天津市耀华中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份天津市耀华中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，共9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.在解一文字计算题中(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x=F2m(t1+t2)，用单位制的方法检查，这个结果( )
A. 可能是正确的
B. 一定是错误的
C. 如果用国际单位制，结果可能正确
D. 用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确
2.如图所示，某同学将水倒入放置在水平桌面上的杯子中，杯子始终处于静止状态且杯子未被装满，下列说法正确的是( )
A. 杯子受到的合力变大
B. 杯子受到的支持力与杯子受到的重力大小相等
C. 杯子受到桌面的弹力是由桌面的形变产生的
D. 杯子受到的重力和杯子对桌面的压力是一对平衡力
3.如图所示，物块放在倾斜的木板上，当木板的倾角α为30°时，物块静止不动；当木板的倾角α为45°时，物块匀加速下滑，在这两种情况下，物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为( )
A. 0.5B. 33C. 62D. 22
4.如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托起，当悬挂吊篮的细绳被剪断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度为( )
A. g，g
B. 2g，g
C. g，0
D. 2g，0
5.如图显示的是某人站在力传感器上，完成“下蹲”与“起立”动作时力传感器的示数随时间变化的情况。已知t=0时刻人处于静止状态。根据图像判断下列说法正确的是( )
A. 从图像显示此人完成了两组“下蹲—起立”动作
B. 图中t1时刻人处于超重状态
C. 图中t2时刻人具有向上的加速度
D. “起立”的过程先失重后超重
6.如图所示，物块A、B处于静止状态，已知竖直墙壁粗糙，水平地面光滑，则物块A和B的受力个数分别为( )
A. 3和3B. 3和4C. 4和4D. 4和5
7.某品牌汽车在测试场进行直线行驶性能测试，测试车内安装的加速度传感器记录的数据经简化处理后得到加速度a随时间t的变化关系如图所示。车内固定一质量为0.5kg的装饰品，已知该测试车由静止开始运动，下列说法正确的是( )
A. 0～4s内测试车做匀加速直线运动
B. 2s末装饰品受到的合力大小为2N
C. 2s末和7s末测试车的加速度方向相反
D. 8s末测试车的速度大小为30m/s
8.如图所示，倾角θ=30°的斜面体A固定在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为2.5m和m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成60°角的位置。整个过程中小物块a一直保持不动，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中( )
A. 力F先增大后减小
B. 小物块a与斜面之间的动摩擦因数最小值为 35
C. 绳上张力先增大后减小
D. 小物块a受到的摩擦力先增大再减小
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.图1、2分别表示伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究过程，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。下列说法正确的是( )
A. 图1中通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得出小球自由落体运动是匀变速直线运动
B. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验，可以减小小球重力，使时间测量更容易
C. 图2中实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
D. 图2中在左侧斜面上由静止释放小球，小球可运动到比释放点更高的位置
10.一水平传送带沿逆时针方向以5m/s的速度匀速转动，传送带上表面长6m，一质量为1kg的物体以6m/s的速度水平向右从传送带左侧冲上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，取重力加速度为10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 物体将从传送带右侧离开传送带B. 物体向右运动的最大距离为4.5m
C. 物体离开传送带时的速度大小为6m/sD. 物体向右做减速运动的时间为1.5s
11.如图所示，一个竖直放置的圆环上有三根轻绳联结于圆心O点处，AO、BO相互垂直，另一端连接在圆环上，CO上挂着个重为23 2N的物体，若绳AO、BO在设计上能承受的最大拉力为1N，则为了测试绳子的质量是否达标，应将圆盘旋转多少以达到检验的目的( )
A. 5°
B. 10°
C. 15°
D. 20°
12.如图(a)，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v−t图线如图(b)所示，若重力加速度及图中的v0，v1，t1均为已知量，则可求出( )
A. 斜面的倾角B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的情况如下图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，a和b为细绳。
(1)图乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中 表示力F1和F2合力的理论值； 表示力F1和F2合力的实际测量值。(填“F”或“F′”)
(2)本实验采用的科学方法是 。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(3)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 。
A.两根细绳必须等长
B.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行
D.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
E.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
14.在探究小车质量一定时加速度与力的关系实验中，小林同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，用力传感器来测细线受到的拉力。
(1)实验时，下列操作或说法正确的是______。
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的实验误差大
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，由图乙中的数据可知，小车运动的加速度大小为______m/s2。(计算结果保留三位有效数字)
(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。图像不过原点的原因是______，修正上述实验后，当小车的质量一定时，加速度与其受到的合力成______(填“正比”或“反比”)。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
15.如图所示，竖直平面内有半径为R的光滑半圆弧形轻杆，圆心为O，其直径AB位于水平桌面上，原长为R的轻弹簧一端固定在A点，另一端连接着质量为m的小球，小球套在弧形杆上的C点处于静止状态。已知OC与水平面间的夹角为θ=60°，重力加速度为g。
(1)求弧形杆对小球的弹力FN大小；
(2)求弹簧的劲度系数k。
16.质量为3kg的滑块P恰好静止于倾角θ=30°的固定斜面上(斜面足够长)。现用平行于斜面向上的恒力F=90N作用于物体P上，如图所示，2s后撤去恒力F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：
(1)滑块P与斜面间的动摩擦因数；
(2)滑块在恒力F作用时物体的加速度a1；
(3)滑块沿斜面运动最大位移的大小。
17.如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F.当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到1s−F的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m−1.将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。
(1)若恒力F=0，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？
(2)图乙中BC为直线段，求该段恒力F的取值范围。
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】AC
10.【答案】BD
11.【答案】BD
12.【答案】ACD
13.【答案】F F′ B CD
14.【答案】B 0.625 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 正比
15.【答案】解：(1)根据题意小球受重力mg，弧形杆对小球的弹力FN和弹簧弹力F弹三个力作用，受力示意图如图所示

θ=60°
OA=OC
所以∠CAO=∠ACO=φ=30°
对小球受力正交分解，由平衡条件可得
水平方向有FNcsθ=F弹csφ
竖直方向有FNsinθ=mg+F弹sinφ
代入数据联立解得
FN= 3mg
F弹=mg
(2)由几何关系得AC长为L=2Rcsφ= 3R
由胡克定律得F弹=k(L−R)
联立解得弹簧的劲度系数为k=( 3+1)mg2R。
答：(1)求弧形杆对小球的弹力FN大小为 3mg；
(2)求弹簧的劲度系数k为( 3+1)mg2R。
16.【答案】解：(1)物块恰好静止在斜面上，由平衡条件得：mgsinθ=μmgcsθ
解得：μ= 33
(2)对滑块，由牛顿第二定律得：F−mgsinθ−μmgcsθ=ma1
代入数据解得：a1=20m/s2，方向平行于斜面向上
(3)滑块在推力作用下做匀加速直线运动的位移x1=12a1t2=12×20×22m=40m
撤去推力后，对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcsθ=ma2
代入数据解得：a2=10m/s2
撤去推力时滑块的速度大小v=a1t=20×2m/s=40m/s
滑块减速为零的位移x2=v22a=4022×10m=80m
滑块沿斜面运动的最大位移x=x1+x2=40m+80m=120m
答：(1)滑块P与斜面间的动摩擦因数是 33；
(2)滑块在恒力F作用时物体的加速度a1大小是20m/s2，方向平行于斜面向上；
(3)滑块沿斜面运动最大位移的大小是120m。
17.【答案】解：(1)以初速度v0为正方向，物块的加速度大小为：am=μg=2m/s2，
木板的加速度大小为：aM=μmgM=4m/s2，
由图乙知，板长L=1m，滑块相对木板的路程为：L=v0t−12amt2−12aMt2，
即：1=4t−12×2t2−12×4t2，
联立解得：t=13s或t=1s；
当t=1s时，滑块的速度为2m/s，木板的速度为4m/s，而当物块从木板右端滑离时，滑块的速度不可能小于木板的速度，t=1s应舍弃，
故所求时间为t=13s；
(2)①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时t1，则有：a1=F+μmgM，
根据速度时间关系可得：v=v0−amt1=a1⋅t1
根据位移关系可得：s=v0+v2t1−v2t1=v02t1，
联立解得：1s=F+34，
由图乙知，相对路程：s≤1m
代入解得：F≥1N
②当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动，则：a=FM+m，而f=ma，
由于静摩擦力存在最大值，所以：f≤fmax=μmg=2N，
联立解得：F≤3N；
综上所述：BC段恒力F的取值范围是1N≤F≤3N。
答：(1)若恒力F=0，则物块会从木板的右端滑下，物块在木板上滑行的时间是13s；
(2)图乙中BC为直线段，该段恒力F的取值范围为1N≤F≤3N。