重庆市渝中区求精中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

重庆市渝中区求精中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.雨滴下落往往会受到风力影响。若雨滴下落一段时间后以的速度竖直向下匀速运动，某时刻起，受到水平方向风力作用，着地时水平分速度的大小为，则雨滴着地时合速度的大小为( )
A. B. C. D.
2.液体的表面总处于一种绷紧的状态。原因是液体表面各部分之间存在着相互拉紧的力，我们称之为液体表面张力。其计算公式为，其中代表液体表面张力，是表面张力系数，是液面边界线的长度，则表面张力系数的单位为( )
A. B. C. D. 无单位
3.轨道摄影常用于田径比赛，即在最内侧跑道旁铺设固定的轨道，轨道上安装可沿轨道自由移动的高速摄像机，实现跟踪拍摄。在某次百米比赛中，摄像机和运动员的图像如图所示，摄像机和运动员均可视为质点，下列说法中正确的是( )
A. 摄像机做匀加速直线运动
B. 时刻摄像机与运动员速度相同
C. 时间内摄像机的平均速度大于运动员的平均速度
D. 时间内摄像机与运动员的距离先变大后变小
4.“重庆造”新能源汽车正以一个全新的品牌形象，迈入全球中高端豪华汽车之列。某辆满载“重庆造”新能源汽车的拖挂卡车通过高速收费站全过程的图像如图所示，关于该过程下列说法正确的是( )
A. 卡车通过通道时可视为质点
B. 卡车前进的距离为
C. 卡车减速和加速过程的加速度大小相等
D. 卡车的平均速度大小为
5.如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动，下列各种情况中，体重计的示数最大的是( )
A. 电梯匀速上升 B. 电梯减速上升 C. 电梯减速下降 D. 电梯加速下降
6.公园里常见一种娱乐项目，在小孩的腰间左右两侧系上弹性极好的橡皮绳，小孩可在橡皮绳的作用下在竖直方向上下跳跃。如图所示，小孩静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰好等于小孩重力，重力加速度为，若图中左侧橡皮绳突然断裂，则小孩在此瞬间( )
A. 加速度为
B. 加速度大小为，方向竖直向下
C. 加速度大小为，沿原断裂绳所在直线斜向下
D. 加速度大小为，方向水平向右
7.如图所示，物体在与水平成角的拉力作用下，在水平面上做加速度大小为的匀加速直线运动。如果改用力代替力，沿水平方向拉物体，则该物体的加速度大小为，那么比较与的大小关系，以下说法正确的是( )
A. 一定等于 B. 一定小于 C. 可能小于 D. 可能大于
8.如图所示，一条质量为的均匀柔软绳索置于光滑水平桌面上，开始有一小段垂在桌边，使它从静止开始运动。重力加速度，在运动过程中，绳的转折处点的最大张力是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.打铁花，是流传于豫晋地区的民间传统烟火，国家级非物质文化遗产之一，现已走向全国各地。打出的铁花做曲线运动，如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 铁花处于平衡状态
B. 铁花的速度不一定变化
C. 铁花的加速度一定不为
D. 铁花的速度方向与加速度方向一定不共线
10.在园博园的平静湖面上，停放着一条的小木船。一个人在时间内从船尾走到船头，船向后移动了。以湖岸为参考系，以人的运动方向为正方向，则在这时间内( )
A. 人的平均速度是 B. 人的平均速度是
C. 船的平均速度是 D. 船的平均速度是
11.如图所示，一个竖直放置的圆环上有三根轻绳连接于圆心点处，、相互垂直，另一端连接在圆环上，上挂着个重为的物体，若绳、在设计上能承受的最大拉力均为，则为了测试绳子的质量是否达标，应将圆盘旋转多少以达到检验的目的( )
A.
B.
C.
D.
12.如图甲所示，两形状相同、质量分别为和的物体、不粘连叠放在劲度系数为的轻弹簧上处于静止状态，现对物体施加竖直向上的力后，物体运动的图像如图乙所示，时刻物体、将要分离，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 时刻弹簧的压缩量为 B. 时刻物体开始减速
C. 时间力逐渐增大 D. 力的最小值为
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
13.某物理兴趣小组在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，按如图甲所示将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验时，需要两次拉伸橡皮条。一次是用两个弹簧测力计分别勾住细绳套，并互成角度地拉橡皮条，如图乙所示，其中为橡皮条，两个拉力分别记为、；另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，拉力记为。两次将结点均拉到同一位置。
同学在某次实验中，记录了拉力、的大小及方向，并将它们的图示作在如图丙所示的方格纸中，已知方格纸每个正方形小格的边长代表。由图可得、的合力大小为______。
同学用力的图示法分别描绘、、的大小及方向，以、为邻边，作平行四边形，得其对角线为，如图丁所示。则力、合力的理论值是______填“”或“”。
14.某物理学习小组利用力传感器“探究加速度与物体所受合外力的关系”。他们设计了如图甲所示的实验方案。将一端带有定滑轮的长木板置于水平桌面上，小车前端也安装有定滑轮，细绳端系有沙桶，另一端通过两个滑轮与一拉力传感器相连，拉力传感器固定并可显示绳中拉力的大小，改变沙桶中沙的质量进行多次实验。完成下列问题：
实验时，下列操作或说法正确的是______。
A.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
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.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到点的距离如图乙所示。电源的频率为，则打点计时器打点时小车的速度大小为______，根据纸带可求得小车的加速度大小为______结果均保留位有效数字。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
15.木卫一，是太阳系第四大卫星，其表面星罗棋布地散落着超过座活火山。其中珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达，这些岩块的喷出速度是多大？从喷出到返回地面需要多长时间？已知木卫一上没有空气，重力加速度为，岩块从火山口竖直喷出，忽略重力加速度随高度的变化。
16.如图所示，光滑斜面上有一个重力为的小球被轻绳拴住悬挂在竖直墙壁上，已知绳子与竖直方向的夹角为，斜面倾角为，整个装置处于静止状态。求绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小。
17.如图所示，水平放置的传送带以恒定的速度运送工件，工件从最左端无初速度地放到传送带上，到达最右端前有一段匀速的过程。工件与传送带之间的动摩擦因数为，每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即无初速度地放到传送带上最左端，重力加速度为，工件视为质点。求：
每个工件在传送带上相对滑动的时间；
如果传送带的长度满足：第个工件刚放上传送带最左端时，恰好第个工件到达最右端。求传送带的长度。
18.如图所示，倾角为的光滑斜面斜面足够长固定在水平面上，斜面底端有固定挡板，一质量为的长木板足够长放置在斜面上。现有一质量为的小滑块，在距离长木板的下端处，以初速度开始沿长木板的上表面向上滑。设长木板与挡板每次碰撞后均以原速率反弹，长木板、滑块间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，求：
长木板开始运动时，和的加速度大小；
长木板第一次与挡板碰后的瞬间，长木板的速度大小；
滑块从长木板的下端滑出前，长木板与挡板碰撞的次数。
答案和解析
1.
【解析】根据题目，雨滴在竖直方向上的速度为，水平方向上的速度为。这两个速度是相互垂直的，因此可以使用勾股定理来求解合速度的大小。设雨滴着地时的合速度为，根据勾股定理，有：因此，雨滴着地时的合速度大小为，故C正确，ABD错误；
故选：。
2.
【解析】根据公式，得，即的单位为，故A正确，BCD错误。
故选：。
3.
【解析】图像的斜率表示速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，曲线则表示物体做变速直线运动，可知摄像机做匀速直线运动，故A错误；
B.图像的斜率表示速度，根据图像可知，时刻摄像机的速度小于运动员的速度，故B错误；
C.时间内摄像机的位移与运动员的位移大小相等，故平均速度相等，故C错误；
D.图像始末位置相交，即始末位置相同，可知，时间内摄像机与运动员的距离先变大后变小，故D正确。
故选：。
4.
【解析】、卡车的大小没有远小于收费站通道，不能看作质点，故A错误；
B、图像与时间轴所包围的“面积”表示位移，则，故B错误；
C、图像斜率表示加速度的大小及方向，减速时的加速度，加速时的加速度，可见加速与减速时的加速度大小并不相等，故C错误；
D、该卡车通过“”通道的平均速度大小等于“”通道的长度与时间的比值，为，故D正确。
故选：。
5.
【解析】、电梯匀速上升，重力等于支持力，；
、电梯匀减速上升、匀加速下降，加速度方向都向下，根据牛顿第二定律，，则．
C、电梯匀减速下降时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：，则．
因为支持力等于压力，压力等于体重计的示数，所以电梯匀减速下降时，体重计的示数最大．故C正确，、、D错误．
故选：．
6.
【解析】该儿童静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力，处于平衡状态，合力为零，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，右侧橡皮绳突然断裂，此瞬间，右侧橡皮条拉力变为零，而左侧橡皮绳的拉力不变，重力也不变，故左侧橡皮绳拉力与重力的合力与右侧橡皮绳断开前的拉力方向相反、大小相等，等于，故加速度，方向沿原断裂绳所在直线斜向下，故ABD错误，C正确。
故选：。
7.
【解析】根据牛顿第二定律可得：
用力代替力，沿水平方向拉物体时，
由此可见当时，
当时，，故C正确，ABD错误。
故选：。
8.
【解析】设绳的总长度为，总质量为，绳下垂部分的长度为，转折处的张力大小为，绳的加速度大小为，
对绳子整体，由牛顿第二定律可得：，
对水平桌面部分的绳，由牛顿第二定律可得：，
根据数学知识可知，当，即时，最大，且最大张力为：，
解得：，故B正确，ACD错误；
故选：。
9.
【解析】铁花做曲线运动，不属于平衡状态，且速度方向一定变化，故AB错误；
根据物体做曲线运动条件可知，铁花一定有加速度，速度和加速度方向一定不共线，故CD正确。
故选：。
10.
【解析】在内人相对于湖岸的位移为，则人的平均速度，故A正确，B错误；
船的位移方向与人的位移方向相反，故，则船的平均速度故C错误，D正确。
故选：。
11.
【解析】对圆环上物体进行受力分析，重力大小方向不变，、绳拉力方向变化，绳拉力方向始终竖直向上。设与竖直方向夹角为，与竖直方向夹角为，由于、相互垂直，。当圆盘旋转时，两绳拉力大小会改变，当其中一根绳子拉力达到设计的最大拉力时达到检测目的。已知物体重力，则根据几何关系可得，，绳、在设计上能承受的最大拉力均为，故或者，所以圆盘顺时针旋转或者逆时针旋转即可，故BC正确，AD错误。
故选：。
12.
【解析】、时刻，对整体，重力等于弹簧弹力，则解得，弹簧的压缩量，故A正确；
B、时刻分离，分离瞬间，两物体加速度相同，均竖直向上，则继续加速，故B错误；
C、时间内整体向上做匀加速直线运动，对整体，根据牛顿第二定律得：，随物体向上运动，弹簧形变量逐渐减小，则力逐渐增大，故C正确；
D、两物体分离前，力逐渐增大，则时，力最小，由牛顿第二定律得：，故D正确。
故选：。
13.
【解析】做平行四边形如图所示
根据图片可知，两个拉力的合力为
合力的理论值是做平行四边形，用平行四边形的对角线表示的，所以是理论值，其方向与橡皮条不一定共线，可能有一个较小的夹角。而实际值是用测力计直接拉橡皮条测量出来的，其方向一定与橡皮条共线。
故答案为：；。
14.
【解析】本实验有力传感器，实验中不需要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故A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.有力传感器时，不需要用天平测出沙和沙桶的总质量，故C错误。
故选：。
相邻两计数点间的时间间隔为，根据纸带求解瞬时速度的公式有，根据逐差法求解加速度公式有，代入数据解得。
故答案为：；，。
15. 【解析】由题意可知，最大高度，最高点速度为零，根据速度位移公式有
其中，
解得
最高点速度为零，向下做类似自由落体运动的运动
解得
从喷出到返回地面的时间为
答：这些岩块的喷出速度是；从喷出到返回地面需要。
16.小球受力如图所示：
将拉力和支持力沿水平和竖直方向分解，由平衡条件得：
联立解得：，。
答：绳对小球拉力的大小是，斜面对小球支持力的大小是。
17.工件在传送带上滑动过程，对工件，由牛顿第二定律得：
解得工件加速度大小：
工件加速到与传送带速度相等需要的时间，即工件在传送带上滑行的时间
第一个工件加速到与传送带速度相等的位移
第个工件刚放上传送带时第个工件前好到达传送带右端，则第个工件在传送带上匀速运动的时间
第个工件在传送带上匀速运动的位移
传送带的长度
答：每个工件在传送带上相对滑动的时间是；
传送带的长度是。
18.【解析】对滑块进行受力分析，沿斜面方向，根据牛顿第二定律可得，所受合力，已知，，，，，
则，所以的加速度，方向沿斜面向下。
对长木板进行受力分析，所受合力，所以的加速度，方向沿斜面向上。
设长木板第一次与挡板碰前瞬间的速度为，的速度为，与挡板碰前运动时间为。
对，根据运动学公式可得
对，根据运动学公式可得
对根据运动学公式可得，已知，即，化简得，即，
解得或舍去，因为当时，不符合实际所以
长木板第一次与挡板碰后的瞬间，长木板的速度大小为，方向沿斜面向下。
设与挡板第一次碰撞后，经过时间，、达到共同速度。
对，根据运动学公式，可得
对，根据运动学公式，可得，解得，所以
联立可得，解得，
此过程的位移
的位移
此后、一起向下运动，设经过时间，第二次与挡板碰撞。
根据运动学公式可得，，
令，化简得
解得
取
从第一次碰撞到第二次碰撞相对的位移
设滑块从长木板的下端滑出前，长木板与挡板碰撞次。则，，，因为为整数，所以，即长木板与挡板碰撞次。
答：长木板开始运动时，和的加速度大小分别为和；
长木板第一次与挡板碰后的瞬间，长木板的速度大小为；
滑块从长木板的下端滑出前，长木板与挡板碰撞的次数为次。
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