江苏省徐州市2024-2025学年高一上学期1月期末考试物理试卷（Word版附解析）

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注意：本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。请将答案填涂在答题卡上，直接写在试卷上不得分。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示，为中国汽车制造公司研发的飞行汽车，在某次测试中，其最大飞行速度可达120km/h，续航为80km，飞行了40分钟。下列说法正确的是（ ）
A. “40分钟”指时刻
B. “80km”是最大位移的大小
C. “120km/h”是平均速度的大小
D. 研究该汽车的最大航程时可将其看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A．“40分钟”指时间，故A错误；
B．“80km”是最大路程的大小，故B错误；
C．“120km/h”是瞬时速度，故C错误；
D．研究该汽车最大航程时，汽车的大小、形状可忽略，汽车可看作质点，故D正确。
故选 D。
2. 如图所示，风力发电机组可分为风轮、发电机和塔筒三部分。当风轮匀速转动时，其叶片上两个质点A、B的（ ）
A. 线速度相同B. 角速度相同C. 加速度相同D. 向心力相同
【答案】B
【解析】
【详解】AB．图中AB两质点属于同轴转动，故它们的角速度相等，根据
由于A与B的半径不同，所以它们线速度大小不相等，由于是做圆周运动，线速度的方向沿着切线方向，所以AB线速度方向也不同，故A错误，B正确；
C.根据向心加速度
由于A与B的半径不同，所以它们向心加速度大小不同，且向心加速度的方向始终是指向圆心，故AB 两质点向心加速度的方向也不同，故C错误；
D.根据向心力
该式为矢量式，由C选项可知AB向心加速度不同，故AB向心力也不同，故D错误。
故选B。
3. 电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯内的该同学有失重感受的时段是（ ）

A. 从20.0s到30.0sB. 从30.0s到40.0s
C. 从40.0s到50.0sD. 从50.0s到60.0s
【答案】C
【解析】
【详解】当加速度方向向下时，电梯处于失重状态，由于电梯上升，即速度方向向上，则在失重状态时，电梯正在向上做减速运动，根据速度-时间图像可知， 在从40.0s到50.0s内电梯正在向上减速运动，即电梯处于失重状态的时段是从40.0s到50.0s。
故选C。
4. 如图所示，一只猴子抓住树枝静止的吊在空中。下列说法正确的是（ ）
A. 树枝对猴子作用力方向竖直向上
B. 猴子对树枝的作用力是由于树枝的形变而产生
C. 树枝对猴子的作用力大于猴子对树枝的作用力
D. 猴子对树枝的作用力与猴子的重力为平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据受力平衡可知，树枝对猴子的作用力与猴子的重力大小相等，方向竖直向上，故A正确；
B．猴子对树枝的作用力是由于猴子的形变而产生，故B错误；
C．树枝对猴子的作用力与猴子对树枝的作用力是一对相互作用力，大小相等，故C错误；
D．树枝对猴子的作用力与猴子的重力为平衡力，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A端离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹。若拆去一段轨道，出口改在B点。则钢球（ ）
A. 从B点离开出口后的轨迹可能为①
B. 从B点离开出口后的轨迹可能为②
C. 到B点时的合力方向可能为③
D. 到B点时的合力方向可能为④
【答案】A
【解析】
【详解】B点处钢球的速度方向沿轨道的切线方向，离开B点后只在速度方向上受到阻力，所以钢球从B点离开出口后的轨迹可能为①；在到B点时做曲线运动，合力指向轨迹的凹侧。
故选A。
6. 如图所示，桌面叠放着8本质量均为m的书，已知各书本之间的动摩擦因数均为，要将图中从上面数的第4本书抽出，需要的水平拉力最小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】要将图中从上面数的第4本书抽出，需要的最小水平拉力为
故选D。
7. 雨滴从空中由静止竖直下落，受到的空气阻力随速度增大而增大。下列关于雨滴下落过程中的速度v、位移x和时间t的关系图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB．雨滴从空中由静止竖直下落，受到的空气阻力随速度增大而增大，可知一开始空气阻力小于重力，根据牛顿第二定律可得
可知雨滴的加速度逐渐减小，所以雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，根据图像的切线斜率表示加速度，故A错误，B正确；
CD．根据图像的切线斜率表示速度，由于雨滴做加速运动，则图像的切线斜率应逐渐增大，故CD错误。
故选B。
8. 某同学设计的探究平抛运动规律的实验装置，如图甲所示。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球沿斜面滚下，从桌边的相同位置滚出后做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画），木板上固定一张白纸，白纸上铺有复写纸。不断调整木板高度并释放钢球，在白纸上记录了多个间隔相等的落点，如图乙所示。下面说法正确的是（ ）
A. 斜面末端可以超出桌面的右边沿
B. 钢球每次必须从斜面同一位置由静止释放
C. 每次调整木板高度，需要同时调整木板的水平位置
D. 落点1、2与落点2、3所对应的木板高度差相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．为了保证钢球可以水平抛出，则斜面末端不可以超出桌面的右边沿，故A错误；
B．为了保证钢球每次水平抛出的初速度相同，则钢球每次必须从斜面同一位置由静止释放，故B正确；
C．为了保证所有落点均为同一次平抛得到的，则每次调整木板高度时，不需要同时调整木板的水平位置，故C错误；
D．题意可知落点1、2与落点2、3的水平距离相同，由平抛运动规律可知，相邻落点间时间间隔相同，但由于钢球在竖直方向上做加速运动，故落点1、2与落点2、3所对应的木板高度差不相同，故D错误。
故选B。
9. 场地自行车比赛圆形赛道路面与水平面的夹角为。如图所示，某运动员骑自行车以速率v在该赛道上做半径为R的匀速圆周运动，已知运动员质量为m，重力加速度为g，不考虑空气阻力，则（ ）
A. v越大，自行车对赛道的压力越小
B. v越大，自行车对赛道的摩擦力越小
C. 若，赛道对自行车的支持力等于
D. 若，赛道对自行车摩擦力的方向沿斜面向下
【答案】C
【解析】
【详解】AB．自行车沿赛道做匀速圆周运动时，合力指向圆心，故自行车在垂直于赛道路面方向合力为0，设圆形赛道路面给自行车的支持力大小为N，轨道给的摩擦力为f，方向沿斜面向上，则竖直方向有
水平方向有
可知v越大，N越大，f越小，则自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力越小；若f方向沿斜面向下，则竖直方向
水平方向有
可知v越大，N越大，f越大，则自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力越大，综合可知v越大，自行车对赛道的压力越大，自行车对赛道的摩擦力不一定越小，故AB错误；
C．设自行车速率为时，自行车恰好不受侧向摩擦力，则自行车受力切面图如下
则赛道对自行车的支持力
由牛顿第二定律有
解得
故C正确；
D．若，则自行车做圆周运动所需向心力减小，则自行车有向内滑的趋势，此时赛道对自行车摩擦力的方向沿斜面向上，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，一辆正以速度v匀速行驶的货车上载有一个木箱，遇到紧急情况时以加速度a刹车，已知木箱到驾驶室的距离为L，木箱与货车间的动摩擦因数为，重力加速度为g，若，则刹车过程中（ ）
A. 木箱一定会撞到驾驶室
B 木箱和货车同时停止运动
C. 货车受到木箱的摩擦力水平向右
D. 为保证安全，需满足
【答案】D
【解析】
【详解】C．货车遇到紧急情况时以加速度a刹车，由于木箱做匀减速运动的最大加速度为
由于，可知木箱相对于货车向左运动，木箱受到货车的摩擦力水平向右，则货车受到木箱的摩擦力水平向左，故C错误；
B．货车停下所用时间为
木箱停下所用时间为
可知木箱和货车不是同时停止运动，故B错误；
AD．货车从开始刹车到停下通过的位移大小为
木箱从开始刹车到停下通过的位移大小为
则木板与货车发生的相对位移为
为了保证安全，使木箱与驾驶室不发生碰撞，需要满足
故A错误，D正确。
故选D。
11. 某公园内有一种可供游客娱乐的转盘，其示意图如图所示，转盘表面倾斜角度为。在转盘绕转轴匀速转动时，坐在其表面上的游客随转盘做匀速圆周运动。已知游客质量为m，游客到转轴的距离为R，游客和转盘表面之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在转盘匀速转动过程中（ ）
A. 游客一定始终受到盘面的摩擦力
B. 盘面对游客的摩擦力始终指向转轴
C. 游客在最高点的线速度最小为
D. 转盘最大角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．游客处于最高点时，如果重力沿转盘表面方向的分力刚好提供向心力，则此时游客受到盘面的摩擦力为0，故A错误；
B．游客处于最高点时，如果重力沿转盘表面方向的分力大于所需的向心力，则盘面对游客的摩擦力背向转轴，故B错误；
C．游客处于最高点时，如果重力沿转盘表面方向的分力刚好提供向心力，则有
解得
若重力沿转盘表面方向的分力大于所需的向心力，则盘面对游客的摩擦力背向转轴，此时游客在最高点的线速度小于，故C错误；
D.由于在最低点时，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
则转盘的最大角速度为，故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分，其中第13~16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系。将宽度为d的遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量M，钩码的质量m，查出当地的重力加速度g。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有钩码的细线上。滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和，以及这两次开始遮光的时间间隔。
（1）打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到还未系细线的滑块在导轨上通过两个光电门的时间______（选填“小于”、“大于”或“等于”）；
（2）实验中欲使钩码的重力近似等于绳子对滑块的拉力，需满足m______（选填“远小于”、“远大于”或“接近”）M；
（3）该实验计算滑块加速度的表达式为_______（用题目所给的符号表示）
（4）改变钩码的质量，多次进行实验，利用数据做出滑块的加速度a与合力。的关系图像如图乙所示。
①简述图像在F较大时发生明显弯曲的原因_______。
②图乙中_______（用题目所给的符号表示）；
【答案】（1）等于 （2）远小于
（3）
（4） ①. 见解析 ②.
【解析】
【小问1详解】
打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到还未系细线的滑块在导轨上通过两个光电门的时间
该操作的目的是调节气垫导轨水平。
【小问2详解】
对钩码和滑块有
对钩码
得
可见实验中欲使钩码的重力近似等于绳子对滑块的拉力，需满足
【小问3详解】
通过光电门1的速度
通过光电门2的速度
该实验计算滑块加速度的表达式为
【小问4详解】
①[1]图像在F较大时发生明显弯曲的原因是钩码质量过大，不满足远小于滑块的质量。
②[2]对钩码和滑块有
得
可见随着的无限增大，有
13. 足球被踢出后以20m/s的初速度在水平地面上做匀减速运动，加速度大小为，求足球被踢出后，
（1）第3s末的速度大小；
（2）5s内的位移大小。
【答案】（1）5m/s
（2）40m
【解析】
【小问1详解】
题意知足球初速度，加速度大小，根据速度时间关系
代入题中数据，可知第3s末的速度大小
【小问2详解】
分析可知，足球减速到0所需时间
故4s时足球已停止，则5s内的位移大小
14. 如图所示，转经筒的中轴有一手柄，筒侧设一小耳，耳边用轻绳系一吊坠，摇动手柄旋转经筒，吊坠随经筒匀速转动，轻绳始终与转轴在同一竖直平面内。已知转经筒的半径为R，吊坠的质量为m，轻绳长度为L、偏离竖直方向的角度为，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）轻绳的拉力大小；
（2）吊坠的角速度。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
吊坠受到绳子拉力F和重力mg而做匀速圆周运动，如图
故竖直方向有
解得
【小问2详解】
设吊坠的角速度为，对吊坠，由牛顿第二定律得
解得
15. 某实验小组利用图示装置探究斜抛运动的规律，使水流从A点射出，调节水流射出时与水平方向的夹角和速度大小，在带有方格的竖直放置的平板上，得到图中所示的水流轨迹。已知方格每格边长为L，重力加速度为g。
（1）求水流从射出至最高点的时间。
（2）求的正切值。
（3）若保持水流射出时的速度大小不变，将调整为45°，求水流到达与A点等高位置时的水平位移大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设水流从射出至最高点的时间为t，图像可知竖直方向高度，则由逆向思维法可得
解得
【小问2详解】
逆向思维法可知，水流刚射出时在竖直方向的速度
水平方向速度
又因为
联立以上解得
【小问3详解】
以上分析可得，水流射出时的速度大小为
联立以上解得
则水流到达最高点时间为
故到达与A点等高位置时水平位移大小为
联立以上解得
16. 如图所示为某工厂传送货物的装置示意图。先将货物放在水平传送带表面，使它以的加速度匀加速运动，当速度达到时，货物滑上倾角的倾斜传送带的底端，随后被倾斜传送带传送至顶端的平台。已知货物质量，倾斜传送带上表面长度，以的速度顺时针转动，货物与倾斜传送带表面的动摩擦因数，重力加速度。
（1）求水平传送带对货物的摩擦力大小。
（2）求货物在倾斜传送带上的运动时间。
（3）若货物滑上倾斜传送带经一段时间t后，倾斜传送带立即停止运动，货物运动到倾斜传送带顶端时的速度，求t。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可得
【小问2详解】
由于，可知货物刚滑上倾斜传送带受到向上的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
设经过时间，货物与倾斜传送带共速，则有
该过程货物通过的位移大小为
共速后，货物与传送带保持相对静止，向上做匀速运动的时间为
则货物在倾斜传送带上的运动时间为
【小问3详解】
倾斜传送带立即停止运动时，以货物为对象，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
由于货物运动到倾斜传送带顶端时的速度
又
则货物减速过程通过的位移大小一定小于加速过程通过的位移大小；可知倾斜传送带立即停止运动时，货物已经与传送带共速，则货物减速过程的运动时间为
货物减速过程通过的位移大小为
则货物匀速运动过程所用时间为
则货物滑上倾斜传送带到倾斜传送带立即停止运动经历的时间为