浙江省杭州市浙江大学附中2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份浙江省杭州市浙江大学附中2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共19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。
1.测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”所用的仪器是( )
A. 刻度尺、弹簧测力计、秒表B. 刻度尺、弹簧测力计、打点计时器
C. 量筒、天平、秒表D. 刻度尺、天平、秒表
2.2024年10月08日，瑞典皇家科学院公布了本年度诺贝尔物理学奖人选。下列物理学家也曾获得诺贝尔物理学奖的是( )
A. 伽利略B. 钱学森C. 李政道D. 牛顿
3.关于物理必修1教材中的四幅插图，下列说法正确的是( )
A. 图1中，汽车速度表上的示数指的是平均速度
B. 图2中，速度的变化量Δv越大，表示加速度也越大
C. 图3中，把变速运动过程细分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将这些小段的位移相加，得到总位移，这种方法运用了假设法
D. 图4中，伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了小球下落的速度与所用时间成正比
4.如图所示，摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后，水平地面对任意一只支撑杆的支持力( )
A. 不变
B. 变小
C. 变大
D. 无法判断
5.2024年2月21日晚间，丽水多地出现短时大冰雹。如图所示为某冰雹从高空由静止下落过程中速度随时间变化的图象。若该冰雹所受的空气阻力可认为与物体速度大小成正比，图中作出了t=2.4s时刻的切线，已知该冰雹的质量为0.2kg，则( )
A. 冰雹在t=2.4s时刻的加速度大小为5m/s2
B. 冰雹所受的空气阻力与速度大小的比例系数大小为18
C. 冰雹最终达到最大速度的大小为15m/s
D. 冰雹在0至2.4s内通过的位移为14.4m
6.如图所示，人用轻绳通过定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A，人以速度v0向左匀速拉绳，某一时刻，绳与竖直杆的夹角为θ，与水平面的夹角为α，此时物块A的速度v1为( )
A. v1=v0sinαcsθB. v1=v0sinαsinθC. v1=v0csαcsθD. v1=v0csαcsθ
7.某研究小组利用弹性绳悬挂智能手机来模拟蹦极运动，并利用手机安装的加速度传感器研究运动中的加速度随时间变化的特征。手机从某一高度由静止开始沿竖直方向上下运动的过程中，从手机屏幕上观察到的加速度随时间变化的图象如图所示。手机保持静止时，图象显示的加速度值为0，自由下落时，图象显示的加速度值约为-10m/s2。忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 时间t=0.50s时，手机已下降了1.25m
B. 时间t=0.75s时，手机正向上加速运动
C. 加速度为30m/s2时，手机速度最大
D. 加速度从0持续增至最大的过程中，手机速度一直减小
8.一迷你热气球以速度vy=5m/s从水平地面上匀速上升，同时热气球在水平方向上受一恒定风力作用，某段时间内，其在水平风力方向上的位置坐标随时间的变化图像，如图所示，则当热气球上升到h=5m时，热气球离出发点的水平距离为( )
A. 2mB. 73mC. 3.5mD. 4m
9.如图所示，AB是半径为R的竖直面内的四分之一图弧，A点与圆心O在同一水平面上，在A点以水平速度v1向右抛出小球甲的同时在O点以水平速度v2向左抛出小球乙，v1：v2=2：3，两球同时落到圆弧面上。不计空气阻力，重力加速度大小为g，则( )
A. 乙球末速度方向与水平方向的夹角更大
B. 甲球做平抛运动的时间为 2R5g
C. 甲球做平抛运动的初速度大小为 gR10
D. 若甲球做平抛运动的初速度加倍，甲球不能落在圆弧面上
10.如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的粗糙斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为m的苹果，其周围苹果对它的作用力可能为( )
A. F1
B. F2
C. F3
D. F4
11.如图所示，质量为m的物体由两根绳子吊在半空中处于静止状态，右侧绳子的另一端固定在高楼的A点且与竖直方向的夹角为α，左侧绳子由人拉着且与竖直方向的夹角为β，当人不动而缓慢释放绳子，下列说法正确的是( )
A. 两根绳子对物体的合力变大B. 两绳子的拉力都变小
C. 地面对人的支持力变小D. 地面对人的摩擦力变大
12.如图，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和m，物体B、C与水平面保的动摩擦因数相同，其间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT(已知此时A、C保持程相对静止)，现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则( )
A. 此过程中物体C受五个力作用
B. 当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断
C. 当F逐渐增大到2FT时，轻绳刚好被拉断
D. 若地面光滑，BC间绳的拉力变小
13.如图甲所示，物块a、b之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物体a的质量为1.2kg。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，t=0时对物块a施加水平向右的恒力F，t=1s时撤去，在0～1s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是( )
A. b物体的质量为0.6kgB. t=1s时物块a、b的速度大小相同
C. t=1s时a的速度大于0.8m/sD. 0～1s内弹簧弹力先增大后减小
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
14.滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，某同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是( )
A. 图甲是滑块下滑的照片
B. 图甲滑块的加速度大于图乙滑块的加速度
C. 图甲滑块在底端的速率大于图乙滑块在底端的速率
D. 图甲滑块全程的平均速度大小等于图乙滑块全程的平均速度大小
15.随着信息技术的发展，中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器，A盒被固定在向右匀速运动的小车上，测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，两者的时间差为t1，经过Δt0，A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，此次B接收的时间差t2。空气中的声速为v0(红外线的传播时间可以忽略)( )
A. 第一次测量时A与B之间的距离为v0t1
B. A两次发射过程中，小车运动的距离Δx为v0(t1-t2)
C. 小车运动的平均速度为v0(t2-t1)Δt0
D. B接收到第二次超声波脉冲时，A与B的距离为v0t0
三、实验题：本大题共2小题，共13分。
16.在“探究平抛运动的特点”实验中：
(1)利用图1研究平抛运动时，下面做法可以减小实验误差的是______。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.挡板高度等间距变化
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.尽可能记录多个痕迹点
(2)利用图1研究平抛运动时，在取下白纸前，应确定坐标原点O的位置，并建立直角坐标系，下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是______。

(3)用图2装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹O，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹O为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为______。
A.(x+d2) g2y1
B.(x+d2) gy2-y1
C.(3x-d2) g2y4
D.(4x-d2) g2y4
17.在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测量细线拉力。

(1)实验过程中，下列操作与说法正确的是______；
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C.选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差会更小
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知A、B、C、D各点到A点的距离分别是3.60cm，9.61cm，18.01cm，28.81cm，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是______m/s2(计算结果保留两位有效数字)；
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车运动过程中所受的阻力F= ______N。(结果保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
18.如图所示，倾角为37°的斜面长l=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0=3m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。(小球和滑块均可视为质点，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)求：
(1)小球从O到P的时间t；
(2)抛出点O离斜面底端的高度；
(3)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
19.如图所示，质量为2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3.这时铁箱内一个质量为0.5kg的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.求：
(1)木块对铁箱压力的大小；
(2)水平拉力F的大小；
(3)减少拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当铁箱的速度为6m/s撤去拉力，又经1s时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？
20.如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1=6kg的物体P，Q为一质量为m2=10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2.求：
(1)系统处于静止状态时，弹簧的压缩量x0；
(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a；
(3)力F的最大值与最小值。
21.某工厂传输工件(可视为质点)的简化示意图如图所示。粗糙斜面AB紧邻水平传送带甲，水平传送带乙紧邻水平面DE，忽略两传送带的间距以及传送带轮子尺寸。工作时：每隔相等时间t，将相同的工件(编号分别为1，2，3，…)从斜面顶端A由静止释放。当工件1进入传送带甲时，工件2恰好从A点释放；当工件1进入传送带乙时，工件2恰好进入传送带甲；最终工件1通过传送带乙后，以速度3v在水平面DE段匀减速到0时由机械臂抓取。所有工件由斜面底端进入水平传送带前、后速度大小不变，且速度均为v，通过传送带甲时留下的划痕占整个传送带甲总长度的13。传送带甲、乙长度之比为1：3，顺时针匀速转动的速度均为3v，工件与传送带甲、乙及水平面DE间的动摩擦因数相同，与斜面AB间的动摩擦因数不同。斜面倾角θ=37°，已知sin37°=0.6，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

(1)工件与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)机械臂取物点的位置到D点的距离；
(3)工件1到达传送带乙的右端D时，相邻工件2、3的间距。
答案和解析
1.D
【解析】长度、时间、质量是三个力学基本物理量，刻度尺是测量长度的仪器，天平是测量质量的仪器，秒表是测量时间的仪器，故D正确，ABC错误；
故选：D。
2.C
【解析】下列物理学家也曾获得诺贝尔物理学奖的是李政道，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3.D
【解析】A.图1中，汽车速度表上的示数指的是瞬时速度，故A错误；
B.图2中，速度的变化量Δv越大，但加速度不一定越大，因为时间不确定，故B错误；
C.图3中，把整个运动过程细分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将这些小段的位移相加，得到总位移，这种方法运用了微元法，故C错误；
D.图4中，伽利略在斜面实验的基础上经过演绎归纳得出了小球自由落体运动中下落的速度与所用时间成正比，故D正确。
故选：D。
4.A
【解析】对相机和支架整体分析，竖直方向根据平衡条件有
3FN=G
可得FN=G3，与支撑杆的倾角无关，故调节后，水平地面对任意一只支撑杆的支持力仍然为FN=G3，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5.B
【解析】A、速度—时间图象的斜率表示加速度，由图象可知冰雹在t=2.4s时刻的加速度大小等于此时切线的斜率，故加速度大小为
a=ΔvΔt=12-62.4m/s2=2.5m/s2
故A错误；
B、设空气阻力与速度大小的正比系数为k，根据牛顿第二定律，当v=12m/s时，有
mg-kv=ma
达到最大速度时，加速度为零，则满足
mg=kvm
联立可解得
k=18，vm=16m/s
故B正确，C错误；
D、设冰雹做匀变速直线运动，根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，2.4s内的位移为
x=12×2.4×12m=14.4m
由图可知冰雹在0至2.4s内通过的位移即图像与坐标轴围成的面积大于14.4m，故D错误；
故选：B。
6.D
【解析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，设该速度为v，
根据平行四边形定则得，A的实际速度v1=vcsθ；
同理对人的速度分解可得：v=v0csα
联立可得：v1=v0csαcsθ.故ABC错误，D正确
故选：D。
7.D
【解析】A、由图象可知：0～0.50s内，手机加速度值为零，即手机静止，t=0.50s时，图象显示约为-10m/s2。说明此刻手机开始自由下落，位移为0，故A错误；
B、时间t=0.75s时，手机开始下落瞬间，作自由落体运动，根据牛顿第二定律：mg-F弹=ma，随着弹性绳弹力的增大，手机向下的加速度越来越小，当弹力等于手机重力时，手机所受合力为零，下落速度达到最大，此后手机继续向下做加速度越来越大的减速运动，由图可知，时间t=0.75s时，手机正向下减速运动，故B错误；
C、当手机的速度为零时，弹力达到最大，根据牛顿第二定律：F弹-mg=ma，加速度达到最大，加速度为30m/s2时，手机速度为零，故C错误；
D、综合上述分析可知，加速度从0持续增至最大的过程中，手机速度一直减小，故D正确。
故选：D。
8.A
【解析】热气球在竖直方向做匀速运动，上升到h=5m时所用时间为：t=hvy=55s=1s
气球在水平方向受恒定的风力作用做匀加速运动，根据Δx=aT2
解得a=ΔxT2=0.50-0.34-(0.34-0.22)0.12m/s2=4m/s2
则当t=1s时x=12at2=12×4×12m=2m
故A正确，BCD错误。
故选：A。
9.C
【解析】A.设小球末速度方向与水平方向的夹角为θ，
由平抛运动的运动规律可得：tanθ=vyvx，
因为两球同时抛出、同时落在圆弧面上，所以两球平抛运动的时间相等、下落的高度相同，因此两球末速度的竖直分量相同；
又因为两小球水平方向分速度的大小关系为：v1：v2=2：3，所以甲球末速度方向与水平方向的夹角更大，故A错误；
B.由平抛运动的运动规律可得：x=vxt，
因为两球平抛运动的时间相等、两小球水平方向分速度的大小关系为：v1：v2=2：3，
所以甲、乙两球做平抛运动的水平位移大小之比为：x1：x2=2：3，
由题意可知：x1+x2=R，
联立可得：x1=25R，x2=35R，
则根据几何关系可知，两球做平抛运动下落的高度为：h= R2-(35R)2=45R，
由平抛运动的运动规律可得：h=12gt2，
联立可得：t=2 2R5g，故B错误；
C.结合前面分析可知，甲球做平抛运动的初速度大小为：v1=25R2 2R5g= gR10，故C正确；
D.结合前面分析可知，若甲球做平抛运动的初速度大小为2 gR10，
则甲球下落R高度的，水平位移大小为：x=2 gR10⋅ 2Rg=2 55R