江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于物理必修1教材中的四幅插图，下列说法不正确的是( )
A. 图1中，汽车速度表上的示数指的是速率
B. 图2中，速度的变化量Δv越大，加速度不一定越大
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椎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
2.小明把一重力不计的宣纸平铺在水平桌面上，为防纸张移动，他在左侧靠近边缘处用镇纸压住宣纸，如图所示。则他在向右行笔的过程中( )
A. 镇纸受到的摩擦力向左
B. 镇纸受到宣纸的弹力是镇纸形变引起的
C. 宣纸一共受到了4个力的作用
D. 桌面受到的摩擦力向右
3.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A. 测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
B. 在进行不同次实验操作时，不需要每次将结点拉至同一位置O点
C. 实验中直接沿着橡皮筋画直线确定橡皮筋拉力的方向
D. 做出的实验结果，在F与F'两力中，F方向一定沿AO方向
4.如图所示为一皮带传动装置的示意图。右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法中正确的是( )
A. A、C两点的线速度之比为1：2B. A、B两点角速度之比为1：1
C. B、D两点的角速度之比为1：4D. A、D两点的向心加速度之比为1：1
5.如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ=37°的光滑木板托住，小球处于静止状态，重力加速度为g，(sin37°=0.6,cs37°=0.8)则( )
A. 弹簧有可能扣伸，也有可能压缩
B. 撤去木板的瞬间，小球的加速度大小为53g
C. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为34g
D. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为35g
6.如图甲为一个同学站在地秤上研究下蹲和起立过程中的超重和失重现象，通过力传感器采集的图像如图乙所示，下列说法不正确的是( )
A. 图示DE段为下蹲过程
B. 起立过程中，地秤对人的支持力先大于重力后小于重力
C. 图示B时刻，同学向下速度最大
D. 由图像可以估算出起立和下蹲过程中的最大加速度
7.中国的郑和对于海洋的探索较西方的大航海明代早了500多年，与西方的大航海不同的是中国带来的是文明、文化与交流。郑和的舰队都是帆船，当舰队遇到逆风时，水手通过调整船帆、船身的方向，也可以使船在风力的作用下逆风航行。风对帆的作用力垂直于帆，下列的示意图能正确反映其原理的是( )
A. B.
C. D.
8.物块B套在倾斜杆上，并用轻绳与物块A相连，今对B施加一个力F(未画出)使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块A的速度先变大后变小
B. 物块A的速度先变小后变大
C. 物块A先处于超重状态，后处于失重状态
D. 物块A先处于失重状态，后处于超重状态
9.如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，(已知重力加速度为g)。则下列判断正确的是( )
A. 当滑块向左匀加速直线运动时，小球刚好不脱离斜面的条件是a= 33g
B. 当滑块向左匀加速直线运动时，a=2g时绳子的拉力为3mg
C. 当滑块向右匀加速直线运动时，小球对滑块压力可能为0
D. 当滑块向右匀加速直线运动时，a=g时绳子的拉力为0
10.达⋅芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B. C. D.
11.如图所示，环保人员在一次检查时发现，有一根管壁厚度不计的排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水平设置，管口离水面的竖直高度为3.2m，管口到污水落地点的水平距离为4m，环保人员利用卷尺测得排污管道的周长为0.942m，忽略一切阻力，g取10m/s2，π取3.14，则下列说法不正确的是( )
A. 污水从管口到水面的时间0.8s
B. 污水从管口流出的速度5m/s
C. 留在空中的污水体积大于0.3m3
D. 该管道每秒钟排出的污水体积大约是0.35m3
12.低空跳伞是一项危险性极高的滑翔类极限运动，受到冒险者的喜爱。如甲图为某运动员做跳伞训练的照片，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞沿直线减速下落。他打开降落伞后的速度图线如乙图所示。降落伞用30根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°。已知人的质量为60kg，降落伞质量为40kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比，即Ff=kv。(cs37°=0.8,sin37°=0.6)，g=10m/s2。则( )
A. 打开降落伞时人距离地面高度为35mB. 打开伞后瞬间的加速度大小a=40m/s2
C. 阻力系数k=100N⋅s/mD. 每根绳承受的拉力至少为150N
13.如图甲，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点(重心处)，在人向上攀爬的过程中可以把人简化为图乙的物理模型：脚与崖壁接触点为O点(可自由转动)，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻绳，已知OC长度不变，人向上攀爬过程中到达某位置后保持O点不动，缓慢转动OC来调整姿势，某时刻AOC构成等边三角形，则( )
A. 在此时刻，轻绳对人的拉力与人的重力的合力不一定沿杆
B. AC绳在虚线位置与实线位置承受的拉力大小相等
C. 在虚线位置时，OC段承受的压力比在实线位置时更小
D. 在此时刻，轻绳AC承受的拉力大小为T1；当OC水平时，轻绳AC承受的拉力大小为T2，则T1T2= 22
14.两辆汽车A、B从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方(v2)随位置(x)的变化图像如图所示，下列判断正确的是( )
A. 汽车A的加速度大小为4m/s2
B. 停止前，汽车A速度大小为2 3m/s时两车间的距离最大
C. 汽车A、B在x=9m处相遇
D. 汽车A、B在x=8m处相遇
15.如图所示，长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°，在电动机的带动下以v=4m/s的速率顺时针方向运行，在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住，在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。物块与挡板碰撞时间忽略不计，物块与挡板的碰撞后原速率返回。若g=10m/s2，则下列说法中正确的是( )
A. 物块从静止释放到第一次下滑到挡板P处所用的时间为2s
B. 物块从静止释放到第一次下滑到挡板P处的过程中，物块相对传送带滑行的路程为9m
C. 经过很长一段时间，传送带对木块的摩擦力大小与方向保持不变
D. 经过很长一段时间，木块停在挡板P处
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
16.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的特点。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为抛出轨迹上某点。

(1)乙图中，A处拍摄的频闪照片为______(选填“a”或b”)。
(2)测得图乙a中OP距离为45cm，b中OP距离为30cm，已知重力加速度g取10m/s2，则物体平抛运动的初速度为______m/s，物体通过P点时的速度为______m/s。(可用根号表示)
17.某同学用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量M不变，用钩码的重力mg作为小车受到的合外力，根据打点计时器在小车后端拖动的纸带上打出的点迹计算小车运动的加速度。

(1)关于该实验操作，说法正确的是______。
A该实验要求小车的质量要远小于所挂槽码的质量
B.补偿阻力时，小车前不需要悬挂槽码
C.除了图中的器材外，完成该实验还需要刻度尺和弹簧测力
D.“平衡摩擦力”其目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到细线的拉力
E.每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车到C点时的速度vC= ______m/s，运动的加速度的测量值a= ______m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出的a-F关系图线如图丙所示。试分析：
当F逐渐增大的过程中，小车的加速度趋近于一个确定的值，这个值是______。
(4)实验后，该同学进行了反思，为了解决图线不过坐标原点的问题，他将垫木向______(左/右)移一移。为了解决图线上部弯曲，他控制钩码与小车的总质量保持不变，绘制a-mg图像，则图线的斜率为______。
三、计算题：本大题共4小题，共37分。
18.如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。此时小球在漏斗壁上离漏斗中心口的竖直高度为h=10cm，小球的质量为m=0.1kg，漏斗壁与竖直方向的夹角为30°，整个过程中忽略空气阻力，g=10m/s2。
(1)小球的受到的支持力大小多少？
(2)小球在运动过程中的线速度大小。
19.四旋翼小型多用途无人机能执行多项任务，并能够垂直起降。如图，一架质量m=2kg的无人机，其动力系统的最大升力F=36N，运动过程中所受阻力大小恒为f=4N，g=10m/s2，求：
(1)无人机动力系统能提供竖直向上的最大飞行速度为24m/s，无人机从地面由静止开始加速到最大速度所用的最短时间；
(2)无人机悬停在距地面高度H=45m处突然关闭动力，竖直下落一段高度后，动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，飞行器从开始下落到恢复动力的最长时间t。
20.树上的苹果成熟了，站在地面上的小孩抛掷石子击落苹果。如图所示，已知小孩抛出石子的位置离地高为1.25m，与苹果的水平距离为1.2m。石子与苹果的飞行轨迹在同一竖直面内，取g=10m/s2，不计空气阻力，( 0.41=0.64)。
(1)小孩斜向上抛出第一颗石子，石子到达最高点时恰好击中树上离地2.05m高的一个苹果，求：
①从抛出石子到击中苹果所用的时间；
②石子被抛出时的速度；
(2)若(1)问中被击中的苹果自由落下，小孩看到苹果开始下落后，经过短暂的反应时间，将第二颗石子水平抛出，为了能在落地前击中苹果，求反应时间的最大值。
21.如图所示，一质量M=2kg的长木板B静止在粗糙水平面上，其右端有一质量m=1kg的小滑块。已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2，B与地面的摩擦因数为μ2=0.4，g取10m/s2。
(1)要使得m、M能保持相对静止向右运动，F的范围是多大？
(2)若对B物体施加一F=20N的拉力，t=2s后撤去拉力，撤去拉力时滑块仍然在木板上，
①要使滑块A不从木板B左端掉落，求木板B的最小长度；
②若最终A未从B左端掉落，两物体都停止运动时，物体A是否还在木板B上，如果在B上，求出A距离B右端的距离，如果A离开木板，求出A离开木板B时的速度。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.图1中，汽车速度表上的示数指的是瞬时速度的大小即速率，故A正确；
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正确；
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。
本题选错误的，故选：B。
2.【答案】D
【解析】A、根据平衡条件镇纸水平方向不受摩擦力，若受摩擦力没有其他水平力与该力平衡，镇纸将会运动，与题目不符，故A错误；
B、镇纸受到宣纸的弹力是宣纸形变引起的，故B错误；
C、对宣纸受力分析，受到笔的压力、桌面的支持力、镇纸的压力、笔的摩擦力、桌面的摩擦力，共5个力的作用，故C错误；
D、向右行笔的过程中，笔相对纸向右运动，给纸向右的摩擦力，根据平衡条件，纸受到桌面向左的摩擦力，根据牛顿第三定律，桌面受到的摩擦力向右，故D正确。
故选：D。
3.【答案】B
【解析】A.测量时，弹力的大小是通过弹簧测力计指针示数显示的，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦不影响实验的效果，故A错误；
B.根据实验原理，同一次实验操作时，必须将结点拉至同一位置O点，在进行不同次实验操作时，不需要每次将结点拉至同一位置O点，故B正确；
C.实验中，沿细绳套相距较远处描下两个点，在画出直线表示拉力的分析，不能直接沿着橡皮筋画直线确定橡皮筋拉力的方向，故C错误；
D.得出的实验结果，在F与F'两力中，合力的实际值F'方向一定沿AO方向，故D错误。
故选：B。
4.【答案】D
【解析】A.AC两点是皮带传动，线速度大小相同，故A正确；
B.AC为皮带传动，线速度相同，角速度比值为半径的反比，即2：1，由于BC两点是同轴传动，BC角速度相同，所以AB两点的角速度比值也为2：1，故B错误；
C.BD为同轴传动，所以角速度相同，故C错误；
D.A与BCD的角速度比值为2：1，A与D半径比值为1：4，根据a=ω2r可知，AD两点向心加速度相同，故D正确。
故选：D。
5.【答案】D
【解析】A、小球受竖直向下的重力、垂直于木板斜向右上方的支持力与弹簧的弹力作用，小球静止所受合力为零，弹簧弹力一定水平向左，如果弹簧弹力向右，小球不可能静止，弹簧弹力向左，则弹簧处于压缩状态，弹簧不可能伸长，故A错误；
B、小球受力如图所示
小球静止处于平衡状态，则FN=mgcs37∘=5mg4
撤去木板瞬间，弹簧弹力不变，小球重力不变，小球所受合力与FN等大反向，对小球，由牛顿第二定律得：5mg4=ma，解得小球的加速度大小a=54g，故B错误；
CD、剪断弹簧瞬间，小球沿木板向下滑动，对小球，由牛顿第二定律得：mgsin37°=ma'，解得：a'=35g，故C错误，D正确。
故选：D。
6.【答案】C
【解析】ABC、下蹲过程，先向下加速运动，再向下减速运动，故加速度先向下后向上，先失重后超重；起立过程，先向上加速，再向上减速运动，加速度先向上后向下，先超重后失重；则AC段为起立过程，DE段为下蹲过程，图示B时刻，同学向上速度最大，故AB正确，C错误；
D、由图像可以读出最大支持力和最小支持力，重力也可以读出，根据牛顿第二定律可以估算出起立和下蹲过程中的最大加速度，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
7.【答案】C
【解析】A、风力与风帆垂直，风力平行船的分力指向后方，如图所示，故A错误；
B.风力与风帆垂直，风力平行船的分力指向后方，如图所示，故B错误；
C.风力与风帆垂直，风力平行船的分力指向船头指向，如图所示，故C正确；
D.风力与风帆垂直，风力平行船的分力指向后方，如图所示，故D错误；
故选：C。
8.【答案】B
【解析】把B物体的速度分解为沿绳方向和垂直绳的方向，如图所示
AB、根据平行四边形形定则，沿绳子方向的速度为vA=vBcsθ，θ指绳与杆之间的夹角，所以csθ先减小后增大，故物块A的速度先变小后变大，故A错误，B正确。
CD、物体A先向下做减速运动，后向上做加速运动，加速度的方向始终向上，所以A始终处于超重状态。故CD错误。
故选：B。
9.【答案】D
【解析】A、滑块向左加速运动，当滑块对小球的支持力恰好为零时，小球恰好不离开斜面，小球受力如图所示
对小球，由牛顿第二定律得：mgtan30∘=ma临1
代入数据解得：a临1= 3g，故A错误；
B、滑块向左加速运动，a=2g>a临1，小球离开滑块，
对小球，竖直方向：Fy=mg
水平方向：Fy=ma
绳子拉力大小T= Fx2+Fy2，代入数据解得：T= 5mg，故B错误；
C、滑块向右加速运动时，滑块对小球支持力的水平分力向右，滑块对小球一定有支持力，小球对滑块的压力不可能为0，故C错误；
D、滑块向右加速，当细线的拉力恰好为零时，小球恰好不相对滑块上滑，小球受力如图所示
对小球，由牛顿第二定律得：mgtan30°=ma临2
代入数据解得：a临2= 33g，
滑块向右的加速度大小a=g>a临2，绳子松弛，绳子的拉力为零，故D正确。
故选：D。
10.【答案】D
【解析】
法一：以漏下的沙子为参考系，罐子向右上角做匀加速直线运动(竖直方向上加速度为g，方向向上，水平方向上加速度为恒定加速度a，方向向右)，加速度大小方向恒定，对于每一瞬间落下的沙子都满足该条件，即任何时刻落下的沙子都在罐子的左下角且跟罐子的连线与水平线的夹角恒定，所以，沙子排列的几何图形为一条直线，故D正确，ABC错误；
法二：假设沙子以加速度a向右运动，做平抛运动时重力加速度为g，由匀变速直线运动位移与时间的关系可以得出：t0时刻漏出的沙具有水平的初速度v=v0+at0，沙随罐子一起做匀加速运动位移为x0=v0t0+12at02，沙漏出后做平抛运动，t时刻的水平位移x1=v+v02(t-t0)，x=x0+x1，y=12g(t-t0)2，以罐子初始时刻为坐标原点，在t0时刻漏出的沙在t时刻的位置坐标为(v0t+at0t-12at02,-12g(t-t0)2)，已知加速度a和g恒定，且g为固定值，令g=ka(k为常数)，所以有-12g(t-t0)2=k(v0t+at0t-12at02)-12gt2-kv0t，因为g、t、v0都为已知量，所以满足一次函数表达关系式y=kx+b，t0为任意时刻，所以沙子排列的几何图形为一条直线，故D正确，ABC错误；
故选：D。
11.【答案】C
【解析】A.污水从管口到水面的运动可看作平抛运动，竖直方向为自由落体运动，由h=12gt2得，污水从管口到水面的时间t= 2hg= 2×3.210s=0.8s，故A正确；
B.污水水平方向做匀速直线运动，由x=vQt得，污水从管口流出的速度大小v0=xt=40.8m/s=5m/s，故B正确；
C.排污管道的周长l=2πr，则排污管道的半径r=l2π=0.9422×3.14m=0.15m，横截面积S=πr2=3.14×0.152m2=0.07m2，留在空中的污水体积V=Sv0t，解得：V=0.28m3，该管道每秒钟排出的污水体积为Q=v0St=5×0.07×1m3=0.35m3，故C错误，D正确。
本题选不正确的，故选：C。
12.【答案】D
【解析】A.打开降落伞后，人运动的加速度不断变化，无法计算此时人距离地面高度，故A错误；
BC.当速度为v=5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡则有kv=(M+m)g，代入M=60kg，m=40kg，解得k=200N⋅s/m；打开降落伞时的瞬间，对伞和人的整体有kv0-(M+m)g=(M+m)a，解得a=50m/s2，故BC错误；
D.以最大加速度计算，设每根绳的拉力为T，以运动员为研究对象30Tcs37°-mg=ma，解得T=150N，故D正确。
故选：D。
13.【答案】D
【解析】A、在此时刻，人处于平衡状态，轻绳对人的拉力与人的重力的合力与杆的弹力方向相反，大小相等，而轻杆的弹力方向沿杆的方向，所以轻绳对人的拉力与人的重力的合力一定沿杆方向，故A错误；
BC、对人受力分析，人受到自身重力G、轻绳的拉力T以及轻杆的支持力F，三力构成的矢量三角形下图所示。
根据几何知识可知，此力的矢量三角形与△AOC相似，则
GAO=FOC=TAC
可得T=ACAOG，F=OCAOG
AC绳在虚线位置与实线位置时，AC长度不等，则AC绳承受的拉力T大小，在虚线位置较大；OC在虚线位置时与在实线位置时长度相等，根据上式可知，轻杆OC在虚线位置与实线位置时对人的支持力大小相等，则轻杆OC在虚线位置与实线位置承受的压力大小相等，故BC错误；
D、在此时刻，由于ΔAOC为等边三角形，可知轻绳AC承受的拉力大小为
T1=G
为当OC水平时，ΔAOC为等腰直角三角形，则轻绳AC承受的拉力大小为
T2= 2G
则T1T2= 22，故D正确。
故选：D。
14.【答案】C
【解析】A、根据匀变速直线运动的规律可知，v2-v02=2ax
整理可得v2=2ax+v02
v2-x图像的斜率表示加速度的2倍，由图像可得汽车A的加速度大小为aA=12⋅369m/s2=2m/s2
汽车B的加速度大小为aB=12⋅189m/s2=1m/s2，故A错误；
B、由图可知，汽车A，B在x=6m处的速度大小相等；对B，根据匀变速直线运动的规律可知v2=2aBx，代入数据可得v=2 3m/s，但是相距最远必须是同一时刻达到相等速度，而不是在同一位置达到相同速度，vA=v0-aAt=aBt，解得vA=2m/s，即A速度等于2m/s，两车相距最远，故B错误；
CD、由图可知，汽车B做初速度为零的匀加速直线运动，汽车A做初速度为6m/s的匀减速直线运动，设汽车A经过t0时间速度减为零，
由运动学公式可得v0-aAt0=0
代入数据可得t0=3s
该段时间内汽车B的位移为x=12aBt02=12×1×32m=4.5m
由图像可得该段时间内汽车A的位移为x=9m
故汽车A，B在x=9m处相遇，故C正确，D错误。
故选：C。
15.【答案】C
【解析】A、物块刚放在传送带上时，由牛顿第二定律得：mgsin37°-μmgcs37°=ma1，代入数据解得：a1=2m/s2，物块从静止释放到第一次下滑到挡板处的位移L=12a1t2，代入数据解得，物块第一次到挡板处需要的时间t=3s，故A错误；
B、物块从静止释放到第一次到达P处过程相对传送带滑行的路程Δx=L+vt=9m+4×3m=21m，故B错误；
CD、物块第一次到达挡板处的速度v1=a1t=2×3m/s=6m/s，物块与挡板碰撞后反弹，速度大小不变，反弹后物块相对于传送带向上滑动，由牛顿第二定律得：mgsin37°+μmcs37°=ma2，解得a2=10m/s2，减速到与传送带共速需要的时间t2=v1-va2=6-410s=0.2s，该过程的位移x1=v1+v2t2=6+42×0.2m=1m