湖北省荆州市八县2024-2025学年高一(上)期末联考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省荆州市八县2024-2025学年高一(上)期末联考物理试卷（解析版），共17页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 学习是一个不断探究、积累和总结的过程，科学研究也是如此。在学习过程中我们也总结出一些科学研究方法，下面关于这些研究方法表述正确的是（ ）
A. 质点是一种理想化模型，它把物体看作一个有质量却没有体积的点，能否把物体看作质点取决于物体的形状和大小，一般体积大的物体都不能看作质点
B. 是平均速度公式，当取得很短时，其值可以用来作为该时刻的瞬时速度，这在物理学上应用了等效替代方法
C. 这里用两个物理量（和）之比定义了一个新的物理量（a），这在物理学上叫比值定义法，这个式子说明加速度a与速度变化量成正比
D. 图像可以描述质点的运动，图像反映速度随时间的变化规律，图像的斜率反映加速度的大小和方向
【答案】D
【解析】A．物体能否看成质点是由问题的性质决定的，当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小时才能将它看成质点，是一种理想模型法，A项错误；
B．是平均速度公式，当取得很短时，其值可以用来作为该时刻的瞬时速度，这在物理学上应用了极限方法，B项错误；
C．在物理学上叫比值定义法，加速度a与速度变化量方向相同，大小上无直接对应关系，C项错误；
D．图像可以描述质点的运动，图像反映速度随时间的变化规律，图像的斜率反映加速度的大小和方向，D项正确。
故选D。
2. 下列物体能够看作质点的是（ ）
A. 研究正在表演娱乐节目的杂技演员的动作
B. 研究落地时正面朝上还是朝下的硬币
C. 研究人造地球卫星绕地球飞行时的运动轨迹
D. 研究一辆大巴车通过长江大桥所用的时间
【答案】C
【解析】A．研究正在表演娱乐节目的杂技演员时，要看杂技演员的肢体动作，不能将杂技演员看作质点，A项错误；
B．研究落地时正面朝上还是朝下的硬币时，硬币的正反面要考虑，不能将硬币看作质点，B项错误；
C．研究人造地球卫星绕地球飞行时的运动轨迹时，卫星的轨道比卫星大得多，卫星的大小与形状可以忽略不计，可以把它看作质点，C项正确；
D．研究一辆大巴车通过长江大桥所用的时间时，大巴车的长度不能忽略不计，不能将它看作质点，D项错误。
故选C。
3. 如图所示，物体a在竖直向上的恒力F作用下静止在粗糙的竖直墙壁右侧，则对物体a受力情况的分析正确的是（ ）
A. 物体a受四个力作用B. 物体a受三个力作用
C. 物体a受两个力作用D. 物体a受一个力作用
【答案】C
【解析】物体a在恒力F作用下静止，受力平衡，根据平衡条件可知，水平方向受力平衡，由于物体a没有受到向左的外力，则墙壁对a没有弹力，也就没有摩擦力，竖直方向有，所以物体a共受到两个力作用。
故选C
4. 某同学操控无人机从地面起飞，沿竖直方向做直线运动。前5s内的图像如图所示，下列对无人机在此段时间内运动的描述正确的是（ ）

A. 无人机在1s末到达最高点，1~4s匀减速下落
B. 无人机在5s末落回地面
C. 无人机在4s末速度最小
D. 无人机上升的最大高度为6m
【答案】D
【解析】A．无人机向上运动，向下运动，无人机3s末到达最高点，匀减速上升，匀加速下落，故A错误；
B．图象与坐标轴的面积表示位移，可知无人机的位移大于无人机的位移，故无人机在5s末还在空中，故B错误；
C．无人机在3s末速度最小，为零，故C错误；
D．无人机上升的最大高度为
故D正确。
故选D。
5. 是一款将智能手机与物理实验相结合的应用程序，某同学乘坐小区电梯时打开手机里的加速度传感器，把手机平放在手掌上并与电梯保持相对静止，获得加速度的变化情况，为了方便研究问题，其变化情况可简化为如图所示（规定竖直向上为正方向），下列说法正确的是（ ）
A. 时间内电梯处于超重状态
B. 时间内电梯处于超重状态
C. 时间内电梯一定正在上行
D. 时间内电梯一定处于静止状态
【答案】B
【解析】A．时间内电梯的加速度竖直向下，电梯处于失重状态，故A错误；
BC．时间内电梯的加速度竖直向上，电梯处于超重状态，此时电梯可能加速上升，也可能减速下降，故B正确，C错误；
D．时间内电梯的加速度为零，电梯可能处于静止状态，也可能处于匀速运动状态，故D错误。
故选B。
6. 如图甲，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为h，小球通过光电门的时间为，画出如下图像，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中可以选密度较小的泡沫球
B. 实验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源
C. 比小球球心通过光电门的真实速度偏大
D. 若图乙中直线斜率为k，则重力加速度
【答案】D
【解析】A．为了减小空气阻力带来的影响，实验中应选密度较大的金属球，故A错误；
B．根据实验顺序，实验中应该先接通光电门计时器的电源再释放小球，防止打开计时器时，小球已经下落到计时器下面，故B错误；
C．是平均速度，等于中间时刻的瞬时速度，根据匀变速规律可知，中间时刻的速度小于中间位置的速度，所以比小球球心通过光电门的真实速度偏小，故C错误；
D．小球经过光电门的速度
根据
整理得
若图乙中直线斜率为k，则
可得
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。以x表示P离开静止位置的位移，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得
mg=kx0
以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对P的弹力
F1=k（x0-x）
对物块P离开弹簧前，由牛顿第二定律得
F+F1-mg=ma
由以上式子联立可得
F=kx+ma
可见在物块P离开弹簧前，F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x=0时，kx+ma＞0。
当物块离开弹簧后，由牛顿第二定律
F-mg=ma
知F是一恒力，保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A
8. 建立如图所示的坐标系，让视为质点的小球从坐标原点水平向右抛出，抛物线的表达式为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的初速度为
B. t时刻的坐标为
C. 时间内的位移为
D. t时刻小球的速度与竖直方向夹角的正切值为
【答案】BCD
【解析】A．由平抛运动的规律可得，
综合可得
对比
可得
解得
A项错误；
B．时间内，
则t时刻的坐标为
B项正确；
C．时间内的位移为
C项正确；
D．设t时刻小球的速度与竖直方向的夹角为，则有
联立可得
D项正确。
故选BCD。
9. 如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用劲度系数为k的水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮用轻质细线相连，两球均处于静止状态。已知B球质量为m，O是滑轮与细线的交点且O点在半圆柱体圆心的正上方，与竖直方向成角，长度与半圆柱体半径相等，与竖直方向成角，重力加速度为g，则下列叙述正确的是（ ）
A. 小球A、B受到细绳的拉力与相等，且
B. 弹簧的伸长量为
C. A球质量为
D. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
【答案】ABC
【解析】AB．根据题意，对A、B球受力分析，如图所示
B球受弹簧的弹力F，绳子的拉力和自身重力，根据共点力平衡得，水平方向有
竖直方向有
解得
弹簧的伸长量为，根据定滑轮的特性知与大小相等，A、B正确；
CD．对A球受力分析，由几何关系可知拉力和支持力与水平方向的夹角相等，夹角为，则
对A球由平衡条件有
解得
C正确，D错误。
故选ABC。
10. 如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为，，从开始。推力和拉力分别作用于A、B上，大小随时间变化的规律分别为，。则（ ）
A A、B两物体一直做匀加速直线运动
B. 当时，A、B两物体之间的弹力为零
C. 时，A、B两物体开始分离
D. 时，B物体的加速度为
【答案】CD
【解析】C．对整体，根据牛顿第二定律得
解得
恰好分离时
解得
故C正确；
B．时，A、B两物体分离，此时
A、B两物体之间的弹力为零时
故B错误；
A．A、B分离后
A、B的加速度都改变了，A、B都没有一直做匀加速直线运动，故A错误；
D．时
解得
故D正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某实验小组利用图（a）所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连；
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该_______（选填“往左移”“往右移”或“固定不动”）；
（3）在细绳一端挂上钩码，另一端通过定滑轮系在小车前端；
（4）把小车靠近打点计时器，接下来应该操作的是_______；（选填后面的序号，①先将小车由静止释放，再接通电源；②先接通电源，再将小车由静止释放。）小车拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图（c）所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出F点时小车的速度大小为_______（结果保留2位有效数字）；
（5）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小________（选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”），据此可以得到的实验结果是________。
【答案】 （2）往右移 （4） ② 0.15 （5）逐渐变小
空气阻力随速度增大而增大
【解析】（2）由题图（b）可知从左往右点间距逐渐增大，说明小车做加速运动，即平衡摩擦力过度，应减小木板的倾角，即将垫块往右移；
（4）应先接通电源，再释放小车，故选②；
打F点时小车的速度大小等于打E、G两点之间小车的平均速度大小，即
（5）图像的斜率表示加速度，所以由图像可知小车加速度大小逐渐变小；小车加速度随速度的增大而变小，根据牛顿第二定律可知小车和钩码组成的系统所受合外力F随速度的增大而变小。装上薄板后，设小车所受空气阻力大小为f，则
而钩码重力不变，故由此得到的结论是空气阻力随速度增大而增大。
12. “探究力的合成”的实验装置如图所示，在该实验中：
（1）采用物理实验研究方法是_________；
（2）下列说法正确的是_________（选填字母序号）；
A.拉着细绳套的两只弹簧秤，稳定后读数应相同
B.在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点
C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板
（3）若只有一只弹簧秤。为了完成该实验至少需要_________（选填“2”、“3”或“4”）次把橡皮条结点拉到O点。
【答案】（1）等效替代法 （2） D （3）3
【解析】（1）选用的是等效替代法；
（2）A．在不超出弹簧测力计的量程和橡皮条形变限度的条件下，使拉力适当大些，不必使两只测力计的示数相同，A项错误；
B．在已记录结点位置的情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的一个点就可以了，B项错误；
C．实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力相等，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，C项错误；
D．为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，故D项正确；
故选D。
（3）若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧称拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧称示数和两个拉力的方向；交换弹簧称和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧称的示数；只有一个弹簧称将结点拉至O点，并记下此时弹簧称的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O。
13. 甲，乙两辆汽车沿同一平直公路做直线运动，其运动的位移一时间图像如图中甲，乙所示，已知乙在0时刻切线的斜率为0，乙是抛物线，甲，乙相切点的坐标为。
（1）求乙的加速度大小；
（2）求甲出发之后的速度大小以及甲出发的时刻；
（3）求时间内甲平均速度为多少。
【答案】（1） （2）， （3）
【解析】
【小问1解析】
位移—时间图像切线的斜率为速度，乙在0时刻切线的斜率为0，则乙的初速度为0，乙是抛物线，则做匀加速度直线运动，由位移时间关系可得
解得
【小问2解析】
时刻乙的速度为
甲，乙相切点的坐标为，则甲，乙在时刻速度相等，甲出发之后做匀速直线运动，则甲出发之后的速度大小
设甲出发的时刻为，则有
解得
【小问3解析】
时间内甲的平均速度为
联立可得
14. 一条硬直细杆水平固定放置，A、B两点间的距离为，B、C两点间的距离为，质量为m的小环（视为质点）套在细杆上，与环之间的动摩擦因数，环从A点由静止开始在水平向右恒定拉力的作用下向右运动，当环运动到B点，撤掉，换上斜向右上方另一个恒定拉力作用在环上，拉力的大小未知，与水平方向的夹角为，环从B到C的过程中，杆对环的弹力竖直向下，重力加速度为g，，。
（1）求环从A到B的加速度大小以及运动到B点时的速度大小；
（2）求环从B到C的加速度大小以及运动到C点时的速度大小；
（3）求环从A到C的平均速度大小。
【答案】（1）， （2）， （3）
【解析】
【小问1解析】
环从A到B，，
由牛顿第二定律可得
结合，
综合解得
由匀加速直线运动速度位移关系可得
综合解得
【小问2解析】
环从B到C，设斜向右上方的拉力为，把分别沿水平方向和竖直方向分解，竖直方向由二力平衡可得，
水平方向由牛顿第二定律可得
联立解得
环从B到C速度位移关系可得
综合解得
【小问3解析】
环从A到B的运动时间为、
环从B到C的运动时间为
环从A到C的平均速度为
综合解得
15. 如图所示，斜面、固定在竖直面内垂直放置，斜面与水平面的夹角为。现让一小球（可视为质点）从A点以初速度水平向右拋出（大小未知），经过时间后小球到达斜面上的C点，且小球到达C点时的速度与正好平行。再次将小球以另一初速度从A点水平向右抛出，经过一段时间正好到达点。最后在A点给小球一个竖直向上的初速度（大小未知），小球离开A点后，立即撤去斜面，小球经过时间后到达水平面上的D点，重力加速度为g，，。
（1）求的大小以及A、C两点的距离；
（2）求B、C两点间的高度差以及小球从A到B的运动时间；
（3）求小球从A到D平均速度的大小以及的大小。
【答案】（1），
（2）， （3），
【解析】
【小问1解析】
小球到达C点时的速度与正好平行，与垂直，则小球到达C点时的速度与垂直，把小球在C点的速度分别沿着水平方向和竖直方向分解，则有
解得
由平抛运动的规律可得，
A、C两点间的距离为
综合可得，
【小问2解析】
与水平面的夹角为，斜面把分成两部分，分别设为、，如图所示。
由几何关系可得，，
联立可得
设小球从A到B的运动时间为t，由平抛运动的规律可得
联立解得
【小问3解析】
小球从A到D平均速度为
规定竖直向下为正方向，由匀加速直线运动规律可得
综合解得