四川省成都市第七中学2024-2025学年高一上学期期末物理试卷（含解析）

这是一份四川省成都市第七中学2024-2025学年高一上学期期末物理试卷（含解析），共14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.下列测量工具中，测量的物理量是矢量的是( )
A. 弹簧测力计B. 托盘天平
C. 秒表D. 温度计
2.第二届东亚半程马拉松锦标赛于2024年10月27日圆满结束。如图所示，半程马拉松比赛起点为金沙遗址博物馆，终点为四川大学望江校区，全程约21.1公里，中国运动员以1：03：39的成绩夺得东亚半马第一名。下列说法正确的是( )
A. 21.1公里表示位移
B. 1：03：39表示时间
C. 运动员跑完半马的平均速度约为21km/ℎ
D. 终点裁判在判定运动员冲线时，可将运动员视为质点
3.汽车400m直线加速赛中，两赛车同时从起点线静止开始匀加速启动，达到各自最大速度后保持匀速，最后同时冲过终点线。下列描述两赛车运动过程的v−t图像和x−t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.游泳运动员在水中水平向左加速时，水对运动员作用力F的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，某同学面对墙壁练习打壁球。该同学将球从A点打出，一段时间后球垂直打在墙壁上的B点，反弹后落在地面上的C点。B点离地高度ℎ=5m，B、C两点的水平距离x=5m。不计空气阻力，球可视为质点，重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 球从A运动至B的过程中处于超重状态
B. 球从A运动至B的时间大于从B运动至C的时间
C. 球在B点反弹后的速度大小为5m/s
D. 球在C点的速度大小为10m/s
6.如图所示，某同学在家用胶棉拖把擦玻璃，拖把头质量为0.25kg，拖把杆质量不计。当拖把杆与竖直方向的夹角为37°时，该同学沿拖把杆施加大小为5N的推力，使得拖把头沿玻璃竖直向上做匀速直线运动。重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则拖把头与玻璃之间的动摩擦因数为( )
A. 0.3B. 0.4C. 0.5D. 0.6
7.如图所示，一游戏要求参与者用手托一道具沿水平向右做匀加速直线运动。已知该道具由轻杆相连的两小球构成，两小球质量均为m，手掌水平且手掌与小球间的动摩擦因数为μ，滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。为确保匀加速运动过程中手与道具始终保持相对静止，道具与竖直方向夹角的正弦值sinα最大为( )
A. μ
B. 1μ
C. 1 μ2+1
D. μ μ2+1
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，伽利略利用滴水计时法(滴水时间间隔相等)研究自由落体运动，为“冲淡”重力影响，让铜球从阻力很小的斜面滚下。若听到第一滴水滴声时将铜球静止释放，则当听到第二滴、第三滴、第四滴水滴声时，下列说法正确的是( )
A. 铜球的速度之比为1：2：3B. 铜球的速度之比为1：3：5
C. 铜球距离释放点的距离之比为1：4：9D. 铜球距离释放点的距离之比为1：2：3
9.如图所示，用一双筷子夹起一方形木块并保持静止状态，筷子相互平行且构成的平面与水平面夹角为θ。下列说法正确的是( )
A. 木块受到三个力的作用
B. 木块受到的摩擦力方向竖直向上
C. 仅增大筷子对木块的压力，木块受到的摩擦力大小保持不变
D. 仅减小筷子与水平面的夹角θ，木块受到的摩擦力减小
10.如图所示，跑步机履带宽度d=60cm，履带外侧机身上有正对的A、B两点，A点到履带最右端距离L=80cm。一玩具车(可视为质点)从A点出发后，其相对于静止履带的速度大小v1=6m/s，履带的速度大小v2=3m/s。下列说法正确的是( )
A. 玩具车到达履带对面的最短时间为0.1s
B. 玩具车若能到达B点，则运动时间为0.2s
C. 玩具车若能到达B点，则车头需与A点左侧履带边缘成30°夹角
D. 若履带速度大小可调，要使玩具车仍能到达履带对面，履带速度不能大于10m/s
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.学习小组利用图(a)所示仪器研究某根橡皮筋的弹力和长度的关系，橡皮筋水平放置，一端与带刻度的“L”形木板固定，另一端利用轻绳与拉力传感器相连。准确读取拉力传感器示数F和橡皮筋长度l，画出F−l图像如图(b)所示，l在l0～3l0之间图像为直线，l大于3l0后为曲线。

(1)如图(b)所示，橡皮筋的原长为______；橡皮筋在l0～3l0段的劲度系数为______；
(2)橡皮筋长度大于3l0后，每增加相同的长度ΔL，所需增加的拉力ΔF ______(填“增大”或“减小”)。
12.甲同学利用如图(a)所示的装置探究加速度与质量的关系。

(1)本实验采用的实验方法是______；
A.控制变量法
B.放大法
C.理想实验法
(2)图(b)是甲同学在实验中得到的一条纸带，相邻两个计数点间还有四个点未画出，实验中交变电源的频率是50Hz，小车的加速度大小为______m/s2(结果保留三位有效数字)；
(3)保持钩码质量m一定，改变小车质量M，重复实验操作。得到多组数据后，甲同学画出a−1M图像如图(c)所示，导致出现该图像的可能原因是______和______；
A.小车质量远大于钩码质量
B.未满足小车质量远大于钩码质量
C.木板与水平面倾角过大，平衡摩擦力过量
D.木板与水平面倾角过小，平衡摩擦力不足
(4)乙同学根据甲同学测出的多组实验数据，画出的a−1M+m图像为一次函数，图像斜率为k，纵截距为b，利用图像信息计算出当地重力加速度为______(结果用m、k、b表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.檐铃是我国古代建筑的象征，被赋予了美好的寓意。某建筑的檐铃(可视为质点)质量为200g，悬线质量可忽略。在恒定水平风力作用下，悬线与竖直方向夹角恒为30°，重力加速度大小g=10m/s2。求：
(1)水平风力大小；
(2)檐铃对悬线的拉力大小。
14.近年来，国产汽车智能驾驶技术发展迅速，其中AEB(自动紧急制动)系统尤为关键。某国产汽车在封闭道路上进行多项AEB系统测试，每项测试开始时汽车都以72km/ℎ的速度在平直道路上匀速行驶。已知该汽车紧急制动的加速度大小为10m/s2。
(1)测试一：汽车前方21m处突然出现一个假人，系统发现并判定危险级别为“极高”，直接进行紧急制动，试通过计算判断汽车是否会撞上假人；
(2)测试二：如图所示，汽车前方有另一辆模拟车以18km/ℎ的速度低速行驶。当两车距离缩短至一定程度时，系统判定危险级别为“中等”，先发出提示音提醒驾驶员减速。若第一声提示音响起后的2s内驾驶员未采取任何操作，系统将进行紧急制动。要使得汽车不与前车相撞，系统应在两车距离多远时开始发出提示音。
15.如图所示，静止于水平地面上的木板上表面左半部分粗糙，右半部分光滑，木板长度L=4m，质量M=1kg，与地面间的动摩擦因数μ1=0.3。一可视为质点、质量m=1kg的滑块放置于木板右端，滑块与木板的左半部分接触面间的动摩擦因数为μ2=0.1。现对木板施加一方向水平向右，大小F=10N的外力，当滑块刚进入木板的左半部分时撤去外力F。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求：

(1)滑块进入左半部分前，滑块与木板的加速度大小；
(2)运动全过程滑块的最大速度；
(3)滑块最终停在木板上的位置与木板左端的距离。
答案解析
1.A
【解析】解：A、弹簧测力计测量的是力，力是矢量，故A正确；
B、托盘天平测量的是质量，质量是标量，故B错误；
C、秒表测量的是时间，时间是标量，故C错误；
D、温度计测量的是温度，温度是标量，故D错误。
故选：A。
根据矢量和标量的区别分析解题。
本题考查了矢量和标量，能正确区分前提，掌握基础知识即可解题。
2.B
【解析】解：A、21.1公里表示路程，故A错误；
B、“1：03：39”是比赛的成绩，是一个过程的时间长度，所以“1：03：39”指的是时间间隔，故B正确；
C、由于运动员跑完半马的位移无法得知，所以无法计算运动员跑完半马的平均速度，故C错误；
D、终点裁判在判定运动员冲线时，不能忽略其动作，即不能看作质点，故D错误。
故选：B。
明确位移和路程的定义，知道位移表示质点在空间的位置的变化，是矢量，而路程是质点在空间运动轨迹的长度，是标量；时间是时间轴上的一段，与位移相对应；而时刻是时间轴上的一个点，与位置相对应；平均速度是位移与时间的比值；物体可以看成质点的条件是看物体的大小形状对所研究的问题是否产生影响。
本题考查时间和时刻、位移和路程、质点以及平均速度等内容，注意对这些基本概念的理解是学好物理的关键。
3.A
【解析】解：两赛车同时从起点线静止开始匀加速启动，达到各自最大速度后保持匀速，最后同时冲过终点线，可知位移相等，所用时间相等。v−t图像围成的面积应该相等，x−t图像的斜率应该首先为曲线，然后为倾斜的直线，故A正确，BCD错误。
故选：A。
x−t图像的形状反映了物体的位移随时间变化的情况，两条x−t图像的交点表示两个物体在某一时刻处于同一位置；在v−t图像中，斜率表示加速度的大小及方向，图线与时间轴所包围的“面积”表示位移。
考查对x−t图像、v−t图像的理解，清楚图线的含义。
4.B
【解析】解：由于运动员在水中沿水平直线向左加速游动，所以其加速度水平向左，故其合外力沿水平向左，运动员受重力和水对运动员的作用力，两个力的合力方向沿水平向左，重力竖直向下，由平行四边形定则可知，水对运动员的作用力斜向左上方，故B正确，ACD错误。
故选：B。
运动员受到重力、水对运动员的作用力，二者的合力方向应与加速度方向一致，由此分析。
本题主要是考查了牛顿第二定律的知识，解答本题的关键是知道加速度的方向与合外力的方向一致。
5.C
【解析】解：A、球从A运动至B的过程中，只受重力作用，加速度为g，处于失重状态，故A错误；
B、AB竖直方向距离小于AC竖直方向距离，故球从A运动至B的时间小于从B运动至C的时间，故B错误；
CD、球从B点落地的时间为t= 2×510s=1s，则反弹后的速度大小为v=xt=51m/s=5m/s，落地时竖直方向速度为vy=gt=10×1m/s=10m/s，合速度为v合= v2+vy2= 52+102m/s=5 5m/s，故C正确、D错误。
故选：C。
A、对于超重还是失重的判断，关键取决于加速度的方向：当物体的加速度向上时，处于超重状态；当加速度方向向下时，处于失重状态。
B、根据竖直方向位移分析；
CD、根据平抛运动规律分析，计算出球落地的时间，由此可得出水平方向速度和竖直方向速度，进而可求出和速度。
考查对超重、失重及平抛运动规律的理解，熟悉运动学公式的运用。
6.C
【解析】解：对拖把头进行分析，受力情况如图所示：
竖直方向根据平衡条件可得：Fcs37°=f+mg
垂直于墙壁方向，根据平衡条件可得：FN=Fsin37°
根据摩擦力的计算公式可得：f=μFN
联立解得：μ=0.5，故C正确，ABD错误。
故选：C。
对拖把头进行分析，根据平衡条件结合摩擦力的计算公式进行解答。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
7.D
【解析】解：当手与球间的摩擦力为最大静摩擦力时加速度最大，轻杆与竖直方向夹角最大，夹角的正弦值最大
以两球组成的系统为研究对象，对系统，在水平方向，由牛顿第二定律得：μ×2mg=2mamax
对上面的小球，由牛顿第二定律得：mgtanα=mamax
解得：sinα=μ 1+μ2，故D正确，ABC错误。
故选：D。
以两球组成的系统求出最大加速度，然后以上面的球为研究对象，应用牛顿第二定律求解。
本题考查了牛顿第二定律的应用，应用牛顿第二定律即可解题，解题时注意整体法与隔离法的应用。
8.AC
【解析】解：AB.滴水时间间隔相等，设两滴水之间时间间隔为t，听到第二滴、第三滴、第四滴水声，经历的时间为t、2t、3t，v=at，x=12at2，铜球的速度之比为1：2：3，位移之比即铜球距离释放点的距离之比为1：4：9，故AC正确，BD错误。
故选：AC。
根据匀变速直线运动的速度—时间公式和位移时间公式分析。
考查匀变速直线运动的基本应用，简单题。
9.CD
【解析】解：A、木块受到的重力、两根筷子的支持力和摩擦力，共5个力，故A错误；
B、木块受到的摩擦力方向沿筷子向上，故B错误；
C、根据平衡条件可知木块受到的摩擦力大小为f=Gsinθ，与筷子对木块的压力无关，所以仅增大筷子对木块的压力，木块受到的摩擦力大小保持不变，故C正确；
D、根据f=Gsinθ可知，仅减小筷子与水平面的夹角θ，木块受到的摩擦力减小，故D正确。
故选：CD。
按重力、弹力和摩擦力的顺序分析木块的受力情况；根据平衡条件列式分析木块受到的摩擦力方向和大小变化情况。
解答本题时，要掌握受力分析的一般顺序：重力、弹力和摩擦力，要注意两根筷子有两个支持力，两个摩擦力。
10.AD
【解析】解：A、当玩具车垂直履带边缘运动时到达对面的时间最短，最短时间tmin=dv1=0.606s=0.1s，故A正确；
BC、玩具车的速度沿AB方向时能到达B点，速度如图所示
则csθ=v2v1=36=0.5，则θ=60°
玩具车的速度v=v1sinθ=6sin60°=3 3m/s
玩具车到达B点的时间tB=dv=0.603 3s≈0.12s，故BC错误；
D、履带速度最大玩具车恰好到达对面，如图所示
由几何知识可知：tanα=dL=6080=0.75，则α=37°
玩具车能到达对面履带的最大速度v2max=v1sinα=6sin37∘m/s=10m/s，故D正确。
故选：AD。
当玩具车垂直履带边缘运动时到达对面的时间最短，应用运动学公式求出最短时间；
当玩具车的合速度沿AB方向时玩具车能到达B点，应用运动学公式求解；
玩具车恰好到达对面时运动到履带右端，此时玩具车恰好到达对面，求出此时履带的速度。
本题考查学生对实际问题的分析能力，要使汽车从A出发到达正对面的B点，解题关键是分析出玩具车在垂直AB方向的分速度要与履带的速度大小相同，方向相反。
11.l0 F0l0 增大
【解析】解：(1)根据胡克定律，结合图中弹力与形变量的关系为：F=k(l−l原)，由图可知长度为l0时，弹力为0，故橡皮筋的原长为l0；
由图中可知橡皮筋长度从l0变化为3l0时，轻绳的拉力从0变化为2F0，即可知劲度系数为：k=2F0−03l0−l0=F0l0；
(2)由图可知，橡皮筋长度大于3l0时，弹簧进度系数变大，则每增加相同的长度，需要的拉力增大。
故答案为：(1)l0；F0l0；(2)增大。
(1)根据胡克定律，结合图中弹力与形变量的关系，可计算橡皮筋的原长；由图中可知橡皮筋长度变化时，轻绳的拉力变化，即可计算劲度系数；
(2)由图可知，长度大于3l0后，每增加相同的长度，劲度系数的变化情况，即可知所需拉力的变化情况。
本题考查胡克定律的理解，关键是理解图像的斜率代表劲度系数。
12.A 1.36 B C km
【解析】解：(1)本实验采用的实验方法是控制变量法，故A正确，BC错误。
故选：A。
(2)相邻两个计数点间时间间隔是T=0.02s×5=0.1s，根据逐差法求解加速度公式有a=CE−AC4T2，代入数据解得a=1.36m/s2；
(3)根据牛顿第二定律有mg=Ma，得a=mg⋅1M，图像应该是过原点的倾斜直线，但图中纵轴截距不为0，说明木板与水平面倾角过大，平衡摩擦力过度，弯曲的主要原因的未满足小车质量远大于钩码质量，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
(4)对钩码和小车组成的系统，根据牛顿第二定律有mg=(M+m)a，得a=mg⋅1M+m，则k=mg，解得g=km
故答案为：(1)A；(2)1.36；(3)B，C；(4)km。
(1)本实验采用的实验方法是控制变量法；
(2)根据逐差法计算；
(3)根据牛顿第二定律写出图像的函数表达式，结合图像分析即可；
(4)根据牛顿第二定律写出函数表达式，根据表达式分析计算。
考查探究牛顿第二定律实验的原理和注意事项，以及纸带的数据处理，会根据题意进行准确分析解答。
13.解：(1)(2)对檐铃受力分析，如图所示：

根据平衡条件得：T=mgcsθ=200×0.001×10 32N=4 33N
F=mgtanθ=200×0.001×10× 33N=2 33N
答：(1)水平风力大小2 33N；
(2)檐铃对悬线的拉力大小为4 33N。
【解析】受力分析再结合平衡条件求解风力和拉力。
本题解题关键是正确受力分析，根据平衡条件列式，求解力的大小，并掌握三个力平衡的规律，即任意两个力的合力与第三个力等大反向。
14.解：首先将汽车速度v0= 72km/ℎ换算为国际单位制，72km/ℎ=20m/s。
汽车做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动的速度−位移公式v2−v02=2ax(汽车最终要停下，v =0)已知加速度a=−10m/s2(与速度方向相反)，则汽车刹车的位移x=v2−v022a= 20m。
比较刹车位移x = 20m与人和车初始距离21m，因为20m