山东省青岛市四区联考2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份山东省青岛市四区联考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.青岛地铁6号线是国内首条城市轨道交通智慧地铁示范线。2024年4月26日1期工程正式运营，如图是该线路的走向示意图。已知该线路全长30.76km，列车最高时速可达100km/h，全天运营16h50min。下列说法正确的是( )
A. “16h50min”指的是时刻
B. 研究单程运行的时间，可以将地铁看作质点
C. “30.76km”指的是地铁单程行驶的位移大小
D. “100km/h”指的是地铁行驶的平均速度大小
2.电子不停车自动收费系统(ETC)适用于高速公路和繁忙的桥隧环境。如图是汽车经过ETC通道时的v-t图像。下列说法正确的是( )
A. 汽车的惯性先减小后增大
B. 汽车的加速度方向始终不变
C. 汽车在减速过程中加速度先减小后增大
D. 汽车在加速过程中加速度先增大后减小
3.2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女子单打决赛中获得冠军，实现了中国网球历史性的突破。球拍击球时，下列说法正确的是( )
A. 网球受到弹力是因为球拍发生了弹性形变产生的
B. 网球给球拍的力和球拍给网球的力是一对平衡力
C. 网球给球拍的力小于球拍给网球的力
D. 网球所受弹力的方向一定与反弹后的运动方向相同
4.如图，货车运载一批质量均为m的光滑油桶。油桶大小相同，紧密排列，和货车一起向左做匀速直线运动，P、Q是其中的两个油桶。已知重力加速度为g，则Q受到P的作用力为( )
A. 22mgB. 3mgC. 33mgD. mg
5.如图，用手掌托着质量为1kg的书，由静止向上运动了一段距离后停下。已知该过程中书的加速度大小始终为2m/s2，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 书一直向上运动，故一直处于超重状态
B. 前半段运动过程中，书受到的支持力为12N
C. 前半段运动过程中，书受到的重力变为12N
D. 后半段运动过程中，书受到的重力变小
6.一辆汽车沿平直公路行驶，如图为其位置随时间的变化规律。下列说法正确的是( )
A. 0～t2时间内汽车运动方向不变
B. 0～t2时间内汽车的位移为x1
C. 0～t1时间内汽车做减速运动
D. 0～t1时间内汽车做加速度减小的加速运动
7.体育课上，小明同学将排球以5m/s的初速度竖直向上垫起，垫球点离地面高度为1.2m。忽略空气阻力，已知重力加速度g=10m/s2，排球被垫出后0.8s时离地面的高度为( )
A. 0.8mB. 2.9mC. 1.7mD. 2.0m
8.为了测量橡皮与白纸之间的动摩擦因数，某同学将一质量为20g的橡皮放置在水平桌面的白纸上。经0.1s将白纸快速抽出，抽出过程中，橡皮相对桌面运动了3cm。已知重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 橡皮与白纸之间的动摩擦因数为0.6
B. 在白纸刚刚抽出时，橡皮的速度为0.3m/s
C. 该橡皮质量越小，在桌面上滑动的距离越大
D. 白纸抽出的越快，橡皮在桌面上滑动的距离越大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.同学们在学习物理知识的同时也经历了物理规律的发现过程，掌握了处理物理问题的方法，领悟了科学思想，下列说法正确的是( )
A. 重心概念的建立主要采用了理想模型法
B. 瞬时速度概念的建立蕴含了极限的思想
C. 用质点来替代实际物体主要采用了等效的方法
D. 伽利略研究自由落体运动规律时主要采用了推理与实验相结合的方法
10.某小组测量一弹簧的劲度系数。第一次施加F1=10N的拉力，弹簧长L1=14cm；第二次施加F2=5N的拉力，弹簧长L2=12cm，实验时弹簧均在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数k=2.5N/mB. 弹簧的劲度系数k=250N/m
C. 弹簧的原长L0=10cmD. 弹簧的原长L0=8cm
11.国内已经逐步尝试通过无人机进行火灾探测和应急救援物资输送。某消防中队接到群众报警，赶至火灾现场，迅速布置无人机消防作业。假设无人机由静止竖直向上起飞，整个过程的v-t图像如图所示。已知无人机的质量为6kg，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 无人机上升的最大高度为30m
B. 无人机在10～12s内处于悬停阶段
C. 无人机在8～10s内加速度为-3m/s2
D. 无人机在12～16s内受到空气的作用力大小为66N
12.如图，木块B放在水平地面上，固定在B上的竖直轻杆顶端用细绳连接小球A。当与水平方向成30°角的力F作用在小球A上时，A、B均静止，且此时细绳与竖直方向的夹角为30°。已知木块B的质量为2m，小球A的质量为m。下列说法正确的是( )
A. 细绳拉力大小为 3mg2
B. 力F的大小为mg2
C. 地面对B的支持力大小为11mg4
D. 地面对B的摩擦力大小为 3mg2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.学校兴趣小组用如图所示的实验装置验证力的平行四边形定则，操作步骤如下：
①在水平放置的薄木板上用图钉固定一张白纸，将三个橡皮筋一端系在一起，另一端分别与三个弹簧测力计的挂钩相连；
②三位同学互成角度拉动三个弹簧测力计；
③记录F1、F2、F3的大小与方向；
④重复以上步骤，记录多组数据。
(1)下列操作合理的是______；
A.三个橡皮筋必须等长
B.F2、F3的夹角越大越好
C.再次实验时需把结点拉到同一位置
D.三个弹簧测力计在操作时一定要与木板平面保持平行
(2)该弹簧测力计示数的单位为N，图中F1的示数为______N；
(3)该小组同学结合实验中得到的数据，画出力的图示，以任意两个力为邻边作平行四边形，若______，则可证明平行四边形定则成立。
14.某同学利用如图甲所示的装置测量木块的加速度。将木板抬起一定的角度，打点计时器固定在木板下端，纸带一端与木块相连，另一端穿过打点计时器。接通电源，给木块沿木板向上的初速度，打出的纸带如图乙，测得相邻两计数点之间的距离为x1=11.09cm，x2=9.13cm，x3=7.10cm，x4=5.12cm。已知相邻两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率f=50Hz，当地重力加速度为g。

(1)图乙中纸带的______端与木块相连(选填“左”或“右”)；
(2)根据题干中的数据可求出打下B点时木块的速度vB= ______m/s，木块的加速度大小a= ______m/s2；(结果均保留3位有效数字)
(3)该同学用此装置测量木块与木板间的动摩擦因数，则还需测量下列哪些物理量______。
A.木块的质量m
B.木板的长度L
C.木板顶端离水平面的高度h
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图甲为中国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰“福建舰”，采用平直飞行甲板，搭载弹射型舰载机“歼-15T”，配置飞机电磁弹射和阻拦装置；如图乙为“福建舰”的水平跑道电磁弹射区和起飞区示意图。某次起飞训练中，航空母舰始终处于静止状态，舰载机启动后先经电磁弹射区获得速度v0=10m/s，离开电磁弹射区后在起飞区继续匀加速前进，运动了x=96m后达到起飞速度离舰升空。已知舰载机的质量m=1.8×104kg，启动后发动机可为其提供恒定向前的推力F=4.68×105N，舰载机在航母上受到的阻力恒为舰载机重力的0.1倍，重力加速度g=10m/s2。求：

(1)舰载机的起飞速度大小；
(2)舰载机在起飞区的运动时间。
16.直升飞机悬停在某一高度处，跳伞运动员离开飞机后进行超低空跳伞表演。运动员先做自由落体运动，5s后打开降落伞，随即匀减速下降，加速度大小为15m/s2。为了安全起见，要求运动员落地速度最大不得超过5m/s，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)运动员打开降落伞时的速度大小；
(2)直升飞机悬停的最小高度。
17.如图，一装卸工人利用斜面卸货，开始时货物静止在斜面上。工人对货物施加一沿斜面向下的恒定推力F1货物恰好匀速向下运动。已知货物的质量m=100kg，斜面的长度L=3m，斜面的倾角θ=37°货物与斜面间的动摩擦因数μ=0.8，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
(1)求货物静止时受到的摩擦力大小；
(2)求F1的大小；
(3)若对货物施加的推力大小变为F2货物从斜面顶端由静止开始运动，运动了x1=1m后撤去该推力，货物刚好能到达斜面底端，求F2的大小。
18.随着人工智能技术的发展，2024年自动驾驶技术进入了全新的阶段，越来越多的城市开始允许无人驾驶汽车上路行驶。L4级无人驾驶汽车紧急情况下的反应时间可以缩短到t0=0.2s，减速的加速度大小恒为a=5m/s2。如图所示，该无人驾驶汽车在平直公路上以v1=20m/s的速度匀速行驶。

(1)若无人驾驶汽车探测到正前方s0=45m处突然出现障碍物，该车作出反应后开始减速，试判断该车是否会撞上障碍物，如果没有撞上，求该车停下时到障碍物的距离s1；
(2)若一货车突然变道至无人驾驶汽车的正前方并以速度v2=10m/s匀速行驶，此时两车相距s2=9.5m无人驾驶汽车探测到货车后作出反应开始减速。判断无人驾驶汽车是否会撞上货车；若撞上，求无人驾驶汽车减速的时间t；若没撞上，求两车的最小距离s3。
答案和解析
1.B
【解析】A、时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，所以“16h50min”指的是时间间隔，故A正确；
B、一个物体能否看成质点，不是看物体的大小，而是看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略，在考察地铁单程运行的时间，可以忽略列车的形状，看成质点，故B正确；
C、地铁从起点到终点为路程，实际轨迹长度，所以37.6km为路程，故C错误；
D、平均速度等于位移与时间的比值，最高时速可达100km/h，指的是瞬时速度，故D错误。
故选：B。
2.D
【解析】A.惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的速度无关。因此，汽车的惯性在行驶过程中是不变的，故A错误；
B.从v-t图像可以看出，汽车的速度先减小后增大，因此汽车的加速度方向先与速度方向相反(减速阶段)，后与速度方向相同(加速阶段)，所以汽车的加速度方向发生了改变，故B错误；
C.在减速过程中，v-t图像的斜率先增大后减小，因此，汽车在减速过程中加速度是先增大后减小的，故C错误；
D.在加速过程中，v-t图像的斜率先增大后减小，因此，汽车在加速过程中加速度是先增大后减小的，故D正确。
故选：D。
3.A
【解析】A.根据弹力的定义，弹力是发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。因此，当球拍击球时，球拍发生弹性形变，产生弹力作用在网球上，故A正确；
B.网球给球拍的力和球拍给网球的力是一对相互作用力，它们作用在两个不同的物体上(一个是网球，一个是球拍)，因此不是平衡力，平衡力是作用在同一个物体上，使物体保持静止或匀速直线运动状态的力，故B错误；
C.根据牛顿第三定律，相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。因此，网球给球拍的力与球拍给网球的力是一对相互作用力，它们的大小相等，故C错误；
D.网球所受弹力的方向是与球拍形变恢复的方向相同，而不是与网球反弹后的运动方向一定相同，网球的反弹方向取决于弹力的方向、网球的初速度、重力以及空气阻力等多个因素，故D错误。
故选：A。
4.C
【解析】根据对称性可知，P和P左侧的球对Q的支持力大小相等，设为F，如图所示。
根据平衡条件得
2Fcs30°=mg
解得
F= 33mg，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5.B
【解析】A.书在向上运动的过程中，虽然速度方向向上，但由于加速度方向先向上后向下，所以书处于先超重后失重状态，故A错误；
B.对书进行受力分析，书受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力。根据题目意思，前半段运动过程应该是指加速运动过程，
根据牛顿第二定律有：FN-mg=ma，
解得：FN=12N，故B正确；
CD.书受到的重力是由地球对书的吸引产生的，与书的运动状态无关，所以无论书如何运动，它受到的重力都保持不变，故CD错误。
故选：B。
6.C
【解析】A.由图可得0～t2时间内汽车运动方向改变，t1时刻方向改变，故A错误；
B.由图可得0～t2时间内汽车的位移为-x1，故B错误；
C.位移—时间图象的斜率等于物体运动的速度，0～t1时间内汽车做减速运动，故C正确；
D.位移—时间图象的斜率等于物体运动的速度，0～t1时间内汽车做速度减小的减速运动，故D错误；
故选：C。
7.D
【解析】垫球后排球做竖直上抛运动，根据逆运算可得向上运动距离为
h1=v022g=522×10m=1.25m
向上运动时间为
t1=v0g=510s=0.5s
上升到最高点后速度大小为0，此后做自由落体运动，根据自由落体运动公式可知下降时间为
t2= 2(h1+h2)g= 2×(1.2+1.25)10s=0.7s
由于上升时间与下降时间之和大于0.8s，故排球下落时间为
t3=t-t1=0.8s-0.5s=0.3s
则下落距离为
h2=12gt32=12×10×0.32m=0.45m
故排球被垫出后0.8s时离地面的高度为
h3=h+h1-h2=1.2m+1.25m-0.45m=2.0m
故D正确，ABC错误。
故选：D。
8.A
【解析】A、橡皮做初速度为零的匀加速直线运动，位移x=12at2，代入数据解得：a=6m/s2，
对橡皮，由牛顿第二定律得：μmg=ma，代入数据解得橡皮与白纸间的动摩擦因数μ=0.6，故A正确；
B、在白纸刚抽出时，橡皮的速度v=at=6×0.1m/s=0.6m/s，故B错误；
CD、设橡皮与桌面间的动摩擦因数为μ'，橡皮在桌面上滑动时，由牛顿第二定律得：μ'mg=ma'，解得：a'=μ'g
橡皮在桌面上做匀减速直线运动，橡皮在桌面上滑动的距离x'=v2a'=v22μ'g，橡皮在桌面上滑动的距离与橡皮质量无关，
橡皮质量越大或越小时橡皮在桌面上滑行的距离不变，故CD错误。
故选：A。
橡皮做初速度为零的匀加速直线运动，应用运动学公式求出橡皮的加速度，应用牛顿第二定律求出橡皮与白纸间的动摩擦因数；应用运动学公式求出白纸刚抽出时橡皮的速度；根据牛顿第二定律与运动学公式判断橡皮质量与在桌面上滑行距离的关系。
分析清楚橡皮的运动过程，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。
9.BD
【解析】A.重心就是从作用效果上相当于重力作用在那个点上，是利用了等效的思想，故A错误；
B.根据速度定义式v=ΔvΔt，可知当Δt非常小时，就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想的方法，故B正确；
C.把一个物体当作“质点”进行研究，质点是实际物体在一定条件下的科学抽象，使用了理想模型法，故C错误；
D.伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论，即采用了推理与实验相结合的方法，故D正确。
故选：BD。
10.BC
【解析】设弹簧的原长为L0，则有：第一次拉伸时：F1=k(L1-L0)
第二次拉伸时：F2=k(L2-L0)
解这个方程组，我们可以得到弹簧的原长L0=0.10m=10cm，劲度系数k=250N/m，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
11.AC
【解析】A、由图示v-t图像可知，无人机上升的最大高度h=12×6×10m=30m，故A正确；
B、由图示v-t图像可知，在10～12s内，无人机的速度保持不变但不是零，无人机做匀速直线运动而没有悬停，故B错误；
C、由图示v-t图像可知，在8～10s内无人机的加速度a=-6-010-8m/s2=-3m/s2，故C正确；
D、由图示v-t图像可知，在12～16s内，无人机的加速度a'=0-(-6)16-12m/s2=1.5m/s2
对无人机，由牛顿第二定律得：f-mg=ma'，代入数据解得：f'=69N，故D错误。
故选：AC。
12.ABC
【解析】AB.如图，对小球受力分析：
由平衡条件可得：Tsin30°=Fcs30°，Tcs30°+Fsin30°=mg，
联立可得：T= 32mg，F=12mg，故AB正确；
CD.如图，对木块、细绳、小球的整体受力分析：
由平衡条件可得：f=Fcs30°，N+Fsin30°=(2m+m)g，
结合前面分析可知：F=12mg，
联立可得：f= 34mg，N=114mg，故C正确，D错误；
故选：ABC。
13.D 3.40 这两个力所夹的对角线表示的力，在误差允许范围内大小等于第三个力、且方向相反
【解析】(1)A.三条橡皮筋的规格相同，自然长度要相等，且劲度系数要相同，故A正确；
B.F2、F3的夹角要适当，不是越大越好，故B错误；
C.根据实验原理，同次实验时需把结点拉到同一位置，以保证力的作用效果相同，再次实验时不需把结点拉到同一位置，故C错误；
D.为了保证合力与分力在同一平面内，三个弹簧测力计在操作时一定要与木板平面保持平行，故D正确。
故选：AD。
(2)弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为3.40N；
(3)根据实验原理，以任意两个力为邻边作平行四边形，若这两个力所夹的对角线表示的力，在误差允许范围内大小等于第三个力、且方向相反，则可证明平行四边形定则成立。
故答案为：(1)AD；(2)3.40；(3)这两个力所夹的对角线表示的力，在误差允许范围内大小等于第三个力、且方向相反。
14.左 1.01 2.00 BC
【解析】(1)木块沿斜面向上做减速直线运动，故图乙中纸带的左端与木块相连；
(2)相连两计数点间的时间间隔为T=0.02s×5=0.1s，根据纸带瞬时速度和平均速度关系有vB=x1+x22T，代入数据得vB=1.01m/s，根据逐差法求解加速度公式a=(x4+x3)-(x2+x1)4T2，代入数据得a=-2.00m/s2，大小为2.00m/s2。
(3)设斜面的倾斜角为θ，根据牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcsθ=ma，表达式中m可以约掉，可以通过测量木板的长度L和木板顶端到水平面的高度h求解sinθ和csθ，故BC正确，A错误。
故选：BC。
故答案为：(1)左；(2)1.01，2.00；(3)BC。
15.(1)对舰载机，由牛顿第二定律得：F-kmg=ma
代入数据解得：a=25m/s2
由匀变速直线运动的v-x得：v2-v02=2ax
代入数据解得，起飞速度大小v=70m/s
(2)起飞速度v=v0+at
代入数据解得：t=2.4s
答：(1)舰载机的起飞速度大小是70m/s；
(2)舰载机在起飞区的运动时间是2.4s。
16.【解析】(1)运动员打开降落伞时，已经自由落体运动了5s，根据速度—时间公式得：v0=gt1=10×5m/s=50m/s；
(2)运动员打开降落伞后做匀减速直线运动，根据速度—位移公式得：v2-v02=-2ax2，
其中，v为运动员落地时的速度，a为匀减速直线运动的加速度，x2为匀减速直线运动的位移。代入数据解得：x2=v2-v02-2a,解得x2=82.5m，自由落体运动的位移为：x1=12gt12,解得x1=125m，所以，直升飞机悬停的最小高度为：h=x1+x2，解得h=207.5m。
答：(1)运动员打开降落伞时的速度大小等于50m/s；
(2)直升飞机悬停的最小高度为207.5m。
17.【解析】(1)货物静止时，根据平衡条件得
f=mgsin37°=100×10×0.6N=600N
(2)货物匀速向下运动时，根据平衡条件得
F1+mgsin37°=μmgcs37°
解得
F1=40N
(3)对货物在斜面运动的全过程，根据动能定理得
F2x1+mgLsin37°=μmgcs37°⋅L
解得
F2=120N
答：(1)货物静止时受到的摩擦力大小为600N；
(2)F1的大小为40N；
(3)F2的大小为120N。
18.【解析】(1)该车在反应后减速的总距离为x=v1t0+v122a
假设没有撞上障碍物，则该车停下时到障碍物的距离s1=s0-x
代入数据解得s1=1m，假设成立。
(2)设经时间t'两车的速度相等，则
v2=v1-at'
假设两车没有相撞，从无人驾驶汽车开始反应到两车速度相等的最小距离为
Δx=v1+v22t'+v1t0-v2(t'+t0)-s2
解得Δx=-2.5m，说明无人驾驶汽车会撞上货车，假设不成立。
则v1t-12at2+v1t0=s2+v2(t+t0)
解得t=1s(另一个解t=3s舍去)
答：(1)没有撞上，该车停下时到障碍物的距离s1为1m；
(2)无人驾驶汽车会撞上货车，无人驾驶汽车的减速时间为1s。