广东省广雅中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

广东省广雅中学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.雨滴在空气中下落速度比较大时，受到的空气阻力与其速度二次方成正比，与其横截面积成正比，即。比例系数的单位用国际制中的基本单位表示为( )
A. B. C. D.
2.如图甲，一只小猫饭后来到池塘边散步，之前停留在池塘边的一条小鱼看到小猫后，从静止快速沿直线游离池塘边缘，全过程中小鱼的图像如图乙所示。关于小鱼的整个运动过程，下列说法正确的是( )
A. 时刻小鱼离池塘边缘最远
B. 时刻小鱼受到的合力为
C. 在内，小鱼的加速度与速度方向相同
D. 小鱼在内的加速度方向与内的加速度方向相同
3.自动感应门因其便捷、省力在商场、银行、酒店应用广泛，它通过微波、红外感应对物体的移动进行反应，实现开关门的自动化。如图所示，银行大门感应到有人靠近正在自动打开，左右两扇门在打开过程均先做匀加速运动，再做匀减速运动，且加速与减速时的加速度大小均为，两扇门完全打开时的速度刚好为零，此时敞开大门的宽度为，则两扇门打开过程中的最大速度为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，是车站、民航等入口处的安检装置：水平传送带匀速运动，放在其上的各种行李会被“传送”经过一个能发出射线的暗箱接受检查。行李箱无初速度放在传送带后，下列说法正确的是( )
A. 行李箱加速过程中，受到向前的滑动摩擦力
B. 行李箱加速过程中，相对传送带向前运动
C. 行李箱匀速过程中，相对传送带向后运动
D. 行李箱匀速过程中，受到向前的静摩擦力
5.如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为，图乙挂包的宽度约为，在挂包质量一定的条件下，为了使悬挂时挂包带受力最小，下列措施正确的是( )
A. 随意挂在一个钩子上 B. 使挂包带跨过两个挂钩
C. 使挂包带跨过三个挂钩 D. 使挂包带跨过四个挂钩
6.杆秤是延续千年的华夏国粹，如图所示，三根轻绳与秤盘的捆绑点、、将秤盘三等分，捆绑点到结点的长度均为，秤盘的直径为，质量为，重力加速度取。某次称量药材时，保持杆秤静止，称得盘中药材的质量为，则此时每根绳子的拉力大小为( )
A. B. C. D.
7.如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为，在其推进器的平均推力作用下获得加速度为，在飞船与空间站对接后，推进器工作内，测出飞船和空间站的速度变化是，下列说法正确的是( )
A. 推进器的平均推力
B. 飞船与空间站对接后加速度为
C. 飞船与空间站对接后，飞船对空间站的力为
D. 空间站质量为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.“天宫课堂”第四课于年月日下午开课，在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A. 击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
B. 击球过程中，水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
C. 梦天实验舱内，水球质量越大，其惯性越大
D. 梦天实验舱内，水球弹开的速度越大，其惯性越大
9.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”，如图所示。弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺刻度处；下端悬挂质量为的钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为取。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数
B. 指针指在刻度时，物体加速度为
C. 指针指在刻度时，物体处于失重状态
D. 指针指在刻度时，物体一定向下运动
10.如图，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。时，木板开始受到水平外力的作用，在时撤去外力，细绳对物块的拉力随时间变化的关系如图所示，木板的速度与时间的关系如图所示，木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取，由题给数据可以得出( )
A. 木板的质量为
B. 内，力的大小为
C. 内，木板的加速度大小为
D. 物块与木板之间的动摩擦因数为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某学习小组“探究两个互成角度的力的合成规律”。图甲中，橡皮条的一端连着轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的长度为。图乙中，用两个弹簧测力计共同拉住小圆环，使小圆环静止于点，橡皮条伸长的长度为。图丙中，用一个力单独拉住小圆环，仍使它静止于点。
关于本实验，下列说法正确的有______。
A.不需要记录甲图中点的位置
B.乙图中，实验时两细绳必须垂直
C.乙图和丙图中小圆环都静止于点主要是为了保证两次的作用效果相同
D.应在细绳上用笔尖记录间距较近的两点来确定细绳的方向
丙图中，弹簧测力计的示数如图放大图所示，读数 ______。
若乙图中两弹簧测力计的读数分别为、，且、的夹角为锐角，则______填“能”或“不能”用一个量程为的弹簧测力计测出、的合力。
12.某实验小组用如图所示的实验装置来“探究加速度与力、质量的关系”。
某次实验时，测得小车的质量为，则细线所挂钩码的总质量较为合理的是______。
A.
B.
C.
D.
如图是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离每两个计数点间还有个点没有画出来，打点计时器所用电源频率为。由这些已知数据计算：
该小车匀变速直线运动的加速度 ______保留位有效数字；
如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾角过大，用表示小车的加速度，表示细线作用于小车的拉力，他绘出的关系图像可能是______。
如果不断增加钩码的数量，则小车的加速度大小将趋近于某一极限值，此极限值为______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的小铁球施加魔法，结果小铁球在他“神奇的功力“下飘动起来。假设当隐藏的小磁铁位于小铁球的左上方某一位置处，竖直，，小铁球偏离竖直方向的夹角也是，此时小铁球静止，如图所示。已知小铁球的质量为，此同学含磁铁的质量为。求：
悬挂小铁球的细线拉力的大小；
该同学受到地面摩擦力和支持力的大小。
14.“我要上春晚”节目中杂技团的双人表演，表演者甲身高，体重为，其重心位于离脚底的位置。某时刻表演者甲竖直静止站在表演者乙的双手上，此时甲的脚底离地，现乙用双手给甲一个竖直向上的推力，推力大小恒为，作用后，撤去推力，经一段时间后，表演者甲着地落在水平缓冲垫上，经过缓冲，以速度竖直向上弹离缓冲垫，不计空气阻力，表演者甲全程可近似看作处于竖直状态，重力加速度，求：
表演者甲重心离地的最大高度；
缓冲过程中甲对缓冲垫的平均作用力大小。
15.某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究。如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，伸出部分的长度忽略不计，将一块橡皮置于纸板的正中间，手指水平弹向纸板，纸板水平飞出，橡皮有可能脱离纸板。已知橡皮质量为，硬纸板的质量为，长度为，橡皮与纸板间的动摩擦因数为，纸板与桌面间的动摩擦因数为，认为所有接触面处最大静摩擦力等于滑动摩擦力，假设桌面足够长，橡皮擦可视为质点且不会翻滚，重力加速度。求：
如果手指与纸板间的作用力随时间变化如图乙所示，则要使橡皮擦相对纸板滑动，至少多大；
手指对纸板的作用时间很短，可认为弹击过程纸板位置没有来得及变化，但是纸板获得一个瞬时初速度，使得橡皮和纸板发生相对滑动，要使橡皮脱离纸板，至少多大结果可带根号表示；
如果纸板获得的瞬时初速度为，求纸板停止时，纸板发生的位移为多大。
答案和解析
1.
【解析】根据，得，利用国际单位制中的单位，所以单位为，故C正确，ABD错误。
故选：。
2.
【解析】、根据图像与时间轴所围的面积表示位移，知时刻小鱼的位移最大，离池塘边缘最远，故A错误；
B、图像的斜率表示加速度，时刻图像的斜率不为，则小鱼受到的合力不为，故B错误；
C、在内，小鱼做匀加速直线运动，小鱼的加速度与速度方向相同，故C正确；
D、内图像的斜率为正，内图像的斜率为负，则小鱼在内的加速度方向与内的加速度方向相反，故D错误。
故选：。
3.
【解析】由题意，可知每扇门移动的距离为，且每扇门先加速后减速，设最大速度为，则根据速度位移公式有
可得
，故B正确，ACD错误。
故选：。
4.
【解析】、行李箱加速过程，行李箱相对传送带向后滑动，行李箱所受摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向向前，故A正确，B错误；
、行李箱加速到与传送带速度相等后相对传送带静止，与传送带间既没有相对运动，也没有相对运动趋势，行李箱不受摩擦力作用，故CD错误。
故选：。
5.
【解析】设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得；
解得背包带的拉力
在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，则最大，
由于相邻挂钩之间的距离为，图乙中斜挎包的宽度为，故使背包带跨过三个挂钩时，，此时挂时背包带受力最小，故ABD错误，C正确。
故选：。
6.
【解析】秤盘和药材的总重力
解得
三根轻绳与秤盘的捆绑点、、将秤盘三等分，设每根绳子的拉力大小为。由于三根绳子对称分布，在竖直方向上，根据平衡条件
由几何关系可知，秤盘半径，捆绑点到结点的距离，则
联立解得
故B正确，ACD错误。
故选：。
7.
【解析】、已知飞船质量为，在其推进器的平均推力作用下获得加速度为：，
根据牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，故A错误；
B、根据加速度的定义式可得，飞船与空间站对接后加速度为，故B错误；
D、设空间站的质量为，对整体根据牛顿第二定律可得：，则可得：
代入数据解得：，故D正确；
C、飞船与空间站对接后，飞船对空间站的力为：，故C错误；
故选：。
8.
【解析】击球的过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故A正确；
B.击球的过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力，二者大小相等、方向相反，作用在两个物体是，故二者为作用力与反作用力，故B错误；
惯性是物体的固有属性，只与质量有关，质量越大，惯性越大。所以水球的质量越大，其惯性就越大，故C正确，D错误。
故选：。
9.
【解析】、由题意可知，弹簧的原长，钢球静止时，由胡克定律可知：，其中，代入数据解得：，故A正确；
、指针指在时，对钢球，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，负号表示方向向下，加速度方向向下，物体处于失重状态，故BC正确；
D、物体的加速度方向向下，物体的速度方向可能向上，也可能向下，即物体即可能向上运动，也可能向下运动，故D错误。
故选：。
10.
【解析】、设木板的质量为，物块的质量为，物块与木板之间的动摩擦因数为，
由图像可知，内，木板做匀加速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
又
根据图可知
在时撤去外力后，内木板做匀减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
联立解得，，故BC正确，A错误；
D、由于不知道物块的质量，故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数，故D错误。
故选：。
11. 不能
【解析】实验中不需要记录甲图中橡皮筋原长点的位置，需要记录橡皮筋结点的位置，故A正确；
B.乙图中，实验时不需要两细绳必须垂直，故B错误；
C.本实验的原理为等效替代法，乙图和丙图中小圆环都静止于点主要是为了保证两次的作用效果相同，故C正确；
D.为了减小拉力方向确定的误差，应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向，故D错误。
故选：。
弹簧测力计的分度值为，读数为；
当两个分力的夹角为，根据平行四边形定则，合力
由于乙图中两弹簧测力计的夹角较小，根据力的合成规律，其合力大于，因此不能用一个量程为的弹簧测力计测出、的合力。
故答案为：；；不能。
12.
【解析】为了使细绳对小车拉力等于细砂和小桶的总重量，则需要满足小车和小车上的钩码总质量远远大于细砂和小桶的总重量，若小车和小车上的钩码总质量为，则细砂和小桶的总质量较为合理的是，故A正确，BCD错误；
故选：。
每两个计数点间还有个点没有画出来，周期为
由逐差法求解小车的加速度，
如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾角过大，则当时，，故A正确，BCD错误；
故选：。
设小车的质量为，砝码和砝码盒的总质量为，以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
以砝码和砝码盒为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
若不断增加砝码的质量，则小车的加速度大小将趋近于某一极限值，此极限值为。
故答案为：；；；
13.以小球为研究对象，受力分析如图甲所示：
设细线的拉力和磁铁的引力分别为和，根据平衡条件可得：
在水平方向有：
竖直方向有：
联立解得：，；
以人和磁铁为研究对象，受力分析如图所示：
根据平衡条件得：
解得：，。
答：悬挂小铁球的细线拉力的大小均为；
该同学受到地面摩擦力和支持力的大小分别为：，。
14.对表演者甲，由牛顿第二定律可得：，
由题知：，，
解得：，
则表演者甲做匀加速直线运动的位移大小为：，
由题知：，
解得：；
表演者甲做匀加速直线运动的末速度大小为：，
表演者甲做匀减速直线运动的位移大小为：，
联立解得：，
由题意可知，表演者甲初始时重心离地面的高度为：，
则表演者甲重心离地面的最大高度为：，
联立可得：；
结合前面分析可知，表演者甲做自由落体运动的的位移大小为：，
由自由落体运动的运动规律可得：，
解得，表演者甲缓冲前的速度大小为：，
以竖直向上为正方向，
则表演者甲缓冲过程的平均加速度为：，
由牛顿第二定律可得：，
解得缓冲垫对甲的平均作用力大小为：，
由牛顿第三定律可知，甲对缓冲垫的平均作用力大小为；
答：表演者甲重心离地的最大高度为；
缓冲过程中甲对缓冲垫的平均作用力大小为。
15.由牛顿第二定律得：
对橡皮：
对橡皮与纸板组成的系统：
代入数据解得：，
纸板做匀减速直线运动，橡皮做初速度为零的匀加速直线运动，当两者共速时橡皮恰好离开纸板，纸板的速度最小
对纸板，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
两者共速时：
橡皮恰好脱离纸板时
代入数据解得：
纸板的初速度，则橡皮不会从纸板的左端离开纸板
纸板与橡皮共速时
代入数据解得：，
两者共速过程，纸板的位移
代入数据解得：
由于，橡皮与纸板共速后，两者相对滑动，
对纸板，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
纸板减速到零的位移
纸板的位移
答：要使橡皮擦相对纸板滑动，至少为；
要使橡皮脱离纸板，大小至少为；
纸板停止时，纸板发生的位移大小为。
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