精品解析：湖北省部分省级示范高中2024-2025学年高一上学期1月期末考试物理试卷（原卷版+解析版）

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考试时间：2025年1月17日试卷满分：100分
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 北京时间2024年7月27日凌晨1时30分，第33届夏季奥林匹克运动会开幕式在法国巴黎塞纳河举行。本届奥运会，我国体育健儿奋勇拼搏，取得了40金、27银、24铜的优异成绩荣获奖牌榜前列。其中在男子100米自由泳（泳道长50米）决赛中，我国运动员潘展乐以46秒40的成绩创造了新的奥运会纪录，勇夺该项目冠军，这也是我国游泳队在该项目历史上的第一金。下列说法正确的是（ ）
A. “北京时间2024年7月27日凌晨1时30分”和“46秒40”都指的是时刻
B. 在研究潘展乐的泳姿时，可将他看成质点
C. 潘展乐在100米自由泳比赛中的位移为
D. 潘展乐在100米自由泳比赛中的平均速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A．“北京时间2024年7月27日凌晨1时30分” 指的是时刻，“46秒40”指的是时间间隔，A错误；
B．在研究潘展乐的泳姿时，不能忽略潘展乐的动作，不能将其看成质点，B错误；
C．由于泳道长50米，100m的赛程刚好是一个来回，位移为零，C错误；
D．潘展乐在100米自由泳比赛中的平均速率
D正确。
故选D。
2. 在物理学的重大发现中，科学家们创造出许多物理学研究方法，以下所用物理学研究方法的叙述中，说法不正确的是（ ）
A. 通过平面镜观察桌面的微小形变运用了微小量放大法
B. 伽利略运用了实验和逻辑推理相结合的方法说明了力不是维持物体运动的原因
C. 根据速度定义式，当很小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法
D. 在探究两个互成角度力的合成规律时，运用了等效替代法
【答案】C
【解析】
【详解】A．通过平面镜观察桌面的微小形变运用了微小量放大法，故A正确，不符合题意；
B．伽利略运用了实验和逻辑推理相结合的方法说明了力不是维持物体运动的原因，故B正确，不符合题意；
C．根据速度定义式，当很小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，故C错误，符合题意；
D．在探究两个互成角度的力的合成规律时，运用了等效替代法，故D正确，不符合题意。
故选C。
3. 无人机快递物流是指使用无人机作为运输工具，将货物从起运地点通过空中直接运输到目的地点的一种物流方式。2024年11月29日，武汉龙灵山生态公园、低空经济产业园的两条无人机物流航线正式启动（如图）。图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若无人机配送的物资质量为，且无人机与物资始终保持相对静止，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在第末加速度发生改变
B. 在此过程中无人机上升的最大高度为
C. 无人机在第2s末上升到最高点
D. 在末配送物资所受无人机的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像斜率表示加速度可知无人机在第末加速度没有发生改变，故A错误；
BC．根据题图可知无人机上升在4s末上升到最大高度，最大高度为
故BC错误；
D．时间内，物资做匀加速直线运动，加速度大小为
根据牛顿第二定律
解得在末配送物资所受无人机的拉力大小
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，小车在水平方向做直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，车内放一箱苹果，苹果箱和箱内的苹果相对于车厢始终静止，若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变，则下列说法中正确的是（ ）
A. 小车的加速度一定为
B. 小车向左做匀加速直线运动
C. 小球受到的合力大小与小球质量无关
D. 车厢对苹果箱的摩擦力水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于小车在水平方向运动，则车内每个物体的运动状态均与小车的运动状态相同，对小球受力分析如图所示
则有
加速度
可知球A所受合外力不为零，且合力与加速度方向水平向左，故A正确；
B．球A加速度向左，则可知小车的加速度也向左，因此小车可能向右做匀减速运动或向左做匀加速直线运动，故B错误；
C．根据可知小球受到的合力大小与小球质量有关，故C错误；
D．苹果箱在竖直方向受重力与车厢对其的支持力而平衡，而水平方向随车一起运动，则可知其水平方向的合外力水平向左，而水平方向只可能受到摩擦力的作用，因此水平方向所受摩擦力即为合外力，即车厢对苹果箱的摩擦力水平向左，故D错误。
故选A。
5. 如图甲，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，比赛前A、B两个运动员背夹皮球处于静止状态，可以简化为图乙。假设两运动员背部给皮球的弹力均在同一竖直面内，不计摩擦，现保持A背部竖直，B背部倾斜且其与竖直方向的夹角缓慢增大，在此过程中（ ）
A. 运动员A、B对皮球的合力减小
B. 运动员B受到地面的摩擦力减小
C. 运动员A对皮球的弹力增加
D. 运动员B对皮球的弹力先增加后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据平衡条件可得，A、B对篮球的合力始终与篮球的重力等大反向，故A错误；
BCD．根据篮球受到的三个力对应的矢量三角形，如图
可得在角增大的过程中，A、B对篮球的压力均减少，根据牛顿第三定律可知，篮球对B的压力减小，分析易得该压力的水平分力减小，有平衡条件可知，B受到地面的摩擦力减小。
故选B。
6. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统游戏，如图为古代民众进行投壶游戏的图片，游戏规则是参与游戏的人需要在一定距离外把箭投进壶里。若在箭运动所在的竖直平面内建立坐标系xOy，如图乙所示，这只箭由A点投出，最后落于壶中的D点。B、C是其运动轨迹上的两点，B为箭运动的最高点，A、B、C、D四点的坐标分别为（-L，0）、（0，L）、（L，0）、（2L，y），若这支箭可视为质点，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。则下列说法正确的是（ ）
A. D点的纵坐标
B. 质点运动到B点时的速度为0
C. 质点从A运动到D的运动时间为
D. 质点的初速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．箭由B运动到D的过程，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由于
所以时间相等，竖直位移之比为1:3，所以D点的纵坐标为
故A错误；
BD．箭由A运动到B，根据逆向思维法有，，
联立可得，，
故B错误，D正确；
C．质点从A运动到D的运动时间为
故C错误。
故选D。
7. 小口径的水泥管如图甲所示，通常用于排水、灌溉和防护。运输到目的地时可用简易装置卸货。如图乙所示，两根直木棍和相互平行，两端分别靠在车和地面上固定不动。一个半径、质量的水泥管从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距，与水平面的夹角。（，，取），可能用到的数学公式，则下列说法正确的是（ ）
A. 每根直木棍对水泥圆筒弹力为
B. 将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，可施加沿斜面向上的力
C. 将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，所需最小拉力为
D. 每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数为0.75
【答案】B
【解析】
【详解】AD．从右侧视角分析，在沿斜坡方向有
垂直与斜坡方向有
解得，
从BD→AC视角分析，受力示意图如图所示
图中θ角满足
所以
由
解得
所以动摩擦因数为
AD错误；
C．从右侧视角受力分析，如图所示
因木棍提供的支持力合成为2Ncsθ，摩擦力合成为
故两个力的合力方向固定，图中β角满足
故
现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得
解得
C错误；
B．将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，若拉力沿斜面向上，则
B正确。
故选B。
8. 某同学站在压力传感器上做下蹲一起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线如图所示，纵坐标为压力（单位为），横坐标为时间（单位为），由图线可知，该同学的体重约为取，除此以外，还可以得到以下信息（ ）
A. 该同学做了2次下蹲一起立的动作
B. 下蹲过程中人的最大加速度约为
C. 时人已处于起立静止状态
D. 起立过程中人先超重后失重
【答案】BD
【解析】
【详解】AD．人在下蹲过程中，人先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，人先失重后超重；同理可知，起立过程中，人先向上加速后向上减速，加速度方向先向上后向下，人先超重后失重；所以该同学做了1次下蹲—起立的动作，故A错误，D正确；
B．根据牛顿第二定律可知1s末和3s末该同学的视重与实际体重相差最大，则此时加速度 最大，根据牛顿第二定律
解得
故B正确；
C．1s到2s过程，先失重再超重，然后处于平衡状态，时传感器示数等于人的重力，故此时处于下蹲静止状态，故C错误。
故选BD。
9. 《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。如图所示，河岸平直，A处的下游靠河岸B处是个旋涡，A点和旋涡边缘的连线与河岸的最大夹角为（为锐角），河宽为d，河水的速度大小为。大龟在静水中的速度恒定，大龟经过旋涡边缘视为安全。下列说法正确的是（ ）
A. 只要大龟在静水中的速度大于，大龟就可以垂直河岸渡河
B. 只要大龟在静水中的速度小于，大龟就无法安全渡河
C. 大龟能够安全渡河的最小速度为
D. 大龟以最小速度安全渡河的位移大小为d
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设大龟在静水中的速度大小为，只要
大龟的合速度方向就可能垂直于河岸，大龟就可以垂直河岸渡河，故A正确；
BC．若的情况下，只要
大龟的合速度与河岸的夹角
大龟就可以安全渡河，故B错误，C正确；
D．大龟以最小速度安全渡河时，渡河的位移大小为，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，轻弹簧竖直立在地面上，物块A放在轻弹簧上，物块B叠放在物块A上，用绕过两定滑轮的轻绳将物块B、C连接，用手托着物块C，使滑轮两边的轻绳刚好沿竖直方向伸直，已知物块A、B、C的质量分别为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，不计空气阻力，弹簧在弹性限度内，开始时物块B到滑轮的距离足够远，快速撤去手，则下列判断正确的是（ ）
A. 撤去手的一瞬间，绳对物块C的作用力为
B. 撤去手的一瞬间，物块B的加速度为
C. 撤去手的一瞬间，A对B的作用力大小为
D. 撤去手后，物块B向上运动过程中加速度先减小后不变
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．由题意可知，撤去手之前绳子上的拉力为0，此时，对AB整体受力分析得
撤去手得一瞬间，弹簧上弹力不变，A、B、C三个物体加速度大小相等，对C受力分析得
对AB整体受力分析，由牛顿第二定律得
联立解得撤去手的一瞬间，物体C的加速度大小为
此时绳上的拉力突变，大小为
对B根据牛顿第二定律
解得A对B的作用力大小
故AB错误，C正确；
D．撤去手之后AB分开前，对A、B、C系统受力分析，由牛顿第二定律得
随着A向上运动，弹簧的形变量减小，可知加速度减小；A、B分开后，B、C两个物体由绳连接加速度大小一样，对C受力分析由牛顿第二定律可知
对B受力分析，由牛顿第二定律可知
联立解得B、C的加速度大小为
加速度不再变化，故D正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某物理实验学习小组学员分别用图甲和图丙所示的装置“探究平抛运动的特点”
（1）“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律。某同学利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。如甲图用小锤击打弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球自由落下。某次实验，频闪照相记录两小球在不同时刻的位置如图乙所示。以下说法合理的是___________；
A. 分析乙图照片，仅可判断球竖直方向做自由落体运动
B. 分析乙图照片，仅可判断球竖直方向做匀速直线运动
C. 分析乙图照片，可判断球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（2）某同学用图丙装置探究平抛运动的特点时，下面说法合理的是___________；
A. 挡板高度必须等间距变化
B. 每次可从斜槽上不同的位置无初速度释放钢球
C. 在白纸上记录斜槽末端小球球心的位置，作为所建坐标系的原点
（3）图丁是某同学利用“频闪摄影”得到的小球轨迹图，、、是连续三次摄影时小球的位置，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，则平抛的初速度大小为___________（已知当地重力加速度为，结果均用上述字母表示）。
【答案】（1）C （2）C
（3）
【解析】
【小问1详解】
分析乙图照片，与左边自由落体运动对比可以判断球竖直方向做自由落体运动，相同时间内，水平方向位移相同，可以判断水平方向做匀速直线运动。
故选C。
【小问2详解】
A．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故A错误；
B．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，故B错误；
C．在白纸上记录斜槽末端小球球心的位置，作为所建坐标系的原点，故C正确。
故选C。
小问3详解】
竖直方向，根据
水平方向
联立可得
12. 某学习小组利用如图甲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）下列实验操作正确的是___________；
A. 图甲中的电磁打点计时器应接左右交流电源
B. 每次实验，小车应尽可能靠近打点计时器，静止释放小车后，再接通打点计时器
C. 平衡摩擦力时，必须反复调整长木板倾斜度，直至小车能在木板上匀速运动
D. 每次改变小车和车中砝码的总质量后，需要重新平衡摩擦力
（2）某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为___________（结果保留三位有效数字）；
（3）该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图丙中的曲线1，另一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线2。如图所示，作一条与纵轴平行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为。其中曲线1在较大时弯曲的原因可能是未满足小车和砝码总质量___________（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）槽码的质量，若此虚线对应的小车和砝码总质量为，悬挂槽码的质量为，则___________（用、表示）；
（4）为防止出现图丙里曲线1在较大时弯曲的现象，下列改进方案可行的是___________。
A. 用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B. 在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
C. 在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
【答案】（1）AC （2）8.20
（3） ①. 远大于 ②. （4）B
【解析】
【小问1详解】
A．电磁打点计时器应接左右交流电源，故A正确；
B．为了充分利用纸带，每次实验，小车应尽可能靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故B错误；
C．平衡摩擦力时，必须反复调整长木板倾斜度，直至小车能在木板上匀速运动，故C正确；
D．当摩擦力平衡后，满足，其中质量可以约掉，可知改变小车和车中砝码的总质量后，不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
代入数据可得
【小问3详解】
[1]实验中平衡摩擦力后对小车有
对砝码桶及桶内砝码有
解得
即细绳的拉力大于砝码桶及桶内砝码重力，实验中只有当砝码桶及桶内砝码的总质量小于小车的质量时，才能够认为砝码桶及桶内砝码重力等于细绳的拉力，图像的段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是未满足小车和砝码总质量远大于槽码的质量；
[2]对小车和砝码进行分析，近似认为槽码重力等于小车和砝码所受的合力，根据牛顿第二定律有
小车和砝码总质量不变，对槽码与小车和砝码构成的整体，根据牛顿第二定律有
则
【小问4详解】
该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于车与木板间存在阻力（实验中已经补偿了阻力）或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。
故选B。
13. 近期，无人驾驶网约车“萝卜快跑”出现在一些城市的街头。无人驾驶汽车的车顶装有激光雷达，可以探测前方的车辆和行人。现某平直公路上无人驾驶汽车以一定的速度在车道匀速行驶，某时刻探测到前方处有一静止障碍物，立刻启动刹车程序，刹车过程可看作匀变速运动，加速度大小为，恰好没有撞上该障碍物。求
（1）无人驾驶汽车在刹车前的速度大小？
（2）无人驾驶汽车在刹车过程所用的时间？
【答案】（1）30m/s
（2）s
【解析】
【小问1详解】
无人驾驶汽车恰好未撞上障碍物，此时刹车位移为
刹车加速度
设该无人驾驶汽车刹车前速度为v，刹车完速度为0，则有
解得
即无人驾驶汽车在刹车前的速度大小为30m/s。
【小问2详解】
设该无人驾驶刹车时间为t，则有
解得
即无人驾驶汽车在刹车过程所用的时间为。
14. 如图所示，拉杆箱的上表面放着小箱包，在与水平方向成的拉力的作用下它们一起沿水平面由静止开始向左做匀加速直线运动。已知小箱包的质量，拉杆箱的质量，不计所有接触面间的摩擦，取。
（1）若，求拉杆箱的加速度；
（2）若，求此时地面对拉杆箱的支持力大小和小箱包对拉杆箱的作用力大小；
【答案】（1），方向水平向左
（2），
【解析】
【小问1详解】
对小箱包和拉杆箱整体受力分析如图所示
由牛顿第二定律有
解得
加速度方向水平向左。
【小问2详解】
由小箱包和拉杆箱整体受力分析可知
解得
对小箱包受力分析有如下图所示
小箱包受到重力mg和拉杆箱对箱包的作用力F0，由小箱包和拉杆箱一起向左做匀加速运动，则
由力的合成与分解有
解得
由牛顿第三定律得小箱包对拉杆箱的作用力大小为
15. 如图，国家射击队在进行某项模拟训练时使用的装置。受训运动员处于高的塔顶，在距塔水平距离为的地面上有一个电子抛靶装置，圆形靶以速度被装置竖直向上抛出。当靶被抛出的同时，运动员立即用枪射击，子弹初速度。若子弹沿水平方向射出，不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹在枪膛中的运动时间，忽略空气阻力，且靶可以看成质点。（取）
（1）当如何取值时，无论为何值，靶都不能被击中？
（2）若，，试通过计算说明靶能否被击中；
（3）若，，其它条件不变，子弹与靶不同时开始运动，靶能被击中，求时间差。
【答案】（1）
（2）恰好击中 （3）或
【解析】
【小问1详解】
依题意，子弹飞出做平抛运动，若无论为何值，靶都不能被击中，则子弹的水平位移小于水平距离l，子弹落地时，水平位移最大，则有竖直方向
水平方向
解得。
则当时，无论为何值，靶都不能被击中。
【小问2详解】
若，，
设子弹和靶相遇时，子弹竖直位移，子弹水平位移刚好为，靶竖直位移为则对子弹有，
解得，
设竖直向上为正方向，则对靶有
则可得
可知，恰好击中。
【小问3详解】
若，，靶能被击中，子弹的运动时间为
子弹下落的高度为
若子弹先射出，对靶有
解得
（舍），
若子弹后射出，对靶有。
解得（舍），
综上所示，时间差为或。