2024-2025学年辽宁省鞍山市高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年辽宁省鞍山市高一（上）期末物理试卷（含解析），共15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.物体在平面内做曲线运动，曲线为其运动轨迹。如果带箭头的线段分别表示轨迹上相应位置物体速度v的方向和加速度a的方向，下列四幅图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.实验室常用的弹簧秤结构如图甲所示，弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为1N，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将两弹簧秤以如图乙方式悬挂起来，下端挂一重为1N的钩码，则稳定后上、下两弹簧秤的读数分别为( )(不计一切摩擦)
A. 2N，2NB. 2N，3NC. 3N，2ND. 3N，3N
3.在电梯中用两个相同大小的水平力F将25个完全相同的木块用如图所示的方式夹在两个相同的竖直板之间，所有木块都保持相对静止随电梯向下加速，电梯的加速度大小为0.2g(g为重力加速度)。若木块的质量为m，则编号为“24”和“25”的木块间的摩擦力大小为( )(木块从左至右编号依次为1、2、3、…、23、24、25)
A. 30mgB. 18.4mgC. 15mgD. 9.2mg
4.如图，测试某型号新型车载电池性能时，使装载此电池的电动汽车做匀加速直线运动，途中连续经过A、B、C三点，AB间距是BC间距的2倍，汽车经过B点时速度为9m/s，经过C点时速度为11m/s，则该汽车经过A点时的速度为( )
A. 3m/sB. 2m/sC. 1m/sD. 0.5m/s
5.如图，直杆OA的O端抵在墙角，A端始终靠在物块右侧的光滑竖直侧壁上，可以沿着侧壁滑动。用外力使物块向左运动时，直杆上的A点会在竖直面内运动，其轨迹为圆，圆心在O点。若当直杆与水平方向夹角为θ时A点的速度大小为v，则该时刻物块的速度大小为( )
A. vsinθB. vcsθC. vsinθD. vcsθ
6.洪涝灾害给百姓的生命财产安全造成巨大威胁。如图，某次洪灾中救援队利用摩托艇将被困人员由河此岸P点转移到彼岸安全地M点，轨迹如图虚线PM所示，PM与PQ夹角为θ，PQ连线与河岸QM垂直。若水的流速恒为v1，方向平行于河岸QM，转移过程中摩托艇在静水中的速度v2恒定(v2未知)。关于v2的可能值下列判断正确的是( )
A. v2的最小值为v1B. v2的最小值为v1csθ
C. v2的最小值为v1tanθD. v2一定小于v1
7.质点P在水平面上运动，到M点时开始计时，其加速度a随时间t按如图所示的正弦规律变化。若在0～3t0时间内质点P做直线运动，则下列说法正确的是( )
A. t=t0时，P的速度变化最快B. t=t02时，P的加速度变化最快
C. t=2t0时，P可能回到M点D. t=3t02时，P的运动速度不可能最小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，M、N两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面向下做匀速直线运动，
运动到某一位置撤去力F，则关于两物体受力情况的说法正确的是( )
A. 撤去力F前N受到4个力
B. 撤去力F前M受到4个力
C. 撤去力F瞬间，M对N的支持力为0
D. 撤去力F瞬间，M对N的摩擦力沿斜面向下
9.如图，弹性绳的一端悬挂在O点，另一端穿过光滑的小孔O1系着一物体，OO1的距离刚好等于弹性绳的原长，弹性绳的弹力遵从胡克定律，刚开始时物体静止在粗糙水平面上的A点。物体与水平面间的动摩擦因数一定。现用水平向右的外力F拉着物体匀加速运动到B点(弹性绳始终在弹性限度内)，则该过程中下列说法正确的是( )
A. 弹性绳对物体拉力的竖直分力大小不变
B. 地面对物体的摩擦力变小
C. 外力F与弹性绳对物体弹力的合力斜向左上方
D. 外力F与弹性绳对物体弹力的合力保持不变
10.如图，A、B两物块的质量分别为2kg和4kg，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数μ1=0.5，B与地面间的动摩擦因数μ2=0.2。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。现施加一水平拉力F作用在A或B上时，下列叙述正确的是( )
A. 当F=15N作用在A上时，A的加速度为2.5m/s2
B. 当F=15N作用在B上时，A的加速度为0.5m/s2
C. 当F=60N作用在A上时，A的加速度为8m/s2
D. 当F=60N作用在B上时，A的加速度为8m/s2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某研究性学习小组利用三根完全相同的弹簧来验证力的平行四边形定则。如图，先测出弹簧的原长，再将白纸固定在水平木板上，将三根细绳套系于同一结点，然后同时用三根弹簧分别拉住三根细绳套，以合适的角度向三个不同方向拉开，当结点处于静止时，在白纸上标记下结点的位置O，并记下绳套的方向以及弹簧的长度。改变三根弹簧的夹角，重复实验。
(1)关于本实验，下列说法正确的是______；
A.实验需要测出弹簧弹力的大小
B.实验时应保持三个拉开的弹簧长度尽量相同
C.实验中使用的细绳套适当长些有利于减小实验误差
(2)在此次实验中，组内同学想利用测得的弹簧伸长量来代替弹簧拉力大小进行实验验证，此实验操作______(选填“合理”或“不合理”)；
(3)已知弹簧原长为15.00cm，实验中结点静止时，三根弹簧的长度可能是______。
，17.79cm，22.45cm
，20.22cm，21.38cm
，17.25cm，18.14cm
12.如图1为某实验小组测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置。物块放在右端有滑轮的上表面水平的长木板上，长木板固定在水平桌面上，物块的左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，右端通过绕在滑轮上的细绳与沙桶相连，细绳上的拉力可以通过力传感器测量。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在沙桶中放入适量细沙，物块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列的点。
(1)关于本实验，下列说法正确的是______；
A.实验需要平衡摩擦力
B.实验需要调节滑轮使绳和长木板平行
C.实验需要满足沙和沙桶的总质量远小于物块的质量
(2)图2是某次实验获取纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，计数点间的距离如图所示。则计数点3物块对应的速度v= ______m/s，本次实验物块对应的加速度a= ______m/s2(结果均保留三位有效数字)。
(3)改变沙桶内细沙的质量，测量出对应的加速度a和力传感器的读数F，若用图像法处理数据，得到了如图3所示的一条倾斜的直线，则物块与木板间的动摩擦因数μ= ______(结果保留三位有效数字，重力加速度取g=10m/s2)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，质量M=2kg的楔形斜面体置于粗糙的水平地面上，其倾角θ=37°。质量m=1kg的滑块从斜面体的顶端由静止开始沿斜面下滑，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，在滑块滑行过程中斜面体始终静止，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)滑块沿斜面下滑的加速度大小；
(2)滑块沿斜面下滑过程中斜面体对地面的压力大小。
14.长为L=0.4m的管从地面以v=4m/s的速度竖直上抛，上管口正上方h=1.6m处有一可视为质点的小球同时自由下落。重力加速度取g=10m/s2，不计空气阻力，管运动过程保持竖直，小球穿过管的过程与管间无相互作用，求：
(1)管经过多长时间上升到最高点；
(2)小球穿出下管口时离地的高度。
15.如图，在粗糙水平台阶上Q点放置一质量m=4kg可视为质点的小物块，在台阶右侧固定了一个14圆弧挡板，圆弧半径R=1m，圆弧的圆心在台阶边缘O点。小物块在与水平方向成θ=37°、大小F=25N的拉力作用下，从静止开始沿粗糙水平面做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动，到O点时撤去拉力，小物块水平抛出并击中挡板。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)小物块与台阶平面间的动摩擦因数μ；
(2)若小物块击中挡板上的P点，OP与水平方向夹角为α=53°，求小物块由Q运动到O的时间；
(3)以O点为原点、水平向右为+x、竖直向下为+y建立平面直角坐标系。改变小物块出发点的位置，可使其击中挡板上的不同点，欲使其击中挡板时的速度最小，求击中挡板的点的纵坐标(结果可保留根式)。
答案解析
1.【答案】B
【解析】解：做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向；合力的方向即加速度方向指向轨迹的凹向。由题意可知，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据物体做曲线运动的条件分析。
本题主要考查的是物体做曲线运动的条件，关键掌握好基础知识，难度不大。
2.【答案】A
【解析】解：弹簧秤的读数为弹簧受到的拉力，由乙图可知，两个弹簧串联在一起，下面挂着一个外壳和重物，所以两个弹簧受到的拉力均为外壳和重物的重力之和，即2N，故A正确，BCD错误。
故选：A。
弹簧秤读数为弹簧受到的拉力，分析两个弹簧受到的拉力。
考查了弹簧秤的工作原理，分析弹簧受到的拉力即可。
3.【答案】D
【解析】解：以向下的方向为正方向，对25个木块组成的整体，由牛顿第二定律可得：25mg−2f=25ma，解得：f=25mg−25ma2=25mg−25m×0.2g2=10mg，
设“24”和“25”的木块间的摩擦力大小为f1，对第25木块，由牛顿第二定律可得：mg−f+f1=ma，解得：f1=ma−mg+f=m×0.2g−mg+10mg=9.2mg，方向竖直向下。故D正确，ABC错误。
故选：D。
先以25个木块组成的整体为研究对象，根据牛顿第二定律求解加速度大小，再以第25木块为研究对象，由牛顿第二定律列式即可解题。
以本题是连接体问题，考查了牛顿第二定律的应用，利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。
4.【答案】C
【解析】解：设汽车的加速度为a，AB之间的距离为2x，BC之间的距离为x，则从A到B：vB2=vA2+2a⋅2x
从B到C：vC2=vB2+2a⋅x
联立解得vA=1m/s
故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据匀变速直线运动的位移—速度公式列式，联立即可求出。
本题考查匀变速直线运动的平均速度推论，熟记公式即可。
5.【答案】C
【解析】解：将A点的速度分解为水平向左和竖直向下的方向，如下图所示：
A点的合运动为在A点垂直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成，所以该时刻物块的速度大小为v1=v sinθ，故C正确，ABD错误。
故选：C。
将A点的速度分解，根据矢量关系计算即可。
能够对A点的速度正确分解是解题的关键。
6.【答案】B
【解析】解：ABC.轨迹如图虚线PM所示，可知合速度方向沿PM，根据速度分解与合成规律可知，当v2方向垂直于PM时，v2达到最小值，则有v2min=v1csθ
故AC错误，B正确；
D.v1、v2与合速度能构成一个闭合的三角形，可知，v2大小可能小于、大于或等于v1，故D错误。
故选：B。
合速度方向沿PM，当v2方向垂直于PM时，v2达到最小值，结合几何关系分析。
本题考查小船渡河问题，注意题中已经确定了合速度方向以及水流方向，结合平行四边形法则求解。
7.【答案】C
【解析】解：A、根据题意分析可知，t=t0时，P的加速度为零，则速度变化最慢，故A错误；
B、根据题意分析可知，t=t02时，P的加速度最大，加速度变化最慢，速度变化最快，故B错误；
C、根据题意分析可知，图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，可知在0～2t0时间内，速度的变化量为零，若在0～t0时间物体减速到零，然后t0～2t0时间内反向加速，则在t=2t0时，P回到M点，故C正确；
D、根据题意分析可知，若0～3t02时间内物体的速度变化量恰好等于初速度，且与初速度反向，则在t=3t02时P的运动速度为零，即速度最小，故D错误。
故选：C。
加速度的大小反映速度变化的快慢；
加速度的变化率由a−t图像的斜率决定；速度的变化量等于a−t图像与时间轴围成的面积(代数和)；结合加速度与速度的方向关系判断速度的增减。
本题的关键在于理解a−t图像的物理意义：斜率表示加速度变化率，面积表示位移。
8.【答案】BC
【解析】解：AB.对M、N受力分析如图所示：
对整体，水平方向不受力，没有弹力，因此墙壁对M也没有摩擦力，
对N，由平衡条件可知，受到重力、M对N的弹力和摩擦力，3个力，
对M，受到重力、恒力F、N对M的弹力和摩擦力，共4个力，故A错误，B正确；
CD.撤去力F瞬间，对整体受力分析，只受重力，做加速度为g的匀加速直线运动，则M、N都是只受重力，MN之间没有相互作用，故C正确，D错误。
故选：BC。
AB.对整体、M、N分别受力分析，根据平衡条件分析；
CD.撤去外力后，对整体受力分析，判断运动状态，再分析单个物体受力。
考查了受力分析的方法，选择合适的研究对象，然后根据平衡条件分析受力情况。
9.【答案】AD
【解析】解：A.设物块在B位置时细绳与竖直方向的夹角为θ，则弹性绳对物体拉力的竖直分力大小F弹y=k⋅O1B−⋅csθ=k⋅O1A−
即大小不变，故A正确；
B.地面对物体的摩擦力f=μN=μ(mg−F弹y)不变，故B错误；
CD.物体受到重力、支持力、水平拉力、弹性绳的拉力和摩擦力，如图所示：
由于物体的重力mg，所受支持力N和摩擦力f不变，物体匀加速运动到B点，加速度不变，根据牛顿第二定律可知物体受合外力也不变，可知外力F与弹性绳对物体的弹力T的合力也保持不变，由几个力的合力方向水平向右，则外力F与弹性绳对物体弹力T的合力不可能斜向左上方，故C错误，D正确。
故选：AD。
对物体进行受力分析，因为物体做匀变速直线运动，结合几何关系求出弹性绳对物体拉力的竖直分力大小，支持力的大小，以及拉力、摩擦力的大小，结合牛顿第二定律和力的合成进行分析。
该题考查牛顿第二定律的应用，解决本题的关键能够正确地进行受力分析，熟练运用正交分解去求解力。
10.【答案】AB
【解析】解：AC.AB间的最大静摩擦力fAB=μ1mAg，解得：fAB=10N。B与地面间的最大静摩擦力fB地=μ2(mA+mB)g，解得：fB地=12N。当F作用在A上且两物块相对滑动时，需满足F>12N。当F=15N作用在A上时，AB相对滑动，A的加速度aA1=F−fABmA，解得：aA1=2.5 m/s2当F=60N作用在A上时，AB相对滑动，A的加速度a′A1=F−μ1mAgmA，解得：a′A1=25 m/s2。故A正确，C错误；
BD.当拉力F作用在B上且AB恰不相对滑动时，满足μ1mAg=mAa2，解得：a2=5 m/s2。此时对AB整体，F=μ2(mA+mB)g+(mA+mB)a2，解得：F=42N。当F=15N作用在B上时，AB相对静止，加速度aA2=F−μ2(mA+mB)gmA+mB，解得：aA2=0.5 m/s2。当F=60N作用在B上时，AB相对滑动，A的加速度a′A2=5 m/s2。故B正确，D错误。
故选：AB。
分析题目时需考虑A、B间及B与地面间的摩擦力对运动状态的影响。当F作用在A上时，需判断AB是否发生相对滑动，再根据受力情况计算加速度；当F作用在B上时，需分析AB整体运动或相对滑动条件，确定A的加速度。不同F值下需分别计算临界情况，比较实际F与临界值的关系，从而判断运动状态和加速度大小。
本题综合考查牛顿运动定律在连接体问题中的应用，涉及静摩擦力与滑动摩擦力的临界分析，以及不同受力情况下加速度的计算。题目通过设置水平拉力作用于不同物体，全面检验学生对摩擦力和整体法、隔离法的掌握程度。计算量适中，需要学生准确判断相对滑动条件，并灵活运用动力学公式。题目难点在于区分拉力作用在不同物体时摩擦力的变化规律，以及临界状态的分析。选项设置巧妙，通过不同数值的拉力考查学生对物理过程的理解深度，能够有效锻炼学生的逻辑推理能力和建模分析能力。本题属于中等偏上难度，对学生的综合应用能力提出了较高要求。
11.【答案】C 合理 B
【解析】解：(1)A.根据题意三根弹簧完全相同，则可先测出弹簧的原长，再测出弹簧的伸长后的长度，就可计算弹簧的伸长量，根据胡克定律F=kΔx
可知弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，所以不用测量弹簧弹力的大小，故A错误；
B.实验时三根弹簧拉力的大小不要求相同，即弹簧长度不要求相同，故B错误；
C.实验中使用的细绳套适当长，在确定力的方向时误差会更小，有利于减小误差，故C正确。
故选：C。
(2)根据胡克定律F=kΔx
由于三根弹簧劲度系数相同，可知弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比，所以可以用弹簧的伸长量代替弹簧拉力大小进行实验验证，此操作合理。
(3)A.根据胡克定律可知弹簧弹力与弹簧的伸长量成正比，则可以用弹簧的伸长量代替弹力大小，已知弹簧的原长均为15cm，则三根弹簧对应的伸长量分别为Δx1=19.21cm−15cm=4.21cm，Δx2=17.79cm−15cm=2.79cm，Δx3=22.45cm−15cm=7.45cm
由于Δx1+Δx2