湖南省岳阳市临湘市2024-2025学年高三（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省岳阳市临湘市2024-2025学年高三（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.我国的墨经中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因，力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是( )
A. B. C. D.
2.某同学站在力传感器上连续完成多次下蹲起立。某时刻作为计时起点，传感器与计算机连接，经计算机处理后得到力传感器示数随时间变化的情况如图所示。已知该同学质量，重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 完成了两次下蹲过程
B. 该同学向下的最大加速度约为
C. 该同学向上的最大加速度约为
D. 该同学向下速度达到最大
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，一物体在的拉力作用下沿水平方向前进，该力与水平方向夹角为，若将该力分解为水平向右和竖直向上的两个力，则水平方向的分力大小为( )
A. B. C. D.
5.质量为的物体在光滑水平面内受两个水平力的作用，物体的加速大小为，其中一个力的大小，则另一个力的大小可能是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，静止在水平地面上的台秤上有一铁架台，小球用轻绳固定在铁架台的横杆上，现用始终与竖直方向成、斜向上的拉力将小球由最低点缓慢拉至轻绳水平。已知在拉动过程中铁架台与台秤始终静止，下列说法正确的是( )
A. 拉力一直减小 B. 轻绳的拉力先增大后减小
C. 台秤的示数先减小后增大 D. 台秤所受地面的摩擦力一直增加
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
8.无人机的使用大大提升了物流运输效率。无人机将质量为的快递包视为质点从地面提升，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为，提升高度为，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 无人机对快递包的作用力方向竖直向上
B. 快递包受到的合力大小为
C. 整个过程中，快递包运动的时间为
D. 提升高度为时，快递包的速度大小为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.雨滴从足够高的空中由静止下落，下落过程中受空气阻力大小与速度大小的二次方成正比，则在雨滴下落的全过程中( )
A. 加速度先变小再不变 B. 先失重后完全失重
C. 加速度方向与速度方向相反 D. 先做加速直线运动再做匀速直线运动
10.如图所示，质量为的滑块在水平面上撞向弹簧，当滑块将弹簧压缩了时速度减小到零，然后滑块又被弹簧向右弹开。已知弹簧的劲度系数为，滑块与水平面间的动摩擦因数为，弹簧与水平面间的摩擦不计，重力加速度为，整个过程中弹簧未超过其弹性限度，则下列判断正确的是( )
A. 滑块向右运动的过程中，先做加速运动，离开弹簧后才做减速运动
B. 滑块与弹簧接触过程中的最大加速度为
C. 滑块向左运动的过程中，始终做减速运动
D. 滑块向右运动的过程中，当弹簧形变量时，滑块的速度最大
11.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
12.用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示。由图可知( )
A. B. C. D.
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某学校物理实验小组对验证力的“平行四边形定则”实验进行了改进，实验装置如图甲所示，底座上竖直固定一“”型轨导，轨道后放置竖直挡板，挡板与轨道平行，挡板上固定白纸，、、是可在轨道上自由移动的拉力传感器，“”点为三细线的结点，、、三绳的长度可以调整，某次实验中保持传感器固定不动，绳长度不变，调整、位置，系统稳定时记录下“”点位置和、、传感器的示数以及三个力的方向，根据实验结果画出的图示如图乙所示。
图乙中的和两个力中，方向一定沿方向的是____。
本实验采用的科学方法是_____。
A.理想实验法 等效替代法 控制变量法 建立物理模型法
若某次实验中三个传感器的位置分布如图甲所示，保持传感器、位置不动，“”点位置不动，传感器示数不变，传感器缓慢沿逆时针方向移动到“”点正上方_____。
A.传感器示数减小 传感器示数增大
C.传感器示数增大 传感器示数先减小后增大
14.义乌某中学的学生准备选用以下四种方案来完成“探究加速度与合外力的关系”的实验，绳子和滑轮均为轻质，请回答下列问题：
四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是________。选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”
四种方案中，需要满足重物或钩码质量远小于小车的质量的方案是________。选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”
某一小组同学用图乙的装置进行实验，得到如图所示的一条纸带相邻两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器使用的是频率为的交流电。根据纸带可求出小车在点的瞬时速度为________，加速度为________。计算结果保留三位有效数字
另一组学生用图乙的装置测量小车的质量，及小车与木板的动摩擦因数，通过增减悬挂钩码的数目进行多次实验，通过分析纸带求出相应实验时小车的加速度，得到多组拉力传感器示数和小车加速度的数据，作出如图所示的图像。由图像可求得小车的质量_______，小车与长木板间的动摩擦因数_______。计算结果保留位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共34分。
15.在一个大雾天气中某单行直道上汽车甲以的速度匀速行驶，汽车乙以的速度匀速行驶，乙车在甲车的前面的时候，甲车司机发现前方的乙车，甲车立刻刹车，不计司机的反应时间，刹车后立即做匀减速前进。若甲乙两车恰好不撞，则甲车刹车的加速度的大小和时间分别为多少？
16.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？
17.如图所示，传送带与水平面之间的夹角，其上、两点间的距离，传送带在电动机的带动下以的速度匀速运动．现将一质量的小物体可视为质点轻放在传送带的点，已知小物体与传送之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从点传送到点的过程中，求：取
物体刚开始运动的加速度大小；
物体从到运动的时间；
18.质量的小物块，由静止从距斜面底端高的粗糙斜面上滑下，斜面倾角，小物块到达斜面底端后速度大小不变滑上足够长的长木板，小物块与斜面、长木板间的动摩擦因素均为，长木板与水平地面间的动摩擦因素为，长木板的质量，小物块滑上长木板立即受到大小的水平向右的恒力作用，当小物块与长木板速度相同时，撤去恒力，求：
小物块滑到斜面底端时的速度大小；
从滑上长木板开始，经多长时间物块、木板速度相同，此时物块距木板左端的距离；
最终木板距斜面末端的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律的表达式
可知
力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示 ，故A错误，B正确；
C.根据功的表达式
可知是功的单位，故C错误；
D.是力的单位但不是基本单位，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】A、人下蹲过程，开始时向下做加速运动，加速度向下，处于失重状态，此过程传感器的示数小于重力，后面向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，此过程传感器的示数大于重力。由于重力，对比图像知，完成了一次下蹲过程，故A错误；
、当传感器的示数最大或最小时，该同学的加速度最大。由图知，时，传感器的示数最小为，该同学此时向下做加速运动，由牛顿第二定律：，解得加速度大小；时，传感器的示数最大为，该同学此时向下做减速运动，由牛顿第二定律：，解得加速度大小，可见该同学向上和向下的最大加速度均为故C错误，B正确；
D、结合前面分析和题图知，时向下加速度最大，正向下加速；由于人的重力大于，人继续向下加速，速度继续增加，时加速度为零，向下的速度最大，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【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.【答案】
【解析】解：该力水平方向的分力大小为
故B正确，ACD错误。
故选：。
运用力的合成与分解方法把拉力分解成水平方向与竖直方向的两个分力，可利用三角函数计算分力大小。
本题考查了力的分解并根据合力与分力的关系计算分力的能力。
5.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律
代入题中数据，解得二力合力大小为
当两力在同一直线上时，合力有最大和最小值，当合力为时， 的最小值为，最大值为，所以 的大小范围为
故选B。
6.【答案】
【解析】如图所示：
由平行四边形定则和平衡条件可知，小球在上升的过程中，拉力一直增大，轻绳的拉力先减小后增大，AB错误；
对铁架台和小球组成的系统受力分析如图下所示：
由平衡条件可知，增大时，铁架台受台秤的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐增大，由牛顿第三定律可知，台秤的示数逐渐减小，台秤所受地面的摩擦力一直增大，C错误，D正确。
7.【答案】
【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.【答案】
【解析】
A.快递包从静止开始斜向上做加速度大小为的匀加速直线运动，合外力方向为斜向上，快递包受到重力、无人机对快递包的作用力，则无人机对快递包的作用力方向为斜向上，故A错误
B.根据牛顿第二定律，快递包受到的合力大小为，故B错误
C.整个过程中，根据动力学公式，解得快递包运动的时间为，故C正确
D.提升高度为时，快递包的速度大小为，故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律
当速度不断增大时，加速度不断减小，当加速度等于零时速度最大，AD正确；
加速度方向先竖直向下与速度方向相同，后加速度为零，物体先失重后匀速运动，BC错误。
故选AD。
10.【答案】
【解析】A、滑块向右的运动是从弹簧压缩量最大时开始的，此时受到水平向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，但当弹簧伸长到一定程度，弹力和摩擦力大小相等，此后摩擦力大于弹力，所以滑块向右接触弹簧的运动过程中，是先加速，后减速，离开弹簧后继续减速，故A错误；
C、滑块向左接触弹簧的运动过程中，在水平方向上受到向右的弹簧的弹力和向右的摩擦力，在此过程中弹簧的弹力是逐渐增大的，弹力和摩擦力的合力与运动方向始终相反，物体做减速运动，故C正确；
B、由对的分析可知，当弹簧的压缩量为时，水平方向的合力为，此时合力最大，由牛顿第二定律有：，故B错误；
D、在滑块向右接触弹簧的运动中，当弹簧的形变量为时，由胡克定律可得，此时弹力和摩擦力大小相等，方向相反，在水平方向上合外力为零，之后物体开始做减速运动，所以此时速度最大，故D正确。
11.【答案】
【解析】【分析】本题主要考查牛顿第二定律以及平衡条件的应用，受力分析是解决问题的关键。由图象可知物块的运动情况，对物块受力分析，结合图象，由牛顿第二定律和平衡条件分析即可正确求解。
【解答】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。
12.【答案】
【解析】对物体受力分析，结合牛顿第二定律可得：
则有：
可知图像的斜率代表物体的质量
根据图像可知：，A错误，B正确。
根据可知，图像与纵轴的截距为，根据图像可知：
又因为，所以D错误，C正确。
故选：。
13.【答案】

【解析】图乙中的是平行四边形的对角线，是根据平行四边形定则求出来的合力，是力和合力的理论值；根据平衡条件，方向一定沿方向的是；
本实验采用的科学方法是等效替代法：两个力的作用效果与一个力的作用效果相同。
故选B。
由平行四边形定则当与垂直时最小，所以不断减小，先减小后增大。
故选AD。
14.【答案】甲、乙、丙 丙 ； ；
【解析】四种方案中，甲、乙、丙三个方案中小车均受到比较大的摩擦阻力作用，都需要进行“补偿阻力”，丁方案中由于滑块与气垫导轨间的摩擦力可以忽略不计，则不需要进行“补偿阻力”。故四种方案中，需要进行“补偿阻力”的方案是：甲、乙、丙。
四种方案中，甲方案可以通过弹簧测力计测得绳子拉力，乙、丁方案都可以通过力传感器测得绳子拉力，而丙方案需要用重物的重力近似等于绳子拉力，为了减小误差，丙方案需要满足重物质量远小于小车的质量。
相邻两计数点间还有四个点没有画出，可知相邻计数点时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小车在点的瞬时速度为
根据逐差法可得，小车的加速度为
以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
可知 图像的斜率为
解得小车的质量为
图像的纵轴截距为
解得小车与长木板间的动摩擦因数为。
15.【答案】甲乙两车恰好不相撞，则相遇时
代入数据得

代入数据得

由得

代入得
代入得

16.【答案】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

17.【解析】小物体加速过程，根据牛顿第二定律有：

则得物体上升的加速度为：
当小物体的速度增加到 时，通过的位移是：
由得：
由于 ，所以物体与传送带同速一起匀速运动，位移为，即小物体将以 的速度完成 的路程
用时为：
故总时间为：
18.【解析】小物块滑到斜面底端过程中，根据动能定理可得，
解得。
从滑上长木板开始，经时间物块、木板速度相同，则对小物块研究，
解得，
对木板研究，
解得，
则，
解得，
此时物块距木板左端的距离为．
由于木板与物块之间的滑动摩擦力大于木板与地面之间的滑动摩擦力，则共速后，二者一起做匀减速运动，则共速后，
根据牛顿第二定律可得，
解得，
此过程中移动距离为，
最终木板距斜面末端的距离为。
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