山西省部分地市2024-2025学年高一上学期期末考试物理试题（解析版）

这是一份山西省部分地市2024-2025学年高一上学期期末考试物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第一册、必修第二册第五章。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得
3分，有选错的得0分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在变力作用下一定做曲线运动
B. 物体在恒力作用下可能做曲线运动
C. 做曲线运动的物体，加速度一定发生变化
D. 做曲线运动的物体，速度大小一定发生变化
【答案】B
【解析】A．物体受变力作用时，如果该力与初速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故A错误；
BC．物体受恒力作用时，如果该力方向与初速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动，且加速度不变，故B正确，C错误；
D．做曲线运动的物体，速度方向一定改变，但大小可能不变，故D错误。
故选B。
2. 人类对天体运动的认识，经历了漫长的发展过程，直到1687年牛顿在其出版的《自然哲学的数学原理》中正式提出万有引力定律，才成功解释了天体运动的规律，其公式为，其中为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，G为引力常量．关于G的单位，用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由万有引力定律有
可得
若用国际单位制的基本单位表示为
故选A。
3. 新春佳节，某同学把红纸铺在水平桌面上写“福”字，如图所示，为防止红纸滑动，在其左侧放一镇纸压住．当毛笔的速度方向水平向右时，下列说法正确的是（ ）
A. 红纸对毛笔的摩擦力方向向右
B. 红纸对桌面的摩擦力方向向左
C. 镇纸的重力与红纸对镇纸的支持力是一对平衡力
D. 桌面对红纸的支持力和镇纸对红纸的压力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】AB．当毛笔的速度方向水平向右时，则红纸对毛笔的摩擦力方向向左，根据相互作用力可知，毛笔对红纸的摩擦力方向向右，根据受力平衡可知，桌面对红纸的摩擦力方向向左，根据相互作用力，可知红纸对桌面的摩擦力方向向右，故AB错误；
C．以镇纸为研究对象，根据受力平衡可知，镇纸的重力与红纸对镇纸的支持力是一对平衡力，故C正确；
D．桌面对红纸的支持力和镇纸对红纸的压力即不是一对相互作用力，也不是平衡力，故D错误。
故选C。
4. 加速度的定义式为，历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”的定义式为，其中和分别表示某段位移x内的初速度和末速度，表示物体做加速运动，表示物体做减速运动．下列说法正确的是（ ）
A. 若且保持不变，则a逐渐减小
B. 若且保持不变，则A逐渐增大
C. 若a不变，则物体在位移中点处的速度比大
D. 若A不变，则物体在位移中点处的速度比小
【答案】C
【解析】A．若且保持不变，相等位移内速度增加量相等，但所用时间越来越短，由
可知，a逐渐增大，故A错误；
B．若且保持不变，相等时间内速度增加量相等，可知相等时间内的位移越来越大，由
可知，A逐渐减小，故B错误；
C．若a不变，根据匀变速直线运动规律可知，物体在位移中点的速度为
故C正确；
D．若A不变，相等位移内速度变化量相等，所以在位移中点的速度为
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，倾角的斜劈的劈尖顶着竖直墙壁静止于水平地面上，现将一球放在墙面与斜劈之间，并从图示位置由静止释放，不计一切摩擦．若球落地前瞬间，斜劈的速度大小为v，则此时球的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可知，球沿直线下落，斜劈水平向右运动，将二者的实际速度分别沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向分解，如图所示，对球有，
其中
联立解得
故选D。
6. 如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为m的物块A，物块A静止后弹簧的长度为；若在物块A上端再放一个质量为2m的物块B，静止后弹簧的长度为，如图乙所示．弹簧始终处于弹性限度范围内，则弹簧的劲度系数及原长分别为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设弹簧的劲度系数为k，原长为l，当A静止时，有
当物块A、B均静止时，有
联立解得
故选B。
7. 如图所示，倾角的斜面ABC的AB段粗糙程度相同，BC段光滑。质量的小物块从A点以大小的初速度沿斜面向上滑行，到达B点时的速度大小，到达C点时速度恰好为零。已知小物块在AB段运动时间是在BC段运动时间的两倍，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 小物块与斜面AB段间的动摩擦因数为0.5
B. 斜面AB段的长度为0.5m
C. 斜面BC段的长度为
D. 小物块从A点出发到再次回到A点的时间为
【答案】D
【解析】A．设小物块在段向上运动时的加速度大小为，在段向上运动时的加速度大小为，小物块在段向上运动时，由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式有
则
小物块在段的加速度大小
由牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．斜面段的长度
故B错误；
C．斜面段的长度
故C错误；
D．分析可知，小物块下滑经过的速度大小仍为，小物块在段下滑过程中，有
解得
可知小物块在段向下做匀速运动，则小物块从A点到再次回到A点的时间
故D正确。
故选D。
8. 我国的无人机在各行各业中有着广泛的应用．在一次高空摄影过程中，地面测控系统测出无人机从地面起飞，其竖直方向上的速度v随时间t的变化规律如图所示，时刻无人机回到地面．关于无人机，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，无人机加速度先增大后减小
B. 时刻，无人机上升到最高位置
C. 时间内，无人机的加速度方向先向下后向上
D. 时间内与时间内的平均速度大小相等
【答案】BC
【解析】A．图像的斜率等于加速度，可知时间内，无人机的加速度向上先增大后减小，再向下增大，A错误；
B．时间内速度一直为正，则无人机一直上升，故时刻无人机上升到最高位置，B正确；
C．时间内，无人机先向下加速后向下减速，故加速度方向先向下后向上，C正确；
D．时间内无人机上升，时间内无人机下降并回到地面，可知时间内与时间内的位移大小相等，但时间关系未知，故无法确定平均速度大小关系，D错误。
故选BC。
9. 某同学用一氦气球悬挂一重物（可视为质点），从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，过了一段时间后，悬挂重物的细线断裂，又经过相同的时间，重物恰好落到地面．细线断裂后重物仅受到重力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 细线断裂前，重物处于超重状态
B. 细线断裂前，细线拉力与重物的重力大小之比为
C. 细线断裂时重物的高度与重物上升的最大高度之比为
D. 细线断裂时重物的速度大小与重物落地时的速度大小之比为
【答案】AC
【解析】A．细线断裂前，重物向上做匀加速运动，加速度方向向上，故重物处于超重状态，故A正确；
B．设匀加速上升的加速度大小为，时间为，规定向上为正方向，根据题意有
解得
对重物受力分析，由牛顿第二定律有
解得
则细线断裂前，细线拉力与重物的重力大小之比
故B错误；
CD．设细线断裂时重物的高度为，速度大小为，有
解得
细线断裂后，重物向上做匀减速运动，有
解得
则重物上升的最大高度
重物落地时的速度大小
可知细线断裂时重物的高度与重物上升的最大高度之比
细线断裂时重物的速度大小与重物落地时的速度大小之比
故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，粗糙水平面上放置着质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连．已知木块间的动摩擦因数均为μ，木块与水平面间的动摩擦因数均为，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g．开始时，轻绳水平且拉力为零，现用水平向右的力F拉右侧质量为2m的木块，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，轻绳的拉力大小为
B. 当时，右侧两木块间的摩擦力大小为
C. 当时，左侧两木块间的摩擦力大小为
D. 为使四个木块相对静止，则力F的最大值为
【答案】BD
【解析】D．设上、下两个木块间最大静摩擦力大小为，下面木块与水平面间的最大静摩擦力大小为，则，
设四个木块相对静止一起做匀加速的最大加速度大小为，对左侧质量为的木块及质量为的两木块三者整体受力分析，有
解得
对四个木块整体受力分析，有
解得
D正确；
A．当时，右侧两木块间无摩擦力，故轻绳的拉力大小为零，A错误；
B．当时，四个木块均静止，对右侧质量为的木块受力分析，有
解得
B正确；
C．当时，整体法有
解得
对左侧质量为的木块受力分析，有
解得左侧两木块间的摩擦力大小
C错误。
故选BD。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 某同学利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．一白纸固定在竖直木板上．弹簧测力计a和b连接细线系于结点O，其下端用细线挂一重物，分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录O点的位置和细线的方向．
（1）本实验采用的科学方法是（ ）
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 建立物理模型法
（2）图中弹簧测力计a的示数为_______N．
（3）关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A. 应测量重物所受重力
B. 两弹簧测力计应在使用前校零
C. 改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
D. 弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力
【答案】（1）B （2）2.6 （3）AB
【解析】
【小问1解析】
本实验目的是验证平行四边形定则，每次两根弹簧测力计的合力都要平衡重物的重力，采用的是等效替代法。
故选B。
【小问2解析】
弹簧测力计a的分度值为0.2N，所以示数为2.6N。
【小问3解析】
A．实验中要验证的是弹簧测力计a、b对O点的拉力用平行四边形定则合成后，与重物对O点的拉力是否等大反向，而重物对O点的拉力与重物的重力相等，所以应测量重物所受的重力，故A正确；
B．弹簧测力计应在使用前校零，故B正确；
C．改变拉力，进行多次实验，每次O点静止时，重物对O点的作用效果与O点的位置无关，所以不要求每次都使O点静止在同一位置，故C错误；
D．弹簧测力计a、b对O点的拉力的合力与重物的重力是一对平衡力，而不是同一个力，故D错误。
故选AB。
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某物理小组做了如图甲所示的改进实验，添加了力传感器来测细线的拉力．已知打点计时器使用的交流电源的频率。
（1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行，这样做的目的是（ ）
A. 为保证小车最终能够实现匀速直线运动
B. 防止小车在木板上运动过程中发生抖动
C. 防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
D. 为达到在补偿阻力后使细绳拉力合力等于小车受的合力
（2）关于该实验的操作，下列说法正确的是（ ）
A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量
B. 选用电磁打点计时器比选用电火花打点计时器实验误差大
C. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
D. 小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
（3）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．由图乙数据可知，打点计时器打B点时，小车的速度大小_______；小车的加速度大小_______．（结果均保留两位有效数字）
（4）保持小车的质量不变，由实验得到小车的加速度大小a与力传感器示数F的关系图像如图丙所示，则小车的质量：_______．（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）D （2）B （3）0.44 1.0 （4）2.7
【解析】
【小问1解析】
实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，目是为了在补偿阻力后使细绳拉力的合力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，导致细绳拉力的合力不等于小车所受的合力。
故选D。
【小问2解析】
AC．本实验中可以通过力传感器获取小车所受拉力大小，所以不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要小车所受拉力近似等于砂和砂桶的总重力，即不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AC错误；
B．电磁打点计时器由于振针的作用，纸带和复写纸之间阻力相对较大，实验误差比较大，而电火花计时器使用的是火花放电，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也比较小，故B正确；
D．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，故D错误。
故选B。
【小问3解析】
由于每5个点取1个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度，有
根据逐差法可知，小车的加速度大小
【小问4解析】
根据牛顿第二定律有
化简可得
可知斜率
解得
三、计算题（本题共3小题，共38分．作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量的圆环，地面上放一质量的物块，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，系统静止时连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为和。已知物块与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求：
（1）物块对地面的静摩擦力大小；
（2）若其他条件不变，仅圆环的质量可调，为保持系统的平衡，则圆环的最大质量。
【答案】（1）3N （2）0.6kg
【解析】
【小问1解析】
对圆环受力分析，竖直方向有
解得绳子的拉力大小T=5N
对物块受力分析，水平方向有
根据牛顿第三定律，可知物块对地面的静摩擦力大小
【小问2解析】
绳子的拉力大小
对物块受力分析，竖直方向有
水平方向有
为保持系统的平衡，有
联立解得
即圆环的最大质量为0.6kg。
14. 如图所示，倾角的斜面AB与长的水平面BC在B点平滑连接，竖直面CD高，水平面DE与倾角长的斜面EF相连接。物块从A点由静止释放，经水平面BC后由C点抛出，无碰撞地由E点进入EF段。忽略一切阻力和摩擦，重力加速度g取。求：
（1）物块做平抛运动的初速度大小；
（2）斜面AB的长度；
（3）物块由A点运动到F点的总时间。
【答案】（1）4m/s （2）1.6m （3）1.5s
【解析】
【小问1解析】
物块从点到点做平抛运动，竖直方向有
解得
小球无碰撞地由E点进入EF段，则
解得物块做平抛运动的初速度大小
【小问2解析】
物块在段下滑时，由牛顿第二定律有
解得
由匀变速运动公式，有
解得
【小问3解析】
物块在段的运动时间
物块在段的运动时间
物块做平抛运动的时间
物块在段下滑时，由牛顿第二定律，有
解得
物块到达点时的速度大小
由运动学公式，有
解得
则物块由A点运动到点的总时间
15. 如图所示，倾角的传送带以的速度顺时针转动，质量的物体P通过不可伸长、且与传送带平行的轻绳跨过光滑定滑轮后与质量的物体Q相连。初始时，轻绳伸直但无拉力，物体P到地面的高度，物块Q位于传送带的底端（与地面等高），某时刻将物块P由静止释放且落地后不反弹，物块Q最终恰好到达传送带的顶端。已知物块Q与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块P、Q均可视为质点，重力加速度g取，，。求：
（1）物体P释放后瞬间，轻绳的拉力大小；
（2）物块P落地前瞬间的速度大小；
（3）传送带最上端到地面的高度。
【答案】（1）8N （2）4m/s （3）2.64m
【解析】
【小问1解析】
开始时，物体Q的速度小于传送带的速度，则滑动摩擦力方向沿传送带向上
对物块P，由牛顿第二定律，有
对物块Q，由牛顿第二定律，有
联立解得，
【小问2解析】
物体Q从静止加速至的位移大小
物块Q与传送带共速后继续加速，传送带给物体Q向下的滑动摩擦力，对物块P进行分析，根据牛顿第二定律有
对物块Q进行分析，根据牛顿第二定律有
联立解得
设物体P落地前瞬间的速度大小为，则有
解得
【小问3解析】
物体P落地后，物体Q向上做匀减速运动，对物块Q进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
物体Q减速到再次与传送带共速时的位移大小
物体Q再次与传送带共速后继续向上做匀减速运动，对物块Q进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
从共速到刚好到达顶端，物块Q的位移大小
可知物块Q的总位移大小
则传送带最上端到地面的高度