河南省南阳六校2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（含解析）

这是一份河南省南阳六校2024-2025学年高一上学期期末 物理试卷（含解析），共17页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于运动学的说法正确的是（ ）
A. 位移是初位置与末位置间的有向线段，当路程等于0时位移有可能不为0
B. 第ns内是指ns末至（n + 1）s末的时间间隔，前ns是0到（n − 1）s末的时间间隔
C. 速度的变化率表示速度变化的快慢，在数值上等于单位时间内速度的变化量
D. 匀变速直线运动的加速度方向不改变，速度的方向也一定不改变
【答案】C
【解析】
【详解】A．位移是初位置指向末位置的有向线段，当路程等于0时位移也为0，故A错误；
B．第ns内是指至（n − 1）s末至ns末的时间间隔，前ns是0到ns末的时间间隔，故B错误；
C．速度的变化率表示速度变化的快慢，在数值上等于单位时间内速度的变化量，故C正确；
D．匀变速直线运动的加速度方向不改变，速度的方向可能改变，故D错误。
故选C。
2. 关于力的有关概念，下列说法正确的是（ ）
A. 拔河比赛中，当轻绳静止时，两队对轻绳的拉力是一对平衡力
B. 两个力合力一定不小于这两个力中任意一个力
C. 力是物体间的相互作用，作用力可以比反作用力先产生
D. 当互相挤压且粗糙的物体间没有相对运动时，一定没有摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A．拔河比赛中，当轻绳静止时，轻绳处于二力平衡状态，两队对绳子的拉力是一对平衡力，故A正确；
B．两个力的合力可能大于这两个力，也可能等于这两个力，也可能小于这两个力，故B错误；
C．力是物体间的相互作用，作用力和反作用力同时产生，故C错误；
D．当互相挤压且粗糙的物体间没有相对运动时，一定没有滑动摩擦力，可能有静摩擦力，故D错误。
故选A。
3. 下列关于运动与力的有关公式，说法正确的是（ ）
A. 对平均速度的定义式，与的方向可能相同也可能相反
B. 对牛顿第二定律，与成正比，与成正比
C. 对匀变速直线运动的公式，与成正比，与T成正比
D. 对滑动摩擦力的公式，与成正比，与成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．对平均速度的定义式，的方向由的方向决定，与一定同向，故A错误；
B．对牛顿第二定律，与成正比，与成正比，故B正确；
C．对匀变速直线运动的公式，与成正比，与T2成正比，故C错误；
D．与、无关，反映的是相互接触的两物体材料的特性，故D错误。
故选B。
4. 一可视为质点的物体做自由落体运动的速度v与下落时间t的关系图像如图所示，已知图中阴影部分的面积为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 0至时间内物体的平均速度为B. v-t图像的斜率为g
C. 时刻物体的瞬时速度为D. 0至时间内物体下落的高度为
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由数学知识可得
解得0至时间内物体的平均速度为
根据匀变速运动规律可知时刻物体的瞬时速度为，A错误，C错误；
B．自由落体运动的规律可得
则v-t图像的斜率为g，B正确；
D．0至时间内物体下落的高度为，D错误。
故选B。
5. 如图所示，C、B分别是窗户上下边上的点，A点在B点正下方，三点在同一竖直线上，A、B两点的高度差与B、C两点的高度差相等。在A点给一小球竖直向上的初速度，小球经过B点并恰好运动到C点，后又返回到A点，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球从B到C处于超重状态，从C到B处于失重状态
B. 上升过程中，小球从A到B的运动时间与从B到C的运动时间之比为：1
C. B、C两点的高度差为
D. A、B两点的高度差为
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球从B到C与从C到B加速度都是重力加速度，都是完全失重状态，故A错误；
B．小球从C到A是自由落体运动，A、B两点的高度差与B、C两点的高度差相等，则小球从C到B的运动时间与从B到A的运动时间之比为1：，由逆向思维可得小球从A到B的运动时间与从B到C的运动时间之比为：1，故B正确；
CD．由匀减速直线运动的规律可得
解得
则A、B两点和B、C两点的高度差为为
故CD错误。
故选B。
6. 一辆可视为质点的小车在平直公路上运动的速度时间关系图像如图所示，整个运动过程中加速度的大小始终为，下列说法正确的是（ ）
A. 至时间内汽车速度的变化量为B. 汽车的最大速度为
C. 至时间内汽车的位移为为D. 汽车停止运动的时刻为
【答案】C
【解析】
【详解】A．时刻汽车的速度为
时刻汽车的速度为
则速度变化量
故A错误；
B．时刻汽车的速度达最大值
故B错误；
C．、时刻汽车的速度分别为
至时间内汽车的位移为
故C正确；
D．设汽车停止运动的时刻为t，则有
结合
联立解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，半径为R，内壁光滑的塑料圆轨道竖直固定，OA、OB分别是竖直、水平半径。把可视为质点的小球甲固定在A点，质量为m、可视为质点的小球乙放置在圆弧AB之间，由于甲对乙有磁力排斥作用，乙静止在Р点，甲对乙的磁力方向总是由甲指向乙，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 若OA与OP的夹角为60°，甲对乙的磁力大小为mg
B. 若乙在B点，甲对乙的磁力与弧面对乙的弹力等大
C. 若缓慢增大甲对乙的磁力，乙在沿着圆弧缓慢上移到B点过程中，弧面对乙的弹力变大
D. 若A、P两点间的距离是R的n分之一，则乙球静止在Р点时，甲对乙的磁力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．对乙受力分析，弧面对乙的弹力由乙指向O，甲对乙的磁力由甲指向乙，若OA与OP的夹角为60°，由三力平衡的矢量三角形可得三个力构成的是正三角形，则甲对乙的磁力等于乙的重力mg，故A错误；
B．同理，若乙在B点，三个力构成的是等腰直角三角形，甲对乙的磁力是弧面对乙弹力的倍，故B错误；
C．设甲、乙间的距离为d，三个力构成的三角形与三角形OAP相似，则有
可得
若缓慢增大甲对乙的磁力，乙在沿着圆弧缓慢上移过程中，弧面对乙的弹力大小不变，总等于乙的重力，故C错误；
D．若A、P两点间的距离是R的n分之一，则有
结合
可得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示，一辆小车内固定一个竖直杆，小车放置在水平面上，一条轻质细线穿过质量为m，光滑的小圆环，两端都拴在竖直杆上。现控制小车沿着水平面做匀变速直线运动，环与车保持相对静止，发现细线一部分1与竖直方向的夹角为37°，另一部分2与竖直方向的夹角为53°，重力加速度为g，sin53° = 0.8，cs53° = 0.6，下列说法正确的是（ ）
A. 小车的速度可能向左，加速度可能向右B. 细线的1、2两部分拉力的大小可能不相等
C. 细线的1部分拉力的大小为D. 小车的加速度大小为g
【答案】CD
【解析】
【详解】A．环与车相对静止时，车的速度沿水平方向，环的速度沿水平方向，环的合力沿水平方向，细线的拉力斜向左上方，则拉力与重力的合力水平向左，则环与车的加速度向左，速度可能向左也可能向右，故A错误；
B．细线穿过光滑的环，细线的拉力大小处处相等，细线的1、2两部分的拉力的大小一定相等，故B错误；
C．设细线的拉力大小为F，细线的1、2部分分别沿水平方向和竖直方向分解，竖直方向由二力平衡可得
解得
故C正确；
D．水平方向由牛顿第二定律可得
解得
故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，光滑硬直杆与水平面成53°夹角固定，原长为3L的轻质弹簧一端固定在О点，另一端与可视为质点的圆环相连，圆环套在杆上，环在A点正好处于静止状态。OA沿竖直方向，B、C是杆上的另外两个点，OB与杆垂直，OC沿水平方向。现给环一个沿杆向上的初速度，环从A运动到C。已知圆环质量为m，A、C两点间的距离为5L，重力加速度为g，sin53°=0.8，cs53=0.6，下列说法正确的是（ ）
A. 环在A点，杆对环的弹力为0B. 弹簧的劲度系数为
C. 环在B点的加速度大小为D. 环在C点的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．环在A点，弹簧对环的拉力竖直向上，环的重力竖直向下，若杆对环有弹力沿倾斜方向，则环的合力不可能等于0，环不可能处于静止状态，则杆对环的弹力为0，故A正确；
B．由几何关系可得O、A两点间的距离为4L，在A点由二力平衡可得
解得
故B错误；
C．在B点，弹簧对环的弹力垂直杆，把环的重量分别沿着杆和垂直杆分解，则环的合力等于重力沿着杆的分力，则有
解得
故C错误；
D．由几何关系可得О、C两点间的距离为3L，弹簧的原长为3L，则环在C点，弹簧处于原长，弹簧对环的弹力为0，同理可得环在C点的加速度为，故D正确。
故选AD。
10. 如图1所示，一可视为质点的物块在t=0时刻从水平传送带的最左端以速度滑上传送带，同时传送带在电动机的带动下，从静止开始向右做匀加速运动，经过一段时间物块与传送带速度相同，物块正好运动到传送带的正中央，然后控制传送带，让传送带与物块一起做匀速直线运动，一直到物块离开传送带，两者的v-t图像如图2所示。已知第一段时间内两图线斜率的绝对值相等，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 共速以后，物块所受的摩擦力由滑动摩擦力变为静摩擦力
B. 第一段时间内传送带的加速度大小为
C. 传送带的总长度为
D. 物块在传送带上运动的总的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．物块在传送带上运动，第一段时间所受摩擦力为滑动摩擦力，第二段时间两者以共同的速度匀速运动，没有相对运动趋势，物块不受摩擦力作用，所以摩擦力由滑动摩擦力变到0，故A错误；
B．第一段时间，对物块由牛顿第二定律可得
解得
两者v-t图像的斜率的绝对值相等，则
故B正确；
C．设两者的共同速度为，由v-t图像的对称性可得
设传送带的长度L，第一段时间对物块由速度位移关系可得
综合解得
故C错误；
D．物块在传送带上运动的总时间为
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图所示的装置来测量当地的重力加速度，OD为竖直木板，让小球从О点等高处由静止释放，右侧用一束平行光照射小球，小球在下落的过程中在木板上留下影子。在释放小球的同时用频闪照相机连续拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的O、A、B、C、D点。现测得О点到各点的距离分别为h1、h2、h3、h4，回答下列问题：
（1）为了减小空气阻力的影响，应选择体积小，质量_________（选填“小”或“大"）的小球来做实验。
（2）由匀加速直线运动的规律可得影子在D点时的速度是在B点时的速度的_________倍，若照相机的闪光周期为T，则当地重力加速度的表达式为g=_________（用T、h2、h4表示）。
【答案】（1）大 （2） ①. 2 ②.
【解析】
小问1详解】
为了减小空气阻力的影响，应选择体积小，质量大的小球来做实验。
【小问2详解】
[1]B点位于O、D两点的中间时刻，由匀加速直线运动的规律，可得影子在D点时的速度是在B点时速度的2倍。
[2]由公式可得
则当地重力加速度的表达式为
12. 某实验小组用如图1所示的装置来测量物块甲与水平桌面间的动摩擦因数。物块甲、乙通过轻质细线连接，轻质细线跨过水平桌面右边缘的定滑轮，甲被控制在桌面上，乙吊在定滑轮的下方，在乙的下方固定一光电门，乙与光电门间的高度差为h，甲、乙的质量相等，乙的上下表面高度差为d（d远小于h）。现松开甲，则乙向下运动通过光电门的挡光时间为△t，改变释放时乙与光电门间的高度差h，测出乙通过光电门相应的挡光时间△t，用测得的数据描绘出，与h的关系图像如图2所示，重力加速度为g，回答下列问题：
（1）桌面上方细线与桌面_____________（选填“可以不平行”或“一定平行”），乙通过光电门时的速度大小为__________。
（2）细线的拉力__________乙的重力（选填“大于”“小于”或“等于”），乙的加速度___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）若图2的斜率为k，则甲与桌面间的动摩擦因数为____________。
【答案】（1） ①. 一定平行 ②.
（2） ①. 小于 ②. 小于
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1][2]桌面上方细线与桌面如果不平行，需要把细线的拉力沿着水平方向和竖直方向分解来表达甲的合力，因为细线与水平方向的夹角未知，合力无法表达，则桌面上方细线与桌面一定平行，短时间内平均速度可替代瞬时速度，则乙通过光电门的速度为
【小问2详解】
[1][2]甲、乙做匀加速直线运动，乙向下加速，处于失重状态，则细线的拉力小于乙的重力，对甲、乙组成的整体进行受力分析，由牛顿第二定律，可得
可得
【小问3详解】
[1]对乙由速度位移关系可得
则有
若关系图像的斜率为k，则有
结合
联立可得
13. 甲、乙两辆汽车沿同一平直公路做直线运动，其运动的位移—时间关系图像如图中甲、乙所示，图中t0和x0均为已知量。已知乙做匀加速直线运动，在0时刻乙切线的斜率为0，1.5t0时刻乙的切线与甲平行，求t0时刻之后甲的速度以及乙的加速度分别为多大。
【答案】，
【解析】
【详解】t0时刻之后，甲的速度等于甲的斜率，则有
1.5t0时刻乙的速度为
乙在0时刻切线的斜率为0，则乙的初速度为0，由速度—时间关系可得
解得
14. 如图所示，粗糙的斜面abcd是宽为L、长为的长方形，其倾角为30°。把质量为m，可视为质点的物块放置在c点，给物块一个由c指向a的初速度，同时给物块一个沿着斜面的拉力F（方向、大小均未知），物块沿着ca匀速运动到a。已知物块在运动过程中滑动摩擦力等于重力的，重力加速度为g，求：
（1）物块从c到a的运动时间以及物块与斜面间的动摩擦因数；
（2）F的大小。
【答案】（1），
（2）
【解析】
【小问1详解】
由几何关系可得
物块从c到a的运动时间
根据共点力平衡条件有
解得
【小问2详解】
由几何关系可得bc与ac的夹角为60°，即f=0.5mg与=0.5mg的夹角为60°，把f=0.5mg与=0.5mg合成，由平行四边形定则可得这两个力的合力沿bc与ac夹角的平分线，与bc的夹角为30°，合力的大小为
由三力平衡可得F与等大反向，则
15. 如图所示，一条硬直细杆水平固定，A、B两点间的距离为L，B、C两点间的距离也为L，A、B之间光滑，B、C间粗糙。一质量为m可视为质点的小环套在细杆上，从A点由静止开始在斜向右上方的拉力F1（未知）的作用下向右做匀加速直线运动，该拉力与水平方向的夹角为60°，环在从A到B的过程中，中间时刻的速度为。当环运动到B点时，撤掉F1，换上斜向右上方另一个恒定拉力作用在环上，该拉力与水平方向的夹角为53°，环从B到C的过程中，杆对环的弹力竖直向下，B、C之间的杆与环间的动摩擦因数，重力加速度为g，sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
（1）环在B点的速度大小以及环从A到B的加速度大小；
（2）F1大小以及小球从A到B的过程中杆对环的弹力大小；
（3）环从B到C的加速度大小以及环在C点的速度大小。
【答案】（1），
（2），或
（3），
【解析】
小问1详解】
设环在B点的速度为，环在A点的速度为0，从A到B匀加速直线运动的平均速度为，则有
解得
由匀加速直线运动速度位移关系可得
综合解得
【小问2详解】
把分别沿水平方向和竖直方向分解
，
合力为水平方向的分力，由牛顿第二定律可得
综合解得
，
若杆对环的弹力向上，则有
若杆对环的弹力向下，则有
综合可得
或
【小问3详解】
环从B到C，设斜向右上方的拉力为，把分别沿水平方向和竖直方向分解，竖直方向由二力平衡可得
，
水平方向由牛顿第二定律可得
结合，综合解得
环从B到C由速度位移关系可得
综合解得