2022-2023学年湖北省武汉市新洲区第一中学高一上学期期末物理试题（解析版）

新洲一中2025届高一（上）学期阶段检测物理试卷

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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8~11题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的2分，有选错的得0分。

1. 许多伟大的科学家做出突出贡献，促进物理学的发展，丰富人类对物质世界的认识，推动科学技术的创新和革新。下列表述正确的是（　　）

A. 借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了建立物理模型法

B. 胡克定律中，劲度系数k与弹力F成正比，与形变量x成反比

C. 在实验探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系时，运用了控制变量法

D. 一对作用力和反作用总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，所以合力总为零

【答案】C

【解析】

【详解】A．借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了放大法，故A错误；

B．弹簧劲度系数k只与弹簧本身有关，与弹力F、形变量x无关，故B错误；

C．在实验探究摩擦力与压力、接触面的关系时，运用了控制变量法，故C正确；

D．作用力和反作用力作用在不同物体上，不能合成，故D错误。

故选C。

2. 甲、乙两质点在同一直线上运动，从时刻起甲、乙同时出发。甲做匀加速直线运动，x﹣t图像如图甲所示（时，；时，；时，）。乙从时刻起位置做匀减速直线运动，整个运动过程的x﹣v2图像如图乙所示，当乙的速度减为零时停止运动。下列说法正确的是（　　）

A. 时刻，甲的速度2m/s B. 甲的加速度大小2m/s2

C. 经过2.5s，甲追上乙 D. 经过，甲追上乙

【答案】D

【解析】

【详解】AB．设甲的位移x随时间t变化关系为

将时，；时，；时，带入可得

v01=0

a1=4m/s2

则时刻，甲的速度为零，甲的加速度大小4m/s2，选项AB错误；

CD．对乙，根据图像可得

即

对比

可得乙的初速度

v02=10m/s

加速度

a2=-4m/s2

乙停止运动的时间

此时乙的位移

此时甲的位移

此时甲还没追上乙，则当甲追上乙时满足

解得

经过，甲追上乙，选项C错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为，则下列说法正确的是（　　）

A. 轻绳的合拉力大小为

B. 轻绳的合拉力大小为

C. 减小夹角，轻绳的合拉力一定减小

D. 轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小

【答案】B

【解析】

【详解】AB．对石墩受力分析，由平衡条件可知

联立解得

故A错误，B正确；

C．拉力大小为

其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力不一定减小，故C错误；

D．摩擦力大小为

可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于90°时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误；

故选B。

4. 如图所示，小球A、B大小相同，质量分别为m、2m，竖直悬挂在丝线下方。现整个装置受到水平向右的风力影响，则两球达到平衡后的位置可能是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】将两球看成一个整体，上边绳与竖直方向夹角

隔离B球

故 ，故B正确ACD错误。

故选B。

5. 如图所示，一质量为m的物体，在竖直向上的恒力F作用下从地面由静止开始向上运动，经过时间后撤去F，又经2时间刚好回到出发点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 撤去恒力时物体离地面的高度为g

B. 物体上升的最大高度为g

C. F的大小为mg

D. 物体回到出发点的速度大小为g

【答案】B

【解析】

【详解】设t0时刻的速度为v1，物体在0~t0的位移为s1，对物体受力分析，在此运动过程中根据牛顿第二定律可得

物体在此过程做匀加速直线运动，故有

物体从撤去力F到运动至最高点的过程中，只受重力作用，设此过程的位移为s2，运动时间为t，则有

物体最高点回到原点的过程中，做自由落体运动，设此过程的位移为s，回到出发点的速度为v2，则有

又

联立以上等式可得

故选B

【点睛】明确物体的运动过程分为几个阶段，可通过画出物体的运动情境图辅助思考，抓住各个阶段之间速度、位移等的联系进行解答。

6. 如图所示，三根长度均为L的细杆AB、AC、AD下端固定在A点。AC杆竖直。，杆的端点连接有光滑金属丝BC、CD。金属丝上套有光滑小环甲、乙。使小环甲、乙分别从C点沿金属丝CB、CD下滑到B和D点，下滑时间分别为、。下列正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】过B点和C点分别做AC的垂线，根据几何关系可得两根金属丝与水平方向的夹角分别为和。

根据牛顿第二定律，小环沿金属丝下滑的加速度分别为a甲和a乙

根据位移与时间的关系有

因为，所以

＞，

根据表达式可得，故ACD错误，B正确。

故选B。

7. 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的物体A、B（A物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体B上，使物体A、B开始向上一起做加速度为的匀加速运动直到A、B分离，重力加速度为，则（　　）

A. 外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为

B. 外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为

C. 分离时，A上升的高度为

D. 分离时，A上升的高度为

【答案】A

【解析】

【详解】AB．拉力F施加的瞬间，对A物体根据牛顿第二定律有

，

解得

故A正确，B错误。

CD．两物体处于初始静止状态时，对AB整体受力分析得

2Mg=kx0

此时弹簧的压缩量为

在AB分离瞬间，AB间的弹力FAB=0，弹簧弹力不为零，对A受力分析得

得到这一瞬间弹簧的压缩量为

则A上升的高度

故CD错误。

故选A。

8. 如图所示，足够长水平传送带以大小为的速度顺时针匀速转动，将一质量为m的小物块（可视为质点）静止放置在传送带的左端，同时对小物块施加竖直向上的力F，力的大小满足，v为小物块的水平速度，小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列所画出的小物块的水平速度v随时间变化的图象（图中，）可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】D．小物块由静止开始向右做加速运动，开始运动后受到重力、竖直向上力F、支持力、水平向右的滑动摩擦力，若，根据牛顿第二定律可知，小物块运动的加速度大小

可见随着速度v的增大，小物块做加速度逐渐减小的加速运动。故D错误；

A．当时，，所以图线在点的切线应过点。故A错误；

B．当时，，对应速度，当时，小物块加速到时，支持力，摩擦力为零，小物块脱离传送带做匀速运动。故B正确；

C．当，小物块加速到时，小物块与传送带共速，摩擦力为零，小物块随传送带一起向右做匀速运动。故C正确。

故选BC。

9. 一物体在如图甲所示的xOy平面上运动，其x方向的图像和y方向的图像分别如图乙、图丙所示，图丙中AB段为抛物线，轨迹方程为，虚线AC为时该抛物线的切线，已知时物体的位置坐标为，下列说法正确的是（　　）

A. 时，物体的速度大小为

B. 时，物体的位置坐标为

C. 前2s物体y方向的加速度越来越小

D. 物体在2s内做加速度大小的曲线运动

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．根据题意可知，时刻

，

所以物体的速度大小为

故A正确；

B．在图像中，图线与横轴围成的面积表示方向的位移，即

由图丙可知，，轴坐标为，此时物体的位置坐标为。故B正确；

C．轴方向的位置为

对比题干中的轨迹方程可知

则前2s物体y方向的加速度恒定不变。故C错误；

D．物体在方向的加速度为

2s内做加速度大小为

初速度与加速度不共线故物体在2s内做加速度大小的曲线运动。故D正确。

故选ABD。

10. 跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，假设运动员从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员在空中相等时间内速度变化相等

B. 轨迹CE和ED在水平方向投影长度相等

C. 轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3

D. 若减小水平飞出速度，运动员落到斜坡时速度与水平方向的夹角将变小

【答案】AB

【解析】

【详解】A．运动员在空中做平抛运动，加速度恒定为g，则根据，则相等时间内速度变化相等，选项A正确；

B．设斜面的倾角为θ，则到达E点时

到达斜面底端时

解得

t2=2t1

即从C到E的时间等于从E到D的时间，则根据x=v0t可知，轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等，选项B正确；

C．物体沿斜面方向做初速度为v0cosθ，加速度为gsinθ的加速运动，则根据相等时间的位移关系可知，物体沿斜面方向的位移之比不等于1:3，即轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比不等于1：3，选项C错误；

D．运动员落到斜坡时速度与水平方向夹角

结合

可得

则若减小水平飞出速度，运动员落到斜坡时速度与水平方向的夹角不变，选项D错误。

故选AB。

11. 如图所示，底座和竖直杆连在一起，置于水平地面上，直杆顶端用长为细线拴着一个小球，给小球以一定的速度使小球做圆锥摆运动，小球运动时底座始终不动。在底座和水平面的接触处以及杆和绳的接触点安装有力传感器，可以显示地面受到的压力和杆顶受到的拉力大小。若小球在水平面内以角速度5rad/s做匀速圆周运动时，传感器显示地面所受压力为25N，对杆顶的拉力是12.5N，重力加速度g取10m/s2，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列选项正确的是（　　）

A. 杆与底座的总质量是2kg

B. 小球质量是1kg

C. 地面受到摩擦力的大小是7.5N

D. 底座和水平地面间的动摩擦因数的最小值为0.375

【答案】BC

【解析】

【详解】B．设小球的质量为m，杆与底座的总质量为M，绳子与竖直方向的夹角为θ，竖直方向上，由平衡条件有

水平方向上，由牛顿第二定律有

联立解得

故B正确；

A．根据牛顿第三定律可知，地面对整体的支持力为

对整体分析，竖直方向上

解得

故A错误；

C．对杆和底座受力分析可知，水平方向上有

根据牛顿第三定律有

故C正确；

D．设底座和水平地面间的动摩擦因数为μ，则有

解得

故D错误。

故选BC。

二、实验探究题（共14分）

12. 如图所示是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板小球的压力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒7下降，标尺8露出红白相间的标记，向心力大小与标尺露出的等分格的格数成正比。

（1）要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和______都相同，并使两球以不同角速度转动。

（2）某次实验皮带套的左右两个塔轮的半径之比，A、B两球（质量相同）运动半径相同，则A、B两球的角速度之比为_________，左右标尺露出的等分格的格数之比为__________。

【答案】    ①. 转动半径    ②. 1:2    ③. 1:4

【解析】

【详解】（1）[1]要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和转动半径都相同，并使两球以不同角速度转动。

（2）[2][3]左右两个塔轮边缘的线速度相等，根据

v=ωr

因为两塔轮的半径之比，可知角速度之比为1:2；根据

F=mω2r

A、B两球质量相同，运动半径相同，则向心力之比为1:4，即左右标尺露出的等分格的格数之比为1:4。

13. 如图甲所示的实验装置可用来测量木块与小车之间的动摩擦因数μ。

（1）木块放在小车的右端，细线连接在木块和桌上的立柱之间，细线有拉力时处于水平方向。另一根水平细线连接在小车的右端，跨过桌边的定滑轮，细线的下端系有力传感器和一只装水的小桶。小车的右端安装有挡光片，桌面上B位置安装有一个光电门（未画出），小车与桌面，滑轮与轴间的摩擦均忽略不计。

（2）每次做实验，在两条细线都有张力后，让小车从A点开始在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，测量AB间的距离L。挡光片的宽度d，通过B点的光电门记录时间为t，力传感器记录小车的拉力F。

（3）改变小桶中水的质量，重复上面的实验，取重力加速度大小为。

（4）正确记录每一组F与t相对应的数据，作出F﹣的函数关系图像如图乙所示。其中，图线与纵轴的截距为b，与横轴的截距为﹣c。

①小车通过B时的速度______。（结果用题中所给的符号表示）

②通过图像计算出小车的质量______。（结果用题中所给的符号表示）

③若木块的质量为M，通过图像计算出木块与小车之间的动摩擦因数______。（结果用题中所给的符号表示）

【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【详解】（4）①[1]挡光片的宽度较小，因而小车通过B时的速度

②[2]设木块质量m，对小车，根据牛顿第二定律

又

，

联立得

故图像斜率

计算出小车的质量

③[3]若木块的质量与小车质量相等，纵截距

得木块与小车之间的动摩擦因数

三、综合题（共42分，14题14分，15题14分，16题14分）

14. 一滑冰运动员在水平冰面上的运动轨迹如图乙所示。运动员以大小为10m/s的速度从A点出发做匀减速直线运动到B点，加速度大小为，然后保持速率不变沿圆弧BCD运动到D点，再沿DA做匀减速直线运动，最后刚好停在A点。已知A、B、D三点恰好构成一个等边三角形，BCD是以BD为直径的半圆，且。求：（结果中代入）

（1）运动员在B点时的速度大小；

（2）运动员在DA段的加速度大小；

（3）上述整个过程中运动员的平均速率。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）依题意，从A到B的过程中由位移－速度关系，有

代入数据

求得

（2）由于运动员在BCD段速率不变，即运动员在D点速度大小也为6m/s，且

所以由D到A过程中有

解得运动员在DA段的加速度大小

（3）由题意可知，BCD是以BD为直径的半圆，则有

在段运动的时间为

在AB段运动的时间

在DA段运动的时间

所以整个过程中运动员的平均速率为

15. 如图所示，一块质量为M=2kg，长为L=6m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上，在木板的左端静止摆放着质量为m=1kg的小木块（可视为质点），薄木板和小木块之间的动摩擦因数为μ1=0.1，薄木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.2，在t=0时刻，在木板M左端施加一水平向左恒定的拉力F=15N，两物体发生相对滑动，g取10m/s2。则：

（1）拉力F刚作用在木板上时，木板M的加速度大小是多少？

（2）如果F一直作用在M上，那么经多少时间m将离开M？

【答案】（1）4m/s2；（2）2s

【解析】

【详解】（1）设木板的加速度大小为a，拉力F刚作用在木板上时，由牛顿第二定律可知

解得

（2）设小木块的加速度大小为a1，小木块离开木板的时间为t，由牛顿第二定律，对小木块研究可得

解得

则小木块运动的位移为

木板运动位移大小为

小木块离开木板时，相对木板的位移大小为

解得

16. 如图所示，某同学将离地的网球以的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为的点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取，网球碰墙后的速度大小和着地点到墙壁的距离分别为多少？

【答案】，

【解析】

【详解】根据题意可知，网球斜向上飞出，设竖直方向上分速度为，水平分速度为，如图所示

则有

竖直方向上由有

联立解得

，

由公式可得，飞行时间为

设网球水平分速度垂直墙面速度分量大小为，平行墙面的速度分量为，如图所示

则有

根据题意，由公式可得，网球水平分速度垂直墙面速度分量大小为

可得

由于网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变，则碰后垂直墙面速度分量大小为

平行墙面的速度分量为

设网球反弹后速度为，如图所示

则有

反弹后，竖直方向上，由可得，网球落到地面的时间为

由公式可得着地点到墙壁的距离