甘肃省靖远县第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析）

这是一份甘肃省靖远县第二中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷（含解析），共11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。
1.2024年奥运会在法国巴黎举办，在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是( )
A. 确定马拉松运动员在比赛中的位置时
B. 跆拳道比赛中，研究运动员动作时
C. 乒乓球比赛中，研究乒乓球的旋转时
D. 研究撑竿跳高运动员手中的支撑竿的转动情况时
2.我国新能源汽车行业正在加速发展，其中纯电动公交车的发展非常迅速，为百姓的出行带来便利与舒适。纯电动公交车如图所示，关于这种公交车，下列说法正确的是( )
A. 该公交车的速度越大，其惯性越大
B. 该公交车上的乘客越多，整个公交车(包括乘客)的惯性越大
C. 该公交车行驶时的牵引力越大，其惯性越大
D. 当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客仍将落回起跳点
3.无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技，目前尚在完善中，车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方88m范围内车辆和行人的“气息”，制动反应时间为0.2s，比有人驾驶的汽车平均快1s。在某次测试场地对无人驾驶汽车进行制动测试时获得的一部分图像如图所示(v为汽车的速度，x为位置坐标)。该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中的制动加速度大小为( )
A. 3m/s2B. 6m/s2C. 9m/s2D. 12m/s2
4.滑雪是冬季一种常见的运动，某同学在某次滑雪的某段时间内做匀加速直线运动，加速度大小为a。从某时刻开始计时，该同学匀加速滑行了时间t后速度为v，则该同学在t4时刻的速度的表达式一定正确的是( )
A. v4B. 3v4C. v−3at4D. v−at4
5.将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置在桌面上的一本书内，书对A4纸的压力大小为4N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.2。要把A4纸从书中拉出，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则拉力大小至少应为( )
A. 0.4NB. 0.8NC. 1.6ND. 3.2N
6.某运动员射箭时，释放箭的瞬间，弓弦的弹力大小为75N，对箭产生的作用力大小为120N，弓弦的弹力如图中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cs37°=0.8)( )
A. 37°B. 74°C. 53°D. 106°
7.如图所示，质量为2kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方，质量为3kg的物体B用细线悬挂起来，物体A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线列断，则在细线被形断的瞬间，下列说法正确的是( )(当地重力加速度g=10m/s2)
A. 轻弹簧的压缩量为0.5mB. 物体A、B的瞬时加速度大小为6m/s2
C. 物体B的瞬时加速度大小为10m/s2D. 物体B对物体A的压力大小为30N
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，当此人位于a点时弹性绳处于原长状态。c点是此人所能到达的最低点，b点是此人静止悬吊在空中时的平衡位置。则此人在从P点下落到最低点c点的过程中( )
A. 在c点时的加速度为零
B. 在a点时的速度最大
C. 在ab段处于失重状态
D. 在bc段处于超重状态
9.如图所示，在升降机内的水平底面上安装压力传感器后，将物体G放在压力传感器上面。当升降机处于静止状态时，压力传感器的示数为80N，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 压力传感器的示数为60N时，升降机可能以2.5m/s2的加速度减速上升
B. 压力传感器的示数为60N时，升降机可能以2.5m/s2的加速度加速上升
C. 压力传感器的示数为100N时，升降机可能以2.5m/s2的加速度加速上升
D. 压力传感器的示数为100N时，升降机可能以2.5m/s2的加速度减速上升
10.如图所示，一辆装满西瓜的货车在平直道路上行驶，货箱中西瓜A的质量为m，当地重力加速度为g，货车的加速度为a，下列说法正确的是( )
A. 当加速度a=0时，周围与西瓜A接触的物体对它的作用力的合力为mg
B. 当加速度a恒定时，周围与西瓜A接触的物体对它的作用力的合力大小为ma
C. 若加速度a变大，则周围与西瓜A接触的物体对它的作用力的合力的方向不变
D. 加速度a越大，周围与西瓜A接触的物体对它的作用力的合力越大
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.弹簧是大家在生活中比较常见的机械零件，弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来工作的。实验室中有五根一模一样的弹簧，某实验小组的两位同学想测量这批弹簧的劲度系数，将弹簧等间距地悬挂在铁架台的水平横杆上，如图甲所示，1号弹簧下端不挂钩码，2号弹簧下端挂1个钩码，3号弹簧下端挂2个钩码，依此类推，钩码均相同。(以下计算结果均保留3位有效数字)

(1)为了更直观地呈现出弹簧弹力大小F与弹簧伸长量Δx的关系，该实验小组同学以1号弹簧末端指针所指的位置为坐标原点，竖直方向为y轴，水平方向为x轴建立坐标系，其中y轴代表______(选填“钩码重力mg”“钩码个数n”或“弹簧的伸长量Δx”)，x轴代表弹力F。
(2)为了测量弹箒的伸长量，同学A取来一把米尺，将其紧直放置在地上，米尺的100.00cm刻度线刚好与1号弹簧末端指针在同一水平线上，测量2号弹簧伸长量时，弹簧末端指针位置如图乙所示，已知此时弹簧的弹力F=2.00N，则这根弹簧的劲度系数为______N/cm。
(3)同学B重新实验，依次测量1号、2号、3号、4号、5号弹簧的实验数据，根据测量的数据作出图像如图丙所示，已知图丙中数据的单位均取国际单位制单位，则这些弹簧的劲度系数为______N/m。
12.如图甲所示的实验装置，一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细线，跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连，木块右侧通过纸带与打点计时器相连。释放重物后，木块在木板上向左加速运动。图乙是重物落地前，打点计时器在纸带上打出的一些点(单位：cm)。
(1)已知打点计时器使用的交变电流频率为50Hz，由图乙给出的数据，可得木块运动加速度的大小为______m/s2，纸带打P点时重物的瞬时速度大小为______m/s(计算结果均保留3位有效数字)。
(2)设重物的质量为M，木块的质量为m，且线与纸带的质量均不计，除了木块与木板间有摩擦外，其它部分的摩擦不计，重力加速度用g表示，若测得的加速度为a，则木块和木板之间的动摩擦因数μ的表达式为μ=______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.斑马线是行人的“生命线”，是驾驶员的警惕线，“斑马线前礼让行人“已成为一种常态。一辆汽车以v0=12m/s的速度在平直马路上匀速行驶，前方有行人过马路，汽车司机立即刹车直至汽车停下。已知汽车在刹车过程中的加速度大小a=5m/s2。求：
(1)汽车刹车1s末的速度大小v1；
(2)汽车开始刹车后第3秒内的位移大小x3。
14.如图所示，木板静止于水平地面上，在其最右端有一可视为质点的木块，已知木块的质量m=1kg，木板的质量M=4kg、长度L=4m，木板上表面与木块、下表面与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。现用水平恒力F=28N拉木板，g取10m/s2。求：
(1)木块与木板的加速度a1、a2的大小。
(2)木块滑到木板左端所需的时间。
15.风洞实验的数据是研究流体力学的重要依据。如图所示，实验室中某装置可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一根套有小球的细直杆放入其中，杆足够长，杆与水平方向的夹角θ可调节。小球的孔径略大于杆的直径，小球的质量m=4kg，小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)当θ=0°时，小球能保持静止不动的风力的最大值F1。
(2)当θ=37°时，同时调节风力为0，小球受到的摩擦力大小f。
(3)当θ=37°时，小球能保持静止不动的风力的最大值F2。
答案解析
1.A
【解析】解：A.研究马拉松运动员在比赛中的位置时，运动员的大小和形状能够忽略，可看成质点，故A正确；
BCD.在跆拳道比赛时研究运动员动作，研究乒乓球的旋转，研究撑竿跳高运动员手中的支撑竿的转动情况时，物体的大小和形状不能够忽略，不能够看成质点，故BCD错误；
故选：A。
根据质点的概念进行分析判断。
考查质点的概念，明确理想化物理模型的物理意义，会根据题意进行准确分析解答。
2.B
【解析】解：ABC.惯性只与质量有关，质量越大则惯性越大，与牵引力大小及速度大小均无关，即与物体的受力情况和运动状态无关，故AC错误，B正确；
D.当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客将保持原来的水平速度，落地后水平位移大于公交车的位移，则将落到起跳点前方，故D错误。
故选：B。
根据惯性的决定因素结合惯性现象的解释进行分析解答。
考查牛顿第一定律，惯性的理解和应用，会根据题意进行准确分析解答。
3.B
【解析】解：将汽车刹车过程逆向分析，根据位移—速度公式得x=v22a，则可知，图像的斜率|k|=12a
结合图像斜率得|k|=12144=112，解得：a=6m/s2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
明确图像的性质，根据速度—位移公式求解制动加速度。
本题考查图像问题的应用，要注意由图像分析对应函数关系，再结合图像求解。
4.C
【解析】解：根据逆向思想，t4时刻的速度为从速度v开始减速34t的速度，根据匀减速直线运动公式v′=v−3at4，故ABD错误，C正确；
故选：C。
本题根据逆向思，结合匀减速直线运动速度—时间公式，即可解答。
本题解题关键是掌握逆向思想，t4时刻的速度为从速度v开始减速34t的速度。
5.C
【解析】解：A4纸被拉出时与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有f=2μFN=2×0.2×4N=1.6N；当拉力等于摩擦力时，拉力最小，故最小拉力为1.6N，故C正确，ABD错误；
故选：C。
A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的公式即可求解．
本题主要考查了滑动摩擦力的公式的公式，要注意纸张上下表面均受到摩擦力的作用。
6.B
【解析】解：以箭与弓弦的交点为研究对象，由题可知F1=F2=75N，根据力的合成法则作图
则F1csα2+F2csα2=F
把F=120N，F1=F2=75N代入解得csα2=0.8
则α2=37°，即α=74°，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据平行四边形定则做出力的合成图，然后根据几何关系即可得到角度大小。
掌握力的合成法则是解题的基础，容易题。
7.B
【解析】解：A、对A受力平衡且B对A无压力，可知轻弹簧的压缩量为
Δx=mAgk=2×10100m=0.2m
由于弹簧弹力不会突变，在细线被形断的瞬间，则轻弹簧的压缩量为0.2m，故A错误；
BC、物体A、B的瞬时加速度大小
a=mBgmA+mB=3×102+3m/s2=6m/s2
故B正确，C错误；
D、对物体B，根据牛顿第二定律有
mBg−FAB=mBa
解得
FAB=12N
则物体B对物体A的压力大小为12N，故D错误。
故选：B。
根据A、B紧挨在一起但之间无压力，对A受力分析根据平衡条件和胡克定律，求弹簧压缩量；弹簧弹力具有瞬间不变性，对A、B整体，由牛顿第二定律求加速度；对物体4，由牛顿第二定律，求物体B对物体A的压力。
本题考查学生对牛顿第二定律、平衡条件、胡克定律的掌握，解题关键是采用整体法和隔离法，同时注意弹簧弹力具有瞬间不变性。
8.CD
【解析】解：A.在c点，此人的速度为零，但是弹力大于重力，加速度不为0，故A错误；
BC.人在Pa段做自由落体运动，速度增大，在ab段，弹性绳的拉力小于人的重力，加速度方向向下，随着人的下降，弹性绳的拉力逐渐变大，此人做加速度减小的加速运动，当此人下落至b点时，拉力等于重力，加速度为零，人获得最大速度，在这个过程中，人处于失重状态，故B错误，C正确。
D.根据加速度向上，物体处于超重状态，加速度向下，物体处于失重状态，所以人在bc段时，弹性绳的拉力大于人的重力，加速度方向向上，人处于超重状态，故D正确。
故选：CD。
a点是弹性绳的原长位置，故a点之前人做自由落体运动．b是人静止悬吊着时的平衡位置，故ab段绳的拉力小于重力。bc段绳的拉力大于重力；c是人所到达的最低点，故c点速度为零。
本题关键在于对人进行受力分析，根据合力方向与速度方向的关系，判断人的运动情况，分析时要抓住弹力的可变性，知道人的合力为零时速度最大。
9.AC
【解析】解：AB、当升降机处于静止状态时，压力传感器的示数
F1=mg=8×10N=80N
解得
m=8kg
当压力传感器的示数为60N时，则有
F2=m(g−a1)=60N
解得
a1=2.5m/s2
加速度方向向下，故升降机可能减速上升，也可能向下加速度，故A正确，B错误；
CD、当压力传感器的示数为100N时，则有
F3=m(g+a2)=100N
解得
a2=2.5m/s2
加速度方向向上，升降机可能加速上升，也可能减速下降，故C正确，D错误。
故选：AC。
根据升降机处于静止状态时，根据牛顿第三定律和受力平衡求出物体的质量；根据牛顿第三定律和牛顿第二定律求出物体的加速度，判断升降机的运动状态完全失重状态：向下加速度的大小为重力加速度g；根据牛顿第三定律和牛顿第二定律求出物体的加速度判断升降机的运动状态；根据牛顿第二定律判断加速度方向。
本题主要考查了牛顿第二定律和超、失重问题的应用，难度适中，注意分析升降机的运动状态。
10.AD
【解析】解：货车在平直道路上以加速度a运动，西瓜A受到周围物体对它的作用力的合力和重力mg，如图所示
对西瓜A，由牛顿第二定律得F合=ma，根据力的合成与分解可得，周围与西瓜A接触的物体对西瓜A的作用力的合力大小F= (mg)2+(ma)2=m g2+a2，
当a=0时，F=mg，且F随a的增大而增大，F与水平方向的夹角的正切值tanθ=ga，夹角随a的增大而减小，故AD正确，BC错误。
故选：AD。
对西瓜A受力分析，利用牛顿第二定律，求出与西瓜A接触的物体对西瓜A的作用力的合力的大小以及变化情况，根据F与水平方向的夹角的正切值，得到夹角随a的增大而减小。
学生在解决本题时，应注意能够灵活运用牛顿第二定律，根据合外力来表示未知的力的表达式。
11.弹簧的伸长量Δx 0.500 50.0
【解析】解：(1)由题意已知x轴代表弹力F，由题图甲知，1号弹簧对应1位置，表示弹簧的长度，每挂一个钩码弹簧会变长一些，y轴即记录了弹簧挂上钩码后伸长的长度，故y轴代表弹簧的伸长量Δx。
(2)刻度尺的分度值为0.1mm，读数时需要估读到分度值的下一位，由题图乙知，2号弹簧末端指针位置对应的刻度为96.00cm，故弹簧伸长量
Δx=100cm−96.00cm=4.00cm
根据胡克定律可得弹簧的劲度系数为
k=FΔx=
(3)根据胡克定律，有
Δx=Fk
由题图丙得
k′=ΔF′Δx′=
故答案为：(1)弹簧的伸长量Δx；(2)0.500；(3)50.0。
(1)y轴即记录了弹簧挂上钩码后伸长的长度，据此分析；
(2)先读出刻度尺的读数，然后得到弹簧的形变量，最后根据胡克定律计算；
(3)根据胡克定律结合图像分析计算。
掌握胡克定律的应用是解题的基础。
2.59 Mg−(M+m)amg
【解析】解：(1)打点计时器使用的交变电流频率为50Hz，打点计时器的打点时间间隔T=1f=150s=0.02s，
由匀变速直线运动的推论Δx=aT2由逐差法可知，木块的加速度大小：a=(9.72−7.72+10.37−8.40+11.05−9.06)×10−29×(2×0.02)2m/s2≈4.14m/s2；
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打P点时的瞬时速度大小v=10.37×10−22×0.02m/s≈2.59m/s。
(2)对木块与重物整体，由牛顿第二定律得：Mg−μmg=(M+m)a
解得：μ=Mg−(M+m)amg
故答案为：(1)4.14；2.59；(2)Mg−(M+m)amg。
(1)根据匀变速直线运动的推论求出木块的加速度与瞬时速度大小。
(2)应用牛顿第二定律求出动摩擦因数的表达式。
掌握基础知识，应用匀变速直线运动的推论与牛顿第二定律即可解题；解题时注意单位换算。
13.解：(1)设汽车的运动方向为正方向，则汽车刹车过程中的加速度a0=−5m/s2
根据匀变速直线运动的速度与时间的关系有v1=v0+a0t1
解得v1=7m/s。
(2)汽车刹车后第2秒末(第3秒初)的速度大小v2=v0+a0t2=12m/s−5×2m/s=2m/s
汽车的刹车需要的时间：t=0−v0a0=0−12−5s=2.4s