广东省深圳市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷

这是一份广东省深圳市2024-2025学年高一（上）期末物理试卷，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.实验表明，半径为r的球形雨滴，以大小为v的速度在空中下落时所受空气阻力的大小可表示为f=kvr，则比例系数k的单位是( )
A. kg⋅smB. kgm⋅sC. kgm⋅s2D. kgm2⋅s2
2.电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站立在电动平衡车上在水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 平衡车加速行驶时，车对人的作用力大小小于人对车的作用力大小
B. 平衡车加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上
C. 平衡车匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小
D. 平衡车匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
3.甲、乙两物体沿同一直线运动，运动过程中的x—t(位移—时间)图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 甲物体在t=1s时的运动方向发生改变
B. 乙物体在0∼8s内的速度逐渐减小
C. 在0∼4s内某时刻两物体的速度大小相等
D. 两物体在0∼4s内的平均速度大小相等
4.表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置，其横截面如图所示。细绳一端固定在竖直墙面上Р点，另一端与质量为m的小球连接，小球在圆柱体上保持静止。已知圆柱体的半径为R，悬点Р与圆柱体圆心О的距离为2.5R，重力加速度大小为g，则圆柱体对小球的支持力大小为( )
A. 25mgB. 35mgC. mgD. 52mg
5.如图所示，物体P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连，再用一根轻弹簧将P和天花板相连，已知mQ=2mP，重力加速度为g.剪断绳子的瞬间，下列说法正确的是
A. 弹簧的弹力变小
B. 弹簧的弹力变大
C. 物体P的加速度大小为2g，方向竖直向上
D. 物体Q的加速度大小为g，方向竖直向上
6.自动化分拣为快递行业发展起到很大的促进作用，而物品的自动传输需要依靠传送带进行。如图所示为某水平传送带示意图，传送带以v=4m/s的速度匀速运动，将物品从左端P处由静止释放，之后被传送到右端Q处。已知P、Q之间的距离为6m，物品与传送带间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取10m/s2，物品匀速运动的位移大小为( )
A. 2mB. 3mC. 4mD. 5m
7.如图所示，在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂的一质量为m的小球，当小车沿水平面做匀变速直线运动时，发现悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为θ=37°，在车厢底板上放着一个质量为M的木块，小球及木块均和车厢保持相对静止。已知木块与车厢底板间的动摩擦因数为μ=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列说法正确的是( )
A. 细线的拉力大小为53mg
B. 木块的加速度大小为43g
C. 木块受到的摩擦力大小为45Mg，方向水平向右
D. 车厢受到木块的摩擦力大小为34Mg，方向水平向左
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，某时刻水面形状如图所示。关于火车此时的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 向右减速B. 向右加速C. 向左减速D. 向左加速
9.如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略，轻绳延长线过球心)，一端连在水平台上的玩具小车上，小车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳对球的拉力变小B. 绳对球的拉力变大
C. 竖直墙面对球的支持力变小D. 竖直墙面对球的支持力变大
10.如图甲所示，物块的质量为m=1kg、初速度为v0=10m/s，在一水平向左大小不变的力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻该力F突然反向，整个过程中物块的v2-x关系图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 0～1s内物块做匀减速运动B. 在t=5s时刻该力F反向
C. 外力F的大小为8ND. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“验证力的平行四边形定则”实验中，把白纸用图钉固定在木板上，再把橡皮条的一端用图钉固定在白纸上，另一端连接细绳套。
(1)下列操作正确的是__________。
A.实验中，用力的图示法分别画出分力和合力时，要选择不同的标度
B.两个弹簧测力计之间夹角必须取90 ∘，以便用勾股定理算出合力的大小
C.实验中除了要记录弹簧测力计的示数外，还要准确记录细绳的方向以及O点的位置
D.实验时，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一节点O，再换一把弹簧测力计拉橡皮条，不一定要拉到O点，只要橡皮条伸长的长度一样就行
(2)本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是__________。
A.橡皮筋可以用细绳替代
B.弹簧测力计可以替代橡皮条
C.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
D.两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(3)某次实验中，弹簧测力计C的示数如图甲所示，其示数为_________N。
(4)在另一次实验中，两弹簧测力计的拉力的图示已作出(如图乙所示)，小方格的边长表示1.0N，O是橡皮条的一个端点，则合力的大小F=_________N。(保留两位有效数字)
12.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。

(1)本实验主要应用的方法是______。
A.极限法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.理想实验法
(2)在保持小车受力相同，探究加速度与质量关系的实验中，下列说法正确的是______。
A.平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力
C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D.为得出加速度a与质量m的关系而作出a-1m图像
(3)某次实验中打出一条纸带，经测量得出各计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，可知打B点时的速度大小为vB= ______m/s，小车的加速度大小为a= ______m/s2(均保留三位有效数字)。
(4)保持小车质量不变，改变悬挂重物的质量，多次重复实验，测得多组加速度a及重物的重力F，作出a-F图像如图丙所示，发现图线不过原点，其原因可能是______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.无人机目前正得到越来越广泛的应用。如图所示为一种四旋翼无人机，它能够竖直起降，质量m=2 kg，运动过程中所受空气阻力Ff大小恒为4 N。一次性能检测时，在离地面高度H=40 m处，关闭动力后无人机由静止下落，2 s后启动动力设备提供恒定升力，无人机恰好在接近地面时回升。无人机可看作质点，g取10 m/s2。求：
(1)无人机下落过程中最大速度的大小；
(2)从启动动力设备到回升，经过的时间。
14.如图所示，质量为M的木板C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B，小球B的质量为m，当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时，A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°，已知重力加速度为g，求：
(1)力F的大小；
(2)球A的质量mA；
(3)木板C与水平地面间的动摩擦因数μ。
15.如图甲所示，一倾角为θ=37°足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上，质量为m=1kg的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动，同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F，此时刻计为t=0时刻，1s末将恒力F撤走，物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：

(1)撤去恒力时，物块到斜面底端的距离；
(2)恒力F的大小及物块与斜面间的动摩擦因数；
(3)物块回到斜面底端时的速度大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】阻力f的单位为N，雨滴半径r的单位为m，速度的单位为 m/s ，比例系数满足
k=fvr
故比例系数k的单位为
Nm(m/s)=kg⋅m/s2m(m/s)=kgm⋅s
故选B。
2.【答案】C
【解析】AB.平衡车加速行驶时，根据牛顿第三定律可知，车对人的作用力大小等于人对车的作用力大小，车对人在竖直方向的作用力等于人的重力，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度，车对人的作用力方向斜向上，故AB错误；
CD.平衡车匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小，平衡车与人的总重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力，C正确，D错误。
故选C。
3.【答案】C
【解析】A. x-t 图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，所以甲物体的运动方向不变，A错误；
B. x-t 图线斜率的绝对值表示速度大小，由题图可知， 0-8s 内乙物体的速度大小不变，B错误；
D.由题图可知， 0-4s 内甲物体的位移小于乙物体的位移，由公式
v=xt
可知，甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度，D错误；
C. 0-4s 内存在某时刻两图线斜率的绝对值相等，则存在某时刻两物体的速度大小相等，C正确。
故选C。
4.【答案】A
【解析】对小球受力分析，如图所示
利用力的合成法则，可知拉力和支持力的合力与重力等大反向，
根据相似三角形原理FNmg=R2.5R，解得FN=25mg，故A正确。
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查牛顿第二定律的瞬时问题，知道弹簧的弹力在瞬间不变，结合牛顿第二定律进行求解。
剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律求出物体P、Q的瞬时加速度大小和方向。
【解答】
AB.弹簧的弹力不能突变，故剪断绳子的瞬间，弹簧弹力不变，故AB错误；
C.设mQ=2mP=2m，对整体分析，弹簧的弹力F=3mg，
剪断细绳的瞬间，对P受力分析，根据牛顿第二定律有：F-mg=ma，
解得：a=2g，方向竖直向上，故C正确；
D.对Q受力分析，根据牛顿第二定律有：2mg=2ma，
解得：a=g，方向竖直向下，故D错误。
6.【答案】C
【解析】由牛顿第二定律得物品匀加速运动的加速度为a=μmgm=μg=4m/s2，由运动学公式v2=2ax得物品达到与传送带有共同速度运动的位移x=v22a=422×4m=2m，则物品匀速运动的位移大小为Δx=L-x=6m-2m=4m，故C正确。
故选C。
7.【答案】D
【解析】AB、对小球受力分析如下图所示：
由平行四边形定则可得绳子拉力大小为：T=mgcsθ=mgcs37∘=mg45=54mg
水平方向由牛顿第二定律有：mgtanθ=ma
可得小球的加速度大小为：a=34g，方向水平向右，木块的加速度与小球的加速度相同，即木块的加速度大小为34g，故AB错误；
CD、木块竖直方向重力和支持力平衡，水平方向受向右的静摩擦力f，由牛顿第二定律有：f=Ma
可得f=34Mg，由牛顿第三定律可知，车厢受到木块的摩擦力大小为34Mg，方向水平向左，故C错误，D正确。
故选：D。
8.【答案】AD
【解析】图中水面向左倾斜，则碗对水的作用力的合力方向大致斜向左上方，另外，水受到竖直向下的重力，所以水受到的重力与碗对水的作用力的合力的方向向左。根据牛顿第二定律可知水的加速度的方向向左，所以水可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，即火车可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，故AD正确，BC错误。
故选：AD。
9.【答案】BD
【解析】对球受力分析
设球受到的重力为G，则绳对球的拉力大小为T、墙对球的支持力大小N，拉力T与竖直方向夹角为θ，球受三力作用处于平衡状态，球所受到的合力为零，则有
T=GcsθN=Gtanθ
球从较低处匀速上升，θ逐渐增大，墙面对球的支持力N、绳对球的拉力T均增大，故AC错误，BD正确；
故选：BD。
10.【答案】AD
【解析】AB、由题图可知物块做减速运动的加速度的大小为：a1=v022x1=1002×5m/s2=10m/s2
减速运动的时间为：t1=v0a=1010s=1s，即0～1s内物块做匀减速运动，在t=1s时刻该力F反向，故A正确，B错误；
CD、物块做减速运动时，由牛顿第二定律可得：F+μmg=ma1
力F反向后的加速度为：a2=v122x2=642×8m/s2=4m/s2
且有：F-μmg=ma2
联立代入数据解得：F=7N，μ=0.3，故C错误，D正确。
故选：AD。
11.【答案】(1)C
(2)D
(3)2.10
(4)7.0

【解析】(1)[1]A.实验中，用力的图示法分别画出分力和合力时，要选择相同的标度，故A错误；
B.实验中，两个弹簧测力计之间夹角不宜过大也不宜过小，有利于作图即可，不一定非得 90 ∘ ，故B错误；
C.实验中要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向以及O点的位置，故C正确；
D.实验时，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一节点O，再换一把弹簧测力计拉橡皮条，一定要拉至O点，才能保证橡皮条伸长的长度一样及效果相同，故D错误。
故选C。
(2)[1]本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D。
(3)[1]测力计的最小分度为0.1N，由图甲可知，弹簧测力计C的读数为2.10N。
(4)[1]根据平行四边形定则，所作合力如图所示
可得
F=7.0N
12.【答案】C BD 0.560 2.01 见解析
【解析】(1)探究加速度与力、质量的关系，先控制其中一个物理量不变，探究加速度与另一个物理量的关系，可知，本实验主要应用的方法是控制变量法，故ABD错误，C正确。
故选：C。
(2)A.平衡摩擦力时，不挂装有砝码的小桶，将长木板有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使纸带上打出的点迹均匀分布，故A错误；
B.平衡摩擦力时，根据平衡条件mgsinθ=μmgcsθ
解得μ=tanθ
可知，平衡摩擦力过程与小车的质量无关，即每一次改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C.为了充分利用纸带，避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车，故C 错误；
D.小车的加速度a与质量m成反比例关系，为了直观得到该规律，应作出a-1m图像，故D正确。
故选：BD。
(3)相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打B点时的速度大小为
vB=xAC2T=(4.61+6.59)×10-22×0.1m/s=0.560m/s
根据逐差法，小车的加速度大小为
a=xCE-xAC(2T)2=(8.61+10.61-4.61-6.59)×10-2(2×0.1)2m/s2≈2.01m/s2
(4)丙图中图线不过原点，说明力为零时，加速度不为零，其原因可能为平衡摩擦力时木板倾斜角度过大。
故答案为：(1)C；(2)BD；(3)0.560；2.01；(4)见解析。
(1)根据实验原理，分析采用的物理方法；
(2)根据实验原理、正确操作和平衡摩擦力的原理分析作答；
(3)根据匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解打B点时的速度大小；根据逐差法求加速度；
(4)根据图像可知，拉力为零时，加速度不为零，据此分析平衡摩擦力的情况。
本题考查了“探究加速度与力、质量的关系”的实验，要明确实验原理，掌握实验的正确操作步骤，掌握根据纸带求解瞬时速度和加速度的方法。
13.【解析】 (1)由牛顿第二定律得
mg-Ff=ma，
代入数据解得a=8m/s2，
由运动学公式vm=at1，
解得vm=16m/s。
(2)h=12at12，
得h=16m，
启动动力设备后，有
vm2t2=H-h，
解得t2=3s
14.【解析】(1)对B球受力分析，如图甲所示
x轴方向上有Fcs30°=Fbsin60°
y轴方向上有Fsin30°+Fbcs60°=mg
解得F=Fb=mg；
(2)对A球受力分析，如图乙所示
x轴方向上有Fbsin60°=Fasin30°
y轴方向上有Facs30°=Fbcs60°+mAg
解得mA=m；
(3)对ABC整体受力分析，如图丙所示

x轴方向上有Fcs30∘=Ff
y轴方向上有Fsin30∘+FN=(m+mA+M)g
又Ff=μFN
解得μ= 3m3m+2M。
15.【解析】(1)由图乙可得，v-t图像与横轴的面积为物块的位移，即物块到斜面底端的距离x=(12×6×0.5-12×2×0.5)m=1m
(2)由图乙可得，t=0.5s时，物块速度为零，即物块在t=0.5s时，到达斜面最高点，向上运动时，物块加速度的大小a1=ΔvΔt=6m/s0.5s=12m/s2，在上滑阶段，结合物块的受力，牛顿第二定律的表达式F+mgsinθ+μmgcsθ=ma1，0.5s后，物块向下运动，结合图乙，物块向下运动的加速度的大小a2=ΔvΔt=2m/s0.5s=4m/s2，在下滑阶段，结合物块的受力，牛顿第二定律的表达式F+mgsinθ-μmgcsθ=ma2，解得F=2N，μ=0.5
(3)撤走恒力F后，由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcsθ=ma3，则物块向下运动的加速度a3=2m/s2，此时物块速度大小为v1=2m/s，距离斜面底端x=1m，由匀变速直线运动推论有v2-v12=2ax，解得物块回到斜面底端时的速度大小v=2 2m/s
答：(1)撤去恒力时，物块到斜面底端的距离为1m；
(2)恒力F的大小为2N，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5；
(3)物块回到斜面底端时的速度大小为2 2m/s。