2024~2025学年河北省唐山市高一上学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年河北省唐山市高一上学期期末考试物理试卷（解析版），共15页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 第33届巴黎夏季奥林匹克运动会于2024年7月24日开赛，当地时间7月26日晚7点30分举行开幕式，8月11日闭幕，共持续19天，备受世界各国关注。下列有关奥运会中的信息和活动，叙述正确的是（ ）
A. 奥林匹克运动会持续19天指的是时刻
B. 2024年7月26日晚7点30分指的是时间间隔
C. 研究马拉松比赛运动员运动成绩时，可以将运动员视质点
D. 研究体操运动员在平衡木上的动作时，可以将运动员视为质点
【答案】C
【解析】A．奥林匹克运动会持续19天指的是时间间隔。故A错误；
B．2024年7月26日晚7点30分指的是时刻，故B错误；
C．研究马拉松比赛运动员运动成绩时，与运动员的形体动作无关，可以将运动员视为质点，故C正确；
D．研究体操运动员在平衡木上的动作时，与运动员的形体动作有关，故不可以视为质点，故D错误。
故选C。
2. 甲、乙两辆玩具汽车停放在水平桌面上，甲车受到的合力是乙车合力的2倍，甲车的加速度大小为，乙车的加速度大小为，甲、乙两车的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由牛顿第二定律可得
故选B。
3. 关于直线运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 若物体的速度不断增加，则物体做匀加速直线运动
B. 若物体的加速度和速度方向相反，则物体一定做减速直线运动
C. 若物体的速度先减小再增大，则物体一定做匀变速直线运动
D. 若物体在相等时间内通过位移相等，则物体做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A．根据加速度的定义式有
可知，若物体的速度不断增加，但加速度可能在变化，此时物体的运动并不是匀加速直线运动，故A错误；
B．根据加速度定义式有
可知，若物体的加速度和速度方向相反，则物体一定做减速直线运动，故B正确；
C．根据加速度的定义式有
可知，若物体的速度先减小再增大，但加速度可能在变化，此时物体不一定做匀变速直线运动，故C错误；
D．若物体在相等时间内通过的位移相等，物体不一定做匀速直线运动，只有当物体在任意相等时间内通过的位移相等，物体才一定做匀速直线运动，故D错误。
故选B。
4. 汽车辅助驾驶技术按照SAE共分为6个级别，其设置为。目前能实现量产的最高级别为，该级别汽车驾驶员可以完全放开双手，自动驾驶。为测试汽车的级辅助驾驶功能，让汽车的位移随时间按规律变化，式中各物理量均采用国际单位制单位，则该汽车（ ）
A. 6s内的位移为72m
B. 加速度的大小为
C. 时的速度为18m/s
D. 前2s平均速度的大小为24m/s
【答案】D
【解析】AB．由可知，汽车做初速度，加速度的匀减速直线运动，可知刹车时间为
所以6s内的位移为
故AB错误；
C．时
故C错误；
D．前2s内位移
所以平均速度为
故D正确。
故选D。
5. 一质点在平面直角坐标系xOy中运动，时，质点位于x轴上某点，它沿x方向的图像如图甲所示，它沿y方向运动的图像如图乙所示。质点在时的速度大小为（ ）
A. B. 9m/sC. 10m/sD. 14m/s
【答案】A
【解析】由可知，物体沿x轴方向做匀速直线运动，且t=1s时
所以质点在时的速度大小为
故选A。
6. 一轻质弹簧右端固定在墙上，左端固定在小车上，弹簧处于拉伸状态。砝码放置在小车上面，小车与砝码均处于静止状态，如图所示。则（ ）
A. 小车对砝码的摩擦力向左
B. 小车对砝码的摩擦力向右
C. 地面对小车的支持力大小等于小车的重力
D. 小车对地面的压力大小等于小车和砝码重力之和
【答案】D
【解析】AB．砝码处于静止状态，对砝码受力分析知小车对砝码没有摩擦力，故AB错误；
CD．对砝码和小车整体受力分析知地面对小车的支持力大小等于砝码和小车的重力之和，由牛顿第三定律知小车对地面的压力大小等于小车和砝码重力之和，故C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，将某物体以一定的速度从距地面15m高处水平抛出，落地时物体速度与水平地面的夹角为。以物体抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，不计空气阻力，g取，则物体运动的轨迹方程为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】竖直方向为自由落体运动，则由
得
落地时竖直方向的速度
又由落地时物体速度与水平地面的夹角为；可得水平方向的初速度
则可得水平位移
联立
得
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 在铁路转弯处，为了减小火车对铁轨的损伤，内、外轨设计时高度略有不同。某段转弯处半径为R，火车速度为时，恰好轮缘对内、外轨道无压力，轨道平面与水平地面间夹角为，如图所示。现有一质量为m的火车沿该弯道做速度为v的匀速圆周运动，重力加速度为g。则（ ）
A. 该转弯处的设计速度为
B. 该转弯处的设计速度为
C. 若，火车有向外轨道方向运动的趋势
D. 若，火车有向外轨道方向运动的趋势
【答案】AD
【解析】AB．火车速度为时，恰好轮缘对内、外轨道无压力，该速度即为设计速度，对火车进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
故A正确，B错误；
C．若，此时火车圆周运动所需要的向心力小于，火车有向内轨道方向运动的趋势，故C错误；
D．若，此时火车圆周运动所需要的向心力大于，火车有向外轨道方向运动的趋势，故D正确。
故选AD。
9. 某同学从静止开始竖直向下甩动手机，测得图像如图所示，规定竖直向下为正方向，则（ ）
A. 时间段内，手机处于超重状态
B. 时间段内，手机处于失重状态
C. 时间段内，手对手机的作用力可能小于重力
D. 时间段内，手对手机的作用力大于重力
【答案】D
【解析】AC．由图可知，时间段内，手机的加速度方向竖直向下，处于失重状态，手对手机的作用力小于重力，故AC错误；
BD．由图可知，时间段内，手机的加速度竖直向上，处于超重状态，手对手机的作用力大于重力，故B错误；D正确。
故选D。
10. 甲、乙两车在时刻开始运动的图像如图所示，其中甲车运动的图线是直线，乙车运动的图线是抛物线且与t轴相切。在时间段内，下列说法正确的是（ ）
A. 乙车做曲线运动
B. 某一时刻甲、乙的速度相同
C. 时刻甲、乙两车相遇
D. 甲、乙两车通过的路程相等
【答案】BC
【解析】A．图像描述的是直线运动，可知，乙车做直线运动，故A错误；
B．图像斜率表示速度，将甲图像平移，能够使图像恰好与乙图像相切，此时两者的速度相同，故B正确；
C．时刻，甲乙处于同一位置，表明此时甲乙两车相遇，故C正确；
D．根据图像可知，在时间段内，甲斜率始终为负值，表明甲做单向直线运动，乙的斜率先为负值后为正值，表明乙的运动发生了反向，可知，甲车通过的路程小于乙车通过的路程，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：共54分。
11. 某物理兴趣小组在做研究物体“匀变速直线运动的规律”实验时，设计了三种方案：方案一如图甲所示，附有定滑轮的长木板放置在水平桌面上，打点计时器固定在木板的右端，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过定滑轮系有重物的细绳；方案二如图丙所示，用气垫导轨装置进行研究；方案三如图丁所示，用频闪照相拍得的图片进行研究。
（1）在方案一中，必须进行的操作是（ ）
A. 把木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
B. 调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C. 小车的质量要远大于重物的质量
D. 实验时要先接通电源再释放小车
（2）打点计时器接入频率为50Hz的交流电，规范进行实验操作，得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上每5个间隔选取1个计数点，依次标记为A、B、C、D、E。测得、、、，由此可确定小车做________（选填“匀加速”或“非匀加速”）直线运动。
（3）在方案二中，放置在气垫导轨上的滑块装有宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器（图中未画出）记录了遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，用刻度尺测出两个光电门之间的距离，滑块的加速度大小________。
（4）在方案三中，小球做匀加速直线运动时，每隔0.2s闪光一次的频闪照片如图丁所示，A、B、C是小球运动过程中连续的三个位置。可知小球运动到B位置时的速度大小________cm/s（保留两位小数）。
【答案】（1）BD （2）匀加速
（3）0.15 （4）9.63##9.60##9.61##9.62##9.64##9.65##9.66
【解析】
【小问1解析】
在“研究匀变速直线运动”的实验中，只要保证小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡摩擦力和保证小车的质量远大于重物的质量，但要保证细线与木板平行，否则小车就不做匀变速直线运动；实验开始时，小车要靠近打点计时器，先接通电源后释放小车。
故选BD。
【小问2解析】
根据，，
知连续相等时间内的位移均相等，故可确定小车做匀加速直线运动。
【小问3解析】
通过光电门1、2的速度分别为，
两个光电门之间的距离
故滑块的加速度大小
【小问4解析】
根据匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于平均速度，可知小球运动到B位置时的速度大小
12. 某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随两个变速轮塔匀速转动，槽内的小球随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分标记显示出两个小球所受向心力的大小关系。
（1）下列实验与本实验采用的方法相同的是______。
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究小车速度与时间的关系
C. 探究加速度与力和质量的关系
D. 探究两个互成角度的力的合成规律
（2）当皮带套在半径不同的轮盘上，两轮盘边缘处的______（选填“线速度”或“角速度”）大小相同。
（3）探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮。
【答案】（1）C （2）线速度 （3）挡板A 不同
【解析】
【小问1解析】
A．探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度之间的关系时，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法，探究平抛运动的特点实验中将曲线运动转化为直线运动，即采用了“化曲为直”的方法，实验中并没有采用控制变量法，故A错误；
B．探究小车速度与时间的关系仅仅研究速度与时间两个物理量的关系，并没有采用控制变量法，故B错误；
C．探究加速度与力和质量的关系，研究多个物理量之间的关系，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法，故C正确；
D．探究两个互成角度的力的合成规律采用了等效替代法，并没有采用控制变量法，故D错误。
故选C。
【小问2解析】
当皮带套在半径不同的轮盘上，两轮盘边缘处的线速度大小相同。
【小问3解析】
探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，同时确保圆周运动的半径相等，即分别放在挡板C与挡板A处；
为了使角速度不相同，实验中应选择半径不同的两个塔轮。
13. 质量的物体位于光滑水平面上，现对物体施加平行于水平面的两个力，两作用力间夹角为，两个力大小分别为3N和4N。
（1）请用力的图示方法求出合力的大小；
（2）求此物体从静止开始运动1s末的速度大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
作图如下
由图可得
【小问2解析】
由公式得出
由速度公式得出
14. 唐山之光摩天轮作为唐山的新地标，深受广大游客的喜爱，如图甲所示，一名质量为m的同学慕名前来体验。摩天轮直径为d，以角速度在竖直面内做匀速圆周运动。重力加速度为g，忽略空气阻力的影响，不计观光箱旋转引起的半径变化，求：
（1）该同学对观光箱座椅的压力的最大值；
（2）该同学经过与摩天轮圆心等高的位置时（如图乙），受到观光箱座椅的作用力F多大？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
当该同学随摩天轮转动到最低点时，受到的支持力最大，由牛顿第二定律有
又
解得
根据牛顿第三定律可知该同学对观光箱座椅的压力的最大值为
【小问2解析】
该同学随摩天轮转动到与圆心等高时，设受到摩天轮对他的力为摩擦力和支持力的合力为F，则有
解得
15. 如图所示，倾斜放置的传送带与水平地面夹角，传送带长，以的速度顺时针匀速转动，其右上侧有一水平平台MN，平台右侧N点固定一个挡板。质量的木板B静止在平台MN上且与平台左侧M点对齐。一个可视为质点质量的物块A以的速度从底端滑上传送带，从传送带顶端飞出后，恰好从木板B的左端无碰撞地滑上。木板B与挡板碰撞后以原速率反弹，运动过程中A始终未能滑离B。已知A与传送带间的动摩擦因数，A与B间的动摩擦因数，B与平台间的动摩擦因数，挡板距木板右端，空气阻力忽略不计，重力加速度，，。求：
（1）物块A与传送带共速时位移的大小；
（2）物块A离开传送带时速度的大小；
（3）木板B至少多长？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
物块A滑上传送带后，设向上滑动的加速度为，根据牛顿第二定律有
解得
方向沿斜面向下。设物块A与传送带共速所用时间为，由运动学公式
解得
由位移公式
解得
【小问2解析】
因为对物块分析，共速后，物块A与传送带不能够保持相对静止，仍然减速，设再次向上滑动的加速度为，根据牛顿第二定律有
解得
方向沿斜面向下。设物块又经过时间达到传送带顶端，由运动学公式得
解得时间
由运动学公式可知，物块滑离传送带时的速度
【小问3解析】
物块A离开传送带后，做斜抛运动，物块A在运动到最高点时滑上木板，物块滑上木板时的速度为
A滑上B表面后做减速运动的加速度大小为
B做加速运动的加速度大小为
设经过一段时间物块和木板正好达到共同速度；由匀变速直线运动速度与时间关系式可得
解得，
该过程物块的位移和木板的位移分别为，
之后物块与木板相对静止，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可得
设木板与挡板碰撞时的速度为，由运动学公式
解得
木板与挡板撞后向左减速，物块向右继续减速，木板与挡板撞后向左减速的加速度大小为
木板向左减速到0的时间
向左减速位移
物块向右减速位移
速度
之后木板先向右减速最后又和物块共速，共速时间为，共速速度为，由，
解得，
物块位移，
所以板长