湖北省孝感市2024-2025学年高一(上)期末考试物理试卷（解析版）

这是一份湖北省孝感市2024-2025学年高一(上)期末考试物理试卷（解析版），共17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. 北京时间2024年01月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射。天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年01月18日1时46分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后，天舟七号转入组合体飞行阶段。11月17日晚，天舟七号货运飞船受控再入大气层。对报道下列说法正确的是（ ）
A. “北京时间2024年01月17日22时27分”指的是时间间隔
B. 在研究交会对接时可以将天舟七号货运飞船视为质点
C. 天舟七号转入组合体飞行阶段时，天舟七号货运飞船相对空间站静止
D. 空间站中宇航员处于完全失重状态，重力消失
【答案】C
【解析】A．“北京时间2024年01月17日22时27分”描述的是一个状态，指的是时刻，故A错误；
B．在研究交会对接时，天舟七号货运飞船的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时，天舟七号货运飞船不能看作质点，故B错误；
C．天舟七号转入组合体飞行阶段时，天舟七号货运飞船相对空间站的位置没有发生变化，此时天舟七号货运飞船相对空间站静止，故C正确；
D．空间站绕地球旋转，空间站中宇航员处于完全失重状态，但重力并没有消失，故D错误。
故选C。
2. 物理是一门实验学科也是一门崇尚理性、重视逻辑的学科。物理学的研究方法有很多，下列说法正确的是（ ）
A. 平均速度，加速度等都采用是比值定义法
B. 在探究加速度和力、质量之间关系的实验中采用了控制变量法的实验思想
C. 手压桌面，为了观察桌面的微小形变应用了类比法的思想
D. 在研究物体运动时，将物体看作质点，采用了微元法的思想
【答案】B
【解析】A．加速度不是比值定义法，选项A错误；
B．在探究加速度和力、质量之间关系的实验中采用了控制变量法的实验思想，选项B正确；
C．微小形变的观察应用了放大法的思想，选项C错误；
D．质点利用了理想模型的思想，选项D错误。
故选B。
3. 汽车以的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动后做匀减速直线运动，加速度大小为，则刹车后5s时汽车的速度为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】A
【解析】利用逆向思维，汽车速度减为零的时间
则刹车后5s后的速度为0。
故选A
4. 一个物体做直线运动，其图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A. 第4s末物体运动方向反向
B. 4s末物体位移和6s末物体位移相同
C. 内物体的速度一直在减小
D. 内加速度方向与速度方向相反
【答案】B
【解析】A．前5s内速度一直为正值，表明物体一直沿正方向运动，故 A错误；
B．图像与时间轴所围面积表示位移，时间轴上侧面积表示位移沿正方向，下侧面积表示位移沿负方向，总位移等于上下面积之差，根据图像可知，4s末位移和6s末位移相同，故B正确；
C．根据图像可知，内物体的速度沿正向减小，内物体的速度沿负向增大，故 C错误；
D．内，图像斜率一定，物体做匀加速直线运动，加速度方向与速度方向相同，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，水平面上的小车向左运动，系在车后边缘的轻绳绕过定滑轮，拉着质量为 m的物体上升。若小车以的速度匀速直线运动，当车后的绳与水平方向的夹角为时，物体的速度为，则下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由于细线不可伸长，故细线两端的速度沿着细线方向的分速度是相等的，故
故选D。
6. 木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块A上，如图所示，力F作用后（ ）
A. 木块B所受摩擦力是15NB. 木块B所受摩擦力是13N
C. 木块A所受摩擦力6ND. 木块A所受摩擦力是10N
【答案】D
【解析】A物体的最大静摩擦力为
物体B的最大静摩擦力为
力F作用后对A
所以力 F作用后A处于静止状态，则物体B也静止。物体B在力F作用前后摩擦力都为8N，力 F作用后A物体所受摩擦力为
故选D。
7. 一辆货车载着完全相同且质量均为m的光滑圆柱形空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶c，自由地摆放在油桶a、b上面，没有绳索固定。桶c受到桶a、b的支持力，和汽车一起保持相对静止，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 当货车匀速直线运动时，油桶c对油桶a的压力大于油桶a对油桶c的支持力
B. 当货车向右以加速度a做匀加速速直线运动时，油桶a、b对油桶c的作用力为ma
C. 当货车向右加速运动的加速度增大到时，油桶c就开始脱离b
D. 当货车向右加速运动的加速度增大到时，油桶c就开始脱离b
【答案】C
【解析】A．由牛顿第三定律知，油桶c对a的压力大与油桶a对油桶c的支持力是作用力和反作用力的关系，二者大小相等，方向相反，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可得
故B错误；
CD．当货车向右加速到一定数值时，c、b油桶会分离，此时
所以
故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图所示，一个质量为m的均匀光滑球放在倾角为的固定斜面上，并被斜面上一竖直方向的挡板挡住，处于静止状态。已知重力加速度为 g，设球对挡板的压力大小为，球对斜面的压力大小，则（ ）
A.
B.
C. 当挡板顺时针缓慢转动到水平位置的过程中，减小
D. 当挡板顺时针缓慢转动到水平位置的过程中，减小
【答案】AC
【解析】
AB．对小球受力分析得
，
故A选项正确，B选项错误；
CD．挡板顺时针缓慢转动到水平位置的过程中，mg保持不变，方向不变，的方向改变，由矢量三角形可知，先减小后增大，减小，C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端，速度是 v，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若以速度水平抛出小球，则落地时间为
B. 若以速度水平抛出小球，则落地时速度方向与v同向
C. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时间为
D. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向
【答案】ACD
【解析】AB．由题意可知：小球以速度水平抛出后恰好落在斜面底端
所以
所以当以速度抛出后必然落在水平面上，由于抛出点距离地面的高度相同，故
速度方向与水平方向的夹角
由于竖直速度相同，水平速度不同，则落在水平地面上的速度方向和落在斜面上速度方向不同。故 A正确，B错误；
D．小球落在斜面上的速度与水平方向夹角的正切值
可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，位移与水平方向夹角不变，若以速度水平抛出小球，小球必然落在斜面上，设速度与斜面的夹角为，由平抛运动的规律可知
所以
所以小球撞击斜面时速度方向与 v同向，故 D正确。
C．根据
由于落在斜面上的小球一定，故速度为时，时间，C选项正确。
故选ACD。
10. 如图所示，质量为的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.8。A的右边被一根轻弹簧用3N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则下列说法正确的是（ ）
A. 若让木箱在竖直方向向下运动，弹簧一定能拉动木箱
B. 若让木箱在竖直方向向上运动，弹簧可能能拉动木箱
C. 若突然让木箱做自由落体运动，则开始运动瞬间A物体加速度为
D. 若突然让木箱做自由落体运动，则开始运动瞬间A物体加速度为
【答案】BD
【解析】AB．由于
弹簧想要拉动A，需要减小木箱对 A物体的支持力。由于超重或者失重考虑的是物体在竖直方向上加速度的方向，所以木箱在向上或向下运动的过程中都可能处于失重状态，且当物块对木箱的压力满足
时物块才能被拉动，故 B选项正确， A选项错误。
CD．若突然让木箱做自由落体运动，物体 A处于完全失重状态，支持力、摩擦力突变为零，则物体只受到重力和弹簧弹力(不发生突变)作用，则
故加速度为
D选项正确。
故选BD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 某同学利用如图所示的实验装置研究平抛运动的规律。为了确定小球在不同时刻所通过的位置，在一块平木板上固定复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处，使小球从斜槽上滚下，撞在木板上留下痕迹。
（1）实验中下列要求不必要的是（ ）
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端的切线必须调成水平
C. 小球要采用质量大体积小的物体
D. 小球每次必须从斜槽上同一位置静止滚下
（2）正确安装装置后，小球在斜槽末端的__________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应的位置即为平抛运动的起始点。
（3）将木板依次放在位置1、2、3时，小球依次从斜槽挡板处静止滚下，撞在木板上留下痕迹依次为A、B、C。已知1、2、3位置的水平距离均为x=12.4cm，测得A、B间的竖直距离y1=10.20cm，A、C间的竖直距离y2=30.40cm，重力加速度g取10m/s2，根据以上测得的物理量可求得小球的初速度为__________m/s。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）A （2）球心 （3）1.24
【解析】
【小问1解析】
A．斜槽光滑与否只影响平抛初速度的大小，只要保证小球从斜槽上同一位置释放，保证每次是同一初速度的平抛即可，故A错误，符合题意；
B．斜槽末端必水平，否则就不是平抛，故B正确，不符合题意；
C．采用质量大体积小的小球可以减小空气阻力的影响，故C正确，不符合题意；
D．小球只有从同一位置、释放，才能保证每次是同一初速度的平抛，故D正确，不符合题意。
故选A。
【小问2解析】
每次相撞是与球心等高处的位置与白纸相撞，故抛出点也同样把球在斜槽末端球心处的位置作为抛出的初始点。
【小问3解析】
由于每次向后移动的距离相同为x，所以ABC相邻两点的时间间隔相等，在竖直方向上由逐差公式可求时间间隔T，即
所以
=
所以平抛的初速度
12. 在“探究加速度与合外力的关系“的实验中学生准备选用以下四种方案来完成，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：
（1）四种方案中，需要通过把木板的一侧垫高以“补偿阻力”的方案是（ ）
A 丙
B. 甲、乙
C. 甲、乙、丙
D. 甲、乙、丙、丁
（2）四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是（ ）
A. 丙
B. 甲、乙
C. 甲、乙、丙
D. 甲、乙、丙、丁
（3）某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在E点的瞬时速度__________m/s，加速度为__________m/s2。（计算结果保留三位有效数字）
（4）另一组学生用图乙的装置进行实验，通过增减沙桶质量进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数F和小车加速度a的数据，作出如图所示的a-F图像，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k。由图像可求得小车的质量M=__________。
【答案】（1）C （2）A （3） 1.01 2.00 （4）
【解析】
【小问1解析】
四种方案中，甲、乙、丙三个方案中小车均受到比较大的摩擦阻力作用，都需要进行“补偿阻力”，丁方案中由于滑块与气垫导轨间的摩擦力可以忽略不计，则不需要进行“补偿阻力”。故四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是：甲、乙、丙。
故选C。
【小问2解析】
四种方案中，甲方案可以通过弹簧测力计测得绳子拉力，乙、丁方案都可以通过力传感器测得绳子拉力，而丙方案需要用重物的重力近似等于绳子拉力，为了减小误差，丙方案需要满足重物质量远小于小车的质量。
故选A。
【小问3解析】
相邻两计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小车在E点的瞬时速度为
根据逐差法可得，小车的加速度为
【小问4解析】
以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知a-F图像的斜率为
解得小车的质量为
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13. 如图所示，轻绳a系物块A悬挂在O点，A、B之间用轻绳b水平连接，物块B静止于倾角为的斜面体上，a与竖直方向的夹角也为，，系统始终处于静止状态。g取。若，，求：
（1）轻绳a拉力的大小；
（2）物块B受到斜面体的摩擦力大小以及物体B对斜面体压力的大小。
【答案】（1） （2），
【解析】
【小问1解析】
对A、B分别进行受力分析，如图所示
对A在竖直方向有
解得
小问2解析】
根据A、B的受力分析可得
对B在平行于斜面方向有
解得
对B在垂直斜面方向有
解得
由牛顿第三定律得，B对斜面体的压力。
14. 机动车在斑马线前礼让行人是城市文明和交通规范的体现。某汽车正以的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线45m时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，后刹车使汽车匀减速滑行，刚好不越过停车线，驾驶员在停车线等待了10s，又用了5s匀加速到原来的速度。求：
（1）减速滑行的加速度大小；
（2）汽车因礼让行人而耽搁的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
汽车匀速行驶时的速度为
反应时间内通过的位移为
则刹车过程通过的位移为
由速度位移公式得
解得减速滑行的加速度大小为
【小问2解析】
刹车过程所用时间为
用了5s匀加速到原来的速度，该过程通过的位移为
礼让行人总时间为
汽车一直匀速行驶相同距离所用时间为
则汽车因礼让行人而耽搁的时间为
15. 如图所示，在光滑的水平地面上有一长为，高为，质量为的木板，木板的右侧放置一质量为的木块(可视为质点)，已知木板与木块之间的动摩擦因数为，初始时两者均静止。现对木板施加一个向右的水平恒力F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。取。求：
（1）要使m和M能保持相对静止一起向右运动，F不能超过多少；
（2）若水平向右的恒力，经过多长时间木块运动到木板左端；
（3）在第（2）的情境下，木块落地瞬间距离木板左侧水平距离为多少。
【答案】（1） （2） （3）1.44m
【解析】
【小问1解析】
木块在木板上滑行的最大加速度为，则有
得
则保持木板、木块一起做匀加速直线运动的最大拉力F
得
故时， m和M能保持相对静止一起运动
【小问2解析】
由于，故m和M发生相对滑动
木块
木板
得
经过时间，木块运动到木板左端，则有：
木块的位移
木板的位移
得
【小问3解析】
当木块运动到木板左端时，
木块
木板
此后木块滑出木板，木块做平抛运动，木板做匀加速直线运动
木块
木板