湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.北京时间年月日时分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，进入预定轨道，并与时成功对接于空间站天和核心舱。航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。以下说法正确的是( )
A. 神舟飞船与天和核心舱对接过程中可视为质点
B. 载人飞船加速上升过程中，舱内航天员均处于失重状态
C. 航天员随飞船环绕地球运动的过程，处于平衡状态
D. 以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零
2.关于牛顿第二定律，下列说法正确的是( )
A. 物体所受合力很大，但加速度可能为
B. 一旦物体所受合力为，加速度立即变为
C. 对于所有单位制都成立
D. 由可知，物体所受的合力与质量成正比，与加速度成反比
3.如图所示，质量为的物体与水平地面之间的动摩擦因数为，当物体运动的速度为时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为的恒力，在此恒力作用下取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力( )
A. 物体经速度减为零 B. 物体的速度大小先变小再变大
C. 物体速度减为零后将保持静止 D. 物体受到的合力为
4.在水平面上有、两物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现物体以的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面的夹角分别为、时如图所示，物体的运动速度为绳上始终有拉力( )
A. B. C. D.
5.某质点做匀减速直线运动，依次经过点、、，且经过的时间与经过的时间相等，到达点时速度恰好为，已知：：，则：的值为( )
A. B. C. D.
6.一个热气球与沙包绑在一起后的总质量为，在重力和空气浮力共同作用下，能在空气中以加速度加速下降。为了使它以同样大小的加速度加速上升，需抛掉沙包中的部分沙子，若热气球所受浮力不变，忽略空气阻力和沙包所受浮力，取。应该抛掉的沙子的质量为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.自行车是我们倡导绿色生活轻便出行的交通工具，如图所示是三挡变速自行车传动结构的示意图，其中是踏板上的大齿轮，有个齿。是后轮轴上的小齿轮组，共有三个挡位分别为、、个齿，换挡时链条会链接在不同大小的齿轮上。是半径为米的后轮，假设骑行者以每秒踩动踏板两圈的方式骑车，则( )
A. 后轮的最大转速为圈秒
B. 后轮的最大转速为圈秒
C. 若选用中挡位，则骑行速度约为
D. 若选用最大齿轮挡位，则骑行速度约为
8.、两质点沿直线轴正向运动，时刻，两质点同时到达坐标原点，测得两质点在之后的运动过程中，其位置坐标与时间的比值随时间变化的关系如图所示，以下说法正确的是( )
A. 质点做匀加速运动的加速度为 B. 时，、速度相等
C. 时，、间的距离为 D. 时，、间的距离为
9.如图所示，三个外观完全相同的匀质圆柱体、、叠放后置于水平面上，两侧用挡板夹住，现在两侧挡板上施加水平方向的外力，平衡时，三个圆柱体两两相切，忽略一切摩擦，已知、圆柱体的质量均为，圆柱体的质量为，重力加速度为。则下列说法正确的是( )
A. 对的支持力大小为
B. 对地面的压力大小为
C. 当、间的作用力为零时，
D. 若圆柱保持静止，则、间的作用力为
10.如图所示，粗糙水平面上放着一足够长的木板，质量，上面放着小物块，质量，与摩擦因数为，与地面摩擦因数为，，给施加水平恒力，下列说法中正确的是( )
A. 时，的加速度为
B. 时，的加速度为
C. 如果把作用在上，，、一起向右匀加速运动，加速度为
D. 如果把作用到上，无论有多大，木板均不会运动
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，与为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
有关该实验，下列说法正确的是______。
A.用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计的夹角应越大越好
B.实验时要让弹簧测力计与木板平面平行
C.重复实验时需要记录结点的位置，保证每次拉到同一位置
如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是______。
在该实验中，如果将与细绳换成橡皮条，对实验结果______影响。选填“有”或“没有”
12.某同学用如图甲所示装置验证加速度和物体受力的关系，重力加速度取。
在砂桶中放入适量细砂，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带。从比较清晰的点迹起，每个点取个计数点，在纸带上连续标出个计数点、、、、，测出各计数点到点之间的距离，如图乙所示。电源频率为，则点的速度 ______，滑块运动的加速度 ______。结果均保留位有效数字
本题中砂桶和砂的总质量 ______选填“需要”或“不需要”远小于滑块与动滑轮的总质量。
多次改变砂桶中砂的质量，在水平长木板上重复实验，测得多组滑块运动的加速度及对应的力传感器示数，以为纵坐标、为横坐标描点得到如图丙所示的图像。由图中数据可知，滑块和动滑轮的总质量 ______，滑块与桌面间的动摩擦因数 ______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，一质量的箱子先从倾角的斜面上匀速滑下来，到达水平地面后即由一旅客用与水平方向成斜向上的力拉着继续沿地面做匀速直线运动，已知箱子与斜面及地面间的动摩擦因数相同，重力加速度，，，求：
箱子与斜面间的动摩擦因数；
旅客拉箱子的力的大小以及地面对箱子的摩擦力的大小。
14.如图所示，在一倾角为的斜面顶端以的初速度平抛出一个小球，斜面足够长且忽略空气阻力的影响，重力加速度为。
求小球落到斜面上所需的时间以及抛出点到小球落点间的距离；
求小球在运动过程中，距离斜面最远时的时间与该最远距离。
15.如图甲所示，倾斜传送带以速度大小未知沿顺时针方向匀速转动，煤块以初速度从传送带底端点沿传送带方向冲上传送带，经历恰好到达传送带顶端点但不离开传送带，前煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度，求：计算结果可以用分数及根式表示
、两点间的距离；
传送带与水平地面间的夹角的正弦值，以及煤块与传送带间的动摩擦因数；
经过足够长时间后，煤块留下的划痕能否覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连？若可以，求刚好覆盖整条传送带的时间；若不能，请通过计算说明原因。由于轮半径较小，传送带的传动轮上覆盖的长度可忽略
答案和解析
1.
【解析】神舟飞船与天和核心舱对接过程中，需要考虑其大小和形状，不可视为质点，故A错误；
B.载人飞船加速上升过程中，舱内航天员加速度向上，处于超重状态，故B错误；
C.航天员随飞船环绕地球运动的过程，做曲线运动，速度时刻改变，不是平衡状态，故C错误；
D.以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，位移为，所以平均速度为零，故D正确；
故选：。
2.
【解析】根据牛顿第二定律可知，在物体质量一定时，加速度与物体受到的合外力成正比，故A错误；
B.根据牛顿第二定律的瞬时性可知，合外力为，则加速度也为，故B正确；
C.只有在国际单位制中才成立，故C错误；
D.物体所受的合力只与物体的受力情况有关，与物体的质量和加速度无关，故D错误。
故选：。
3.
【解析】、由题意可知，施加恒力后，物体向右滑动时，水平方向受到向左的摩擦力和恒力的作用，做匀减速直线运动，滑动摩擦力的大小为：，由牛以向右的方向为正方向，顿第二定律可得：，解得：，则物体减速到所用的时间为：，故AB错误；
C、当物体减速到时，由于，所以物体减速到后，物体处于静止状态，故C正确；
D、由题意可知，当物体运动时受到的合外力为，停止运动后受到的合外力为，故D错误。
故选：。
4.
【解析】将物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解如图
则沿着绳子方向的速度大小为
将物体的速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解如图，则沿着绳子方向的速度大小为
解得物体的运动速度为
故ABC错误，D正确。
故选：。
5.
【解析】由于质点做匀减速直线运动，到点时速度为零，可逆向视为从点向点做初速度为零的匀加速直线运动。由于经过的时间与经过的时间相等，假设都为，长度为，长度为
则点的速度
由逐差法，加速度
故B的距离为
的距离为
故C：的值为
故ABC错误，D正确。
故选：。
6.
【解析】设空气对热气球与沙包的浮力大小为，在空气中以加速度下降过程中，根据牛顿第二定律可得：
解得：；
为了使它以同样大小的加速度上升，设应该抛掉的沙的质量为，抛出后，根据牛顿第二定律可得：，解得：，故B正确、ACD错误。
故选：。
7.
【解析】、脚踏板大齿轮和后轴小齿轮啮合，所以的转动齿数相同，即大齿轮转动一圈个齿时，小齿轮也转动个齿，内大齿轮转过两圈即个齿，则对于、、不同挡位来说，小齿轮分别转过：圈、圈、圈。由于脚踏板的转速是固定的，所以挡最快，挡最慢，最大转速为圈秒，故A正确，B错误
、行车速度
若选用中齿轮齿挡位，转速为圈秒，则：
若选用最大齿轮齿挡位，转速为圈秒，则：
故C正确，D错误。
故选：。
8.
【解析】、由图像可知，的解析式为：，变形可得：，与运动学公式对比可知，质点的初速度为，加速度；同理分析质点，可知质点做匀速直线运动，速度为，，质点的速度为，解得，故A正确，B错误；
C、根据两质点的位移关系可知，，解得：，即此时二者相遇，故C错误，
D、，代入，，做匀速运动，，解得，所以、间的距离为，故D正确。
故选：。
9.
【解析】、对受力分析，如图所示。
根据平衡条件可得，解得对的支持力大小为，故A错误；
B、对整体，竖直方向根据平衡条件可知，地面对整体的支持力为，根据对称性可知，地面对的支持力大小为，根据牛顿第三定律可知，对地面的压力大小为，故B正确；
C、当、间的作用力恰为零时，对的压力的水平分力应恰好等于，则有，解得：，故C错误；
D、若圆柱保持静止，对，水平方向根据平衡条件得，可得、间的作用力为，故D正确。
故选：。
10.
【解析】木板与地面间的最大静摩擦力
物块与木板间的最大静摩擦力
、当、间摩擦力为最大静摩擦力时，、开始相对滑动，由牛顿第二定律得：
对：
对、系统：
代入数据解得：
，、相对静止一起加速运动，对、整体，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，
，、相对滑动，对，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，故A错误，B正确；
C、如果力作用在上，、间摩擦力为最大静摩擦力时，对，由牛顿第二定律得：
对、整体，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
，、相对静止一起加速运动，对、系统，由牛顿第二定律得：，代入数据解得，故C正确；
D、力作用在上，当力时木板会运动，故D错误。
故选：。
11. 没有
【解析】用两个弹簧测力计同时拉细绳时，两个弹簧测力计的夹角应适当，故A错误；
B.为了保证合力与分力在同一平面内，实验时要让弹簧测力计与木板平面平行，故B正确；
C.根据实验原理，同一次实验需要保证结点的位置相同，重复实验时需要记录结点的位置，不需要保证每次拉到同一位置，故C错误。
故选：。
由于实验误差的存在，两个弹簧测力计拉力的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的拉力为合力的实际值一定沿橡皮筋方向，因此图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是；
细绳套的作用是为了描绘拉力的方向，将细绳套换成橡皮筋，对实验没有影响。
故答案为：；；没有。
12. 不需要
【解析】相邻计数点之间的时间间隔为，根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有，根据逐差法求解加速度公式，代入数据解得；
实验中，利用力传感器测出轻绳的拉力，可知实验中砂桶和砂的总质量不需要远小于滑块与动滑轮的总质量。
对滑块和动滑轮整体，根据牛顿第二定律有，则有，结合图像有，，解得，。
故答案为：，；不需要；，。
13.箱子在斜面上匀速下滑时，根据共点力平衡条件，有
平行斜面方向有
垂直斜面方向有
又
联立解得
箱子在水平地面上做匀速直线运动时，对箱子受力分析，如图所示。
根据平衡条件得
竖直方向有
物体所受支持力的大小为
水平方向有
又
联立解得：，
答：箱子与斜面间的动摩擦因数为；
旅客拉箱子的力的大小以及地面对箱子的摩擦力的大小分别为、。
14.小球做平抛运动
水平方向：
竖直方向：
解得：，
当小球垂直于斜面方向的分速度为零时小球离斜面最远
小球离斜面最远需要的时间
在垂直于斜面方向，小球距离斜面的最远距离：
答：小球落到斜面上所需的时间是，抛出点到小球落点间的距离是；
小球在运动过程中，距离斜面最远时的时间是，该最远距离是。
15.由图乙所示图像可知，煤块的位移即间的距离：
由图乙所示图像可知，煤块的加速度大小，
对煤块，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：，
由图乙所示图像可知，开始相对于传送带向上滑动，该过程，痕迹在煤块的后方，时煤块与传送带共速
煤块与传送带共速后相对传送带向下滑动，煤块留下的痕迹与前的痕迹重合，痕迹被覆盖，设痕迹可以首尾相连，
后以传送带为参考系，煤块在时间内留下痕迹的长度
要使痕迹覆盖整条传送带，则，代入数据解得：
由题意可知，时煤块到达传送带的顶端处，然后煤块继续运动，
在时间内煤块向下滑动的距离
代入数据解得：，煤块仍在传送带上，假设成立
答：、两点间的距离是。
传送带与水平地面间的夹角的正弦值是，煤块与传送带间的动摩擦因数是；
煤块留下的划痕能覆盖整条传送带，使得痕迹首尾相连，刚好覆盖整条传送带的时间是。
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