四川省成都市蓉城联盟2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份四川省成都市蓉城联盟2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析），共13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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。下列说法正确的是( )
A. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，采用了控制变量法
B. 物理学中规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力的大小为1N
C. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用了等效替代法
D. 牛顿对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法
2.一个物体受到几个共点力的作用处于静止状态。现把其中一个力F1旋转90°后，物体所受合外力大小变为50N，则F1的大小为( )
A. 25 2NB. 50 2NC. 25ND. 50N
3.某实验小组通过从楼顶由静止释放小球来估测某栋大楼的高度。现测得小球从开始下落至落地的时间为t=3s，通过查阅资料获知：当地重力加速度大小为g=9.8m/s2。不计空气阻力，该栋大楼的高度约为( )
A. 35mB. 45mC. 55mD. 65m
4.某同学站在体重计上完成下蹲动作，他观察到体重计的示数先减小再增大最后不变。在该同学下蹲的过程中，下列说法正确的是( )
A. 该同学的加速度方向先竖直向上再竖直向下
B. 该同学的加速度方向一直竖直向下
C. 该同学先处于失重状态再处于超重状态
D. 该同学一直处于失重状态
5.如图，倾角为θ=30°的固定光滑斜面上有A、B两物体用轻质弹簧相连，A、B的质量均为m，C为垂直于斜面的挡板，系统处于静止状态，重力加速度大小为g。现将挡板C撤去，撤去挡板C的瞬间A、B的加速度大小分别为( )
A. aA=g，aB=0B. aA=0，aB=0
C. aA=g，aB=gD. aA=0，aB=g
6.如图，质量为m的物体A放在倾角为θ、质量为M的斜面体C上，通过一轻质细绳绕过定滑轮连接质量也为m的物体B，细绳与斜面平行，B恰好匀速下降。斜面体C处于水平地面上，定滑轮质量不计，B离地面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. A受5个力
B. B处于失重状态
C. C受到地面的支持力大小为FN=(M+2m)g
D. C受到地面的静摩擦力方向水平向左
7.一辆货车和一辆小轿车以相同的速度在同一条平直公路上运动，货车在小轿车前方x0处。货车遇紧急情况突然刹车，小轿车司机经1.5s的反应时间开始刹车，两车的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若两车未相撞，则从t=0时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为4：5
B. 货车和小轿车刹车的加速度大小之比为7：8
C. 若两车未相撞，则t=2.5s时两车的速度相同
D. 若两车刚好不相撞，则x0=10m
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.引体向上是锻炼人体臂力的一项重要体育项目。如图，某次某人双手吊在单杠上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 单杠对人的力和人受的重力是一对相互作用力
B. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态，则人受的合力不变
C. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态，则每只手臂上的力变大
D. 单杠对人的力和人对单杠的力是一对平衡力
9.如图甲，一质量为m=1kg的物体置于粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。现用一水平拉力F作用于物体上，F随时间变化的F-t图像和物体的v-t图像分别如图乙、丙所示。规定水平向右为正方向，重力加速度大小取g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 0～2s内，物体受到水平向左的静摩擦力B. 0～2s内，物体未受到摩擦力
C. 物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5D. 物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.3
10.如图，一倾角为θ=37°的传送带以恒定速率v1=5m/s顺时针转动。一质量为m=1kg的煤块(可视为质点)以初速度v0=10m/s从最低点A冲上传送带，恰好能到达最高点B。煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。煤块从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是( )
A. A点到B点的距离为xAB=10m
B. 煤块的运动时间为t=5s
C. 煤块的加速度大小一直为a=10m/s2
D. 煤块在传送带上的划痕长度为Δx=6.25m
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置图。实验的主要步骤如下：
①将橡皮筋的一端固定在水平木板上的A点，另一端拴上两根带绳套的细绳，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
②沿着两个方向拉弹簧测力计a、b，将橡皮筋的活动端拉到某一位置O，记下此结点位置O，并记录两个弹簧测力计a、b的拉力F1、F2的大小及方向，同时按一定的标度作出F1、F2的图示，并以F1、F2为邻边作出平行四边形及所夹对角线F；
③再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，记录此拉力的大小及方向，并以同一标度作出此力的图示F'。
(1)在上述操作中有遗漏的步骤是：______(填序号)，请将其补充完整：______。
(2)下列做法有助于减小该实验误差的是______。
A.拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特殊角度
C.当将橡皮筋的活动端拉到某一设定位置O时，拉力F1和F2的夹角越大越好
D.图中的OB、OC细绳应适当长一点
(3)在该实验中作出的力的图示如图乙所示，在图乙中一定沿橡皮筋AO方向的力是______(填“F”或“F'”)。
12.某实验小组设计的“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直平面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车受到的拉力大小。

(1)实验中______(填“需要”或“不需要”)满足动滑轮上所挂钩码的质量m远小于小车的质量M。
(2)某同学在实验中打出的纸带的一部分如图乙所示，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分计数点的间距，已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50Hz。由图乙中的数据可求得打下A点时，小车的速度大小为vA= ______m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为______m/s2。(计算结果均保留3位有效数字)
(3)该实验小组通过该实验装置完成实验，以拉力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度大小a为纵坐标，作出的图像为图中的______。

(4)改变钩码的质量，假设钩码的质量可以为任意大小，则小车加速度的最大值为______(已知当地重力加速度大小为g)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.近几年，落地窗因为采光好、视野开阔的优点深受喜爱。图甲是某小区高层住宅外安装落地窗的情景，为安全起见，要求吊运过程中玻璃与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在玻璃上的轻绳P，另一人在地面控制一端系在玻璃上的轻绳Q，二人配合可使玻璃缓慢竖直上升。已知玻璃的质量为m=40kg，当绳P与竖直方向的夹角为α=30°时，绳Q与竖直方向的夹角为β=60°，玻璃可视为质点，重力加速度大小取g=10m/s2。

(1)求轻绳P和Q的拉力大小；
(2)若水平地面上的工人保持静止，求水平地面对工人的摩擦力大小。
14.为了践行新发展理念，突出公园城市特点，构建“雪山下公园城市”新场景，并给市民提供夏季避暑好去处，2021年6月10日，“西岭雪山滑草避暑节”在西岭雪山景区映雪广场隆重启动(如图甲)，从此成都人民又多了一个休闲避暑的好去处。已知滑草轨道可等效为如图乙所示，倾斜轨道AB长L=40m，与水平方向的夹角为θ=53°，滑草板与倾斜轨道AB和水平轨道BC间的动摩擦因数μ相同。某同学(可视为质点)从顶点A处由静止开始下滑，经4s滑至轨道AB的底端B点，轨道AB与轨道BC在B点平滑连接(经过B点前后速度大小不变)，之后该同学进入轨道BC并最终停在轨道BC上。重力加速度大小取g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：

(1)动摩擦因数μ；
(2)该同学最终停止的位置与B点的距离。
15.物理情景来源于生活，并应用服务于生活。下面是一种小游戏的玩法：将一瓶水放在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央，人用力扯桌布，当桌布完全从水瓶(可视为质点)下抽出后，水瓶不倒且不掉出桌面则视为游戏成功。如图，已知桌布的一边与桌面的AB边重合，BC边的长度为L=1m，水瓶位于桌面中央，与AB边、CD边的距离均为0.5m，水瓶与桌布间的动摩擦因数为μ1=0.2，水瓶与桌面间的动摩擦因数也为μ1=0.2，桌布与桌面间的动摩擦因数为μ2=0.1，水瓶(包括水)的质量为m=0.5kg，桌布的质量为M=1kg。某次游戏中，某同学用水平向右的拉力F=10.75N向右扯桌布。
(1)求刚开始时水瓶和桌布的加速度大小；
(2)求水瓶最终停止的位置与CD边的距离；
(3)若水瓶的速度大小超过v=1.2m/s时水瓶将会倾倒导致游戏失败，要保证游戏成功(即水瓶不能倾倒也不能掉出桌面)，求水平向右的拉力F要满足的条件。
答案和解析
1.B
【解析】A、“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了分力和合力是等效替代的关系，即采用了等效替代的方法，故A错误；
B、由牛顿第二定律F=ma，知m=1kg，a=1m/s2时，1N=1kg⋅m/s2，即使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力的大小是1N，故B正确；
C、在探究加速度与力、质量的关系的实验中，运用了控制变量法，故C错误；
D、伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系“的研究开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，故D错误。
故选：B。
2.A
【解析】一个物体受到几个共点力的作用处于静止状态，则这几个力的合力为零，
力F1与其它力的合力F其它合等大反向，把其中一个力F1旋转90°后，其它力的合力不变，
此时物体受到的合力大小F= F12+F其它合2= F12+F12= 2F1=50N
解得：F1=25 2N，故A正确，BCD错误。
故选：A。
3.B
【解析】不计空气阻力，小球做自由落体运动，小球的位移h=12gt2=12×9.8×32m=44.1m，则大楼的高度约为45m，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4.C
【解析】AB.该同学的加速度方向先竖直向下再竖直向上，故AB错误；
CD.该同学在加速度竖直向下时处于失重状态，竖直向上时处于超重状态，故C正确，D错误。
故选：C。
5.D
【解析】A静止处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力F=mgsin30°
弹簧的弹力不能突变，撤去挡板C的瞬间，A的受力不变，A所受合力为零，A的加速度为零，
对B，由牛顿第二定律得：F+mgsin30°=maA
解得：aA=g，故ABC错误，D正确。
故选：D。
6.C
【解析】A.对A受力分析，A受到重力、斜面的支持力、绳子的拉力以及斜面的摩擦力共4个力作用，故A错误；
B.物体B匀速下降，加速度为零，处于平衡状态，不是失重状态，故B错误；
CD.以A、B、C三个物体组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和地面的支持力，由于B匀速下降，所以系统加速度为零，根据平衡条件得知，地面对C的支持力等于系统的重力，即FN=(M+2m)g，C受到地面的静摩擦力为零，故C正确，D错误。
故选：C。7.A
【解析】AD、全程小轿车位移为x1=12×(1.5+3.5)×20m=50m，货车位移为x2=12×4×20m=40m，若两车未相撞，则从t=0时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为4：5，全过程小轿车比位移多跑了10m，两车刚好不相撞，要保证速度相等时刚好不相撞，速度相等后，货车位移大于小轿车，故两车刚好不相撞，x00.5m=L2
故水瓶会掉出桌面导致游戏失败。若水瓶刚好不掉出桌面，设加速时间为场，则加速位移大小
x5=12a1t22
减速位移与加速位移大小相等，故减速位移大小为
x6=x5=12a1t22
由x5+x6=L2
解得t2=0.5s
设桌布的加速度大小为a3，由
12a3t22-12a1t22=L2
解得a3=6m/s2
对桌布由牛顿第二定律得
Fm-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma3
解得Fm=8.5N
故水平向右的拉力F要满足的条件为
F≥8.5N
答：(1)刚开始时水瓶和桌布的加速度大小分别为2m/s2，8.25m/s2；
(2)水瓶最终停止的位置与CD边的距离为0.18m；
(3)水平向右的拉力F要满足的条件为F≥8.5N。