陕西省西安市陕西师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期期中考试物理试题（解析版）-A4

这是一份陕西省西安市陕西师范大学附属中学2024-2025学年高一上学期期中考试物理试题（解析版）-A4，共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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，其中1-7题只有一项符合题目要求，每题4分，共28分；第8-10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对得6分，选对但选不全得3分，有错选得0分）
1. 关于直线运动的描述，下列说法正确的是（ ）
A. 速度改变量越大，加速度越大
B. 加速度增大，速度一定增大
C. 物体速度和位移方向均为正，加速度也一定为正
D. 速度很大的物体，其加速度可能很小
【答案】D
【解析】
【详解】A．由加速度的定义
可知，加速度的大小由速度变化量和发生这一变化所用时间的比值决定，所以速度改变量越大，加速度不一定越大，故A错误；
B．当加速度和速度方向相同时，速度增大，反之，速度减小，故B错误；
C．加速度的方向与速度变化量的方向相同，仅通过速度方向和位移方向无法确定加速度方向，故C错误；
D．速度很大的物体，其加速度可能很小，比如匀速飞行的火箭，速度很大，加速度为0，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，一物块在竖直向上的恒力F作用下沿固定的粗糙斜面向上匀速运动。不计空气阻力，物块在此过程中受力分析正确的是（ ）
A. 可能受4个B. 一定不受摩擦力
C. 可能受摩擦力D. 一定受支持力
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，若时，则物块不受摩擦力和支持力，仅受重力和拉力两个力的作用；若时不符合题意；若时，由平衡条件可知物块受到垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力、重力和拉力四个力的作用，但由于物块沿斜面向上做匀速运动，故不符合题意，则物块不可能受到四个力的作用，一定不受支持力和摩擦力。
故选B。
3. 工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图，三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑，货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为、和，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据滑动摩擦力的公式
可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关，只与接触面的粗糙程度和压力大小有关，由题可知三个货箱各表面材质和祖糙程度均相同，压力大小也相同，故摩擦力相同，即
故选D。
4. 为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持一定的距离。假设某人驾驶一辆汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，突然前方汽车停止，司机从发现这一情况到踩下刹车所经历的时间（即司机的反应时间）为Δt。在干燥和湿润两种路况下，汽车轮胎与路面的动摩擦因数不同而使刹车的加速度不同，且a1=3a2，对应的安全距离分别为x1、x2，刹车过程可视为匀变速运动，则下列选项正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，在干燥和湿润两种路况下的安全距离分别为
其中
a1=3a2
可得
又因为
所以
故选D。
5. 如图所示，研制先进飞机发动机需要大型的风洞进行相关实验。一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其中一面与风速垂直，风速为v时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F∝Sv2，其中v为风速，S为物块迎风面积。若风速变为2v时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该物块的质量为（ ）
A. 8mB. 16mC. 32mD. 64m
【答案】D
【解析】
【详解】假设该正方形物块的边长为a，密度为，由题意可知风速为v时刚好能推动该物块，由平衡条件可得
又因为
联立解得
因此，当风速变为原来的2倍时，能推动的物块的边长变为原来的4倍，体积变为原来的64倍，故质量变为原来的64倍。
故选D。
6. 如图所示，两个长度相同的轻绳在中点处垂直交叉形成一个“绳兜”，重力为G的光滑球静置于“绳兜”中。绳端挂于O点静止，A、B、C、D为每根绳与球面相切的点，，R为球的半径，则 OA绳中的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设OA、OB、OC、OD与竖直方向夹角为，OA、OB、OC、OD绳子拉力为T根据受力分析及几何关系可知
竖直方向夹角余弦值为
联立可得
故选A。
7. 质量为m粗细均匀的麻绳如图所示悬挂，悬点处切线与竖直方向夹角分别为37°和53°，P点为最低点，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，sin53°=0.8，cs53°=0.6，则（ ）
A. 左侧悬点对麻绳拉力0.6mgB. 右侧悬点对麻绳拉力为0.8mg
C. P点右侧麻绳质量为0.36mD. 最低点P处张力为0.3mg
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对麻绳受力分析，受重力、左侧悬点对麻绳拉力、右侧悬点对麻绳拉力，则
解得
故AB错误；
CD．对右侧麻绳受力分析，受重力、最低点P处张力、右侧悬点对麻绳拉力，则
所以P点右侧麻绳质量为
故C正确，D错误。
故选C。
8. 力的合成和分解在生产和生活中有着广泛的应用，下列各种应用说法正确的是（ ）
A. 高大的桥要建很长的引桥，减小桥面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
B. 幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C. 运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是由于张开时手臂产生的合力增大的缘故
D. 磨刀不误砍柴工，刀尖越锋利，用同样大的力作用在刀背上，刀劈开物体时对物体侧向推力变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．高大的桥要建很长的引桥，减小桥面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的，故A正确；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力的分力，使小孩下滑得更快，重力不变，故B错误；
C．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，故C错误；
D．磨刀不误砍柴工，刀尖越锋利，用同样大的力作用在刀背上，刀劈开物体时对物体侧向推力变大，故D正确。
故选AD。
9. 粮食安全是国家安全的重要方面之一。如图是某粮仓利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成稳定的锥形粮堆。为了知道粮堆的具体信息，测出粮堆高度为h，查资料测得粮食间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（ ）
A. 地面对粮堆的摩擦力不为零
B. 此粮堆的体积为
C. 粮堆底面半径r与粮堆高度h的比值为μ
D. 若提高锥形粮堆高度h，粮堆底面积应该变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．粮堆沿水平方向没有运动趋势，所以地面对粮堆的摩擦力为零。故A错误；
C．设粮堆倾角为，其底面积的半径为r，取粮堆锥面上的一粒粮粒为研究对象，根据平衡条件得
根据三角函数得
联立，解得
故C错误；
BD．此粮堆体积为
可知若提高锥形粮堆高度h，粮堆底面积应该变大。联立，解得
故BD正确。
故选BD。
10. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（ ）
A. 移动到M点后，轻绳对物块B的拉力变大，物体B受到的摩擦力变大
B. 移动到M点后，轻绳对滑轮C的作用力保持不变，斜面受到地面的摩擦力变小
C. 移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，物体B受到的摩擦力不变
D. 移动到N点后，轻绳对滑轮C的作用力不变，斜面受到地面的摩擦力变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．设拉滑轮C的绳与竖直方向的夹角为，则
得
将轻绳固定点由O点移动到M点后，减小，拉力T变小，轻绳对物块B的拉力变小，因为不知道初始时物块B受到的静摩擦力的大小和方向，所以不能确定物块B受到的摩擦力大小的变化，A错误；
B．把斜面和物块B整体作为研究对象，斜面受到的摩擦力
可知也变小，轻绳对滑轮C的作用力大小仍等于物块A的重力，B正确；
CD．将轻绳固定点由O点移动到N点后，设动滑轮两端绳长分别为l1、l2，动滑轮到O、Q的水平距离分别为x1、x2，则
由题意可知，不变，拉力T不变，把斜面和物块B整体作为研究对象，根据
可知，移动到N点后，轻绳对物块B的拉力不变，C正确，D错误。
故选BC。
二、实验题：（本题共2小题，共15分）
11. 在用电火花计时器研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了如图所示的一条纸带。
（1）电火花计时器使用的是______（选填“直流”或“交流”）电源；计时器打点的时间间隔为0.02s，每隔4个点取1个计数点，依次得到了O、A、B、C、D几个计数点。
（2）用毫米刻度尺量得OA=1.24cm，OB=2.81cm，OC=4.83cm，OD=7.22cm，纸带运动的加速度大小为______m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值比实际值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变’）。
【答案】（1）交流 （2）0.40
（3）偏小
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器使用的是交流电源。
【小问2详解】
相邻两个计数点间的时间间隔为
由逐差法可知，纸带运动的加速度大小为
小问3详解】
如果当时电网中交变电流的频率变大，而做实验的同学并不知道，计算时所用周期偏大，根据逐差法可知，加速度的测量值比实际值偏小。
12. 某同学准备用实验探究弹簧弹力与形变量的关系，他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如图1所示。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下的长度x。以弹簧弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系。
（1）测得弹力F与弹簧长度x的关系如图2所示，图中x0表示（ ）
A. 弹簧处于水平状态下的自然长度
B. 弹簧处于竖直状态下的自然长度
C. 弹簧的形变量
D. 弹簧形变量的变化量
（2）实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到的弹力F与弹簧长度x的图像如图3所示，由此可知a弹簧的劲度系数______（填“大于”，“等于”或“小于”）b弹簧的劲度系数。
（3）实验过程中发现某类弹簧自身受到的重力相对其弹力较大，不可视为轻质弹簧，若把该类弹簧在铁架台上竖直悬挂时，弹簧呈现的形态是下列哪一幅图（ ）
A. B. C.
（4）某同学在研究性学习中，利用所学的知识就解决了弹簧自重问题。将一轻弹簧一端固定于某一深度为h=0.25m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示。在该实验中，长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示。
则弹簧的劲度系数为______N/m，弹簧的原长l0=______m
【答案】（1）B （2）大于 （3）C
（4） ①. 100 ②. 0.15
【解析】
【小问1详解】
弹簧在不同拉力作用下的长度x，令弹簧处于竖直状态下的自然长度为，根据胡克定律有
结合图像可知
图中x0表示弹簧处于竖直状态下的自然长度。
故选B。
小问2详解】
结合上述可知，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，图像a的斜率大，可知，可知a弹簧的劲度系数大于b弹簧的劲度系数。
【小问3详解】
把该类弹簧在铁架台上竖直悬挂时，弹簧上侧所受重力大于下侧所受重力，则弹簧上侧形变量大于下侧形变量，即弹簧的匝数与匝数之间从上往下逐渐变密集。
故选C。
【小问4详解】
[1][2]弹簧的原长l0，根据胡克定律有
结合图像有
，
解得
三、计算题（本题共3小题，共计39分）
13. 如图所示，如果热水瓶中的热水未灌满就盖紧瓶塞，而瓶塞与瓶口的密封程度很好，经过一段时间后，要拔出瓶塞会变得很吃力。假设开始时瓶内水温为t1=100℃，经过一段时间，温度降到t2=50℃，热水瓶口的截面积为10cm2，手与瓶塞的动摩擦因数为0.2。瓶内气体压强与温度满足以下关系：。已知大气压强，瓶塞质量不计。求：
（1）瓶塞内外压力差大小；
（2）为了拔出瓶塞，手指至少要用多大的压力作用在瓶塞上。
【答案】（1）13.4N
（2）13.4N
【解析】
【小问1详解】
对瓶塞受力分析可得
其中
代入数据解得瓶塞内外压力差大小为
【小问2详解】
五只手指共同作用，根据
可得为了拔出瓶塞，手指施加在瓶塞上的压力为
故手指施加在瓶塞上的压力至少为13.4N。
14. 某同学发现将弹性小球从某一高度位置静止释放，着地后弹起又落下。通过大量实验发现小球每次与地面发生碰撞前后的速度大小之比不变，即定义碰撞系数为，为落地时碰撞地面的速度，为碰撞地面后弹起时速度。该同学将小球从某一高度位置静止释放。他记录了整个过程中小球离地高度h与所用时间t的图像。整个过程中空气阻力可以忽略不计，g=10m/s2。请根据图像，求：
（1）小球第一次落地时的速度大小；
（2）小球与地面发生碰撞系数k；
（3）小球第四次落地弹起最大高度。
【答案】（1）40m/s
（2）2 （3）
【解析】
【小问1详解】
小球第一次落地过程，根据速度与位移的关系有
结合图中给出的数据解得
【小问2详解】
结合图像可知，小球第一次反弹高度为
利用逆向思维，根据速度与位移关系有
解得
则碰撞系数为
【小问3详解】
根据碰撞与反弹的速度关系有
，，，
解得
利用逆向思维，根据速度与位移关系有
解得
15. 筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一。筷子在先秦时称为“梜”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”。华人诺贝尔奖得主李政道博士曾经说：“中华民族是一个优秀民族，中国人早在两汉时期就发明了筷子。如此简单的两根东西却高妙绝伦地应用了物理学上的原理。”如图所示，用力使筷子夹住小球静止不动，若小球所受力均在同一竖直平面内，每根筷子和竖直方向的夹角均为θ=30°，小球的质量m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）若小球和筷子间没有摩擦力，则每根筷子对小球的压力大小是多少？
（2）若小球与筷子之间的动摩擦因数为，为使筷子夹住小球静止不动，求每根筷子对小球压力F N的取值范围。（假设筷子与小球间最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（3）利用筷子的物理原理制造了V形槽，槽顶角α=60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相等，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ=0.25，一重力为G的圆柱体工件放在V形槽中，如图甲所示。要沿圆柱体的轴线方向（如图甲所示）水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力。
【答案】（1）2N （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
若小球和筷子间没有摩擦力，根据对称性可知，每根筷子对小球的压力大小相等，对小球进行分析，如图所示
根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
若小球与筷子之间的动摩擦因数为，为使筷子夹住小球静止不动，当筷子小球的压力最小时，摩擦力方向沿筷子向上，在竖直方向，根据平衡条件有
最大静摩擦力
解得
当筷子小球压力最大时，摩擦力方向沿筷子向下，在竖直方向，根据平衡条件有
最大静摩擦力
解得
综合上述有
【小问3详解】
根据对称性可知，V形槽两侧对小球的压力大小相等，在竖直平面内，根据平衡条件有
在水平面内，根据平衡条件有
解得