辽宁省普通高中2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份辽宁省普通高中2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版），共22页。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题，本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，其中1~8小题只有一个选项正确，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 物理学家在建立物理概念、探究物理规律的过程中，应用的思想方法正确的是（ ）
A. 在建立“质点”、“瞬时速度”概念时，都应用了极限法
B. 在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法
C. 在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时应用了微元累积法
D. 伽利略在研究自由落体运动规律时应用了理想实验法
【答案】B
【解析】A．建立质点概念时，应用了理想化模型的研究方法，瞬时速度运用的极限法，故A错误；
B．在建立“重心”、“合力与分力”概念时，都应用了等效替代法，故B正确；
C．在得出匀变速直线运动的位移和时间关系时应用了微元累计法，在得出匀变速直线运动的速度和时间关系时没有应用微元累积法，故C错误；
D．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理、实验和数学相结合的研究方法，故D错误。
故选B。
2. 下列单位中是基本单位，并且以之为单位的物理量既有标量也有矢量的单位是（ ）
A. mB. NC. m/sD. J
【答案】A
【解析】m/s、N和J都不是国际单位制中的基本单位；m是国际单位制中的基本单位，是位移的单位，也是路程的单位，而位移是矢量，路程是标量。
故选A。
3. 羽毛球运动是一项深受同学们喜爱的课间体育运动。如图所示是无风天气一羽毛球的飞行轨迹图，图中A、B为轨迹上等高的两点，P为最高点。假设羽毛球所受空气阻力方向与运动方向始终相反，则该羽毛球在从A到B的整个运动过程中（ ）
A. 在A、B两点时速度相同
B. 从P到B速度不断增大
C. 从A到P速度不断减小
D. 经过P点时加速度等于重力加速度g
【答案】C
【解析】A．A、B两点等高，羽毛球重力做功为零，空气阻力与运动方向始终相反，所以空气阻力做负功，即
Wf＜0
从A点到B点过程，由动能定理有
可知B点的速度小于A点的速度大小，且两点速度方向不同，故A错误；
B．从P到B，阻力做负功，重力做正功，无法判断动能大小的变化，速度大小变化无法判断，故B错误；
C．从A到P，阻力做负功，重力做负功，动能不断减小，速度不断减小，故C正确；
D．羽毛球在P点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，所以水平方向还有空气阻力，羽毛球在P点的合力大于重力，所以羽毛球经过P点的加速度大于重力加速度g，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，物体A、B叠放在粗糙的斜面C上，在沿斜面向上的力F作用下，物体A、B一起沿斜面向上匀速运动，而斜面C始终静止在水平地面上，此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物体A受4个力作用
B. 物体B受6个力作用
C. 斜面C受6个力作用
D. 地面受到的压力大于C所受地面的支持力
【答案】A
【解析】A．因为物体A匀速运动，对物体A受力分析，除受拉力，重力、支持外，还受到B对其沿斜面向下的静摩擦力作用，共4个力，故A正确；
B．对物体B受力分析，物体A、B间有沿斜面方向的静摩擦力，B、C间有沿斜面方向的滑动摩擦力，物体B还受到重力、支持力、压力、共5个力，故B错误；
C．对斜面C受力分析，斜面C除受到重力外，还受到地面对C的静摩擦力及支持力，物体B对C的压力及滑动摩擦力，共5个力，故C错误；
D．地面受到的压力与C所受地面的支持力是一对作用力与反作用力，大小相等，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，竖直面内固定一大圆环③，三个小环套在三根不同的光滑杆上，从上至下杆长之比为1∶4∶9，杆的上端固定在圆的顶点O，下端分别固定在圆①②③的圆周A、B、C点上。圆①②③共用顶点O，半径之比为1∶2∶3，三个小环从顶点O由静止开始沿杆自由下滑至A、B、C三点经过的时间之比为（ ）
A. 1∶2∶3B. 1∶1∶1
C. D.
【答案】C
【解析】设光滑杆与竖直直径的夹角为θ，圆环的半径为R，对小环受力分析可得，小环所受的支持力大小为
所受合外力大小为
根据牛顿第二定律可得小环的加速度大小为
小环沿滑轨运动的位移为
根据位移时间关系有
可得小环沿滑轨运动的时间为
三小环运动时间之比为
故选C。
6. 如图所示，木块A、B重力分别为50N和70N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始状态A、B间的轻弹簧被压缩了4cm，系统静止不动。已知弹簧的劲度系数为200N/m，现突然用水平向右的力N推木块A，则在力F作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. A所受摩擦力大小为8N
B. A所受摩擦力大小为10N
C. B所受摩擦力大小为6N
D. B所受摩擦力大小为14N
【答案】B
【解析】AB．A的最大静摩擦力为

弹簧的弹力为
力F作用的瞬间

故A产生向右的加速度，受到的滑动摩擦力为10N，故A错误，B正确；
CD．B的最大静摩擦力为
弹簧的弹力为
力F作用的瞬间，弹簧弹力不变

故B在这一瞬间加速度为0，则有
方向向左，故CD错误。
故选B。
7. 近年来我国大力发展自主品牌创新，其中“大疆”已经成为无人机领域的龙头老大。如图是一款“大疆”四旋翼无人机，能实现自主水平悬停、水平直线运动及垂升垂降。某次拍摄中，它先以10.0m/s的速度匀速水平向东运动了10.0s，又以恒定的加速度（方向向西）运动了10.0s，在此20.0s内的平均速率为13.5m/s，则加速度的大小为（ ）
A. 0.4m/s2B. 1.4m/s2C. 4.5m/s2D. 5.0m/s2
【答案】D
【解析】无人机向东匀速飞行的路程为
s2为匀变速运动的路程，根据平均速率定义式
解得
根据位移-时间关系，可得速度减为零时的位移为
其中
反向加速的位移为
其中
联立解得
a=5.0m/s2
故选D。
8. 如图所示，均可视为质点的小球A、B通过跨过车厢顶部的光滑轻质定滑轮的轻绳连接，小球A用轻绳AC系于车厢侧壁，当小车在水平面上向左做匀加速直线运动时，定滑轮两侧的轻绳恰好垂直，轻绳AC恰好水平。已知A、B两小球的质量分别为0.4kg、0.3kg，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳AB中的张力大小为6NB. 小车的加速度大小为
C. 轻绳CA中的张力大小为3ND. 轻绳对定滑轮的作用力小于7N
【答案】B
【解析】A．设轻绳中的张力大小为T，OA与竖直方向的夹角为，则有
，
解得
，
故A错误；
B．小车在水平面上向左做匀加速直线运动，结合上述可知，小球受到的合力为
根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为
故B正确；
C．设轻绳中张力大小为，则有
解得
故C错误；
D．由于定滑轮两侧的轻绳恰好垂直，则轻绳对定滑轮的作用力大小为
故D错误。
故选B。
9. 下列描述直线运动的四个图像中，a为加速度，x为位移，v为速度，t为时间，其中B、D选项中的图像皆为抛物线，则所描述的运动一定是初速度为零的匀加速直线运动的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A．图像A中加速度不变，即匀变速直线运动，但初速度是否为零，是加速还是减速，都是不确定的，故A错误；
B．图像中相邻相同时间间隔的位移之比为，因此，可以用来描述初速度为零的匀加速直线运动，故B正确；
C．由初速度为0的匀加速直线运动位移时间关系
可知与成正比，所以C图像可以描述初速度为零的匀加速直线运动，故C正确；
D.由初速度为0的匀加速直线运动速度时间关系
可见它的图应该是过原点的倾斜直线，D图像是弯曲的，不可以描述匀加速直线运动，故D错误。
故选 BC。
10. 2024年9月11日12时，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1在酒泉卫星发射中心圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验，假设火箭从最高点自由下落2s后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足关系式： ，其中C为特定常数，开伞下降距离d后以5m/s的速度匀速下降直到落地，为了简便计算，忽略在开伞前受到的空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则下列判断正确的是（ ）
A. 常数C的值为0.5
B. 开伞后下降距离
C. 开伞后火箭处于失重状态
D. 从开伞到匀速过程平均速度大小为12.5m/s
【答案】AB
【解析】A．设开伞瞬时速度为，由公式，其中t1=2s，解得
此时x=0，代入公式，解得
故A正确；
B．把v=5m/s代入公式，得
故B正确；
C．由公式知，随着位移的增大，速度v减小，所以开伞后做减速下落运动，加速度方向竖直向上，则有火箭处于超重状态，故C错误；
D．由公式知，打开降落伞后
做出图像，如图
由图像得，图像在第一象限内围成的面积等于时间，则从开伞到匀速过程的时间为
所以从开伞到匀速过程的平均速度大小为
故D错误。
故选AB。
11. 如图所示，三根轻质细线a、b、c将质量相同的两个小球1、2悬挂，当两小球静止时，细线a与竖直方向夹角为30°，细线c水平。现保持细线a与竖直方向夹角30°不变，将细线c在竖直面内逆时针缓慢转过60°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 细线b上拉力逐渐减小
B. 细线b上拉力方向不变
C. 细线c上拉力逐渐减小
D. 细线c上拉力先减小后增大
【答案】AD
【解析】CD．对两小球的整体受力分析，如下图所示
由整体的平衡可推得细线a上的张力Ta一直减小。细线c逆时针缓慢转过60°的过程中，Tc先变小，当Tc与Ta垂直时Tc最小，之后Tc又增大，故C错误，D正确；
AB．对小球1受力分析，如下图所示
细线a上的拉力Ta方向不变而大小一直减小，由图所示的mg、Ta和Tb所围成矢量三角形变化过程可知Tb逐渐变小，方向不断变化，故A正确，B错误。
故选AD。
12. 一木板A与轻弹簧一端栓接，弹簧竖直固定在水平面上，A上面放置物块B，系统处于静止状态，如图所示，现对B施加竖直向上的拉力F（图中未画出），使其由静止开始做加速度大小的匀加速直线运动。弹簧的劲度系数，A、B的质量均为，A、B均视为质点，重力加速度g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. F的最小值为4N
B. A、B刚分离时，弹簧处于原长状态
C. A、B分离后，A在上升阶段先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的减速运动
D. 若在A、B刚分离时撤去F，则此后B上升的最大高度为0.018m
【答案】ACD
【解析】A．A、B分离前对AB整体由牛顿第二定律得
A对B的支持力逐渐减小，F增大，所以刚开始运动时，F最小，此时
所以
故A正确；
B．当A、B分离时
对A由牛顿第二定律得
弹簧处于压缩状态，故B错误；
C．A、B分离后，A在上升阶段，F弹越来越小，由
可知A的加速度先减小，此时A向上做加速度减小的加速运动，当时
此后的上升过程中由
可知加速度的方向竖直向下，做加速度增大的减速运动，故C正确；
D．开始时，系统处于静止状态，设此时弹簧形变量为，则有
解得
A、B刚分离时，设弹簧形变量为，则有
代入数据解得
所以A上升的位移大小
A、B刚分离时，B上升的位移大小为x，设B的速度为v，撤去F后B上升的最大高度为h，由运动学公式可知
，
代入数据解得
故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空题，本题共2小题，13题6分，14题8分，共14分。
13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，某小组进行实验的主要步骤是：
①如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条长度为GE；
②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。记录O点位置以及、的大小和方向；
③撤去、，改用一个测力计单独拉住小圆环，仍使它处于O点，此时测力计示数为F，如图丙所示。记录F的大小和方向；
④图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。
（1）关于此实验，下列叙述正确的有______；
A. 进行图乙的实验操作时，、的夹角越大越好
B. 通过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些
C. 进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点
D. 重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同
（2）图丁中是以、为邻边构成的平行四边形的对角线，实验中一定沿GO方向的是______（填“F”或者“”）；
（3）若在图乙中，F₁、F₂的夹角θ为钝角，现保持O点位置不变，顺时针缓慢转动测力计a的同时逆时针缓慢转动测力计b，使图中夹角α、β均减小，则弹簧测力计a在弹性限度内的过程中示数大小变化为______（填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【答案】（1）BD （2）F （3）增大
【解析】
【小问1解析】
A．在进行图乙的实验操作时，为减小实验误差，F1、F2的夹角应适中，F1、F2的夹角不是越大越好，故A错误；
B．过描点确定拉力方向时，所描的点到O点的距离应适当大一些，有利于减小误差，故B正确；
C．为使合力的作用效果与两分力的作用效果相同，在进行图丙的实验操作时，不可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点，故C错误；
D．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，但是每一次完整的实验必须保证结点位置相同，故D正确。
故选BD。
【小问2解析】
是通过平行四边形定则做出的F1、F2合力理论值，而F1、F2合力的实验值由一个弹簧测力计直接测得，一定沿GO方向。
小问3解析】
现保持O点位置不变，顺时针缓慢转动测力计a的同时逆时针缓慢转动测力计b，使图中夹角α、β均减小，根据平行四边形定则做图如图所示
可知F1和F2都增大。
14. 某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系。请回答下列问题：
（1）关于本实验，某小组补偿阻力时，将小车放在水平静止的长木板上，将远离滑轮的一端缓慢垫高，直到小车拖着纸带由静止开始沿木板向下滑动为止，该小组的操作______（填“正确”或“错误”）；
（2）图乙是实验打出纸带的一部分，电源频率为50Hz，相邻两计数点间均有4个点未画出，使用毫米刻度尺读数后，求出小车的加速度大小为______m/s2（结果保留两位有效数字）；
（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图像。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是（ ）
A. 没有补偿摩擦阻力，且小车和砝码质量较大
B. 补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过大，且槽码的质量较大
C. 补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且槽码的质量较大
D. 补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车和砝码质量较大
（4）该小组经过重新补偿阻力，讨论改进了实验方案，保持槽码、小车、砝码总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，重复实验。由此得到的图像是一条______（填“直线”或“曲线”）。
【答案】（1）错误 （2）0.50 （3）C （4）直线
【解析】
【小问1解析】
小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑。
【小问2解析】
图中相邻两个点之间还有4个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz可得图中标记的两点间时间间隔为
小车加速度的大小为
【小问3解析】
由图可知，已经加外力了，还没有加速度，说明没有平衡摩擦力或补偿摩擦阻力时，木板的倾斜角度过小；以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
以槽码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力；所以图线上部弯曲的原因是：随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量，综合以上故选C。
【小问4解析】
保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，槽码、小车和砝码总质量不变，以槽码、小车和砝码为整体，则有
解得
可知，得到的图像是一条直线。
三、计算题，本题共3小题，15题10分，16题12分，17题16分，共38分。解答时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，答案中必须明确的写出数值和单位。
15. 正在公路上行驶的汽车，只需按下一个键，就能轻松切换到飞行模式，变身飞机跃入天空，这就是飞行汽车！一辆飞行汽车在平直的公路上以20m/s的速度行驶，某时刻司机启动飞行模式，汽车保持水平速度不变，沿竖直方向开始匀加速爬升，经过一段时间爬升到100m高处，用x表示水平位移，y表示竖直位移，这一过程的图像如图所示。求汽车飞行时：
（1）从启动飞行模式，到离地100m高处需要多长时间；
（2）到达100m高处时竖直速度和瞬时速度的大小（可用根式表示）。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）飞行汽车的水平速度不变，当爬升到100m高处时有
解得
（2）竖直方向做匀加速直线运动，有
解得
合速度为
16. 攀爬运动可以很好的锻炼儿童的四肢协调能力。如图所示，质量的攀爬装置放在地面上，装置上表面与水平面夹角为37°，假设装置上表面光滑，有一个质量为的小孩在攀爬过程中，用力拉住绳索保持平衡，绳索与竖直方向的夹角为45°，整个装置处于静止状态。（假设小孩可以看作质点，，，重力加速度g取10m/s2）求此状态下：
（1）绳索对小孩的拉力大小和装置对小孩的支持力大小；
（2）地面对装置的支持力和摩擦力的大小。
【答案】（1）， （2），
【解析】
【小问1解析】
对小孩受力分析，如图正交分解得
x轴方向
y轴方向
解得
，
【小问2解析】
对小孩和装置整体受力分析，如图
x轴方向
y轴方向
解得
，
17. 如图所示，质量为、长度的木板静止在光滑水平面上，质量为的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为，在物块滑上木板的同时，给木板施加一大小，方向水平向右的恒定拉力。假设物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物块相对木板向右滑行的最大距离x；
（2）若水平面粗糙，木板与水平面之间的动摩擦因数为，恒定拉力F的大小可以调节，要使物块不会从木板上滑落，F的大小应满足的条件。
【答案】（1）0.8m （2）
【解析】
【小问1解析】
设物块在木板上做匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
设木板向右做匀加速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
设物块与木板经过时间t达到共同速度，根据匀变速直线运动的规律有
物块在这段时间t内的位移大小
木板在这段时间t内的位移大小
物块相对木板向右滑行的最大距离
解得
【小问2解析】
物块不从木板右端滑落的临界条件是当物块恰好到达木板的右端时，物块与木板具有共同速度，此种情况下物块的加速度大小仍为，设此种情况下拉力的大小为，木板的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
设此种情况下物块与木板经过时间达到大小为的共同速度，根据匀变速直线运动得
物块与木板在这段时间内的位移大小分别为
，
又
解得
N
若N，则在物块滑到木板的右端前，物块与木板就已达到共同速度，此后物块必须相对木板静止，物块才不会从木板的左端滑落；设物块与木板达到共同速度后，物块恰好可以与木板相对静止的情况下，拉力的大小为，有
解得
N
故恒定拉力的大小F应满足的条件为