2csθ：Gcsθ=1：2cs2θ，故ABC错误，D正确。
故选：D。
8.AC
【解析】A.弹簧离开桌面前，笔帽和弹簧一起向上运动。在这个过程中，弹簧的压缩量逐渐减小，因此弹簧上的弹力也一直减小，故A正确；
B.笔帽的速度在弹簧恢复原长时并不是最大的，而是在此之前弹力等于重力时刻达到最大，故B错误；
C.离开桌面上升过程中，笔帽受到重力和空气阻力的作用，笔帽的加速度方向向下，因此笔帽处于失重状态，故C正确；
D.离开桌面前，笔帽的加速度变化并不是一直减小的，在弹簧压缩量最大的时刻，笔帽的加速度达到最大(因为此时弹簧的弹力最大，与重力的合力也最大)，随着弹簧的伸长，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，加速度也逐渐减小，当弹力小于重力后，加速度逐渐增大，直到弹簧恢复原长离开桌面，故D错误。
故选：AC。
9.AD
【解析】A.对A和B组成的系统，根据牛顿第二定律有mgsin53°-mgsin37°=(m+m)a，得a=0.1g，故A正确；
B.设绳上的张力大小为T，对A，根据牛顿第二定律有T-mgsin37°=ma，得T=0.7mg，故B错误；
C.换成拉力时，对A根据牛顿第二定律有0.8mg-mgsin37°=ma'，得a'=0.2g，物块A的加速度大小增大，故C错误；
D.物块A和B的质量均增大为2m，根据牛顿第二定律有2mgsin53°-2mgsin37°=(2m+2m)a0，得a0=0.1g，故D正确。
故选：AD。
10.BCD
【解析】A、根据v-t图像的斜率表示加速度，可得在0～1s时间内，煤块的加速度大小为
a1=|Δv1Δt1|=8-21m/s2=6m/s2
此过程，由牛顿第二定律可得
mgsinθ+μmgcsθ=ma1
在1～2s时间内，煤块的加速度大小为
a2=|Δv2Δt2|=2-01m/s2=2m/s2
此过程，由牛顿第二定律可得
mgsinθ-μmgcsθ=ma2
联立解得sinθ=0.4，故A错误；
B、根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，可得煤块上滑过程的最大位移为：
x=8+22×1m+12×2×1m=6m
因煤块在t=2s时恰好到达传送带的顶端B，所以传送带AB两端之间的长度为L=x=6m，故B正确；
CD、传送带的速度为4m/s，在0～1s时间内煤块相对于传送带向上运动，此过程传送带的位移大小为
x带1=12×2×1m=1m
煤块的位移大小为
x煤1=8+22×1m=5m
此过程煤块与传送带间的相对位移大小为
Δx1=x煤1-x带1=5m-1m=4m
在1～2s时间内煤块相对于传送带向下运动。
此过程传送带的位移大小为
x带2=2+42×1m=3m
此过程煤块的位移大小为
x煤2=12×2×1m=1m
此过程煤块与传送带的相对位移大小为
Δx2=x带2-x煤2=3m-1m=2m
因在0～1s时间内煤块相对于传送带向上运动，在1～2s时间内传送带相对煤块向上运动，两过程的痕迹有重叠，故在煤块向上运动中，与传送带留下的痕迹长为Δx1=4m
煤块相对传送带运动的路程为
s=Δx1+Δx2=4m+2m=6m，故CD正确。
故选：BCD。
11.√ √ × √ (x4+x3)-(x2+x1)4T2
【解析】(1)①打点计时器接交流电源，以保证打点计时器能正常打点计时；正确。
②调整定滑轮的高度，使细绳与长木板平行，以保证小车运动过程中所受的合外力不变；正确。
③平衡摩擦力时不要挂上槽码，以保证细线的拉力等于小车所受到的合外力；错误。
④槽码质量要远小于小车质量，以保证槽码的重力大小近似等于细线对小车的拉力大小，正确。
(2)根据逐差法求解加速度的表达式为a=(x4+x3)-(x2+x1)4T2。
故答案为：(1)①√；②√；③×；④√；(2)(x4+x3)-(x2+x1)4T2。
12.不同 A 第一 1：2 1：3 1：2 1：3 ω2 1：2
【解析】(1)为了探究向心力大小与质量的关系，应该保持小球做圆周运动的半径相同，角速度相同，小球的质量不同；因此应将两小球分别放在长槽上的挡板A处与短槽上的挡板C处；
塔轮之间是通过皮带传动，根据公式v=Rω可知，两塔轮半径应该相同，因此调节皮带至第 第一层塔轮进行实验；
(2)标尺露出的格子数表示向心力的大小，在第二层的向心力之比F1：F2=2.0：8.1≈12：22；
根据公式v=Rω可知，角速度之比为ω1：ω2=vR1：vR2=R2：R1=1：2
在第三层的向心力之比F1：F2=1.0：9.0=12：32
根据公式v=Rω可知，角速度之比为ω1：ω2=vR1：vR2=R2：R1=1：3
在误差允许范围内，在质量和半径相同时，可以得到向心力和角速度的关系是F正比于ω2；
(3)将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，根据向心力公式F=mrω2
挡板B处小球和挡板C处小球所受向心力之比应为FBFC=rBrC×ω12ω22=21×(12)2=1：2。
故答案为：(1)不同；A；第一；(2)1：2；1：3；ω2；(3)1：2。
13.【解析】(1)地铁刹车过程做匀减速直线运动，已知初速度v0=72km/h=20m/s，位移x=100m，末速度为零，
根据匀变速直线运动的速度—位移公式得：a=0-v022x,解得a=-2m/s2，加速度大小为2m/s2，方向与初速度方向相反。再根据速度—时间公式得刹车所用时间为：t=0-v0a=-20-2s=10s
(2)对圆珠笔进行受力分析，圆珠笔受竖直向下的重力和细绳的拉力F，由于圆珠笔随地铁一起做减速直线运动，所以圆珠笔的加速度水平向左，
大小为2m/s2。根据牛顿第二定律得：Fsinθ=ma，Fcsθ=mg
解得F= 2650N，tanθ=mamg=ag=15。
14.【解析】(1)P点到阴影区域最大距离为l'= 62+(6×3)2m=6 10m，球落地的时间为t= 2hg= 2×210s= 105s，则初速度为v=l't=6 10 105m/s=30m/s
P点到球网距离为l″=23l=23×6 10m=4 10m，球能通过球网的最长时间为t'= 2(h-h0)g= 2×(2-1)10s= 55s，速度为v'=l't'=4 10 55m/s=20 2m/s，可得v'