湖南省衡阳市衡阳县第四中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省衡阳市衡阳县第四中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.春秋时期齐国人的著作考工记辀人篇中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，关于这一现象下列说法不正确的是( )
A. 这个现象符合牛顿第一定律
B. 马力既竭，辀犹能一取的原因是车具有惯性
C. 马对车不再施力了，车最终会停下来，说明物体的运动需要力来维持
D. 马对车不再施力了，车最终会停下来，是因为受到阻力的作用
2.软件是一款非常实用的物理运动图像软件。如图，小明探究从一楼坐电梯回到家五楼的电梯运动情况的图像，小明处于失重阶段的是( )
A. 从到 B. 从到 C. 从到 D. 从到
3.如图所示，小船以大小为、方向与上游河岸成角的速度在静水中的速度从处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的处．已知河宽，则下列说法中正确的是( )
A. 河中水流速度为 B. 小船以最短位移渡河的时间为
C. 小船渡河的最短时间为 D. 小船以最短的时间渡河的位移是
4.如图所示，一固定斜面倾角为，将小球从斜面顶端以速率水平向右抛出，小球击中了斜面上的点；将小球从空中某点以相同速率水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中点。不计空气阻力，重力加速度为，小球、在空中运动的时间之比为( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
5.轻绳一端系在质量为的物体上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆的圆环上现用始终平行于杆的力拉住绳子上一点，使物体从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍保持在原来位置不动则在这一过程中，拉力和环对杆的摩擦力的变化情况是( )
A. 保持不变，逐渐增大 B. 逐渐减小，保持不变
C. 逐渐增大，逐渐增大 D. 逐渐增大，逐渐减小
6.如图所示，在光滑水平地面上一长木板以的速度向右匀速运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块轻放在木板上，同时对物块施加一个水平向右的恒力，已知木板与物块的质量相等，物块始终在木板上，且物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块放到木板上后，下列关于物块、木板运动的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，水平光滑长杆上套有物块，一细线跨过固定在天花板上点的轻质定滑轮一端连接，另一端悬挂物块。开始时位于点，为点正下方杆上一点，现将、由静止释放。当通过杆上点时，绳与水平方向夹角为，取，，关于释放后的过程，下列说法正确的是( )
A. 从到过程，的速度先增大后减小
B. 从到过程，一直处于失重状态
C. 通过点时速度与此时的速度大小比为
D. 到达之前，绳子对的拉力始终大于的重力
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.我国高铁总里程超万公里，高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。我国和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。每节车厢质量均为，当列车在平直轨道上匀加速启动时，每节动力车厢牵引力大小均为，每节车厢所受阻力均为车厢重力的倍，重力加速度为。某列动车组由节车厢组成，其中第、、、节车厢为动车，其余为拖车，该动车组在水平直轨道上运行，下列说法正确的是( )
A. 若做匀速运动时，各车厢间的作用力均为零
B. 匀加速启动时，整列车的加速度大小为
C. 不管是匀速运动还是加速启动时，第、节车厢间的作用力一定都为零
D. 匀加速启动时第节车厢对第节车厢的作用力大小为
9.如图，两小球、分别与两段轻绳、和一轻弹簧连接。两小球静止时，轻绳、与竖直方向的夹角分别为、，弹簧沿水平方向，则下列说法正确的是( )
A. 球和球的质量之比为
B. 轻绳和弹簧的弹力之比为
C. 若小球的质量为，剪断轻绳的瞬间，轻绳的张力为
D. 若小球的质量为，剪断轻绳的瞬间，球的合力大小为
10.如图甲所示，倾角为、足够长的斜面体固定在水平面上，质量为的物块锁定在斜面体上，时刻在物块上施加一水平向右的推力同时将锁定解除，使物块由静止开始沿斜面体运动，已知外力大小与物块速度大小的变化规律为，为定值，整个过程中物块运动的加速度关于速度的变化规律如图乙所示。重力加速度取，，。下列说法正确的是( )
A. 物块与斜面体间的动摩擦因数为
B.
C. 物块的速度最大时，推力的大小为
D. 物块的加速度为时，推力的大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图所示的装置探究质量一定时物体的加速度与所受合力的关系。
实验操作步骤如下：
按图安装好器材，挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，打开电源，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
关闭电源，取下托盘和砝码，测出其总质量为；
继续打开电源，只让小车沿木板下滑，测出加速度；
改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。
关于实验操作步骤说法正确的有_____。
A.实验时拉小车的轻绳必须与长木板平行
B.实验时需要使小车质量远大于砝码和托盘的质量
C.该实验改变砝码质量时也可以不必改变木板倾角
D.实验时使小车靠近打点计时器，应先接通电源，再释放小车
实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上选取清晰的个打印点，测出位置到位置、位置间的距离，如图所示。已知打点周期，则小车的加速度_______。保留位有效数字
改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可画出的图像是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率为，则小车的质量为__________。
12.如图甲所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图：
关于这个实验，以下说法正确的是___________。
A.小球释放的初始位置越高越好
B.每次小球要从同一高度由静止释放
C.实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直
D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板
某同学实验时得到如图乙所示物体的运动轨迹，、、是运动轨迹上的三点，位置已标出，点不是抛出点，轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛运动的初速度是_______，小球从抛出运动到点的时间为_______，抛出点的坐标_______，_______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，质量的光滑小球用细线系在质量为、倾角为的斜面体上，细线与斜面平行，斜面体与水平面间的摩擦不计，取。试求：
若用水平向右的力拉斜面体，要使小球不离开斜面，拉力不能超过多少？
若用水平向左的力推斜面体，要使小球不沿斜面向上滑动，推力不能超过多少？
14.如图所示，传送带与地面倾角，从到长度为，传送带以的速度逆时针转动。在传送带上端无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕。已知，。求：
煤块从到运动的时间；
煤块从到的过程中传送带上形成划痕的长度。
15.如图所示，滑雪运动员通过助滑道加速后从点垂直于缓冲坡以起跳，最后落在缓冲坡上的点，轨迹上的点与点等高图中未画出，已知缓冲坡倾角，不计空气阻力。已知，，重力加速度取。求：
运动员从点到点过程中速度变化量的大小；
缓冲坡上、两点间的距离；
运动员落在点的速度方向与水平面夹角的正切值。
答案和解析
1.
【解析】马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离，说明车具有惯性，即验证了牛顿第一定律，故AB正确
2.
【解析】由图像可知，在从到时间内，速度随时间在增大，因此电梯在加速上升，处于超重状态；从到，由于图形面积依然增大，即电梯仍在上升，因此从到，电梯匀速上升；从到，速度随时间在减小，但是图形面积增大，故从到，电梯在减速上升，处于失重状态；从到，速度为零，即此时电梯到达目的楼层．故C正确．
3.
【解析】解：、根据题意可知，小船在沿水流方向上的速度和水速相等，则，故A错误；
B、在垂直于河岸的方向上，根据运动学公式可知，故B错误；
C、当小船的速度垂直于河岸时，则小船渡河的时间最短，为，故C错误；
D、由上述分析可知，此时小船的合速度为，因此小船的位移为，故D正确；
故选：。
4.
【解析】小球抛出后做平抛运动，对球，，解得，对于球，，解得，空间小球、在空中运动的时间之比为，故A正确，BCD错误。
5.
【解析】先对结点受力分析，受物体的拉力等于重力、拉力和绳子的拉力，根据平衡条件，结合三角形定则作图，如图所示：
物体从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，拉力增加；
再对环和物体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和摩擦力，如图所示：
根据平衡条件，有：
垂直杆方向：，即支持力不变；
平行杆方向：，即增加；
根据牛顿第三定律，环对杆的摩擦力增加；
故选：．
6.
【解析】 和 的速度达到共速之前， 受到 向右的摩擦力和恒力 受到 向左的摩擦力， 做加速运动， 做减速运动，则对于 有
对于 有
由此可知 的加速度大于 的加速度，故AB错误；
C. 共速后，若在恒力 作用下， 间的摩擦力没有达到最大静摩擦力，则 一起做加速运动，则对于 有
且
故 和 的加速度 ，故C正确；
D.若在恒力 作用下， 间的摩擦力达到最大静摩擦力，发生相对滑动，则 的加速度大小不相等，且均做加速运动，则对于 有

对于 有
可知 的加速度 小于共速前 的加速度 ，故D错误。
故选C。
7.
【解析】A、物块从到过程，对受力分析，受到重力、拉力和杆对的弹力，重力和弹力与运动方向垂直，绳子的拉力与运动方向夹角为锐角，则的速度一直增加，故A错误；
B、开始时的速度为零，当物块到达点时，物块下降到最低点，的速度又为零，则从释放到最低点过程，速度先增大后减小，加速度先向下后向上，先失重，后超重，故B错误；
C、物块在点时，将的速度分解到沿绳方向和垂直于绳方向，如图
沿绳方向的分速度大小等于物块的速度大小，由几何关系得：，故C正确；
D、从释放到最低点过程，速度先增大后减小，加速度先竖直向下后竖直向上，所以绳子对的拉力先小于的重力，后大于的重力，故D错误。
故选：。
8.
【解析】A.当动车组做匀速运动时，对整体有，则，则根据平衡条件可知第一列车厢有，对于一、二列车厢整体有，可得二、三节车厢间作用力，以此类推，可知，，，，，则可知各车厢间的作用力不是都为零，故A错误；
B.匀加速启动时，对节车厢，根据牛顿第二定律，整列车的加速度大小为，故B正确；
C.加速启动时，对前节车厢有，可得，第、节车厢间的作用力为零，故C正确；
D.匀加速启动时，对第节车厢有，可得第节车厢对第节车厢的作用力大小为，故D错误。
故选BC。
9.
【解析】设弹簧弹力为，对两球整体受力分析，由平衡条件可得
对小球受力分析且由平衡条件可得
联立解得
，
故A正确，B错误
剪断轻绳的瞬间，轻绳的张力为球在径向的分力为
剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不变，球的合力大小为
故CD正确。
故选ACD。
10.
【解析】A.对物体受力分析，如图所示：
，
时刻，推力为零，物体的加速度大小为，
根据牛顿第二定律，沿斜面的方向，有，解得：，故A错误；
B.物体加速度为零时，由力的平衡条件得：，又，由题图乙可知，此时，代入上式解得：，解得：，故B正确；
C.由选项分析可知，物体速度最大时推力的大小为，故C错误；
D.时，由牛顿第二定律得，又，代入数据解得：，故D正确。
11.；；。
【解析】实验时为保证小车的加速度不变，拉小车的轻绳必须与长木板平行，故A正确；
B. 根据题意可知，小车匀速下滑时有，当取下托盘和钩码加速下滑时则有，小车受到的合外力大小等于托盘和砝码的总重力大小，即可以用托盘和砝码的总重力代替小车受到的合外力，所以不需要，故B错误；
C.小车匀速下滑时有，为小车受到的摩擦力，所以砝码质量改变时，改变，小车所受到的合力改变，即木板倾角必须改变，故C错误；
D. 实验时为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故D正确。
故选AD。
根据可得。
根据牛顿第二定律有，整理得，则，解得。
12.；；；；。
【解析】A.小球释放的初始位置并不是越高越高，释放的位置如果过高，会使抛物线轨迹开口过大，需要更宽的木板及坐标纸，不宜进行轨迹的绘制以及数据处理，所以释放位置的高度适宜即可，故A错误；
B.为了使小球每次抛出时速度大小相等，每次应使小球从同一高度由静止释放，故B正确；
C.本实验中探究的是平抛运动的水平分运动与竖直分运动规律，所以实验前要用铅垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直，故C正确；
D.小球在平抛运动时要靠近但不接触木板，若接触木板，小球会受到木板的摩擦力作用，使其不再做平抛运动，故D正确。
小球在水平方向做匀速直线运动，由题图乙可知相邻两点间的水平距离相等，所以、以及、间运动的时间间隔相等，设为，小球在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学规律有，解得，故平抛运动的初速度为；根据匀变速直线运动的规律可得，小球在点的竖直分速度大小为，根据运动学公式可得小球从抛出运动到点的时间为；小球从抛出运动到点的水平位移大小为，竖直位移大小为，所以抛出点的横坐标为，纵坐标为。
13.小球不离开斜面体，两者加速度相同、临界条件为斜面体对小球的支持力恰好为，对小球受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
解得
对整体，由牛顿第二定律得
小球不沿斜面滑动，两者加速度相同，临界条件是细线对小球的拉力恰好为，对小球受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
解得
对整体，由牛顿第二定律得

14.【解析】开始阶段，由牛顿第二定律得，所以，可得，
煤块加速至与传送带速度相等时需要的时间为，煤块加速至与传送带速度相等时，煤块的位移为，因 ，所以煤块加速到时仍未到达点，此时摩擦力方向改变。第二阶段有，所以得，设第二阶段煤块滑动到的时间为 ，则，解得，煤块从到的时间。
第一阶段煤块的速度小于皮带速度，煤块相对皮带向上移动，煤块与皮带的相对位移大小为，故煤块相对于传送带上移。第二阶段煤块的速度大于皮带速度，煤块相对皮带向下移动，煤块相对于皮带的位移为，解得，即煤块相对传送带下移，故传送带表面留下黑色炭迹的长度为。
答：煤块从到的时间为。
煤块从到的过程中传送带上形成划痕的长度为。
15.【解析】运动员竖直分速度 ，
从点到点过程中速度变化量大小为 。
沿缓冲坡为轴，起跳方向为轴，
向加速度为 ，
向往返时间为 ，
向加速度为 ，
之间的距离为 。
沿水平方向为轴，竖直方向为轴，
着陆时水平方向的分速度为 ，
着陆时竖直方向的分速度为 ，
着陆速度与地面夹角的正切值为 。

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