河南省许昌市2024-2025学年高一(上)1月期末物理试卷（解析版）

这是一份河南省许昌市2024-2025学年高一(上)1月期末物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题
1. 北京时间2024年10月30日11时00分，神舟十九号载人飞船成功对接空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5 h。而完成此次对接任务的飞船飞行速度约为7.68 km/s，这也是中国载人航天飞船历史上完成交会对接的速度最快的一次。以下说法中正确的是（ ）
A. “飞船飞行速度为7.68 km/s”的“km/s”是国际单位制中的基本单位
B. “2024年10月30日11时00分”是时间间隔，不是时刻
C. 根据在空间站中的六名宇航员身体的姿态，可以知道六名宇航员不受重力
D. 研究飞船与空间站对接后绕地球运动的飞行速度时，可以将对接后的组合体视为质点
【答案】D
【解析】A．在国际单位制中的力学基本单位有三个：m、kg、s，“km/s”不是国际单位制中的基本单位，故A错误；
B．“2024年10月30日11时00分”是时刻，故B错误；
C．六名宇航员处于完全失重状态，依然受重力，故C错误；
D．研究飞船与空间站对接后绕地球运动的飞行速度时，对接后的组合体的形状可忽略，可以视为质点，故D正确。
故选D。
2. 北京时间2024年8月9日晚9时，在巴黎奥运会跳水项目女子单人3米板决赛中，中国选手陈艺文以总分376.00分，超过亚军32.90分绝对优势夺得冠军。如图所示为陈艺文入水前的图像，时刻是其竖直向上跳起的瞬间，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A. 陈艺文时间内向上匀加速直线运动
B. 陈艺文在时间内做自由落体运动
C. 与时间内陈艺文速度方向相同
D. 与时间内陈艺文的加速度方向相反
【答案】B
【解析】A．陈艺文时间内离开跳板向上运动，仅受重力作用，加速度为重力加速度，可知，陈艺文时间内向上匀减速直线运动，故A错误；
B．结合上述与图像可知，时刻速度减为0，之后向下做自由落体运动，故B正确；
C．根据图像可知，与时间内陈艺文的速度方向相反，故C错误；
D．结合上述可知，与时间内陈艺文的加速度均为重力加速度，则加速度方向方向相同，均为竖直向下，故D错误。
故选B。
3. 如图所示为建筑工地工人用推车运送一节预制排污管道的简单原理图，到达目的地后，工人固定把手不动，让挡板绕O点旋转至水平即可将管道卸下。管道对板、的压力分别为、，若管道与各接触面之间的摩擦不计，在由竖直缓慢旋转至水平的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 先减小后增大B. 先增大后减小
C. 先减小后增大D. 、都减小
【答案】A
【解析】对管道受力分析，如图所示
OA由竖直缓慢转到水平的过程中，管道受到的合力为零，先减小后增大，一直减小。
故选A。
4. 蹦极，也叫机索跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动，该活动中包含了很多的物理知识。现在蹦极绳上安装一个力传感器，运动员在某次蹦极活动中，力传感器显示的蹦极绳上的弹力与时间的关系图像如图所示，那么由图像获得信息正确的是（ ）
A. 过程中是绳子的松弛状态
B. 人在c点具有竖直向上的最大的加速度
C. 过程中绳子正在逐渐伸长
D. 人在e点的加速度最小
【答案】B
【解析】A．过程中绳子上弹力不为零，绳子处于绷紧状态，故A错误；
B．人在c点时绳子上弹力最大，根据可知，此时人具有竖直向上的最大加速度，故B正确；
C．过程中弹力逐渐变小，绳子正在逐渐缩短，故C错误；
D．人所受的重力大小等于，当弹力等于时，加速度为零，此时加速度最小，故D错误。
故选B。
5. 某儿童立体游乐场，在水平一、二、三层平台之间建造了三个滑梯、、，三个滑梯分别位于三个平行的竖直平面内。从侧面看如图所示，滑梯可看作光滑的斜面。其中与垂直，的中点在A点的正上方。小朋友从三个滑梯顶端均由静止开始下滑，到达该滑梯底端所用的时间分别为、、。则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】如图，以A、B、C三点构建一个竖直面内的圆，A为圆与第一层水平面的切点，
由题可知BC为该圆一条直径，所以A为最低点，AB、AC为圆的两条弦，根据等时圆知识可知
故选D。
6. 瑞贝卡文旅旗下洛阳白云山旅游度假区的“白云索道”是我国第一条自行设计、自行建造的单线循环、双钳口开合式抱索器的观光索道。如图所示为白云索道上运行的轿厢，为研究轿厢及厢中乘客的受力和运动情况，建立如右图所示物理模型，倾斜直索道与水平面夹角为37°，载人轿厢沿钢索做直线运动，轿厢底面水平，质量为m的人站立于轿厢底面且和轿厢壁无相互作用，人和轿厢始终保持相对静止，某次运行中测得人对轿厢底面的压力恒定为，g为重力加速度，，。则下列说法正确的是（ ）
A. 轿厢一定沿钢索向上运动
B. 轿厢的加速度一定沿钢索向上大小为0.5g
C. 轿厢对人的摩擦力可能水平向左
D. 人对轿厢的作用力竖直向下
【答案】B
【解析】AB．人在竖直方向上受重力和轿厢的支持力，根据牛顿第三定律，人堆轿厢底部的压力等于轿厢对人的支持力，根据牛顿第二定律，在竖直方向上有
解得，方向竖直向上
又因为人和轿厢始终保持相对静止，且沿直线运动，所以人和轿厢的加速度相同，且沿钢索方向，根据运动的合成与分解，将加速度分解如图
可知加速度一定沿钢索向上，大小为
但轿厢可能沿钢索向上加速也可能沿钢索向下减速，故A错误，B正确；
C．人有水平向右的加速度，则轿厢对人的摩擦力方向水平向右，故C错误；
D．人对轿厢的作用力为人对轿厢的压力与摩擦力的合力，根据平行四边形定则可知方向向左下方，故D错误。
故选B。
7. 给煤机，又称皮带秤、给料机等。主体为如下图所示的传送带模型，水平传送带A、B两端点相距，以的速度（始终保持不变）顺时针运转，今将一小煤块（可视为质点）无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.1，g取10，由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕，则小煤块从A运动到B的过程中（ ）
A. 小煤块在传送带上加速的时间为1sB. 小煤块一直做加速运动
C. 小煤块从A运动到B的时间是3sD. 传送带上的划痕长为1m
【答案】A
【解析】小煤块先加速，加速度为
加速阶段的时间s
小煤块位移为m
传送带位移为m
所以划痕长度是m
接着小煤块匀速运动，时间为s
故小煤块从A运动到B时间是s
故选A。
二、多项选择题
8. 冰壶又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，取舍之智慧，属于冬奥会比赛项目。在某次比赛中，冰壶被投掷出后做匀减速直线运动，已知冰壶第1s内的位移为1.4m，在最后1s内位移为0.1m，则下列说法正确的是（ ）
A. 冰壶在第1s末的速度可能为1.0
B. 冰壶加速度大小可能为0.3
C. 冰壶在第1s末速度一定为1.3
D. 冰壶加速度大小一定为0.2
【答案】CD
【解析】BD．采用逆向思维，可得
解得，故B错误；D正确；
AC．设冰壶在第1s末速度为v，根据
解得，故A错误；C正确。
故选CD。
9. 通过架空输电线路，各发电厂和变电站可以有效地连接起来，形成一个统一的电力系统。这种联络有助于实现电能的互补和优化配置，提高系统的整体效率和稳定性。如图为架空输电线的示意图，电线杆高度相同，间距相等，相邻的电线杆之间的输电线长度也都相等，受重力影响，电线会自然下垂，电线切线与电线杆之间的夹角称之为切线角。由于热胀冷缩，冬季两相邻电线杆之间的电线长度会略有缩短，则冬季与夏季相比（ ）
A. 切线角会减小
B. 中间电线杆受到一侧电线的作用力增加
C. 中间电线杆受到两侧电线的合力不变
D. 电线最低处的张力不变
【答案】BC
【解析】AB．以整条电线为研究对象，受力分析如图所示
由共点力的平衡条件知，两电线杆对电线的弹力的合力与其重力平衡，电线杆上的电线的质量一定重力保持不变，由几何关系得
可得
由于冬天气温较低，电线的体积会缩小，两杆正中部位电线下坠的距离h变小，则电线在杆上固定处的切线方向与竖直方向的夹角变大，拉力变大，所以两电线杆处的电线拉力冬天与夏天相比是变大，故B正确，A错误；
C．电线杆上的电线的质量一定，根据受力平衡，电线杆两侧电线对线杆拉力的合力不变，故C正确；
D．以电线杆右侧电线的一半为研究对象，设电线最低处的张力为T，可得
角度变大，张力T变大，故D错误；
故选BC。
10. 如图所示，在水平面上有一质量为的足够长的木板A，其上叠放一质量为的物块B，其中，木板与地面间的动摩擦因数，物块和木板之间的动摩擦因数，假设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给物块施加随时间t增大的水平拉力，重力加速度大小g取。则（ ）
A. 时，物块将相对木板滑动
B. 时，木板将在地面上滑动
C. 时，物块与木板间的摩擦力大小为8N
D. 木板的最大加速度为
【答案】BD
【解析】B．当木板与地面之间的静摩擦力增大到最大静摩擦力时木板开始在地面上滑动，对物块和木板组成的整体有，又，求得，故B正确；
A．当物块和木板之间的静摩擦力增大到最大静摩擦力时，物块将相对木板滑动，对木板和物块分别有，，又，求得，，，故A错误；
C．物块与木板之间的最大静摩擦力为，时，物块与木板间的静摩擦力并未达到最大最大静摩擦力，即物块与木板间的摩擦力小于，故C错误；
D．物块和木板间相对滑动之后物块对木板的摩擦力不变，木板的加速度不变，大小为，故D正确。
故选BD。
三、实验探究题
11. 某学习小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
请回答下列问题：
（1）该实验需要研究三个物理量之间的关系，我们应该采用的研究方法是_________；
A. 控制变量法B. 放大法C. 理想实验法
（2）该小组同学经过讨论后认为需要平衡摩擦力，于是某同学将小车放在水平静止的长木板上，将木板不带滑轮的一端缓慢垫高，直到小车拖着纸带由静止开始沿木板向下滑动为止，这名同学的操作_________（填“正确”或“错误”）；
（3）某次实验获得的纸带如下图所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为50，则小车的加速度大小为_________（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）A （2）错误 （3）0.82
【解析】
【小问1解析】
该实验需要研究三个物理量之间的关系，我们应该采用的研究方法是控制变量法。
故选A。
【小问2解析】
这名同学的操作错误，应使小车做匀速直线运动，即点迹间距相等。
【小问3解析】
相邻计数点间均有4个点未画出，则时间为s=0.1s
根据逐差法可知加速度为
12. 小明同学发现手机软件有测角度的功能，于是结合软件的这个功能，用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材设计了“验证力的平行四边形定则”的实验。实验时，先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端用一细绳挂一瓶矿泉水，弹簧末端最终静止于P点（图中未画出），如图①所示；然后再将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端用细绳相连并挂上刚才那瓶矿泉水，绳结最终静止于O点，静止时用智能手机的测角功能分别测出AO，BO与竖直方向的偏角α、β，如图②所示。弹簧和水瓶始终不与竖直墙接触。
（1）在实验操作过程中，必须进行的操作是_________（选填选项前的字母）。
A. 保证图②中两弹簧长度相同
B. 测量弹簧的原长
C. 测量图①、②中弹簧的长度
D. 两次悬挂重物的质量相同
E. α和β角度相等
F. 实验中结点P和O的位置相同
（2）该同学根据实验测量的结果，分别作出了图③和图④，其中正确的是图_________（选填“③”或“④”）。
（3）小明同学想继续测量轻弹簧的劲度系数，设计了如图⑤所示的实验装置探究轻弹簧的弹力与伸长量的关系，重力加速度为g。
①关于该实验的说法，正确的是_________；
A．弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度
B．用悬挂钩码的方法适当给弹簧施加拉力，应保证弹簧处于竖直状态，钩码处于平衡状态
C．所挂钩码的个数是没有限制的
D．根据所测数据在图上描点作图像时，应用折线连接每一个数据点
②测得某轻弹簧的弹力大小F与弹簧长度l的关系图像如图⑥所示，由此图线可得该弹簧的原长是_________cm，劲度系数为_________N/m。
【答案】（1）BCD （2）③ （3）①. AB ②. 4 50
【解析】
【小问1解析】
AE．由实验原理可知图乙中弹簧长度不必相同，角度可以不相等，故AE错误；
BC．实验中，甲图用来测量合力，乙图用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧的伸长量成正比，力的大小可用弹簧伸长量来表示，必须测量弹簧的伸长量，因此要测量弹簧的原长和甲、乙中弹簧的长度，故BC正确；
DF．由实验原理可知在本实验中重物重力是定值，两次悬挂重物的质量必须相同，实验中结点P和O的位置可以不相同，故D正确；F错误；
故选BCD。
【小问2解析】
根据实验原理及操作可知，x1表示重力方向，应竖直向下，故选③。
【小问3解析】
①A．为避免弹簧自重的影响，应将弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度，故A正确；
B．用悬挂钩码的方法适当给弹簧施加拉力，应保证弹簧处于竖直状态，钩码处于平衡状态，故B正确；
C．实验应在弹簧弹性限度范围内，故C错误；
D．根据胡克定律可知，弹力与弹簧形变成正比，应用直线将尽可能多的数据点连接，故D错误。
故选AB。
②当弹力F = 0时，横坐标即原长，大小为4 cm；
根据图像的斜率可知
四、解答题
13. 随着胖东来超市影响力扩大，外地游客纷纷打卡网红超市，许昌的各大酒店客房均满，为了减少人力资源浪费，酒店智能配送机器人率先在许昌各大宾馆大规模投用，某次外地游客在市区某酒店使用机器人送递物品，机器人“小智”在水平地面上先从静止开始沿直线匀加速行驶了5s，达到最大速度6后，又以2的加速度大小沿直线匀减速行驶了2s，然后做匀速直线运动。已知“小智”机器人满载货物总质量为100，重力加速度大小g取10。求：
（1） “小智机器人”匀加速运动时的加速度大小；
（2）匀减速直线运动时机器人“小智”所受合外力；
（3）前10s过程中机器人“小智”的总路程。
【答案】（1） （2）200N （3）29m
【解析】
【小问1解析】
根据加速度定义式可得
【小问2解析】
根据牛顿第二定律可得
【小问3解析】
机器人匀加速过程，有
机器人匀减速过程，有
且匀减速过程的末速度
而匀速时间为
所以匀速过程的位移大小为
故前10s过程中机器人“小智”的总路程为
14. 寒冷的冬天，为保证室内暖气不外漏，很多教室都安装了简易自动关门器.该装置的原理可以简化为用一弹簧拉着的门。某次门在关闭时被卡住，细心的小明发现门下卡进了一个类似于斜劈的物体，其模型简化为如图所示。若已知劈的质量为m，其上表面可视为光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数为，本斜劈的上表面与水平地面夹角为，重力加速度为g，斜劈尺寸比门小得多，若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。请解决下列问题：
（1）若推门时，门恰好可以使斜劈在地面上缓慢匀速移动，求门对斜劈上表面的压力F的大小；
（2）由于长时间挤压斜劈倾角会变小，小明研究发现当斜劈的倾角被挤到一定角度时，不管用多大的推力，都会被卡住不动，求此情境所对应斜劈倾角正切值的最大值。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
物体处于平衡状态，水平方向
竖直方向
而且：
联立可得
【小问2解析】
无论F多大，不等式总成立
即无论F多大，不等式总成立
可知：F趋向于无穷大时，趋向于0，所以要使此情景成立，斜劈倾角正切值所对应的最大值
15. 一车厢长为的物流快递汽车在仓库卸完其他货物后，为赶快将车厢后壁挂着的重要物件安全送达目的地（简化模型如图所示），质量为的物体用细绳拴着挂在行驶的汽车后壁上，绳子与竖直方向的夹角为37°，已知物体与车厢（车厢各部分材料和粗糙程度都相同）之间的摩擦因数，重力加速度大小g取，，。求：
（1）若汽车以的加速度大小匀加速行驶时，绳子的拉力和车厢后壁对物体的弹力各为多大？（此时物体与车厢无摩擦）
（2）若汽车在行进过程中绳子突然断裂，要使物体不掉下，汽车至少要以多大的加速度加速运动？
（3）若汽车在以速度为匀速行进途中细绳突然断裂，物体落到了车厢最左侧的底部发出撞击声，当司机听到声音时，他立即以的加速度大小紧急刹车，请你判断物体是否会碰到车厢的前壁（假设物体与车厢底部撞击后不反弹，且不考虑声音传播所用的时间，物体相对车厢底部滑动时不计其大小）？
【答案】（1），
（2） （3）不会
【解析】
【小问1解析】
对物体受力分析，由，且，联立代入数据得：，
【小问2解析】
竖直方向，水平方向，而且，代入数据得：
【小问3解析】
由牛顿第二定律可知，物块减速运动加速度的大小为，不会随车箱一起减速。而其减速到零相对于地面发生的位移，车减速到零发生的位移，因，所以物块不会与车厢前壁相撞。