2024~2025学年河北省邯郸市NT20名校联合体高一上学期期末考前实战大演练物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年河北省邯郸市NT20名校联合体高一上学期期末考前实战大演练物理试卷（解析版），共22页。
1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。
2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1. 下列图片中涉及到的物理思想和方法说法错误的是（ ）
A. 伽利略利用图甲中的倾斜斜面研究落体运动是为了“冲淡”重力的影响，便于测量运动时间
B. 伽利略利用图乙中的实验，结合逻辑推理，验证了力是维持物体运动的原因
C. 图丙是在借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想
D. 图丁中把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，各小段的面积之和代表物体在时间内总位移，这采用了“微元法”
【答案】B
【解析】A．伽利略利用图甲中的“斜面”是为了“冲淡”重力的影响，便于测量运动时间，故A正确，不符合题意；
B．伽利略利用图乙中的“斜面实验”装置，结合逻辑推理，说明力不是维持物体运动的原因，故B错误，符合题意；
C．图丙是在借助激光笔及平面镜观察桌面的形变，该实验运用了微小放大的思想，故C正确，不符合题意；
D．图丁中把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的面积之和代表物体在内总位移，采用了“微元法”，故D正确，不符合题意。
故选B。
2. 一辆小车关闭动力后做匀减速直线运动，减速开始的第1s内和第2s内位移依次是7m和5m，则刹车后5s内的位移为（ ）
A. 15mB. 18mC. 16mD. 0m
【答案】C
【解析】根据
可得小车的加速度
根据公式
可得
减速到零的时间
所以刹车后5s内的位移就是减速到零的位移
故选C。
3. 可视为质点的甲、乙两车在平直公路上行驶，某时刻刚好并排行驶，从此时刻开始计时，两车运动的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 2s内乙车行驶的位移为12mB. 乙车的加速度为
C. 两车再次相遇前的最大距离为4mD. 两车在2s时再次相遇
【答案】D
【解析】AB．由图像对于乙车有
可得
即乙车做匀加速直线运动，初速度和加速度分别为
,
将代入位移方程，得
故AB错误；
C．由图像对于甲车有
即甲车做匀减速直线运动，甲车的初速度，加速度，即甲车加速度大小为，两车再次相遇前，速度相等时间距最大，则有
解得
即时两车间距最大，可得再次相遇前的最大距离为
故C错误；
D．当时，有
，
即当时，两车再次相遇，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，倾角的粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面上放置有质量的小物块，小物块与斜面间的动摩擦因数。现将小物块由静止释放同时对其施加沿斜面向上的恒力F，小物块在斜面上做加速度的匀加速直线运动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。则恒力F的大小可能是（ ）
A 6NB. 20NC. 4ND. 22N
【答案】D
【解析】对小物块受力分析可知，当其沿斜面向上运动时
解得
当其沿斜面向下运动时
解得
故选D。
5. 如图所示，轻绳1和3的一端固定，另一端分别与质量均为m的小球a和b相连，两球又通过轻绳2相连。轻绳1和3与竖直方向的夹角分别为α、θ。现对小球b施加一外力F使得，且轻绳2恰好沿水平方向，若F与绳均在同一竖直平面，则拉力F的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设绳的作用力分别为，对球受力分析
可知
对球受力分析
将的受力由四力平衡转变为三力平衡
球的重力与绳2的拉力合成后的合力确定（，与竖直方向成），绳3的方向确定，由图解法可知，当的方向与绳3垂直时，有最小值，即
故选C。
6. 如图所示，桌面上放置一内壁光滑的固定竖直圆环轨道，质量为M，半径为R。可视为质点的小球在轨道内做圆周运动，其质量为m。小球在轨道最高点的速度大小为，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A. 当时，轨道对小球无支持力
B. 当时，轨道对桌面的压力为
C. 小球做圆周运动的过程中，合外力提供向心力
D. 小球在最高点时处于超重状态
【答案】B
【解析】AB．当时，对小球受力分析，得
得
根据牛顿第三定律，小球对圆环的作用力与圆环对小球的作用力大小相等方向相反，对圆环轨道受力分析，得
则
A错误，B正确；
C．小球做变速圆周运动，在小球运动的过程中，除最高点和最低点合外力提供向心力，其它位置都是合外力的分力提供向心力， C错误；
D．小球在最高点时加速度向下，则处于失重状态，D错误。
故选B。
7. 如图甲，中国传统建筑一般采用瓦片屋顶，屋顶结构可简化为图乙，若一块弧形瓦片静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，该瓦片质量为m，椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（ ）
A. 两根椽子对瓦片作用力大小为
B. 每根椽子对瓦片的支持力大小为
C. 若增大两根椽子的距离，则每根椽子对瓦片的支持力变大
D. 两根椽子与水平面夹角从0°逐渐增大到的过程中，瓦片受到的摩擦力一直变大
【答案】C
【解析】A．瓦片静止，处于平衡状态所受合力为零，瓦片受到两根椽子的作用力（包括支持力和摩擦力）的合力与瓦片的重力是平衡力，大小为，故A错误；
B．两根椽子对瓦片的支持力的合力为，但瓦片有弧度，所以每根椽子对瓦片的支持力大小不是，故B错误；
C．两根椽子对瓦片支持力的合力大小不变，增大两根椽子的距离，则两个支持力的夹角变大，则每根支持力变大，故C正确；
D．椽子与水平面夹角较小时，瓦片处于静止状态，两根椽子对瓦片静摩擦力的合力为，静摩擦力方向与椽子平行，所以每根椽子对瓦片的静摩擦力大小为，夹角增大，静摩擦力增大；夹角增大到一定程度时瓦片滑动，受滑动摩擦力，夹角越大，椽子对瓦片的支持力越小，滑动摩擦力越小，故D错误。
故选C。
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。
8. 图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙，转动轴带动顶部圆盘转动，长为L的轻质悬绳一端系在圆盘上，另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳与竖直方向夹角分别为，椅子与游客总质量分别为，绳子拉力分别为，向心加速度分别为。
忽略空气阻力，则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程中（ ）
A. 由重力与绳子拉力的合力提供向心力
B
C.
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
【答案】AD
【解析】A．对游客与椅子的整体受力分析可知，受重力，绳子拉力，是这两个力的合力提供向心力，故A正确；
BC．重力和拉力的合力提供向心力，由矢量三角形可得
向心加速度为
故BC错误；
D．设游客做匀速圆周运动的半径为，根据
可得
由此可知，悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，固定光滑等腰斜面的倾角，左侧斜面上有两个质量均为m的物块A和物块B，物块A通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在斜面底端的固定挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与右侧斜面上的物块C相连，物块C的质量为2m，离斜面底端的距离足够长，物块B离滑轮足够远，弹簧与细线均与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直且无拉力。已知重力加速度为g，不计细线和滑轮质量及滑轮处阻力，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的有（ ）
A. 释放物块C的瞬间，A、B之间的弹力大小为
B. A、B物块分离时弹簧为原长
C. A、B物块分离后，B、C均做匀加速运动
D. 从释放物块C到A、B物块分离，C的位移为
【答案】ACD
【解析】A．没有释放C时，对A、B整体分析，根据平衡条件有
释放物块C的瞬间，对A、B、C整体进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
对A进行受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
故A正确；
B．物块A、B分离时，A、B加速度相等，A、B之间的弹力为0，对B、C整体分析,根据牛顿第二定律有
解得
对A进行分析有
解得弹簧压缩量
故B错误。
C．B与A分离后，B、C所受合力恒定，均为匀变速直线运动，C正确；
D．从释放到A、B分离，A、B、C三者的位移一样，有
故D正确。
故选ACD。
10. 光滑水平面上建立直角坐标系，质量为m的小球（可视为质点），从y轴上的B点（0，L）以初速度水平向右进入第一象限，经一段时间过x轴上的C点（L，0）时速度大小为。此过程始终受一个平行于xOy平面但方向大小未知的恒力。则（ ）
A. 小球在沿x轴方向上做匀速直线运动
B. 小球从B到C的时间为
C. 小球所受恒力大小为
D. 小球过C点时速度方向与x轴正向夹角60°
【答案】BC
【解析】ABD．设第一象限恒力的水平分量为Fx，竖直分量为Fy，则
设小球在C点的水平分速度为vx，竖直分速度为vy，速度方向与x轴正向夹角为θ，则
且
解得
，，，
故AD错误，B正确；
C．x方向有
可得
y方向有
解得
则可得
故C正确。
故选BC。
三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用电磁实验装置和频闪相机分别研究平抛运动：
（1）如图甲所示，将小球a由斜槽上某一高度处静止释放，小球离开斜槽末端（水平）时撞开轻质接触式开关，被电磁铁吸住的小球b同时自由下落。结果发现a、b两球同时落地，这个演示实验说明：_______；
（2）某次实验，频闪照相记录两小球a、b在不同时刻的位置如图乙所示。若实验所用小球直径为D，用刻度尺测得照片中小球直径为d。图乙中b球运动过程中四个相邻时刻的竖直高度差分别为y0、y1、y2，a球两个相邻时刻水平距离x，重力加速度为g。在误差允许的范围内，y1=_______（用y0、y2表示）；利用这些数据计算a球平抛初速度为_______（用x、d、D、g、y1、y2表示）。
【答案】（1）平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）
【解析】
【小问1解析】
a、b两球同时落地，这个演示实验说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【小问2解析】
竖直方向为自由落体运动，等时间段内位移差为定值，所以
则
若实验所用小球直径为D，用刻度尺测得图乙中小球直径为d，则实际长度与频闪照片上长度的比例为
则b球三个相邻时刻的竖直高度差y1、y2，a球两个相邻时刻水平距离x，实际值分别为，，，令相邻时刻之间的时间间隔为T，则有
解得
12. 如下图所示，质量为M的小车放置在一水平长木板上，其后面固定一条纸带并穿过电火花打点计时器，打点计时器连接频率为50Hz的交流电源，细绳一端与固定在竖直墙上的力传感器连接，另一端跨过光滑轻质的定滑轮和动滑轮与砂桶相连，砂和砂桶的质量为m。动滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，细杆、细线均与长木板平行。
（1）若用此装置来探究一定质量的小车的加速度与力的关系，则实验中正确的操作是_______。
A. 认为细杆对小车的拉力大小等于力传感器的读数
B. 实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C. 小车靠近打点计时器，应先释放小车，再接通电源
D. 为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）实验中打出一条纸带，纸带上每5个点选一个计数点，A、B、C、D、E为连续选取的5个计数点。依据纸带计算，小车做匀加速运动的加速度大小为_______（保留两位有效数字）。
（3）若将小车换为某一滑块且长木板保持水平，用此装置测量该滑块与长木板间的动摩擦因数，保持砂桶的总质量m不变，改变滑块的质量（可以在其上放砝码），用天平测出滑块（含砝码）的总质量M，记录下滑块运动后砂桶落地前力传感器的示数F，作出图像，如下图所示，该图像斜率为k，则砂桶的总质量m为_______，滑块与长木板间的动摩擦因数为_______。（用b、k和重力加速度g表示）
【答案】（1）B （2）2.0 （3）
【解析】
【小问1解析】
A．实验中利用力传感器直接测量细线的拉力，细杆上的拉力等于细线拉力的两倍，也就是传感器读数的两倍，故A错误；
B．为了使细杆对小车的拉力等于小车所受外力的合力，实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；
C．小车靠近打点计时器，为了避免纸带上出现大量的空白段落，应先接通电源，再释放小车，故C错误；
D．平衡好摩擦力后，小车所受合力等于力传感器读数两倍，可以精准测量出来，则实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。
故选B。
【小问2解析】
纸带每5个点选一个计数点，则周期为
根据逐差法可知加速度为
【小问3解析】
设滑块加速过程的加速度大小为，由牛顿第二定律有
联立得
对比图像得
解得
13. 我国古代《墨经》一书中记载了利用斜面提升重物的方法，这一方法在现代生活中仍然被广泛应用。如图所示，装载货箱时，常会在卡车尾处斜搭表面均匀的长直木板构成斜面，工人施加一定的推力可将货箱沿斜面推入车厢。已知斜面倾角，货箱质量为m，货箱与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若工人对货箱施加沿斜面向上的推力使货箱静止在斜面上，求：人对货箱推力大小的范围。
【答案】
【解析】为
所以货箱不能自由静止在斜面上，当货箱所受摩擦力沿斜面向上取到最大时水平推力最小，设为，货箱受力如图甲所示
由平衡条件得：
，
又
联立解得
当货箱所受静摩擦力沿斜面向下取到最大时，水平推力最大，设为，货箱受力如图乙所示
由平衡条件得
，
又
联立解得
则人对货箱推力大小的范围为
14. 如图所示，一足够长的白色木板静置于粗糙的水平地面上，现有一可视为质点的黑色煤块以的初速度从木板左端水平滑上木板，已知煤块质量为m，木板质量为M，且，煤块与木板间动摩擦因数，木板与地面之间动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。
（1）若，求最终煤块在木板上留下的划痕长度；
（2）若，求最终煤块在木板上留下的划痕长度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
对煤块有
解得
根据牛顿第三定律，煤块对木板的摩擦力
木板与地面间的最大静摩擦力
因为，故木板静止；
煤球在木板上留下的划痕即为煤球做匀减速带运动的位移
解得
【小问2解析】
由题意可知此时木板与地面之间的最大静摩擦力为
此时，木板向右加速运动；
对木板有
解得
设经过时间煤块与木板共速
解得
煤块的位移
木板的位移
相对位移
共速后，因为，二者一起做匀减速运动，无相对位移，所以划痕长度为相对位移为
15. 如图所示，光滑斜面AB与光滑水平面BC、粗糙无限长斜面MN与粗糙水平面DM均平滑连接，水平传送带左右两侧分别与BC、DM相连。现将一可视为质点的物块从斜面AB的顶端A点由静止释放，物块经过斜面底端B点后经C点在传送带上运动。已知斜面AB长LAB = 2.5 m，θ = α = 30°，传送带长LCD = 6 m，水平面DM长LDM = 2.25 m，物块与传送带及水平面DM的动摩擦因数均为μ1 = 0.2，与MN的动摩擦因数。物块经过斜面底端B点和M点时速度大小不变。
（1）当传送带以v = 8 m/s的速度逆时针匀速转动时，求物块静止时与D点之间的距离；
（2）当传送带以v = 8 m/s的速度顺时针匀速转动时，求物块从滑上传送带到最终静止时经过的总路程。
【答案】（1）0.25 m （2）16.25 m
【解析】
【小问1解析】
当传送带逆时针匀速转动时，从A到B，有
解得
假设物块在传送带上始终做减速运动，则从C到D，有
解得
假设成立。
设物块停下的位置与D点之间的距离为x，则
解得
则物块停下的位置与D点之间的距离为0.25 m。
【小问2解析】
当传送带顺时针匀速转动时，假设物块在传送带上始终做加速运动，则
解得
故假设成立。
从D到M，有
解得
设物块在斜面上运动最高点为P，则从M到P，
解得
从P重回M，有
解得
，
从M到D，有
解得
设物块在传送带上向左做减速运动的位移大小为x′，则有
解得
，
速度减为零后向右继续匀加速，回到D时，
设物块再向右运动x″停下，则
解得
则物块从滑上传送带到最终停下的总路程