2024~2025学年山西省太原市高一上学期1月期末物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山西省太原市高一上学期1月期末物理试卷（解析版），共14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。
（考试时间：上午10:45—12:00）
说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间75分钟，满分100分。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
一、单项选择题：本题包含7小题，每小题4分，共28分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
1. 如图所示为某篮球所受重力的图示，下列说法正确的是（ ）
A. 重力就是地球对物体的吸引力
B. 篮球的重力大小为6N、方向竖直向下
C. 形状规则的物体，重心一定在其几何中心上
D. 图中的C点是篮球所受重力的实际作用点
【答案】B
【解析】A．重力只是地球对物体的吸引力的一部分，故A错误；
B．由题图可知篮球的重力大小为
方向竖直向下，故B正确；
C．形状规则的物体，如果质量分布不均匀，则重心不一定在其几何中心上，故C错误；
D．图中的C点是篮球所受重力的等效作用点，不是实际作用点，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，静止的钢管一端置于光滑的水平地面上，另一端被竖直轻绳悬挂，下列说法正确的是（ ）
A. 钢管受到三个力的作用
B. 地面对钢管支持力的方向垂直于钢管
C. 钢管对地面的压力是由于地面发生形变而产生的
D. 轻绳缩短为原来长度的一半，钢管稳定静止后，轻绳不再处于竖直方向
【答案】A
【解析】A．由于水平地面光滑，所以钢管受到重力、支持力和绳子拉力三个力的作用，故A正确；
B．地面对钢管支持力的方向垂直于地面向上，故B错误；
C．钢管对地面的压力是由于钢管发生形变而产生的，故C错误；
D．轻绳缩短为原来长度的一半，钢管稳定静止后，由于重力和地面支持力均处于竖直方向，根据平衡条件可知，轻绳一定处于竖直方向，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，把两个互相钩着的力传感器同时连在计算机上，其中一个挂于墙壁上的固定点O，另一个握在手中。图乙中两条图线表示两个力传感器受力的情况，下列说法正确的是（ ）
A. 两个物体之间的作用力与反作用力方向可以相同
B. 两个物体之间的作用力与反作用力大小可以不相等
C. 两个物体之间的作用力与反作用力产生时间可以不同
D. 两个物体之间的作用力与反作用力一定作用在同一条直线上
【答案】D
【解析】两个物体之间作用力与反作用力大小一定相等，方向一定相反，作用在同一条直线上；作用力与反作用力一定同时产生，同时消失。
故选D。
4. 关于牛顿第一定律，下列说法正确是（ ）
A. 雨雪天气货车要慢速行驶，是为了减小货车的惯性
B. 踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时也有惯性
C. 滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，不符合牛顿第一定律
D. 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，说明物体受的力越大，速度就越大
【答案】B
【解析】A．惯性只由质量决定，与速度无关，故A错误；
B．踢足球比赛中，足球在静止时有惯性，在空中运动时足球的质量不变，足球也有惯性，故B正确；
C．滑冰运动员如果不用力，会慢慢停下来，是因为运动员受到阻力的作用，符合牛顿第一定律，故C错误；
D．物体受的力越大，则物体的加速度越大，速度变化越快，但速度不一定越大，故D错误。
故选B。
5. 我们在初中已经学过，如果一个物体在力的作用下沿着力的方向移动了一段距离，那么这个力对物体做的功，功的单位是焦耳（），由此导出焦耳与力学基本单位米（），千克（）、秒（）之间的关系，下面关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据题意，由公式有
故选D。
6. 如图所示，在同一水平粗糙地面上，第一次用弹簧测力计水平拖动木板，使木板由静止开始沿直线运动。第二次在木板上面叠放木块，也用弹簧测力计水平拖动，使木板和木块一起由静止开始沿直线运动。下列说法正确的是（ ）
A. 叠放木块后，木板未被拉动时，木块受到的静摩擦力不为0
B. 木板与地面接触面间的压力越大，它与地面间的动摩擦因数越大
C. 木板开始运动后，在图示的两种情况下，弹簧测力计的示数可能相同
D. 木板开始运动后，在图示的两种情况下，木板运动时所受地面的滑动摩擦力大小可能相同
【答案】C
【解析】A．叠放木块后，木板未被拉动时，根据平衡条件可知，木块受到的静摩擦力为0，故A错误；
B．动摩擦因数由接触面间的粗糙程度和材料决定，与压力无关，故B错误；
C．木板开始运动后，在图示的两种情况下，由于不确定木板做何种运动，所以弹簧测力计的示数可能相同，故C正确；
D．木板开始运动后，在图示的两种情况下，根据，由于两种情况下木板受到地面的支持力大小不相等，所以木板运动时所受地面的滑动摩擦力大小不可能相同，故D错误。
故选C。
7. 两个力和之间的夹角为，其合力为F。下列说法正确的是（ ）
A. 若和大小不变，角越大，合力F就越大
B. 合力F总比分力、中的任何一个力都大
C. 合力F的大小范围是
D. 若夹角不变，大小不变，增大，合力F可能先减小后增大
【答案】D
【解析】A．根据平行四边形定则可知，若和大小不变，角越大，合力F就越小，故A错误；
B．合力F可能比分力、中的任何一个力都大，也可能比分力、中的任何一个力都小，还可能等于分力、中的其中一个，故B错误；
C．合力F的大小范围是，故C错误；
D．若夹角不变，大小不变，增大，若夹角大于，根据平行四边形定则可知，合力F可能先减小后增大，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题包含3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。请将正确选项填入第Ⅱ卷前的答题栏内。
8. 小明竖直站立在水平静置的力传感器上，力传感器的示数随时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是（ ）

A. 0~4s图线显示了小明下蹲的过程
B. 4s~8s图线显示了小明站起又下蹲的过程
C. 小明下蹲过程中加速度的方向未发生变化
D. 小明下蹲和站起过程中的最大加速度的大小不同
【答案】AD
【解析】AC．下蹲过程先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，先处于失重状态后处于超重状态，则0~4s图线显示了小明下蹲的过程，故A正确，C错误；
B．站起过程先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态后处于失重状态，则4s~8s图线显示了小明站起的过程，故B错误；
D．由题图可知，0~4s小明下蹲过程的最大加速度对应的作用力大小与4s~8s小明站起过程的最大加速度对应的作用力大小不相等，所以小明下蹲和站起过程中的最大加速度的大小不同，故D正确。
故选AD。
9. 将铅球放在水平静置斜面上，左侧用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态，不考虑铅球受到的摩擦力。斜面倾角为45°，保持斜面和挡板的夹角不变，整体逆时针缓慢转过90°，下列说法正确的是（ ）
A. 初始位置，球对挡板的弹力与球的重力大小相等
B. 末了位置，斜面对球的弹力不为0
C. 球对斜面的弹力先减小后增大
D. 球对挡板的弹力先增大后减小
【答案】AD
【解析】设整体逆时针缓慢旋转的角度为θ，铅球一直处于平衡状态，根据共点力的平衡条件，可得其矢量三角形如下：
由正弦定理可得：
解得斜面对铅球弹力大小为： ，
挡板对铅球的弹力大小为：
由牛顿第三定律知，铅球对斜面弹力大小为：
铅球对挡板的弹力大小为：
初始位置，θ=0°，则铅球对挡板的弹力大小为：
即铅球对挡板的弹力大小与铅球的重力大小相等；
末了位置，θ=90°，则斜面对铅球的弹力大小为：
整体逆时针缓慢转过90°过程，（90°-θ）由直角逐渐减小为0，（45°+θ）由45°逐渐增大到135°，则sin（90°-θ）逐渐减小，sin（45°+θ）先增大后减小，则铅球对斜面的弹力逐渐减小，铅球对挡板的弹力先增大后减小。
故选AD。
10. 在氢气球的气嘴上绑定细绳，下面悬吊一个铁块，气球和铁块保持竖直方向在地面附近匀速上升。气球的质量小于铁块的质量，已知空气阻力f与物体的速度v、迎风截面积s的关系为（k为常数）。若细绳从中间突然断开，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子断开瞬间，铁块加速度的大小小于重力加速度的大小
B. 绳子断开瞬间，气球加速度的大小大于铁块加速度的大小
C. 绳子断开后，若铁块离地面足够高，铁块的加速度可能一直减小直至为0
D. 绳子断开后，在气球所受浮力不变的一段距离内，气球的加速度可能一直减小
【答案】BCD
【解析】AB．设铁块和气球的质量分别为M和m，迎风截面积分别为s和s＇，匀速上升时
绳子断开瞬间，铁块受向下的重力和向下的空气的作用力，根据
则铁块加速度的大小大于重力加速度的大小；
对气球根据
即
因M>m可知气球加速度的大小大于铁块加速度的大小，选项A错误，B正确；
C．绳子断开后，铁块上升过程中，根据
可知随速度减小，铁块的加速度减小；下落过程中根据
可知随速度的增加，加速度减小，即若铁块离地面足够高，铁块的加速度可能一直减小直至为0，选项C正确；
D. 绳子断开后，在气球所受浮力不变的一段距离内，气球加速向上运动过程中，根据
随速度的增加，气球的加速度一直减小，选项D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、实验题：本题包含2小题，共16分。请将正确答案填在题中横线上或按要求作答。
11. 某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证力的平行四边形定则。木板贴满白纸并保持竖直，固定弹簧测力计A的一端，拉动弹簧测力计B，使结点O静止在某位置。分别读出A、B的示数，并记录O点位置及拉线的方向。M的质量已知，重力加速度g取，作出A、B弹力、及M所受重力三者的力的图示，以、为邻边作平行四边形，比较其过O点的对角线与M的重力是否大小相等、方向相反。
（1）关于该实验，下列说法错误的是（ ）
A. 弹簧测力计应在使用前校零
B. 拉线方向应与木板平面平行
C. 改变A、B拉力的大小和方向，进行多次实验，每次使O点静止在同一位置
（2）实验中，小明保持A的拉力方向与竖直方向的夹角为30°不变，沿不同方向拉B，发现B的最小示数如图乙所示，可算得重物M的质量为___________kg（结果保留两位有效数字）；
（3）改变A、B弹力的大小和方向，分别作结点O所受三个力的图示，若要验证“力的平行四边形定则”，三个力经过平移后，下列示意图可能正确的是（ ）
A. B. C.
【答案】（1）C （2）0.50 （3）A
【解析】
【小问1解析】
A．弹簧测力计应在使用前校零，故A正确，不满足题意要求；
B．为了减小误差，拉线方向应与木板平面平行，故B正确，不满足题意要求；
C．改变A、B拉力的大小和方向，进行多次实验，每次使O点不需要静止在同一位置，故C错误，满足题意要求。
故选C。
【小问2解析】
小明保持A的拉力方向与竖直方向的夹角为30°不变，沿不同方向拉B，发现B的最小示数如图乙所示，则有
解得重物M的质量为
【小问3解析】
根据平衡条件可知，三个力经过平移后，必须构成首先相交的闭合三角形。
故选A。
12. 某实验小组用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，重物通过滑轮用细线拉着小车，在小车和重物之间连接一个微型力传感器，位移传感器发射装置随小车一起沿平直木板轨道运动，位移传感器接收装置固定在轨道一端，实验中力传感器的示数为F，通过天平测得小车（包括位移传感器）的质量为M、重物的质量为m，M、m均可通过增减槽码实现改变。
（1）关于实验操作，下列说法正确的是（ ）
A. 滑轮和小车间的细线不需要与木板平行
B. 在探究a与M的关系中，只要保证m不变，F就不会变
C. 本实验不需要满足重物的质量m远小于小车的质量M
D. 每次改变小车的质量M后，都要重新平衡摩擦力
（2）在本实验中，先保持M不变，探究a与F的关系；再保持F不变，探究a与M的关系。这种研究方法叫做（ ）
A. 控制变量法B. 等效替代法
C. 理想化方法D. 归纳总结法
（3）某次实验中将小车由静止释放，根据实验数据作出小车的图像如图乙所示，由图像可知小车加速度的大小为________（结果保留两位有效数字），小组成员发现该加速度小于此次实验中F与M的比值，其可能的原因是________（写出一条即可）。
【答案】（1）C （2）A
（3）4.0 平衡摩擦力不够（斜面倾角太小）或有空气阻力
【解析】
【小问1解析】
A．为了保证小车运动过程，细线拉力方向保持不变，滑轮和小车间的细线需要与木板平行，故A错误；
B．在探究a与M的关系中，根据牛顿第二定律可得，
可得
可知保证m不变，由于发生变化，则F会发生变化；只有满足时，才能认为，则m不变，F才可以认为几乎不会变，故B错误；
C．由于细线拉力可以通过力传感器得到，所以本实验不需要满足重物的质量m远小于小车的质量M，故C正确；
D．平衡摩擦力时，有
可得
可知每次改变小车的质量M后，不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选C。
【小问2解析】
在本实验中，先保持M不变，探究a与F的关系；再保持F不变，探究a与M的关系。这种研究方法叫做控制变量法。
故选A。
【小问3解析】
某次实验中将小车由静止释放，根据
可知图像的斜率为
解得小车加速度的大小为
小组成员发现该加速度小于此次实验中F与M的比值，则小车受到的实际合力小于F，其可能的原因是平衡摩擦力不够（斜面倾角太小）或有空气阻力。
四、计算题：本题包含3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图所示，雪后初晴，孩子们在水平雪地上快乐地游戏。雪橇的质量，雪橇与雪地间动摩擦因数，男孩用水平力F推雪橇，使它从静止开始做匀加速直线运动，经过，雪橇运动了。重力加速度g取，求：
（1）雪橇加速度的大小；
（2）水平推力F的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
雪橇做匀加速直线运动，根据运动学公式可得
解得雪橇加速度的大小为
【小问2解析】
雪橇水平方向受到水平的推力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得
解得
14. 如图所示，快递站的工作人员利用传送带运送物品。传送带与水平面夹角，以恒定的速率顺时针向下转动，传送带两端A、B之间的距离为，物品与传送带间的动摩擦因数为。工作人员把物品从A处由静止释放，物品可视为质点，重力加速度g取，，。求：

（1）物品刚放到传送带上时加速度的大小；
（2）物品通过传送带由A到B所用的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
物品刚放到传送带上，由牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
【小问2解析】
物品以做匀加速直线运动直至与传送带共速所用时间为
该过程物品通过的位移大小为
由于，共速后，设物品以加速度继续做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得
则物品通过传送带由A到B所用的时间为
15. 如图甲所示，质量为的空铁箱在水平拉力F的作用下，由静止沿水平面向右做匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数。铁箱内一个质量为的木块恰能相对铁箱静止在其后壁上，木块各面与铁箱内壁各面间的动摩擦因数均为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木块可视为质点，重力加速度g取，求：
（1）铁箱加速度的大小；
（2）水平拉力F的大小；
（3）如图乙所示，若木块静止于铁箱右侧底端，用大小为82N的水平拉力作用在铁箱上，铁箱由静止开始沿水平面向右运动，1s后撤去水平拉力。一段时间后，木块恰好可以滑到铁箱的最左端，则铁箱的长度为多少。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
木块恰能与铁箱保持相对静止，对木块有，
解得加速度大小为
【小问2解析】
对木块与铁箱组成的系统，根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3解析】
当拉力为时，对铁箱有
解得
1s后撤去水平拉力，根据运动学公式可得，
撤去后木块继续匀加速，铁箱匀减速运动至共速，设共同速度为，对铁箱有
解得
根据运动学公式可得，
对木块有
根据运动学公式可得，
联立以上方程解得，，，
之后因铁箱与木块不再相对滑动，则铁箱的长度为