山西省吕梁市2024-2025学年第一学期高一物理期末试卷

这是一份山西省吕梁市2024-2025学年第一学期高一物理期末试卷，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．如图甲所示，2023年10月26日11时14分神舟十七号载人飞船顺利发射升空，速度能在20s内由0增加到200m/s；如图乙所示，汽车以108km/h的速度行驶，急刹车时能在2.5s内停下来。下列说法中正确的是（ ）
A．10s内火箭的速度改变量为+10m/s
B．2.5s内汽车的速度改变量为+30m/s
C．火箭的速度变化比汽车的速度变化快
D．火箭的加速度比汽车的加速度小
【答案】D
【解析】A．火箭在20s内的运动情况未知，所以无法确定10s内火箭的速度改变量，故A错误；
B．汽车的速度为108km/h=30m/s，汽车的速度该变量为
故B错误；
CD．根据加速度的定义式
可得火箭的加速度为
汽车的加速度为
负号表示加速度的方向与速度方向相反，所以火箭的速度变化比汽车速度变化慢，故C错误，D正确。
故选D。
2． “高空抛物罪”已纳入刑法。若花盆从距地面60米阳台上落向地面，花盆下落的过程视为自由落体运动。重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．花盆下落过程的时间
B．花盆落地时速度的大小
C．花盆下落过程平均速度的大小
D．花盆下落过程最后一秒位移的大小h=35m
【答案】B
【解析】A．根据自由落体的位移时间公式
可知
故A错误；
B．花盆落地时速度的大小
故B正确；
C．花盆下落过程平均速度的大小
故C错误；
D．根据逆向思维可知，最后一秒的位移
故D错误。
故选B。
3．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3m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度范围内，则（ ）
A．弹簧的劲度系数为B．弹簧的劲度系数为
C．弹簧的原长为4l1-3l2D．弹簧的原长为3l1-2l2
【答案】C
【解析】AB．设弹簧的劲度系数为k，根据题意，当A静止时，在物块A上端再放一个质量为m的物块B，弹簧的压缩量增加了
则有
解得
故AB错误；
CD．设弹簧的原长为l，则根据题意有
，
联立解得
故C正确，D错误。
故选C。
4．北方冬天的雪景十分壮观。如图（a）所示，质量为的甲坐在质量为的爬犁上，乙拉着轻质细绳右端使爬犁在水平雪地上向前匀速运动。简图如图（b）所示，三点共线，拴接在爬犁两侧的细绳所在的平面与水平雪地的夹角为，即为45°。两侧细绳等长且细绳间的夹角为，爬犁与雪地间的动摩擦因数为，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．乙对绳子的拉力大小为B．爬犁对雪地的压力大小为
C．爬犁所受的摩擦力大小为D．两侧细绳上的拉力大小均为
【答案】C
【解析】A．对整体分析可知
解得
选项A错误；
B．爬犁对雪地的压力大小为
选项B错误；
C．爬犁所受的摩擦力大小为
选项C正确；
D．对O点分析可知
解得两侧细绳上的拉力大小均为
选项D错误。
故选C。
5．某同学站在一压力传感器上，传感器的示数随时间的变化如图所示，在0~8s内（ ）
A．该同学依次经历了一次“下蹲”和“站起”
B．该同学依次经历了一次“站起”和“下蹲”
C．该同学依次经历了两次“站起”和“下蹲”
D．该同学依次经历了两次“下蹲”和“站起”
【答案】A
【解析】人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失重再超重，起立时对应先超重再失重，对应图像可知，该同学做了一次下蹲和起立的动作。
故选A。
6．货车司机常说的“饿死不拉卷”是因为钢卷的重量很大，如果车速过快，急刹车时，驾驶舱后的钢卷容易发生滚动，从而与驾驶舱相撞造成交通事故。有人在高速路上拍下卡车运载钢卷的情景如图甲所示，半径为R的圆形钢卷没有采用其他的固定方式，只在钢卷的前、后各用一块三角尖楔顶在钢卷下端，三角尖楔与钢卷接触点距离水平车面高度为h，如图乙所示。若尖楔相对车面不滑动，重力加速度为g，钢卷与尖楔的摩擦力不计，在突发情况下，为了保证钢卷不离开车面，则卡车的刹车加速度大小不能超过（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】设钢卷的质量为m，三角尖楔对钢卷弹力N的方向与竖直方向的夹角为，钢卷不向前滚出的临界条件是后面一块尖楔对钢卷的弹力恰好为零且车面对钢卷的支持力也为零，对钢卷受力分析如图所示
即
又由几何关系可知
解得
所以卡车的刹车加速度大小不能超过。
故选A。
7．如图甲所示，水平桌面上静置有一算盘，中间带孔的算珠可穿在固定的杆上滑动，使用时发现有一颗算珠位于杆的一端处于未归零状态，在t=0时刻对算珠施加沿杆方向的力F=0.12N使其由静止开始运动，经0.15s撤去F，此后再经0.15s恰好能到达另一端处于归零状态。算珠在整个运动过程中的v-t图像如图乙所示，算珠可视为质点，与杆间的动摩擦因数恒定，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．杆长9cm
B．算珠与杆间的动摩擦因数为0.1
C．算珠的质量为30g
D．若不撤去F，则算珠在0.2s时已处于归零状态
【答案】C
【解析】A．图象与坐标轴围成的面积表示位移，杆长为
故A错误；
B．减速阶段，算珠的加速度大小为
减速阶段，根据牛顿第二定律有
算珠与杆间的动摩擦因数为
故B错误；
C．加速阶段，算珠的加速度大小为
加速阶段，根据牛顿第二定律有
算珠的质量为
故C正确；
D．若不撤去F，根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，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）
8．青少年航空学校的学员会定期开展防眩晕训练， 如图甲所示。若某学员训练时，左右手拉住圆环，处于平衡状态，左手刚好在水平状态，右手与水平方向有一定夹角，不考虑腿部受到的作用力，等效为如图乙模型，在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态（夹角AOB保持不变），则（ ）

A．左手拉力一直变大
B．两手的拉力都是先变大再变小
C．左手拉力先变大再变小
D．右手拉力一直变小
【答案】CD
【解析】在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态，两手拉力夹角不变，由三力平衡推论知三力平移后会组成一闭合三角形，如下图所示：F1表示左手拉力，F2表示右手拉力。

由图可知：左手拉力先变大后变小，右手拉力一直变小。故CD正确，BC错误。
故选CD。
9．用三根细线、、将重力大小均为的两个小球连接并悬挂，一端固定在天花板上，另一端与竖直墙相接，如图所示。两小球均处于静止，细线与竖直方向的夹角始终为，细线在墙上的连接点和细线的长短可调。现将细线由呈水平调到跟细线垂直的过程中，有关说法正确的是（ ）
A．细线水平时，细线对小球2的拉力是
B．细线由水平调到跟细线垂直的过程中，细线对小球1的拉力变大
C．细线跟细线垂直时，细线与竖直方向的夹角为
D．细线跟细线垂直时，细线对小球1的拉力大小是
【答案】ACD
【解析】A．对小球1和2的整体受力分析可得
，
所以
，
故A正确；
B．将1、2小球当做一个整体进行受力分析，如图所示
细线由水平调到跟细线垂直的过程中，力从变化至过程，细线c对小球2拉力在逐渐变小，a对1球拉力从变化至过程，细线对小球1的拉力变小。B错误；
CD．细线与细线a垂直时，即c转过30°时，c上的拉力最小，由整体法可知
设细线b与水平夹角为θ，则对球2
Fbcsθ=，Fbsinθ+=G
联立解得
θ=30°，
则细线与竖直方向的夹角为，细线b对小球1的拉力大小是G，CD正确。
故选ACD。
10．如图甲所示为某款可调节角度的磁吸式车载手机支架，手机放在支架上被磁力吸住后，调节支架使手机与竖直方向成一定角度，如图乙所示。已知手机受到的磁力大小恒定、方向垂直于手机屏幕，且手机和支架吸盘始终不发生相对滑动，当车辆做匀速运动时（ ）
A．手机只受到重力、磁力和摩擦力
B．若缓慢减小手机与竖直方向的夹角，手机受到吸盘的作用力也减小
C．若将支架吸盘逆时针缓慢旋转90°角，手机受到的弹力一直增大
D．若将支架吸盘逆时针缓慢旋转90°角，手机受到的摩擦力先增大后减小
【答案】CD
【解析】A．有摩擦力必有弹力，故手机除了受到重力、磁力和摩擦力，还受到弹力作用，故A错误；
B．若缓慢减小手机与竖直方向的夹角，手机受到的合力始终为零，则手机受到吸盘的作用力与手机重力大小相等，方向相反，保持不变，故B错误；
CD．设倾角为，若将手机和支架吸盘逆时针缓慢旋转90°角，根据受力平衡可得
可知逐渐减小为0，之后变为负值，则手机受到的弹力一直增大；逐渐增大到1再逐渐减小，则手机受到的摩擦力先增大后减小，故CD正确。
故选CD。
三、非选择题（本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题9分，第13题10分，第14题12分，第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）
11．频闪摄影是研究运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理兴趣小组为研究自由落体运动，拍摄了如图甲所示的小钢球由静止下落的频闪照片，频闪仪每隔0.04s闪光一次。照片中的数字是小钢球距起落点O的实际距离。
(1)同学们在实验时没有记录照片中数字的单位，这些数字的单位应为 （填“m”“cm”或“mm”）。
(2)在明确好单位后，同学们设计了如下表格，记录小钢球的运动过程，表格空格中的数字应为 （结果保留小数点后两位）。
(3)同学们根据表格数据绘制v-t图像，如图乙所示，其中两个数据点已给出，请将该v-t图像补充完整。
(4)根据绘制的v-t图像，可得当地的重力加速度大小为 。（结果保留两位有效数字）
【答案】(1)cm
(2)1.16
(3)
(4)9.6/9.7/9.8
【解析】（1）根据自由落体运动规律可知，小钢球在最初0.04s的内下落的高度约为
因此照片中数字的单位应为cm。
（2）小钢球通过C位置时的速度大小
（3）根据表格中的数据，描点作图，如图所示
（4）由图像的斜率可得，当地的重力加速度大小为
12．某同学用如图1所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长量关系”的实验。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持 状态。
（2）实验中挂3个钩码时刻度尺的示数如图1所示，该读数为 。
（3）根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力跟弹簧伸长量关系的图像如图2所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为 。（结果保留两位有效数字）
（4）甲、乙两位同学分别用同一弹簧来做实验，其中甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长。他们以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F，表示弹簧伸长量，两位同学完成实验后，得到如下图像；其中实线是甲同学的，虚线是乙同学的，则下列图像正确的是 。
【答案】 竖直 7.20 25 A
【解析】（1）[1]为了避免读数误差，确保数据测量值的精度，在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。
（2）[2]根据刻度尺的读数规律，该读数为7.20cm。
（3）[3]根据胡克定律有
结合图像可知
（4）[4]令弹簧自重为，由于甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长，乙没有考虑弹簧自重的影响。若他们以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F，表示弹簧伸长量，对于甲同学，根据胡克定律有
甲同学描绘出的图像是一条过原点的倾斜直线。对于乙同学，根据胡克定律有
变形有
乙同学描绘出的图像是一条的倾斜直线，图像斜率与甲同学描绘的图像的斜率相等，即两条图像平行，但是乙同学描绘出的图像在纵轴上的截距为负值，可知，只有第一个选择性符合要求。
故选A。
13．如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方处有一小球开始做自由落体运动。已知重力加速度的大小，求：
（1）若经过，小球与N端面等高，求空管的速度大小；
（2）若小球运动中恰好未穿过M端面，求空管的速度大小，及小球在空管中运动的时间。
【答案】（1）2m/s；（2）2m/s，0.2s
【解析】（1）根据题意可得
代入数据解得
（2）若小球运动中恰好未穿过M端面，则可知当小球到达M端面时恰好与空管达到共速，则有
联立解得
，
根据（1）中可知，时小球恰好到达N端面，在可知小球从N端面到达M端面所用的时间为0.1s，小球与空管在M端面达到共速后设在经过时间小球离开空管，则有
解得
由此可得小球在空管中运动的时间
14．如图所示，一名旅客用沿AB拉杆方向的力F拉着一个总质量M=15kg的行李箱，并在上面放一质量m=5kg的包，在水平路面上匀速前行。拉杆与水平地面的夹角α=53°，地面对行李箱的摩擦阻力与行李箱滑轮对地面的压力成正比，比例系数k=0.5，已知，，重力加速度g取，不计拉杆与包之间的摩擦力。求：
（1）包对拉杆压力的大小；
（2）拉力F的大小。
【答案】（1）30N；（2）100N
【解析】（1）对包受力分析，根据平衡条件有
得
根据牛顿第三定律可得包对拉杆的压力
（2）对拉杆箱和包整体受力分析，根据平衡条件有
水平方向
竖直方向
由
得
15．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k =50N/m，初始时系统处于静止状态。现用一方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度a=4m/s2的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计，求：（结果可用根号表示）
（1）外力F刚施加的瞬间，F的大小；
（2）从静止至A、B分离的时间t；
（3）现改用F =15N的恒力竖直向上拉A，直到A、B刚好分离，求此过程A的位移大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）施加外力前，系统处于静止状态，根据受力平衡可得
解得初始时弹簧的压缩量为
施加外力使物体A开始向上做加速度a=4m/s2的匀加速直线运动，施加的瞬间，以A、B为整体，根据牛顿第二定律得
解得
（2）设A、B分离时，弹簧的压缩量为，对B，根据牛顿第二定律得
解得
则从静止至A、B分离，根据运动学公式可得
解得
（3）现改用F =15N的恒力竖直向上拉A，直到A、B刚好分离，设A、B分离时，弹簧的形变量为，物体的加速度为，对A，根据牛顿第二定律得
对B，根据牛顿第二定律得
联立解得
此过程A的位移大小
位置
O
A
B
C
D
E
位置坐标
0
0.8
3.2
7.1
12.5
19.3
瞬时速度（m/s）
0
0.40
0.79
1.52
-