浙江省杭州市浙江大学附属中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

浙江省杭州市浙江大学附属中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共13小题，共39分。
1.测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”所用的仪器是( )
A. 刻度尺、弹簧测力计、秒表 B. 刻度尺、弹簧测力计、打点计时器
C. 量筒、天平、秒表 D. 刻度尺、天平、秒表
2.年月日，瑞典皇家科学院公布了本年度诺贝尔物理学奖人选。下列物理学家也曾获得诺贝尔物理学奖的是( )
A. 伽利略 B. 钱学森 C. 李政道 D. 牛顿
3.关于物理必修教材中的四幅插图，下列说法正确的是( )
A. 图中，汽车速度表上的示数指的是平均速度
B. 图中，速度的变化量越大，表示加速度也越大
C. 图中，把变速运动过程细分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将这些小段的位移相加，得到总位移，这种方法运用了假设法
D. 图中，伽利略用实验和逻辑推理相结合的方法间接验证了小球下落的速度与所用时间成正比
4.如图所示，摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后，水平地面对任意一只支撑杆的支持力( )
A. 不变
B. 变小
C. 变大
D. 无法判断
5.年月日晚间，丽水多地出现短时大冰雹。如图所示为某冰雹从高空由静止下落过程中速度随时间变化的图象。若该冰雹所受的空气阻力可认为与物体速度大小成正比，图中作出了时刻的切线，已知该冰雹的质量为，则( )
A. 冰雹在时刻的加速度大小为
B. 冰雹所受的空气阻力与速度大小的比例系数大小为
C. 冰雹最终达到最大速度的大小为
D. 冰雹在至内通过的位移为
6.如图所示，人用轻绳通过定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块，人以速度向左匀速拉绳，某一时刻，绳与竖直杆的夹角为，与水平面的夹角为，此时物块的速度为( )
A. B. C. D.
7.某研究小组利用弹性绳悬挂智能手机来模拟蹦极运动，并利用手机安装的加速度传感器研究运动中的加速度随时间变化的特征。手机从某一高度由静止开始沿竖直方向上下运动的过程中，从手机屏幕上观察到的加速度随时间变化的图象如图所示。手机保持静止时，图象显示的加速度值为，自由下落时，图象显示的加速度值约为。忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 时间时，手机已下降了
B. 时间时，手机正向上加速运动
C. 加速度为时，手机速度最大
D. 加速度从持续增至最大的过程中，手机速度一直减小
8.一迷你热气球以速度从水平地面上匀速上升，同时热气球在水平方向上受一恒定风力作用，某段时间内，其在水平风力方向上的位置坐标随时间的变化图像，如图所示，则当热气球上升到时，热气球离出发点的水平距离为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，是半径为的竖直面内的四分之一图弧，点与圆心在同一水平面上，在点以水平速度向右抛出小球甲的同时在点以水平速度向左抛出小球乙，：：，两球同时落到圆弧面上。不计空气阻力，重力加速度大小为，则( )
A. 乙球末速度方向与水平方向的夹角更大
B. 甲球做平抛运动的时间为
C. 甲球做平抛运动的初速度大小为
D. 若甲球做平抛运动的初速度加倍，甲球不能落在圆弧面上
10.如图所示，一箱苹果沿着倾角为的粗糙斜面加速下滑，在箱子正中央夹有一只质量为的苹果，其周围苹果对它的作用力可能为( )
A.
B.
C.
D.
11.如图所示，质量为的物体由两根绳子吊在半空中处于静止状态，右侧绳子的另一端固定在高楼的点且与竖直方向的夹角为，左侧绳子由人拉着且与竖直方向的夹角为，当人不动而缓慢释放绳子，下列说法正确的是( )
A. 两根绳子对物体的合力变大 B. 两绳子的拉力都变小
C. 地面对人的支持力变小 D. 地面对人的摩擦力变大
12.如图，粗糙水平面上放置、两物体，叠放在上，、、的质量分别为、和，物体、与水平面保的动摩擦因数相同，其间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为已知此时、保持程相对静止，现用水平拉力拉物体，使三个物体以同一加速度向右运动，则( )
A. 此过程中物体受五个力作用
B. 当逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
C. 当逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
D. 若地面光滑，间绳的拉力变小
13.如图甲所示，物块、之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物体的质量为。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，时对物块施加水平向右的恒力，时撤去，在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是( )
A. 物体的质量为 B. 时物块、的速度大小相同
C. 时的速度大于 D. 内弹簧弹力先增大后减小
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
14.滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端，第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示，某同学记录了滑块运动的频闪照片，若照片的时间间隔都相同，下列说法正确的是( )
A. 图甲是滑块下滑的照片
B. 图甲滑块的加速度大于图乙滑块的加速度
C. 图甲滑块在底端的速率大于图乙滑块在底端的速率
D. 图甲滑块全程的平均速度大小等于图乙滑块全程的平均速度大小
15.随着信息技术的发展，中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图，这个系统由、两个小盒组成，盒装有红外线发射器和超声波发射器，盒装有红外线接收器和超声波接收器，盒被固定在向右匀速运动的小车上，测量时向同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，两者的时间差为，经过，再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，此次接收的时间差。空气中的声速为红外线的传播时间可以忽略( )
A. 第一次测量时与之间的距离为
B. 两次发射过程中，小车运动的距离为
C. 小车运动的平均速度为
D. 接收到第二次超声波脉冲时，与的距离为
三、实验题：本大题共2小题，共13分。
16.在“探究平抛运动的特点”实验中：
利用图研究平抛运动时，下面做法可以减小实验误差的是______。
A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.挡板高度等间距变化
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D.尽可能记录多个痕迹点
利用图研究平抛运动时，在取下白纸前，应确定坐标原点的位置，并建立直角坐标系，下列图像中坐标原点和坐标系的建立正确的是______。
用图装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上点静止滚下，撞击挡板留下点迹，将挡板依次水平向右移动，重复实验，挡板上留下点迹、、、。以点迹为坐标原点，竖直向下建立坐标轴，各点迹坐标值分别为、、、。测得钢球直径为，则钢球平抛初速度为______。
A.
B.
C.
D.
17.在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测量细线拉力。
实验过程中，下列操作与说法正确的是______；
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C.选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差会更小
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，已知、、、各点到点的距离分别是，，，，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是______计算结果保留两位有效数字；
由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示。则小车运动过程中所受的阻力 ______。结果保留两位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
18.如图所示，倾角为的斜面长，在斜面底端正上方的点将一小球以的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面点处击中滑块。小球和滑块均可视为质点，取，，求：
小球从到的时间；
抛出点离斜面底端的高度；
滑块与斜面间的动摩擦因数。
19.如图所示，质量为的一只长方体形空铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上。木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取求：
木块对铁箱压力的大小；
水平拉力的大小；
减少拉力，经过一段时间，木块沿铁箱左侧壁落到底部且不反弹，当铁箱的速度为撤去拉力，又经时间木块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？
20.如图所示，一弹簧一端固定在倾角为的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为的物体，为一质量为的物体，弹簧的质量不计，劲度系数，系统处于静止状态。现给物体施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，为变力，以后为恒力，，，取求：
系统处于静止状态时，弹簧的压缩量；
物体从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小；
力的最大值与最小值。
21.某工厂传输工件可视为质点的简化示意图如图所示。粗糙斜面紧邻水平传送带甲，水平传送带乙紧邻水平面，忽略两传送带的间距以及传送带轮子尺寸。工作时：每隔相等时间，将相同的工件编号分别为，，，从斜面顶端由静止释放。当工件进入传送带甲时，工件恰好从点释放；当工件进入传送带乙时，工件恰好进入传送带甲；最终工件通过传送带乙后，以速度在水平面段匀减速到时由机械臂抓取。所有工件由斜面底端进入水平传送带前、后速度大小不变，且速度均为，通过传送带甲时留下的划痕占整个传送带甲总长度的。传送带甲、乙长度之比为：，顺时针匀速转动的速度均为，工件与传送带甲、乙及水平面间的动摩擦因数相同，与斜面间的动摩擦因数不同。斜面倾角，已知，重力加速度为，不计空气阻力，求：
工件与斜面间的动摩擦因数；
机械臂取物点的位置到点的距离；
工件到达传送带乙的右端时，相邻工件、的间距。
答案和解析
1.
【解析】长度、时间、质量是三个力学基本物理量，刻度尺是测量长度的仪器，天平是测量质量的仪器，秒表是测量时间的仪器，故D正确，ABC错误；
故选：。
2.
【解析】下列物理学家也曾获得诺贝尔物理学奖的是李政道，故C正确，ABD错误。
故选：。
3.
【解析】图中，汽车速度表上的示数指的是瞬时速度，故A错误；
B.图中，速度的变化量越大，但加速度不一定越大，因为时间不确定，故B错误；
C.图中，把整个运动过程细分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后将这些小段的位移相加，得到总位移，这种方法运用了微元法，故C错误；
D.图中，伽利略在斜面实验的基础上经过演绎归纳得出了小球自由落体运动中下落的速度与所用时间成正比，故D正确。
故选：。
4.
【解析】对相机和支架整体分析，竖直方向根据平衡条件有
可得，与支撑杆的倾角无关，故调节后，水平地面对任意一只支撑杆的支持力仍然为，故A正确，BCD错误。
故选：。
5.
【解析】、速度时间图象的斜率表示加速度，由图象可知冰雹在时刻的加速度大小等于此时切线的斜率，故加速度大小为
故A错误；
B、设空气阻力与速度大小的正比系数为，根据牛顿第二定律，当时，有
达到最大速度时，加速度为零，则满足
联立可解得
，
故B正确，C错误；
D、设冰雹做匀变速直线运动，根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知，内的位移为
由图可知冰雹在至内通过的位移即图像与坐标轴围成的面积大于，故D错误；
故选：。
6.
【解析】将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子的速度等于沿绳子方向的分速度，设该速度为，
根据平行四边形定则得，的实际速度；
同理对人的速度分解可得：
联立可得：故ABC错误，D正确
故选：。
7.
【解析】、由图象可知：内，手机加速度值为零，即手机静止，时，图象显示约为。说明此刻手机开始自由下落，位移为，故A错误；
B、时间时，手机开始下落瞬间，作自由落体运动，根据牛顿第二定律：，随着弹性绳弹力的增大，手机向下的加速度越来越小，当弹力等于手机重力时，手机所受合力为零，下落速度达到最大，此后手机继续向下做加速度越来越大的减速运动，由图可知，时间时，手机正向下减速运动，故B错误；
C、当手机的速度为零时，弹力达到最大，根据牛顿第二定律：，加速度达到最大，加速度为时，手机速度为零，故C错误；
D、综合上述分析可知，加速度从持续增至最大的过程中，手机速度一直减小，故D正确。
故选：。
8.
【解析】热气球在竖直方向做匀速运动，上升到时所用时间为：
气球在水平方向受恒定的风力作用做匀加速运动，根据
解得
则当时
故A正确，BCD错误。
故选：。
9.
【解析】设小球末速度方向与水平方向的夹角为，
由平抛运动的运动规律可得：，
因为两球同时抛出、同时落在圆弧面上，所以两球平抛运动的时间相等、下落的高度相同，因此两球末速度的竖直分量相同；
又因为两小球水平方向分速度的大小关系为：：：，所以甲球末速度方向与水平方向的夹角更大，故A错误；
B.由平抛运动的运动规律可得：，
因为两球平抛运动的时间相等、两小球水平方向分速度的大小关系为：：：，
所以甲、乙两球做平抛运动的水平位移大小之比为：：：，
由题意可知：，
联立可得：，，
则根据几何关系可知，两球做平抛运动下落的高度为：，
由平抛运动的运动规律可得：，
联立可得：，故B错误；
C.结合前面分析可知，甲球做平抛运动的初速度大小为：，故C正确；
D.结合前面分析可知，若甲球做平抛运动的初速度大小为，
则甲球下落高度的，水平位移大小为：，
由此可知，甲仍能落在圆弧面上，故D错误；
故选：。
10.
【解析】由于一箱苹果沿着倾角为的粗糙斜面加速下滑，可知这箱苹果的加速度沿斜面向下，且大小满足：
，
则对于在箱子正中央质量为的苹果，在垂直于斜面方向受力平衡，合力沿斜面向下，则其周围苹果对它的作用力，一定存在垂直斜面向上的分力和沿斜面向上的分力，故不可能是图中的和；将加速度分解为水平向右和竖直向下的分加速度，可知对于箱子正中央的苹果，其周围苹果对它的作用力一定存在水平向右的分力，故不可能是图中的，所以其周围苹果对它的作用力可能为；故B正确，ACD错误；
故选：。
11.
【解析】、两根绳子对物体的合力与物体的重力等大反向，保持不变，故A错误；
B、对物体受力分析，如图所示。
由三角形相似得
当人不动而缓慢释放绳子，则增大，不变，减小，可知减小，减小，故B正确；
C、对人，由平衡条件得
因减小，增大，则地面对人的支持力增大，故C错误；
D、对人和物体整体，水平方向有
因减小，减小，则地面对人的摩擦力减小，故D错误。
故选：。
12.
【解析】由题意可知，受重力、对的支持力和对向右的静摩擦力作用，则受重力、对的压力、地面对的支持力、绳子的拉力、对向左的静摩擦力以及地面对的向左的滑动摩擦力的作用，则此过程中物体受六个力作用，故A错误；
对整体分析，由牛顿第二定律可得：，
对分析，根据牛顿第二定律可得：，
联立可得：，
则当时，轻绳刚好被拉断，故B错误，C正确；
D.结合前面分析可知，若地面光滑，
对整体分析，由牛顿第二定律可得：，
对分析，根据牛顿第二定律可得：，
联立可得：，
由此可知，间绳的拉力不变，故D错误；
故选：。
13.
【解析】在时，对物块，根据牛顿第二定律可得：，
当时，对物块，根据牛顿第二定律可得：，
解得：，
当时，对物体，根据牛顿第二定律可得：，
解得：，故A错误；
B.在图像中，图线与坐标轴所围面积，代表物体速度变化量，则根据图乙可知，时，、的速度大小不同，故B错误；
C.同思路，如图：
在内，虚线与坐标轴所围面积，代表的速度变化量为：，
由图可知，图像与坐标轴所围面积，大于虚线与坐标轴所围面积，则速度变化量大于，由于物体做的是初速度为零的变加速直线运动，故末的速度等于其速度变化量，故时的速度大小大于，故C正确；
D.由图可知，在内，物体的加速度逐渐增大，则根据牛顿第二定律可知，弹簧的弹力逐渐增大，故D错误；
故选：。
14.
【解析】频闪照相频闪时间相等，根据可知甲图甲速度大于乙图加速度
设滑块与斜面间摩擦因数为，斜面倾角为，
上滑时的加速度
下滑的加速度
则
所以图甲是滑块上滑的照片
故A错误，B正确；
根据可知相等，图甲用时间较短，则在底端时的速度较大，图甲滑块全程的平均速度大小大于图乙滑块全程的平均速度大小，故C正确，D错误。
故选：。
15.
【解析】依题意，由于红外线的传播时间可以忽略，可得第一次测量时、间的距离为
，故A正确；
B.进行第二次测量时，、间的距离为
则小车运动的距离
，故B错误；
C.两次发射超声波脉冲的时间间隔为，即为小车运动所用的时间，则小车的平均速度为
，故C正确；
D.由选项分析可知，接收到第二次超声波脉冲时，与的距离为，故D错误。
故选：。
16.
【解析】对斜槽轨道是否光滑无要求，根据动能定理，每次合外力做功相同，就会获得相同大小的速度。故有无摩擦力对实验没有影响，故A错误；
B.挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置，不需要等间距变化，故B错误；
C.实验中为保证速度大小恒定，则要求每次从斜槽上相同的位置无初速度释放。实验误差会减小，故C正确；
D.尽可能记录多个痕迹点，便于作图，故D正确。
故选：。
建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心在竖直面上的投影为坐标原点，故AB错误，C正确。
故选：。
、竖直方向，根据
水平方向
联立可得：
故A错误；
B、竖直方向，根据
水平方向
联立可得：
故B错误；
、竖直方向根据
水平方向
联立可得：
故D正确，C错误。
故答案为：；；
17.
【解析】本实验有力传感器，故不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AD错误；
B.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数，故B正确；
C.选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差会更小，故C正确。
故选：。
打点计时器打点周期为，则相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差法计算出小车的加速度大小为；
由图丙可知，产生加速度的拉力最小值为，所以小车运动过程中所受阻力为。
故答案为：；；。
18.设物体在点的速度为，由几何关系可得与竖直方向的夹角为，将正交分解如下图：
球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面点处击中滑块，则有：，解得小球在空中飞行的时间为：；
小球抛出点到斜面点的水平距离为：，小球抛出点到斜面底端的竖直高度为：；
斜面上点到底端的距离为：，
在时间内，滑块的位移为，由几何关系得：，由位移一时间关系可得：
对滑块，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：。
答：小球从到的时间等于；
抛出点离斜面底端的高度为；
滑块与斜面间的动摩擦因数为。
19.对木块：在竖直方向：由相对静止得
解得：
由牛顿第三定律得：木块对铁箱的压力，方向水平向左
对木块：在水平方向由牛顿第二定律得：
解得：
对铁箱和木块整体：
解得：
撤去拉力时，箱和木块的速度均为，
因，以后木块相对箱滑动。
木块加速度：
铁箱加速度：
铁箱减速到零的时间为：，故木块到达箱右端时，箱未能停止。
则经木块比铁箱向右多移动距离即铁箱长。
即有：。
解得：
答：木块对铁箱的压力大是，方向水平向左；
水平拉力的大小是。
铁箱长度是。
20.设开始时弹簧的压缩量为。
对整体受力分析，平行斜面方向有：

解得：
前 时间内为变力，之后为恒力，则 时刻两物体分离，此时、之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为
对物体，由牛顿第二定律得：

前 时间内两物体的位移：

联立解得：
对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大：
可得
对应用牛顿第二定律得：

解得：
可得，。
答：
系统处于静止状态时，弹簧的压缩量是。
物体从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小是。
力的最大值与最小值分别为和。
21.工件沿斜面下滑过程中，由动力学知识有
联立解得
机械臂取物点的位置到点的距离
假设工件离开传送带甲时的速度为，传送带甲上方的长度甲总长度的一半为，据题意易得
联立解得
，故假设成立
则加速度
所以
从工件开始进入传送带甲，到工件通过传送带甲时，甲上处处均有划痕，故至少个。设工件在两传送带上运动的总时间为，则加速时间为
匀速时间为
故总时间为
解得
工件到达点时，工件在传送带上运动的时间为
解得
，可知工件已经匀速状态，工件到达点时，工件在传送带上运动的时间为
解得
可知工件处于加速状态，故相邻工件、的间距为
相邻工件、的间距为
其中
联立解得
答：工件与斜面间的动摩擦因数为；
机械臂取物点的位置到点的距离为；
工件到达传送带乙的右端时，相邻工件、的间距为。
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