甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期12月阶段性测试物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省张掖市某校2024-2025学年高一上学期12月阶段性测试物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意）。
1. 今年中国开发了世界上第一块超高能量密度全固态锂金属电池，实测电芯能量密度达到720W·h/kg。下列能正确表示能量密度的国际单位制基本单位的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】将能量密度单位中的每个单位都转化成国际单位制中的基本单位，如下
故选A。
2. 河水的流速与离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，河宽为，若要使船以最短时间渡河，则（ ）

A. 船渡河的最短时间是150秒
B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线
D. 船在河水中的最大速度是4米/秒
【答案】B
【解析】AB．要使船以最短时间渡河，则船头必须与河岸垂直，此时船在静水中的速度与河岸垂直，则渡河时间最短为
故A错误，B正确；
C．船在沿河岸方向上做变速直线运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线运动，故C错误；
D．当河水的流速最大时，船的速度最大，则有
故D错误。
故选B。
3. 如图所示，质量分别为、的两个物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为、的水平拉力分别作用在、上，两个物体稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧测力计的示数是20N
B. 若突然撤去瞬间，的加速度大小为6
C. 若突然撤去的瞬间，的加速度大小为12
D. 若水平面粗糙，在、作用下，两物体仍能做匀加速运动，弹簧测力计的示数将变大
【答案】C
【解析】A ．对整体分析，根据牛顿第二定律知
代入数据解得加速度
a=2m/s2
隔离对m2分析，根据牛顿第二定律有
F-F2=m2a
则弹簧的弹力
F=24N
所以弹簧测力计的示数为24N，故A错误；
BC．撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，则m1的加速度大小不变，仍然为2m/s2，m2的加速度
故B错误，C正确；
D．若水平面粗糙，在、作用下，两物体仍能做匀加速运动，根据牛顿第二定律知
可知加速度变小，隔离对m2分析，根据牛顿第二定律有
联立得
弹簧测力计的示数将不变，故D错误。
故选C。
4. 青少年航空学校的学员会定期开展防眩晕训练，如图甲所示，若某学员训练时，左右手拉住圆环，处于平衡状态，左手刚好在水平状态，右手与水平方向有一定夹角，不考虑腿部受到的作用力，等效为如图乙模型，在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态（夹角保持不变），则（ ）
A. 左手拉力一直变大B. 两手的拉力都是先变大再变小
C. 右手拉力先变小再变大D. 左手拉力先变大再变小
【答案】D
【解析】在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态，两手拉力夹角不变，由三力平衡推论知三力平移后会组成一闭合三角形，如下图所示
F1表示左手拉力，F2表示右手拉力。 由图可知：左手拉力先变大后变小，右手拉力一直变小。故D正确，ABC错误。
故选D。
5. 北京冬奥会让人们深入感受了冰壶运动的魅力。某同学用频闪照相的方法研究水平面上推出的冰壶做匀减速直线运动的规律。某次实验中连续拍得的5张照片对应冰壶的位置如图所示，从第一张照片起，相邻两张照片对应冰壶的位置间距依次5.2m，3.6m，2.0m。已知每次拍照时间间隔均为1s，冰壶可视为质点，则第四张和第五张照片对应冰壶的位置间距为（ ）
A. 0.45mB. 0.40mC. 0.55mD. 0.50m
【答案】A
【解析】每次拍照时间间隔相同，由
得
根据中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知
假设拍第五张照片时冰壶未停止，则有
可知拍第五张照片时冰壶已经停止，所以第四张和第五张照片对应冰壶的位置间距为
故选A。
6. 如图所示，水平面上放置质量为M的三角形斜劈，斜劈顶端安装光滑的定滑轮，细绳跨过定滑轮分别连接质量为m1和m2的物块。m1在斜面上运动，三角形斜劈保持静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A. 若m2向下匀速运动，则斜劈受到水平面向左摩擦力
B. 若m1沿斜面向上加速运动，则一定满足
C. 若m1沿斜面向下加速运动，则斜劈受到水平面向右的摩擦力
D. 若m2向上加速运动，则斜劈受到水平面的支持力大于
【答案】C
【解析】A．若m2向下匀速运动，则m1沿斜面向上匀速运动，加速度为零。把m1和斜劈看作整体，整体没有加速处于平衡状态，斜劈受到的摩擦力为零，故A错误；
B．m1沿斜面向上加速运动，只能说明m2的重力大于m1重力沿斜面向下的分力，即
故B错误；
C．由于m1沿斜面向下加速运动，则m1的加速度沿斜面向下，把m1和斜劈看作整体，整体有沿斜面向下的加速度，该加速度有水平向右的分量，所以斜劈受到水平向右的摩擦力，故C正确；
D．若m2向上加速运动，则m1沿斜面向下加速运动，m1加速度沿斜面向下，把m1和斜劈看作整体，整体有沿斜面向下的加速度，该加速度有水平向右的分量，根据牛顿第二定律可知
故
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，一根质量分布均匀的粗绳AB长为l，在水平恒力F的作用下沿水平面运动．绳上距A端x处的张力FT与x的关系如图乙所示（F和l为已知量）．下列说法正确的是（ ）
A. 粗绳一定不受摩擦力作用
B. 若只增大恒力F，则FT–x直线斜率的绝对值变大
C. 若已知粗绳的质量，则可求出粗绳运动的加速度
D. 若已知粗绳运动的加速度，则可求出粗绳的质量
【答案】B
【解析】A． 绳单位长度质量为，先对整个绳子有F−f=ma，可得绳子加速度为，再对绳子左端部分研究，应有，整理可得，由图线可得出拉力和绳长的大小，但无法确定是否受到摩擦力，故A错误；
B．若只增大恒力F，由上式知增大，即FT-x直线斜率的绝对值变大，故B正确；
C．若已知粗绳的质量，动摩擦因数μ未知，无法求出粗绳运动的加速度大小，故C错误；
D．同理，若已知粗绳运动的加速度，动摩擦因数μ未知，无法求出粗绳的质量，故D错误；
故选B．
二、多项选择题（本题包括3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面上的B处着陆，斜面与水平方向夹角为30°且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同
B. 运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比
C. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角为60°
D. 运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时，与斜面之间的距离最大
【答案】AD
【解析】A．运动员在空中运动时，加速度为向下的g，根据
可知，相同时间内的速度变化相同，选项A正确；
B．根据
运动员在斜面上的落点到A点的距离
可知与初速度平方成正比，选项B错误；
C．运动员落在B处的速度与水平方向夹角为
选项C错误；
D．运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时，垂直斜面方向的速度为零，此时与斜面之间的距离最大，选项D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示，一小物块从水平转动的传送带的右侧滑上传送带，固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前3.0s内为二次函数，在3.0~4.5s内为一次函数，取向左运动的方向为正方向，传送带的速度保持不变，g取10。下列说法正确的是（ ）
A. 传送带沿逆时针方向转动
B. 小物块与传送带之间划痕长度为9m
C. 小物块与传送带间的动摩擦因数
D. 小物块滑上传送带的初速度大小为2
【答案】BC
【解析】A．x—t图像的斜率表示速度，根据图像可知物体的速度先减小到零，后反向增加，最后匀速运动，则传送带顺时针方向转动，A错误；
B．3.0~4.5s内为一次函数，说明在此时间内物块与传送带共速，有
物块向左运动4m，传送带向右运动位移
此段时间的划痕
在物块向右匀加速1m，传送带向右运动的位移
此段时间的划痕
总划痕为
故B正确；
C．由图可知物块向右匀加速1m，有
得
由牛顿第二定律有
得
故C正确；
D．由图可知物块向左运动4m，有
得
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角= 53°的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1 kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度g=10m/s2，现对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（ ）
A. 若μ=0.2，当F=4N时，木板相对斜劈向右滑动
B. 若μ=0.5，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C. 若μ=0.8，当F=22.5N时，小球对斜劈的压力为0
D. 若μ=0.8，当F=26 N时，细绳对小球的拉力为
【答案】BCD
【解析】A．若μ=0.2，当F=4N时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有
F=3ma
解得
对斜劈和球构成的系统，若斜劈与板之间的摩擦力达到最大静摩擦力，有
得
a板=2m/s2>a
可知此时木板相对于斜劈静止，所以A错误；
B．若μ=0.5，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为
当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有
得
a球=7.5m/s2>a
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，所以B正确；
C．若μ=0.8，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为
此时对板、球和斜劈构成的系统，有
F临界=(m+m+m)a=24N
当F=22.5N时，板、球和斜劈相对静止，有
可知此时球刚好要离开斜劈，所以C正确；
D．若μ=0.8，当F=26 N时，球离开斜劈，在重力和绳子拉力作用下与斜劈保持相对静止，此时球和斜劈的加速度均为a=8m/s2，对球分析，有
所以D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、实验题（本题共2小题，共16分。）
11. 某物理兴趣小组在实验室选择合适器材后，按如图甲所示安装好实验器材，探究“加速度与力的关系”。
请回答下列问题：
（1）图甲中的沙桶和沙的总质量______（填“需要”或“不需要”）满足远小于滑块的质量，图中安装好的器材有一处不合理之处是____________；
（2）物理小组仍利用图甲装置做实验，利用沙桶和沙提供拉力，拉动滑块及纸带运动，打出如图乙所示的一条纸带，已知电源频率为50Hz，纸带上每两个计数点间还有4个点未画出，则由图中数据可求得此时滑块的加速度大小______（保留2位有效数字）；
（3）将力传感器的示数记为F，保持滑块质量不变，多次改变沙桶中沙的质量，测得多组数据，绘制出加速度a与F的关系图像，如图丙所示。小组同学经过讨论发现利用图丙可以求出滑块的质量以及滑块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度，则由图丙可得，滑块质量______kg，滑块与长木板间的动摩擦因数______。
【答案】（1）不需要 没有平衡摩擦力 （2）0.50 （3） 0.2 0.1
【解析】（1）由于图中装置，可以通过力传感器得到细线拉力大小，所以沙桶和沙的总质量不需要满足远小于滑块的质量；图中安装好的器材有一处不合理之处是没有平衡摩擦力。
（2）纸带上每两个计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得，滑块的加速度大小为
（3）以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知图像的斜率为
解得滑块的质量为
图像的横轴截距为
解得滑块与长木板间的动摩擦因数为
四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
12. 如图所示，质量的物块A，悬挂在绳和的结点O上，绳水平，绳与竖直方向的夹角为60°，并跨过光滑定滑轮（定滑轮不计质量）与斜物块上质量为的物块B相连，斜物块C质量、倾角为30°，斜物块C及物块A、B均保持静止。g取，求：
（1）绳、的拉力大小：
（2）斜物块C对地面的压力与摩擦力（结果都可带根号表示）。
【答案】（1）），20N （2）140N，竖直向下；，水平向左
【解析】
【小问1解析】
选结点O为研究对象，根据其受力情况构建失量三角形如图所示
则有
代入数据，解得
绳的拉力
绳的拉力
小问2解析】
选物体B，C和固定在C上的定滑轮为研究对象，列式可得
根据牛顿第三定律
C对地面的压力为140N，方向：竖直向下；
C对地面的摩擦力为，方向：水平向左。
13. 冰壶是冬奥会比赛项目之一，图1为赛场示意图。比赛时，运动员从滑架处推着冰壶出发，在投掷线处将冰壶以一定的初速度推出，按比赛规则，他的队友可以用毛刷在冰壶滑行的前方摩擦冰面，减小摩擦因数以调节冰壶的运动（g取）。
（1）已知冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰面被摩擦后，动摩擦因数减小为原来的90%，投掷线与O的距离为30m。若运动员以3.4m/s的速度将冰壶推出，队友应该在冰壶滑出多长的距离后，开始一直连续摩擦前方冰面，才能使冰壶停在O点；
（2）如果通过队员摩擦冰面，使得动摩擦因数随距离的变化关系如图2所示，即：，其中，x表示离投掷线的距离。在这种情况下，若运动员以4的速度将冰壶沿图中虚线推出，求冰壶滑行20m时的速度大小。
【答案】（1）19m （2）3
【解析】
【小问1解析】
设队友应该在冰壶滑出的距离后，开始一直连续摩擦前方冰面，才能使冰壶停在O点。设初始速度为，冰壶滑出的距离后的速度为，冰壶和冰面的初始动摩擦因数为，冰壶的质量为，则队友擦冰前，有
又
设队友摩擦冰面后，冰壶滑行的加速度大小为，冰壶滑行的位移为，根据牛顿第二定律得
由运动学公式得
且有
联立解得
【小问2解析】
根据和可得，冰壶加速度大小a与x的关系为
根据运动学公式可知，图像中图线与x轴所围面积即速度平方的变化量的一半；当时，对应的加速度为；当时，对应的加速度为；在这种情况下，若运动员以的速度将冰壶沿图中虚线推出，图像中的面积有
解得冰壶滑行20m时的速度大小
14. 如图所示，一倾角的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板。长为的薄木板置于斜面上，其质量，下端位于点，，薄木板中点处放有一质量的滑块（可视为质点）。已知滑块与薄木板之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面上区间存在特殊力场，当滑块进入此区域时能对滑块产生一个沿斜面向上、大小为的恒力作用，对木板无作用力，区域沿斜面的宽度为，重力加速度，现由静止释放薄木板和滑块，求：
（1）滑块在进入区域之前，薄木板运动的加速度大小；
（2）滑块第一次进入区间内受薄木板的摩擦力的大小和方向；
（3）若薄木板第一次与挡板碰撞后以原速率反弹，小滑块与挡板碰撞后即粘在挡板上，停止运动。求薄木板第一次与挡板碰撞后沿斜面上升到最高点的时间（忽略滑块从薄木板上滑下时，对木板的影响，结果可保留根号）。
【答案】（1）；（2），方向沿斜面向下；（3）
【解析】（1）滑块在进入区域之前，由于斜面光滑，将与木板一起以加速度加速下滑

（2）进入区间后，假设滑块与木板仍然相对静止，设下滑的加速度为，对整体
对滑块，所受木板的静摩擦力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有
解得
又因为滑块与木板间的最大静摩擦力
假设成立。即滑块受木板的静摩擦力方向沿斜面向下，大小为；
（3）滑块和木板一起以加速度加速下滑的速度为，时间为，则

滑块和木板一起匀速下滑，对滑块有
解得
即在上仍然匀速下滑
对薄木板有
解得
以加速度匀减速上滑
设滑块离开薄木板的时间为，有

此时薄木板速度

分离后，对薄木板有

接着以加速度减速上滑至最高点，有

所以薄木板沿斜面上升到最高点的时间为
解得