河南省洛阳市2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份河南省洛阳市2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版），共19页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
2．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（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，只有一项是符合题目要求的。）
1. 关于力的合成与分解，下列说法正确的是（ ）
A. 一个的力和一个9N的力合成得到的合力可能是
B. 两个共点力共同作用的效果与其合力单独作用的效果不一定相同
C. 将一个力分解后，分力和合力同时作用于物体上
D. 两个力的合力，可能小于任一个分力
【答案】D
【解析】A．一个的力和一个9N的力的合力范围为
故A错误；
B．两个共点力共同作用的效果与其合力单独作用的效果一定相同，故B错误；
C．将一个力分解后，由分力和合力的关系可知，分力和合力不是同时作用于物体上，故C错误；
D．根据平行四边形定则可知，两个力的合力，可能小于任一个分力、可能大于任一个分力、也可能等于任一个分力，故D正确。
故选D
2. 一个物体在三个恒力的共同作用下做匀速直线运动。若保持不变突然撤去，则该物体之后（ ）
A. 可能做匀变速曲线运动
B. 不可能继续做直线运动
C 可能继续做匀速直线运动
D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等
【答案】A
【解析】ABC．物体做匀速直线运动的速度方向与F3的方向关系不明确，可能是相同、相反或不在同一条直线上，故保持不变突然撤去，则该物体之后可能做匀变速曲线运动，或匀变速直线运动，不可能继续做匀速直线运动，故A正确，BC错误；
D．保持不变突然撤去，即之后的合力大小为，方向与的方向相反，故物体所受的合外力为恒力，根据牛顿第二定律可知
物体的加速度恒定不变，根据
可知在相等时间内速度的变化量一定相等，故D错误。
故选A。
3. 如图是小球做斜抛运动的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是（不计空气阻力）（ ）
A. 该运动可以分解为水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀速直线运动
B. 小球在A点的速度与小球在B点的速度相同
C. 整个运动过程中小球处于失重状态
D. 小球从A到C的时间小于从C到B的时间
【答案】C
【解析】A．该运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，故A错误；
B．根据对称性可知，小球在A点的速度与小球在B点的速度大小相等，但方向不同，故B错误；
C．整个运动过程中，小球的加速度为重力加速度，处于失重状态，故C正确；
D．根据对称性可知，小球从A到C的时间等于从C到B的时间，故D错误。
故选C。
4. 如图1所示，为建筑工人利用两根粗细均匀、平行放置的倾斜钢管把砖块从高处运送到地面的场景，将长方体砖块放在两根钢管的正中间，使其由静止开始从高处下滑。图2为垂直于运动方向的截面图（砖块截面可视为正方形）。若仅将两根钢管的间距略减小一些，则砖块下滑到底端所用的时间将（ ）
A. 变长B. 不变
C. 变短D. 无法判断
【答案】B
【解析】设钢管与水平方向夹角为，两钢管对砖块弹力的夹角为，砖块在垂直运动方向受力如图
根据平衡条件有
钢管对砖的摩擦力为
仅将两钢管间距减少一些，不变，钢管对砖的弹力不变，钢管对砖的摩擦力不变，沿运动方向，根据牛顿第二定律有
可知、不变，则砖块下滑的加速度不变，根据
解得
可知钢管长度不变，砖块的加速度不变，可知砖块滑动底端的时间不变。
故选B。
5. 一小球用细线悬挂于天花板上的O点，初始时静止在A处。现对小球施加水平向右的拉力，使小球缓慢移动至处。下列选项正确的是（ ）
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 细线对小球的拉力逐渐减小
C. 若保持小球在位置不动，逐渐减小角直至力竖直向上的过程中，力先减小后增大
D. 若保持小球在位置不动，逐渐减小角直至力竖直向上的过程中，力先增大后减小
【答案】C
【解析】AB．设轻绳与竖直方向的夹角为，保持F水平，根据正交分解和平衡条件有
，
逐渐缓慢增大，可知逐渐增大，逐渐增大，故AB错误；
CD．对小球受力分析，小球受重力mg、拉力F和细线的拉力作用，如图所示
保持小球在位置不动，即角不变，逐渐减小角直至力竖直向上的过程中，力先减小后增大，故C正确，D错误。
故选C。
6. 一质点在直角坐标系所在平面内由点开始运动，其沿坐标轴方向的两个分速度随时间变化如图所示。则（ ）
A. 末质点速度的大小为
B. 前质点做匀变速直线运动，加速度大小为
C. 内质点做匀变速曲线运动，加速度大小为
D. 内质点的位移大小为
【答案】D
【解析】A．末质点x轴方向和y轴方向的速度分别为3m/s、4m/s，根据矢量的合成可知
故A错误；
B．初始质点y轴方向有速度，x轴方向有加速度，二者不共线，则质点做曲线运动，加速度为
故B错误；
C．内质点x轴和y轴方向的加速度分别为
合加速度为
与x轴方向的夹角为
3s末，速度与x轴方向夹角为
可知内质点做匀变速直线运动，加速度大小为，故C错误；
D．末质点的速度为5m/s，加速度为，做匀变速直线运动，则3s~4s的位移为
m
故D正确；
故选D。
7. 如图所示，有三个相同的物块A、B、C，A和B之间用轻弹簧相连，B和C之间用细绳相连，通过系在A上的细绳悬挂于固定点，整个系统处于静止状态。现将间的细绳剪断，重力加速度大小为，则剪断细绳瞬间（ ）
A. A、B、C三者的加速度大小均为
B. A的加速度大小为
C. B的加速度大小为
D. C的加速度大小为
【答案】B
【解析】初始状态，对A、B、C整体分析可知，间的细绳的拉力为
现将间的细绳剪断，对A分析可知
解得
B、C受力不变，则加速度为0。
故选B。
二、多项选择题（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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图1所示，质量为的木板静置于水平面上，有一个可视为质点、质量为的小物块，以的初速度滑上木板的左端。物块和木板的图像如图2所示，小物块始终在木板上，取，结合图像，可求得（ ）
A. 物块在前内的位移为
B. 木板的最小长度为
C. 物块与木板间的动摩擦因数为0.2
D. 木板与水平面之间的动摩擦因数为0.2
【答案】AC
【解析】A．根据图像与横轴围成的面积表示位移可知，物块在前内的位移为
故A正确；
CD．根据图像的斜率表示加速度，可知在内物块的加速度大小为
对物块根据牛顿第二定律可得
解得物块与木板间的动摩擦因数为
木板的加速度大小为
对木板根据牛顿第二定律可得
解得木板与水平面之间的动摩擦因数为
故C正确，D错误；
B．根据图像可知，在内物块与木板发生的相对位移为
可知木板的最小长度为，故B错误。
故选AC。
9. 如图，倾角为的斜面体静置于水平地面，质量为的小物块静止在斜面上，二者之间动摩擦因数为，下列选项中正确的是（ ）
A. 地面对斜面体的摩擦力水平向左
B. 斜面体对小物块的摩擦力大小为
C. 若有恒力作用在斜面体上，使二者一起向右做加速运动，小物块所受摩擦力减小
D. 若有恒力作用在斜面体上，使二者一起向右做加速运动，斜面体对小物块的作用力增大
【答案】BD
【解析】A．以斜面体和小物块为整体，根据平衡条件可知，地面对斜面体的摩擦力为0，故A错误；
B．以小物块为对象，根据平衡条件可知，斜面体对小物块的摩擦力大小为
故B正确；
C．若有恒力作用在斜面体上，使二者一起向右做加速运动，则小物块有沿斜面向上的分加速度，以小物块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知小物块所受摩擦力增大，故C错误；
D．原来斜面体和小物块处于静止时，斜面体对小物块的作用力大小等于小物块的重力，则有
若有恒力作用在斜面体上，使二者一起向右做加速运动，斜面体对小物块的作用力的竖直分量为
斜面体对小物块的作用力的水平分量为
则，斜面体对小物块的作用力大小为
可知斜面体对小物块的作用力增大，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，质量分别为和的物体A、B，通过轻绳跨过轻质定滑轮相连接，在水平力的作用下，B沿水平地面向右运动，A恰以速度匀速上升。已知B与水平面间的动摩擦因数为0.2，不计滑轮摩擦，重力加速度取。当B运动到使轻绳与水平方向成时（已知）。下列选项中正确的是（ ）
A. B所受摩擦力为B. B所受摩擦力为
C. B的速度大小为D. 小于
【答案】ACD
【解析】C．设B的速度大小为，根据速度的合成与分解，可得
解得
B向右运动的过程中，减小，故减小，所以B向右做减速运动，当时B的速度为
故C正确；
AB．由题知，A向上做匀速运动，对A受力分析，根据平衡条件可得轻绳的拉力为
因B向右做减速运动，水平方向合外力不为零，故不能用平衡条件求B所受的滑动摩擦力大小，则当时，对B受力分析，根据正交分解，在竖直方向受力平衡，则有
解得
则B所受滑动摩擦力为
故A正确，B错误；
D．设B向右做减速运动的加速度为a，在水平方向，根据牛顿第二定律有
解得
即
代入数据解得
故D正确。
故选ACD。
三、实验题（本题共2小题，共15分。）
11. 某小组用如图1所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，做实验前需先平衡摩擦力。
（1）下列说法中正确的是________。
A. 实验中打点计时器用直流或交流电源均可
B. 拉小车的细绳要与桌面平行
C. 平衡摩擦力时不连接打点计时器和纸带
D. 实验时先接通电源后释放小车
（2）利用实验数据作出了如图2所示的图像，分析图像不过原点的原因是______。
（3）该小组正确操作后获得一条如图3所示的纸带，建立以计数点O为坐标原点的轴，各计数点的位置坐标分别为。已知打点计时器的打点周期为，则小车加速度的表达式是_______（填选项前的字母）
A. B.
C. D.
【答案】（1）D （2）平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度） （3）B
【解析】
【小问1解析】
A．实验中打点计时器用交流电源，不能用直流电源，故A错误；
B．为了保证小车运动过程，细绳拉力恒定不变，拉小车细绳要与木板平行，不是与桌面平行，故B错误；
C．平衡摩擦力时要连接打点计时器和纸带，通过纸带上的点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；
D．为了充分利用纸带，实验时先接通电源后释放小车，故D正确。
故选D。
【小问2解析】
由题图可知，当时，小球已经有了一定的加速度，所以图像不过原点的原因是：平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度）。
【小问3解析】
由纸带可知相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得
故选B。
12. 某小组用如图1所示的装置研究平抛运动。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上，小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端Q点飞出，落在水平挡板MN上，在坐标纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，依次重复上述操作，坐标纸上将留下一系列痕迹点。
（1）关于该实验应注意的问题，下列做法合理的是_____。
A. 应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
B. 调节挡板的高度时必须等间距变化
C. 建立坐标系时，坐标原点应为斜槽口的末端
D. 小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
（2）在该实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸如图2所示，从图中明显看出甲的实验错误是______，乙图中有两个点位于抛物线下方的原因是______。
（3）丙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹上的某一点做为坐标原点O，建立坐标系（轴沿水平方向轴沿竖直方向），如图3所示。在轨迹上选取A、B两点，坐标纸中每个小方格的边长为，重力加速度为，根据题中所给信息，可以求出小球从O点运动到A点所用的时间______，小球平抛运动的初速度______（计算结果用表示）。
【答案】（1）AD （2）斜槽末端不水平 静止释放小球的位置不同
（3）
【解析】
【小问1解析】
A．为了保证小球每次抛出的速度相同，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，故A正确；
B．调节挡板的高度时不需要等间距变化，故B错误；
C．建立坐标系时，坐标原点应为小球处于斜槽口末端时球心在白纸上的水平投影点，故C错误；
D．为了减小误差，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故D正确。
故选AD。
【小问2解析】
从图中明显看出甲的实验错误是：小球抛出时的速度不是水平方向，即斜槽末端不水平；
乙图中有两个点位于抛物线下方的原因是静止释放小球的位置不同。
【小问3解析】
竖直方向根据
可得小球从O点运动到A点所用的时间为
水平方向根据
可得小球平抛运动的初速度为
四、解答题（本题共3小题，共39分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，质量为的物块A恰能沿斜面匀速下滑。重力加速度为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求：
（1）物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）若给物块施加一平行于斜面向上的推力，使物块沿斜面向上匀速滑动，求推力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
物块沿斜面匀速下滑时，沿斜面方向受力平衡，故有
垂直斜面方向受力平衡，故有
又
联立解得
【小问2解析】
给物块施加一平行于斜面向上的推力，使物块沿斜面向上匀速滑动；沿斜面方向受力平衡，有
垂直斜面方向受力平衡，有
又
联立解得
14. 某课外兴趣小组借助传感器，研究一小球做平抛运动的规律。小球水平抛出时速度与竖直方向成角，落地时速度方向与竖直方向成角，小球可看作质点，重力加速度取，求（结果可以保留根式）：
（1）小球做平抛运动的初速度大小；
（2）小球抛出时距离地面的高度；
（3）小球抛出点与落地点之间的水平距离。
【答案】（1）5m/s （2）3.75m （3）
【解析】
【小问1解析】
当小球抛出后小球的竖直分速度为
水平方向的分速度为
【小问2解析】
小球落地时竖直方向的分速度为
小球抛出时距离地面的高度为
【小问3解析】
小球下落时间为
小球落地时的水平位移为
15. 皮带输送线作为现代工业自动化的高效传输解决方案，在提升生产效率、降低运营成本、优化生产流程等方面发挥着重要作用。下图是某输送线的简化示意图，它由两条传送带组成，水平部分的长度；倾斜部分与地面的倾角，长度。以的速率顺时针匀速运转，将一可视为质点的小物块无初速度放在A端，经过时间到达端后，速度大小不变地到达端，继续沿部分运动。小物块与间的动摩擦因数为，与间的动摩擦因数为，重力加速度取求：
（1）小物块与传送带间动摩擦因数；
（2）小物块在传送带上留下的划痕长度；
（3）若要使小物块能被传送到端，部分顺时针运转的最小速度为多大？
【答案】（1）0.4 （2）8m （3）2m/s
【解析】
【小问1解析】
若物块在水平传送带上一直匀加速，则有
因
所以小物块在水平传送带上应是先匀加速后匀速，设匀加速时间为，则有
解得
小物块匀加速运动的加速度
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
小物块匀加速位移
传送带这段时间位移
划痕长度
小问3解析】
部分顺时针运转的速度最小时，小物块到达端的速度恰好为零，所受的摩擦力沿传送带先向下后向上，做匀减速运动的加速度大小先后，垂直斜面方向有
又
根据牛顿第二定律，分别列式有
，
解得
，
由运动学公式
解得