山东省聊城市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份山东省聊城市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共15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.诗词是中国传统文化的重要组成部分，有些诗词中蕴含丰富的物理知识，下列诗句中包含的物理知识说法正确的是( )
A. “春风得意马蹄疾，一日看尽长安花”中的“一日”指的是时刻
B. “两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以江水为参考系来描述轻舟运动的
C. “卧看满天云不动，不知云与我俱东”，说明选择不同的参考系物体的运动情况可能不同
D. “朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，根据“千里江陵一日还”可计算出诗人的平均速度
2.如图所示，图甲、图乙分别为物理教材上伽利略设计的两个“斜面”上的实验，关于这两幅图说法正确的是( )
A. 图甲实验证明了力不是维持物体运动状态的原因
B. 伽利略借助图甲实验得到了自由落体运动是匀加速直线运动
C. 图乙实验表明牛顿第一定律可用实验证实
D. 图乙实验证明了力是维持物体运动状态的原因
3.“青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，A、B两个小球的质量分别为m和2m，A用无弹性轻绳与天花板连接，A、B之间用轻弹簧连接，整个系统保持静止。已知重力加速度为g，则将轻绳剪断瞬间，A、B的加速度大小分别为( )
A. 3g0B. 2g gC. 3g gD. 2g 0
5.如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平向右的力F作用于物体A上，使A、B、C以相同的速度向右匀速运动，下列说法正确的是( )
A. 物体A受到的摩擦力方向水平向右B. 物体B受到两个摩擦力作用
C. 物体C受到的摩擦力方向水平向右D. B与水平桌面间可能没有摩擦力
6.抖空竹是国家级非物质文化遗产代表性项目，金华某校把它引入到体育校本课和大课间锻炼环节。如图所示，该同学保持一只手A不动，另一只手B沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是( )
A. 沿虚线a向左移动时，细线的拉力将减小
B. 沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小
C. 沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将减小
D. 沿虚线d向右移动时，细线对空竹的合力将增大
7.如图所示，一个质量为50kg的沙发静止置于水平地面，甲、乙两人同时从背面和侧面用F1=150N、F2=200N的力推沙发，F1与F2相互垂直，且平行于地面。沙发与地面间的动摩擦因数μ=0.4。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 沙发所受摩擦力大小为350N
B. 沙发将沿着F1的方向移动，加速度为3m/s2
C. 沙发将沿着F2的方向移动，加速度为4m/s2
D. 沙发的加速度大小为1m/s2
8.2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲所示的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为m的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间F-t图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 演员在a时刻速度为零，加速度为零
B. 演员在b时刻速度最大
C. 演员离开弹性网后上升的最大高度为3.2m
D. 演员在a到b时间段内处于超重状态
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.B两物体沿同一直线运动，A、B的运动图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是( )
A. 0∼6s内A的路程为16m，B的路程为12m
B. 0∼2s内与4∼6s内，A的速度等大反向
C. 0∼6s内，A、B的运动方向均只改变一次
D. 6s末，A、B均回到出发点
10.如图所示为机场中运送行李的水平传送带，A、B为传送带的两端点，传送带始终以5m/s的速率顺时针运动。某乘客将行李无初速度放在传送带的A点，行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。则( )
A. 若传送带足够长，行李始终受到向右的摩擦力
B. 若传送带足够长，行李加速运动的时间为5s
C. 要使行李达到与传送带共速，AB间的最小距离为25m
D. 行李与传送带间的相对路程最大值为12.5m
11.物理必修一教材封面如图。由于相机存在固定的曝光时间，照片中呈现的下落的砂粒并非砂粒本身的形状，而是成了一条条模糊的径迹，砂粒的疏密分布也不均匀。若近似认为砂粒从出口下落的初速度为0。忽略空气阻力，不计砂粒间的相互影响，设砂粒随时间均匀漏下，以下推断正确的是( )
A. 出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的 2倍
B. 出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的2倍
C. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约与3∼12cm范围砂粒数相等
D. 出口下方0∼3cm范围内砂粒数约为3∼9cm范围砂粒数的 2倍
12.某旅客在站台上候车线处候车，若“高铁”每节车厢长为L，进站时可以看做匀减速直线运动，第10节车厢经过该旅客用时为T，“高铁”停下时旅客刚好在12号车厢门口(车厢门口可近似看成在两节车厢连接处)，如图所示。下列判断正确的是( )
A. 第11节车厢经过该旅客用时为 2+1T
B. 第10节车厢口和第11节车厢口经过该旅客时的速度之比为2:1
C. 第11节车厢经过他的时间与第8、9、10节车厢经过该旅客的总时间相同
D. “高铁”的加速度为a=6-4 2LT2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某学习小组在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，操作如下：
①将橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的自然长度为EG(如图甲所示)；
②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点静止，橡皮条伸长的长度为GO(如图乙所示)；
③撤去F1、F2，改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点静止，拉力为F(如图丙所示)；
④以F1、F2为邻边画平行四边形，画出对角线F'，与F比较，如图丁所示。
(1)下列说法中正确的是_______
A.弹簧测力计应在使用前校零
B.拉力F1、F2的夹角要小于90 ∘
C.改变拉力，重复多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
D.实验中必须记录F1、F2及F的大小和方向
(2)图丁中，______(填“F”或“F'”)一定与EO共线；
(3)经过多次重复操作，两个互成角度的力的合成规律遵循______。
14.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。
(1)该实验运用的实验方法是______(填“控制变量法”或“等效替代法”)；
(2)该实验中小车质量为M，砝码及砝码盘的质量为m，______(填“需要”或“不需要”)满足M≫m；
(3)在补偿小车与长木板之间的阻力后，打出了一条纸带，每五个点取一个计数点，量出计数点A、B、C三点到O点的距离如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a=_____m/s2；(结果保留两位有效数字)
(4)改变砝码的质量，重复实验，得到多组小车的加速度a及对应的力传感器示数F，根据测量数据作出的a-F图线为如图丙所示的直线，图像不过原点的原因是_______
A.补偿阻力不足 B.补偿阻力过度
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图所示，质量为m=2kg的小球通过轻质弹簧和轻绳悬挂在空中处于静止状态，弹簧处于水平状态，轻绳与竖直方向的夹角为θ=37 ∘，已知弹簧的劲度系数k=50N/m，sin37 ∘=0.6，cs37 ∘=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)细绳的拉力大小F；
(2)弹簧的形变量。
16.某跳伞运动员做低空跳伞表演。该运动员从悬停的飞机上跳下，运动员先做自由落体运动，当速度达到50m/s时打开降落伞做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2，到达地面时速度为5m/s。已知重力加速度g=10m/s2。求：

(1)运动员在空中下落的时间；
(2)悬停飞机距地面的高度。
17.5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，相较传统“单车式”无人驾驶，具有革命性演进。如图所示，甲、乙两辆5G自动驾驶测试车，在平直公路的同一车道上向右匀速行驶，甲车在前乙车在后，两车的速度均为v0=20m/s，两车相距x0=100m。甲车行驶至A点时因前方突发情况紧急刹车，甲车随即将刹车信号传递给乙车，甲车刹车经过4s后危险解除，随后甲车立即改为匀加速运动，甲车通过B点时速度恰好达到v0=20m/s。已知甲车刹车和加速时的加速度大小均为a=4m/s2，求：
(1)若甲车以v0匀速通过AB段，将少用多长时间；
(2)若乙车接到信号后仍以v0做匀速运动，通过计算判断两车是否会发生碰撞；如果碰擅，两车将在甲车通过A点后多久碰撞；如果不发生碰撞，计算两者之间的最小距离。
18.风洞实验室中可产生大小和方向都可以调节的风力。如图所示为某风洞中的实验示意图。一质量为1kg的小球套在一根固定的粗糙直杆上，直杆与水平方向的夹角为θ=30 ∘，小球在竖直向上的风力F作用下，从A点静止出发沿直杆向上运动，在杆上A点右上方有一点B，AB间距离xAB=2.65m，若风力F=18N，风力F作用t1=1.5s后撤去，杆与球间的动摩擦因数μ= 36，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)风力F作用时小球的加速度大小a1；
(2)小球上滑过程中距A点的最大距离xm；
(3)小球从A点开始运动后经多长时间会向下经过B点。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A“春风得意马蹄疾，一日看尽长安花”中的“一日”指的是时间间隔，A错误；
B“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以江岸为参考系来描述轻舟运动的，B错误
C“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，说明选择不同的参考系物体的运动情况可能不同，这是运动的相对性，C正确；
D“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，根据“千里江陵一日还”可计算出诗人的平均平均速率，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】AB.伽利略利用图甲实验证明了自由落体是匀加速直线运动，故A错误，B正确；
CD.伽利略利用图乙实验设计证明了力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动的原因，牛顿第一定律是牛顿推导出的，故CD错误。
故选B。
3.【答案】B
【解析】A.离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误；
BD.离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在初速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误；
C.离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。
故选B。
4.【答案】A
【解析】轻绳剪断前，以B为对象，可得弹簧弹力为 F弹=2mg
将轻绳剪断瞬间，弹簧弹力保持不变，以A为对象吗，根据牛顿第二定律可得 aA=mg+F弹m=3g
由于B的受力保持不变，所以轻绳剪断瞬间，B的加速度为0。
故选A。
5.【答案】B
【解析】A.以A为对象，根据受力平衡可知，A受到水平向右的拉力，则受摩擦力水平向左，故A错误；
BCD.C做匀速运动，根据受力平衡可知，水平方向C不受摩擦力作用，以B为对象，由平衡条件可知，B受到桌面对B水平向左的摩擦力和A对B水平向右的摩擦力，物体B受到两个摩擦力作用，故B正确，CD错误。
故选B。
6.【答案】A
【解析】A.对空竹受力分析可知2Tcsθ=mg
沿虚线a向左移动时，θ角减小，则细线的拉力将减小，选项A正确；
B.沿虚线b向上移动时，AB两点水平间距不变，绳长不变，可知细线与竖直方向的夹角θ不变，则细线的拉力不变，选项B错误；
C.沿虚线c斜向上移动时，夹角θ不变，则细线的拉力将不变，选项C错误；
D.沿虚线d向右移动时，细线对空竹的合力与重力等大反向，可知合力不变，选项D错误。
故选A。
7.【答案】D
【解析】A.沙发所受滑动摩擦力大小为 f=μFN=μmg=200N ，故A错误；
BCD.根据平行四边形定则，可得 F1 与 F2 的合力大小为 F合= F12+F22=250N ，设合力与 F1 的夹角为 θ ，则有 tanθ=F2F1=200150=43 ，解得 θ=53∘ ，根据牛顿第二定律有 F合-f=ma ，解得加速度大小为 a=1m/s2 ，故沙发将沿着与 F1 的夹角为 53∘ 方向移动，故D正确，BC错误。
故选D。
8.【答案】C
【解析】A.由乙图可知，演员在a时刻速度为零，弹力最大，加速度最大，A错误；
B.当弹力等于重力时，演员的速度最大，由图可知，演员在b时刻，弹力为零，速度不是最大，B错误；
C.由乙图可知，演员在空中运动的时间为 t=1.6s ，根据竖直上抛运动的对称性可知，演员上升的时间 t0=12t=0.8s
故演员上升的高度 h=12gt02=3.2m
C正确；
D.演员在a时刻，弹力大于重力，演员处于超重状态，演员在b时刻，弹力小于重力，演员处于失重状态，D错误。
故选C。
9.【答案】AD
【解析】A.由甲图可知，0∼6s内A的路程为16m，由乙图可知，B正向位移为6m，反向位移为6m，故B的路程为12m，位移为零，A正确；
B. x-t 图像中，图像的斜率表示物体的速度，由甲图可知，0∼2s内与4∼6s内，A的速度等大同向，B错误；
C.由甲图可知，A先沿正方向匀速运动，后沿反方向匀速运动，再沿正方向匀速运动，运动方向改变2次，由乙图可知，B先沿正方向加速运动，后沿正方向减速运动，接着沿负方向加速运动，再沿负方向减速运动，运动方向改变一次，C错误；
D.结合图像及上述分析可知，6s末，A、B均回到出发点，D正确。
故选AD。
10.【答案】BD
【解析】ABC.若传送带足够长，行李一开始受到向右的摩擦力，向右加速运动，当行李速度等于传送带速度时，行李受到的摩擦力为0，行李开始做匀速运动；行李加速运动的加速度大小为 a=μmgm=1m/s2
行李加速运动的时间为 t1=va=51s=5s
行李加速运动的位移大小为 x1=v2t1=52×5m=12.5m
则要使行李达到与传送带共速，AB间的最小距离为 12.5m ，故AC错误，B正确；
D.如果行李可以达到与传送带共速，行李与传送带间的相对路程最大，则有 Δxmax=x传-x1=vt1-x1=5×5m-12.5m=12.5m
故D正确。
11.【答案】AC
【解析】AB.根据v2=2gh可知，出口下方4cm处速度约为2cm处的 2 倍，出口下方4cm处的径迹长度约是2cm处的 2 倍，故A正确，B错误；
C.根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为1：3：5…可知从出口下落0～3cm与3～12cm的时间是相等的，因砂粒随时间均匀漏下，可知出口下方0～3cm范围内的砂粒数约与3～12cm范围的砂粒数相等，故C正确。
D.出口下方0～3cm运动时间为t1= 2hg= 2×3×10-210s= 35×10-1s
出口下方0～9cm运动时间为t2= 2hg= 2×9×10-210s= 95×10-1s
则出口下方3～9cm运动时间为Δt=t2-t1= 35×10-1( 3-1)s
其中t1Δt= 3+12
由于砂粒随时间均匀漏下，则出口下方0～3cm范围内砂粒数约为3～9cm范围砂粒数的 3+12 倍，故D错误。
故选AC。
12.【答案】ACD
【解析】AC.根据逆向思维题，火车反向做初速度为零的匀加速直线运动，则有 t11:t10:t9:t8=1:( 2-1):( 3- 2):( 4- 3)
解得 t11=(1 2-1)T=( 2+1)T
同理可得第8、9节车厢经过该旅客 t9= 3- 2 2-1T ， t8=2- 3 2-1T
第8、9、10节车厢经过该旅客的总时间 t=t8+t9+t10=1 2-1T=t11
AC正确；
B.根据逆向思维题，火车反向做初速度为零的匀加速直线运动，则第10节车厢口经过他时有 v102=2a×2L
第11节车厢口经过他时有 v112=2aL
则第10节车厢口和第11节车厢口经过他时的速度之比为 v10:v11= 2:1
B错误；
D.设第10节车厢刚到达旅客处时，车的速度大小为 v0 ，加速度大小为a，则有 v0T-12aT2=L
从第10节车厢刚到达旅客处至列车停下来，则有 2L=v022a
联立解得 a=6-4 2LT2
D正确。
故选ACD。
13.【答案】(1)AD
(2)F
(3)平形四边形定则
【解析】(1)A.弹簧测力计使用之前必须校零，A正确；
B.拉力 F1、F2 的夹角要适当，不易太大或太小，也未必要小于 90 ∘ ，B错误；
C.对于同一次实验，要使O点在同一位置静止，但对多次实验时，每次实验的结点静止的位置可以不同，C错误；
D.为了方便作出力的图示，每次实验需要记录 F1、F2 及F的大小和方向，D正确。
故选AD。
(2) F' 是根据平行四边形定则作出的理论值，而F是实验得出的实际值，故F一定与EO共线；
(3)本实验是验证两个互成角度的力的合成是否遵循平行四边形定则，即矢量的合成法则。
14.【答案】(1)控制变量法
(2)不需要
(3)0.80
(4)A
【解析】(1)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，先控制质量不变，探究加速度与力的关系；再控制力不变，探究加速度与质量的关系；该实验运用的实验方法是控制变量法。
(2)由图中装置可知，拉力大小可以通过力传感器测得，所以不需要满足 M≫m 。
(3)每五个点取一个计数点，则相邻计数点的时间间隔为 T=5×0.02s=0.1s
根据 Δx=aT2
可得小车的加速度大小为 a=ΔxT2=(14.22-10.02)-(10.02-6.62)0.12×10-2m/s2=0.80m/s2
(4)由 a-F 图线可知，当力F达到一定数值时，小车才开始有一定的加速度，因此图像不过原点的原因是：补偿阻力不足。
故选A。
15.【答案】(1)对小球受力分析
竖直方向受力平衡 Fcsθ=mg
解得 F=25N
(2)水平方向受力平衡 F弹=Fsinθ
由胡克定律得 F弹=kx
联立解得 x=0.3m
16.【答案】(1)(1)加速阶段时间为 t1 ，减速阶段时间为 t2 ，则 t1=v1-0g ， t2=v2-v1a
解得 t1=5s,t2=9s
故下降时间为 t=t1+t2=14s
(2)(2)加速阶段位移为 x1 ，减速阶段位移为 x2 ，由运动学公式得 x1=12gt 12 ， x2=v2+v12t2
解得 x1=125m,x2=247.5m
故悬停飞机距地面的高度为 h=x1+x2=372.5m

17.【答案】(1)题意知甲车减速时间为 t1=4s ，设减速阶段的位移为 x1 ，减速后的速度为 v1 ，加速时间为 t2 ，加速阶段的位移为 x2 ，则有 x1=v0t1-12at 12 ， v1=v0-at1 ， t2=v0-v1a ， x2=v02-v122a
若匀速通过 x1 和 x2 段用的时间为 t3 ，则 t3=x1+x2v0
故 Δt=t1+t2-t3
联立解得少用时间 Δt=3.2s
(2)在甲车变速运动的过程中，乙车运动的位移为 x3 ，则 x3=v0t1+t2
解得 x3=160m
因为 x3