四川省成都市蓉城联盟2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

四川省成都市蓉城联盟2024-2025学年高一（上）期末
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。下列说法正确的是( )
A. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，采用了控制变量法
B. 物理学中规定：使质量为的物体产生的加速度的力的大小为
C. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用了等效替代法
D. 牛顿对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法
2.一个物体受到几个共点力的作用处于静止状态。现把其中一个力旋转后，物体所受合外力大小变为，则的大小为( )
A. B. C. D.
3.某实验小组通过从楼顶由静止释放小球来估测某栋大楼的高度。现测得小球从开始下落至落地的时间为，通过查阅资料获知：当地重力加速度大小为。不计空气阻力，该栋大楼的高度约为( )
A. B. C. D.
4.某同学站在体重计上完成下蹲动作，他观察到体重计的示数先减小再增大最后不变。在该同学下蹲的过程中，下列说法正确的是( )
A. 该同学的加速度方向先竖直向上再竖直向下
B. 该同学的加速度方向一直竖直向下
C. 该同学先处于失重状态再处于超重状态
D. 该同学一直处于失重状态
5.如图，倾角为的固定光滑斜面上有、两物体用轻质弹簧相连，、的质量均为，为垂直于斜面的挡板，系统处于静止状态，重力加速度大小为。现将挡板撤去，撤去挡板的瞬间、的加速度大小分别为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
6.如图，质量为的物体放在倾角为、质量为的斜面体上，通过一轻质细绳绕过定滑轮连接质量也为的物体，细绳与斜面平行，恰好匀速下降。斜面体处于水平地面上，定滑轮质量不计，离地面足够高，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 受个力
B. 处于失重状态
C. 受到地面的支持力大小为
D. 受到地面的静摩擦力方向水平向左
7.一辆货车和一辆小轿车以相同的速度在同一条平直公路上运动，货车在小轿车前方处。货车遇紧急情况突然刹车，小轿车司机经的反应时间开始刹车，两车的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若两车未相撞，则从时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为：
B. 货车和小轿车刹车的加速度大小之比为：
C. 若两车未相撞，则时两车的速度相同
D. 若两车刚好不相撞，则
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.引体向上是锻炼人体臂力的一项重要体育项目。如图，某次某人双手吊在单杠上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 单杠对人的力和人受的重力是一对相互作用力
B. 若两手改握单杠的、位置且仍处于静止状态，则人受的合力不变
C. 若两手改握单杠的、位置且仍处于静止状态，则每只手臂上的力变大
D. 单杠对人的力和人对单杠的力是一对平衡力
9.如图甲，一质量为的物体置于粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为。现用一水平拉力作用于物体上，随时间变化的图像和物体的图像分别如图乙、丙所示。规定水平向右为正方向，重力加速度大小取。下列说法正确的是( )
A. 内，物体受到水平向左的静摩擦力 B. 内，物体未受到摩擦力
C. 物体与水平面间的动摩擦因数为 D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
10.如图，一倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。一质量为的煤块可视为质点以初速度从最低点冲上传送带，恰好能到达最高点。煤块与传送带间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，，。煤块从点运动到点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 点到点的距离为
B. 煤块的运动时间为
C. 煤块的加速度大小一直为
D. 煤块在传送带上的划痕长度为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置图。实验的主要步骤如下：
将橡皮筋的一端固定在水平木板上的点，另一端拴上两根带绳套的细绳，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
沿着两个方向拉弹簧测力计、，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，记下此结点位置，并记录两个弹簧测力计、的拉力、的大小及方向，同时按一定的标度作出、的图示，并以、为邻边作出平行四边形及所夹对角线；
再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，记录此拉力的大小及方向，并以同一标度作出此力的图示。
在上述操作中有遗漏的步骤是：______填序号，请将其补充完整：______。
下列做法有助于减小该实验误差的是______。
A.拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度
C.当将橡皮筋的活动端拉到某一设定位置时，拉力和的夹角越大越好
D.图中的、细绳应适当长一点
在该实验中作出的力的图示如图乙所示，在图乙中一定沿橡皮筋方向的力是______填“”或“”。
12.某实验小组设计的“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示，小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直平面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车受到的拉力大小。
实验中______填“需要”或“不需要”满足动滑轮上所挂钩码的质量远小于小车的质量。
某同学在实验中打出的纸带的一部分如图乙所示，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分计数点的间距，已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为。由图乙中的数据可求得打下点时，小车的速度大小为 ______，小车做匀加速直线运动的加速度大小为______。计算结果均保留位有效数字
该实验小组通过该实验装置完成实验，以拉力传感器的示数为横坐标，小车的加速度大小为纵坐标，作出的图像为图中的______。
改变钩码的质量，假设钩码的质量可以为任意大小，则小车加速度的最大值为______已知当地重力加速度大小为。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.近几年，落地窗因为采光好、视野开阔的优点深受喜爱。图甲是某小区高层住宅外安装落地窗的情景，为安全起见，要求吊运过程中玻璃与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在玻璃上的轻绳，另一人在地面控制一端系在玻璃上的轻绳，二人配合可使玻璃缓慢竖直上升。已知玻璃的质量为，当绳与竖直方向的夹角为时，绳与竖直方向的夹角为，玻璃可视为质点，重力加速度大小取。
求轻绳和的拉力大小；
若水平地面上的工人保持静止，求水平地面对工人的摩擦力大小。
14.为了践行新发展理念，突出公园城市特点，构建“雪山下公园城市”新场景，并给市民提供夏季避暑好去处，年月日，“西岭雪山滑草避暑节”在西岭雪山景区映雪广场隆重启动如图甲，从此成都人民又多了一个休闲避暑的好去处。已知滑草轨道可等效为如图乙所示，倾斜轨道长，与水平方向的夹角为，滑草板与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数相同。某同学可视为质点从顶点处由静止开始下滑，经滑至轨道的底端点，轨道与轨道在点平滑连接经过点前后速度大小不变，之后该同学进入轨道并最终停在轨道上。重力加速度大小取，，。求：
动摩擦因数；
该同学最终停止的位置与点的距离。
15.物理情景来源于生活，并应用服务于生活。下面是一种小游戏的玩法：将一瓶水放在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央，人用力扯桌布，当桌布完全从水瓶可视为质点下抽出后，水瓶不倒且不掉出桌面则视为游戏成功。如图，已知桌布的一边与桌面的边重合，边的长度为，水瓶位于桌面中央，与边、边的距离均为，水瓶与桌布间的动摩擦因数为，水瓶与桌面间的动摩擦因数也为，桌布与桌面间的动摩擦因数为，水瓶包括水的质量为，桌布的质量为。某次游戏中，某同学用水平向右的拉力向右扯桌布。
求刚开始时水瓶和桌布的加速度大小；
求水瓶最终停止的位置与边的距离；
若水瓶的速度大小超过时水瓶将会倾倒导致游戏失败，要保证游戏成功即水瓶不能倾倒也不能掉出桌面，求水平向右的拉力要满足的条件。
答案和解析
1.
【解析】、“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了分力和合力是等效替代的关系，即采用了等效替代的方法，故A错误；
B、由牛顿第二定律，知，时，，即使质量为的物体产生的加速度的力的大小是，故B正确；
C、在探究加速度与力、质量的关系的实验中，运用了控制变量法，故C错误；
D、伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系“的研究开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，故D错误。
故选：。
2.
【解析】一个物体受到几个共点力的作用处于静止状态，则这几个力的合力为零，
力与其它力的合力等大反向，把其中一个力旋转后，其它力的合力不变，
此时物体受到的合力大小
解得：，故A正确，BCD错误。
故选：。
3.
【解析】不计空气阻力，小球做自由落体运动，小球的位移，则大楼的高度约为，故B正确，ACD错误。
故选：。
4.
【解析】该同学的加速度方向先竖直向下再竖直向上，故AB错误；
该同学在加速度竖直向下时处于失重状态，竖直向上时处于超重状态，故C正确，D错误。
故选：。
5.
【解析】静止处于平衡状态，由平衡条件可知，弹簧的弹力
弹簧的弹力不能突变，撤去挡板的瞬间，的受力不变，所受合力为零，的加速度为零，
对，由牛顿第二定律得：
解得：，故ABC错误，D正确。
故选：。
6.
【解析】对受力分析，受到重力、斜面的支持力、绳子的拉力以及斜面的摩擦力共个力作用，故A错误；
B.物体匀速下降，加速度为零，处于平衡状态，不是失重状态，故B错误；
以、、三个物体组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和地面的支持力，由于匀速下降，所以系统加速度为零，根据平衡条件得知，地面对的支持力等于系统的重力，即，受到地面的静摩擦力为零，故C正确，D错误。
故选：。7.
【解析】、全程小轿车位移为，货车位移为，若两车未相撞，则从时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为：，全过程小轿车比位移多跑了，两车刚好不相撞，要保证速度相等时刚好不相撞，速度相等后，货车位移大于小轿车，故两车刚好不相撞，，故A正确，D错误；
B、小轿车加速度大小为，货车加速度大小为，则货车和小轿车加速度大小之比为：：：，故B错误；
C、时，小轿车速度，解得，货车速度，解得，若两车未相撞，则时两车的速度不相同，故C错误；
故选：。
8.
【解析】由题意可知，人在单杠的力及自身重力的作用下，处于平衡状态，则单杠对人的力和人受的重力是一对平衡力，故A错误；
设每只手臂力的大小为，与竖直方向的夹角为，人的重力为，如图，对人受力分析：
由平衡条件可知，，若两手改握单杠的、位置且仍处于静止状态，则人仍处于平衡状态，所受合力不变，始终为零；但变大，则变小，故变大；故BC正确；
D.单杠对人的力和人对单杠的力是一对相互作用力，故D错误；
故选：。
9.
【解析】、由图丙知，内，物体处于静止状态，此时它受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反；由图甲知，拉力水平向右，故物体受到的静摩擦力向左，故A正确、B错误；
、由图丙知，内，物体做匀加速直线运动，加速度为，根据牛顿第二定律，其所受合力大小，由图乙知拉力为，受到的摩擦力为，可得动摩擦因数为，故C正确，D 错误。
故选：。
10.
【解析】、煤块刚滑上传送带时，对煤块，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
煤块减速到与传送带速度相等需要时间
该过程煤块的位移
传送带的位移
由于，煤块与传送带速度相等后相对传送带向下滑动，继续做匀减速运动，
对煤块，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
煤块恰好到达点，则到达点时煤块的速度为零，煤块减速到零需要的时间
该过程煤块的位移
传送带的位移
煤块的位移即点到点的距离
煤块的运动时间，故A正确，BC错误；
D、煤块减速到与传送带速度相等过程痕迹的长度
煤块减速到零过程痕迹的长度，则痕迹的长度为，故D正确。
故选：。
11. 橡皮筋的活动端拉到同一位置
【解析】在上述操作中有遗漏的步骤是填序号，需要补充的内容是橡皮筋的活动端拉到同一位置。
为了保证两分力在同一平面内，拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，故A正确；
B.实验中两拉力的方向适当大一些，但不需要两绳间夹角取、、等特殊角度，故B错误；
C.当将橡皮筋的活动端拉到某一设定位置时，拉力和的夹角要适当，故C错误；
D.为了减小确定拉力方向的误差，图中的、细绳应适当长一点，故D正确。
故选：。
由于实验误差的存在，合力的理论值不一定沿橡皮筋方向，单独用一个弹簧测力计测得的合力的实际值一定沿橡皮筋方向，在图乙中一定沿橡皮筋方向的力是。
故答案为：；橡皮筋的活动端拉到同一位置；；。
12.不需要
【解析】拉力传感器可以读出细线的拉力所以不需要满足所挂钩码的质量远小于小车的质量；
根据匀变速直线运动规律可知
根据逐差法有
该实验小组通过该实验装置完成实验，则有摩擦阻力的影响，当达到一定值时，小车才有加速度，即在轴上有截距，故D正确，ABC错误；
故选：。
对车受力分析有
对钩码受力分析有
联立解得
可得不断增加钩码的质量，小车的加速度随之增大，但最大值
故答案为：不需要；；；；
13.设轻绳和的拉力大小分别为、，如图，对玻璃受力分析：
由平衡条件可得：
，
，
联立可得：
，；
若水平地面上的工人保持静止，设水平地面对工人的摩擦力大小为，如图，对该工人受力分析：
由平衡条件可得：；
答：轻绳和的拉力大小分别为、；
若水平地面上的工人保持静止，水平地面对工人的摩擦力大小为。
14.该同学在倾斜轨道上时，如图，对其受力分析：
由平衡条件得：，
由滑动摩擦力计算公式得：，
由牛顿第二定律得：，
由题知，该同学在倾斜轨道上做初速度为的匀加速直线运动，根据运动学规律得：，
由题知：，，
联立可得：；
设该同学最终停止的位置与点的距离为，则从该同学开始下滑至停下，
根据动能定理可得：，
由知：，
联立可得：；
答：动摩擦因数为；
该同学最终停止的位置与点的距离为。
15.分析可知水瓶和桌布不会相对静止一起运动，对水瓶由牛顿第二定律得
解得
对桌布由牛顿第二定律得
代入数据解得
设经时间水瓶从桌布上滑下，则
这段时间内水瓶的位移为
水瓶从桌布上滑下时的速度为
水瓶在桌面上减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
则水瓶的减速距离为
所以水瓶最终停止的位置与边的距离为
联立以上各式，代入数据解得
若水瓶刚好不倾倒，则加速位移大小为
减速位移大小
因为
故水瓶会掉出桌面导致游戏失败。若水瓶刚好不掉出桌面，设加速时间为场，则加速位移大小
减速位移与加速位移大小相等，故减速位移大小为
由
解得
设桌布的加速度大小为，由
解得
对桌布由牛顿第二定律得
解得
故水平向右的拉力要满足的条件为
答：刚开始时水瓶和桌布的加速度大小分别为，；
水瓶最终停止的位置与边的距离为；
水平向右的拉力要满足的条件为。
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