广东省深圳市福田区西浦教育集团外国语高级中学2024-2025学年高一（上）期末物理试卷（含解析）

广东省深圳市福田区西浦教育集团外国语高级中学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.淮安市有轨电车，起点市体育馆站，终点淮安区南门站，全程。从地图上测得起点站与终点站直线距离，一班车：从起点驶出，经过至终点，则、、：、分别表示( )
A. 路程，位移大小，时间间隔，时刻
B. 路程，位移大小，时刻，时间间隔
C. 位移大小，路程，时间间隔，时刻
D. 位移大小，路程，时刻，时间间隔
2.杭州第届亚运会最引人注目的“黑科技”之一，是田径赛场上的“显眼包”机器狗。如图甲所示，在赛前需要多次对机器狗进行调试，某次调试中，、、三只机器狗运动的位移时间图像如图乙所示。在时间内，对三个物体运动情况的描述正确的是( )
A. 机器狗的运动轨迹为曲线
B. 机器狗做匀加速直线运动
C. 机器狗的平均速率大于机器狗的平均速率
D. 机器狗的平均速度大于机器狗的平均速度
3.中国制造是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则下列说法正确的是( )
A. 机械臂铁夹对小球的两个弹力为一对作用力与反作用力
B. 小球受到个力的作用
C. 现增大机械臂铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力随之变大
D. 若机械臂铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上
4.歼是我国自主研制的第五代隐形战斗机。若歼升空时以一定的初速度做匀加速直线运动，则在一定时间内运动的位移与下列物理量成正比的是( )
A. 初速度与末速度之和
B. 加速度与时间的乘积
C. 初速度
D. 末速度
5.图甲为弹簧高跷，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
B. 人向上弹起过程中，先处于超重状态后处于失重状态
C. 弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力
D. 从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动
6.在药物使用时应用到很多物理知识。如图甲、乙分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的示意图。针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力，针尖会对瓶塞产生很大的推力，现只分析图乙的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力，则( )
A. 针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的
B. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小
C. 若一定，增大，直侧面推力减小
D. 针尖在倾斜侧面对瓶塞的推力
7.如图所示一个质量为的物块放在粗糙的斜面上，斜面的倾角为，斜面放在粗糙的水平地面上。当物块受到平行于斜面的水平向左的推力作用时物块和斜面都处于静止状态，下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力沿斜面向上 B. 斜面对地面的摩擦力向左
C. 若撤去推力则物块受到的摩擦力不变 D. 增大水平推力可以使物块向左匀速运动
8.如图所示的商场自动感应门，当人走近时，两扇感应门从静止开始同时向左右平移，经恰好完全打开，两扇门移动距离均为，若门从静止开始以大小相同的加速度先匀加速运动后匀减速运动，完全打开时速度恰好为，则门的加速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
9.跳伞运动员从某高度的直升机上跳下，经过拉开绳索开启降落伞，此后再过落地，整个跳伞过程中的图像是直线如图所示根据图像信息可知( )
A. 前跳伞运动员做自由落体运动 B. 运动员着地时的速度大小为
C. 运动员运动了 D. 由题目条件无法估算运动员下落的总高度
10.一重物固定在动滑轮上，绳子穿过动滑轮将重物悬挂在车厢中，车厢向左匀减速运动，下列情景可能的是( )
A. B. C. D.
11.如图所示，一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶，自由地摆放在桶、之间，没有用绳索固定。汽车沿平直公路向右加速且桶与桶、间未发生相对运动，令桶对桶的支持力的大小为，桶对桶的支持力大小为，已知重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 为保证桶与桶、间不发生相对运动，汽车的最大加速度为
D. 为保证桶与桶、间不发生相对运动，汽车的最大加速度为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.在“探究弹簧弹力大小与伸长量关系”的实验中，第一组同学设计了如图甲所示的实验装置。将弹簧竖直悬挂在铁架台上，先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度，根据算出弹簧伸长的长度，根据测量数据画出如图乙所示的图像。
根据所得的图线可知该弹簧的劲度系数为______。
第二小组同学在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧和，得到弹簧弹力与弹簧长度之间关系的图像如图丙所示，下列说法正确的是______。
A.的原长比的短
B.的原长比的长
C.的劲度系数比的小
D.的劲度系数比的大
第三小组同学将第一组同学用的同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂测出挂上钩码后的弹簧的总长度，根据算出弹簧伸长的长度。他们得到的图线如图丁所示，则图像不过原点的原因可能是______，第三组同学利用该方案测出弹簧的劲度系数和第一组同学测出的结果相比______偏大、偏小、相同。
13.某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系。
他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且打点计时器打点的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦内和其他阻力的影响。正确平衡摩擦力后，改变小车的质量再次实验，是否需要重新平衡摩擦力？______选填选项前的字母。
A.需要
B.不需要
实验时保持小桶及砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是______选填选项前的字母。
A.小车所受的拉力近似等于小桶及砝码的总重力
B.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度
某同学通过实验得到如图乙所示的图像，造成这一结果的原因是______。
某同学得到如图丙所示的纸带。已知打点计时器电源频率为。、、、、、、是纸带上个连续的点， ______。由此可算出小车的加速度 ______此空保留两位有效数字。
“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在探究加速度和小车质量的关系时，由于没有能够始终满足为沙桶和沙的总质量的条件，结果得到的图像应该是丁图中的______。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
14.如图所示，质量分别为、的物块、，通过一根绕过定滑轮的细绳相连，处于静止状态，细绳与水平夹角。已知，，取，则：
细绳的拉力为多大？已知同一根细绳拉力处处相等
细绳对物块拉力的竖直分力为多大？
物块受到的摩擦力为多大？
15.如图所示，有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的图线如图所示，末速度减为时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力，求物件
做匀减速运动的加速度大小和方向；
匀速运动的速度大小；
总位移的大小。
16.如图，可视为质点的、两物体由不可伸长的轻绳连接跨过定滑轮，：：，放置在水平传送带的最左端点。现使传送带以顺时针转动，忽略定滑轮与绳之间的摩擦，取。
若、恰好能保持静止，求传送带与之间的动摩擦因数可以用分数表示；
若传送带与之间的动摩擦因数为，物体用了从点运动到传送带最右端点该过程未碰到定滑轮，求传送带长度；
、取第二问中的值，当运动到传送带上某位置时，立刻关闭传送带并剪断轻绳，结果恰好停在了传送带的最右端，求在传送带上运动的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：全程指的是实际距离，表示的应该是路程。从地图上测得起点站与终点站直线距离，表示是位置关系，应该指的是位移。一班车：从起点驶出，表示的某一瞬间，所以指的是时刻。经过至终点，整个时间间隔，所以表示的是时间间隔。
则、、：、分别表示路程、位移、时刻、时间间隔，故B正确，均错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：、图像只能表示直线运动的规律，故A机器狗做直线运动，故A错误；
B、根据图象的斜率等于速度，可知机器狗的速度不变，做匀速直线运动，故B错误；
C、由图看出，机器狗的速度先正后负，的速度一直为正，两者通过的位移相等，可知机器狗的路程比机器狗的大，二者时间相等，所以机器狗的平均速率大于机器狗的平均速率，故C正确；
D、机器狗和机器狗的位移相同，所用时间相同，所以两者的平均速度一定相同，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】解：由题意可知，小球受到个力的作用，分别为：重力、两侧铁夹对小球的个弹力、两侧铁夹对小球的两个静摩擦力；
因为小球处于平衡状态，所以机械臂铁夹对小球的两个弹力不是一对作用力与反作用力，而是一对平衡力，且小球受到总摩擦力与其重力等大、反向；
若增大机械臂铁夹对小球的挤压，小球仍然处于平衡状态，因为小球的重力不变，则小球受到的摩擦力是保持不变的；
故B正确，AC错误；
D.若机械臂铁夹水平匀速移动，小球还处于平衡状态，结合前面分析可知，只要小球处于平衡状态，铁夹对小球作用力就与小球的重力等大、反向，则铁夹对小球作用力的方向竖直向上，故D错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】解：、根据匀变速直线运动平均速度的规律可得，
时间一定，则位移与初速度与末速度之和成正比，故A正确；
、根据匀变速直线运动位移时间该稀释可得，
可知位移与加速度与时间的乘积不是成正比，与初速度也不是成正比，故BC错误；
D、将匀加速过程看作是逆向的匀减速过程
则
则位移与末速度不是成正比，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、踏板对人的作用力和人对踏板的作用力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，这一对相互作用力大小相等，方向相反，故A错误；
B、当人开始向上弹起时做加速运动，踏板对人的支持力大于人的重力，人处于超重状态，当人向上减速时，踏板对人的支持力小于人的重力，人处于失重状态，故B正确；
C、当弹簧压缩到最低点时，人的速度为，但接着要向上做加速运动，则踏板对人的作用力大于人的重力，故C错误；
D、当人从最高点开始下落时，人做自由落体运动，当弹簧触地时，弹簧会产生向上弹力，并且随着压缩量的增加弹力增大，所以人先做加速度不变的匀加速运动，接着做加速度减小的加速运动，最后做加速度增大的减速运动，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：如图将力按照产生的作用效果进行分解
根据几何关系有，，且，增大，则直侧面推力会减小，倾斜侧面对瓶塞的推力，故C正确，ABD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】解：由题意，可知物块静止时受到重力，斜面支持力、静摩擦力及外力个力的作用而处于静止状态，由平衡条件知物块受到的摩擦力应与外力和重力沿斜面向下的分力的合力等大反向，即物块受到的摩擦力沿斜面斜向右上方，故A错误；
B.把物块及斜面看着一个整体，根据平衡条件，由整体法可知地面对整体的摩擦力向右，根据牛顿第三定律可知斜面对地面的摩擦力向左，故B正确；
C.未撤去推力时，对物块在斜面上的受力分析如图：
物块受到的静摩擦大小为
撤去后，大小变为
静摩擦力将变小，故C错误；
D.增大水平推力，当物体开始运动时，则运动的方向必定沿推力与重力沿斜面向下的分力的合力方向，而不可能出现物块向左匀速运动的情况，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：门运动的加速度大小相等，则加速和减速的时间相等、位移相等，可得，，根据位移与时间的关系式可得，解得，故B正确，ACD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：前跳伞运动员的速度不是均匀增大，说明运动员下落的加速度是闭合的，所以不是自由落体运动，故A错误；
B.由图知运动员最后阶段做匀速直线运动的速度为，所以着地时的速度大小为，故B正确；
C.由图知运动员做匀速运动，位移，故C正确；
D.图线面积表示位移，所以可以通过数格子的方法估算出运动员下落的总高度，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：车厢向左匀减速运动，则车的加速度方向向右，重物的加速度向右，重物所受合力水平向右
滑轮两边绳子的拉力相等，令左侧绳子与竖直的夹角为，右侧绳子与竖直的夹角为，
重物所受合力为
A、由图示可知，，水平方向物块受合外力向左，故A错误；
B、由图示可知：，水平方向物块受合外力向右，故B正确；
C、由图示可知：，物块受合力为零，故C错误；
D、由图示可知：物块水平方向受合力向右，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】解：、对受力分析如图所示
根据几何关系可得，因为油桶随着汽车一起向右匀加速运动，则油桶所受合力方向为水平向右，根据牛顿第二定律有
，所以，故A错误，B正确；
、当对的作用力时，桶与桶、间不发生相对运动，汽车的加速度最大，根据牛顿第二定律有
在竖直方向上有
联立解得，故C正确，D错误。
故选：。
12.【答案】 见解析 相同
【解析】解：根据胡克定律
图像的斜率
函数的斜率表示劲度系数，劲度系数为；
根据胡克定律
当时，，横截距表示弹簧的原长，由图丙可知，因此的原长比的长，故A错误，B正确；
函数的斜率表示劲度系数，由图像可知，图线的斜率小于的斜率，因此的劲度系数小于的劲度系数，故C正确，D错误。
故选：。
由于弹簧自身重力的影响，弹簧没有悬挂重物时，弹簧的伸长量为；
挂上重物后，弹簧的形变量
根据胡克定律
函数的斜率表示劲度系数，劲度系数
因此第三组同学利用该方案测出弹簧的劲度系数和第一组同学测出的结果相比相同；
图像不过原点的原因可能是弹簧自身重力导致弹簧还没有悬挂砝码时就伸长了。
故答案为：；；见解析；相同。
13.【答案】 平衡摩擦力过度
【解析】解：设小车的质量为，木板的倾角为，实验过程中，摩擦力只需要平衡一次，即可满足
，所以与小车的质量无关，故不用再次平衡摩擦力，故A错误，B正确。
故选：。
设小桶和砝码的总质量为，对小桶和砝码以及小车对整体根据牛顿第二定律有
对小车根据牛顿第二定律可得拉力大小为
保持小桶及砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是小车所受的拉力近似等于小桶及砝码的总重力，故A正确，B错误。
故选：。
根据图像可知，当时有加速度，说明平衡摩擦力过度。
根据刻度尺读数可得
根据题意，由于电源频率为，则两点间和两点间的时间间隔为

由逐差法可得，小车的加速度为
根据题意，牛顿第二定律有
解得
可知，的斜率为
当时
则在较大较小时，图像近似为直线，当不满足时，随着的增大，斜率减小，因此图像应向下弯曲偏离直线，故D正确，ABC错误。
故选：。
故答案为：；；平衡摩擦力过度；，；。
14.【答案】解：以为研究对象，物块受到重力和细绳拉力，根据平衡条件可得：；
细绳对物块拉力的竖直分力：；
物块处于平衡状态，水平方向受到的摩擦力为：。
答：细绳的拉力为；
细绳对物块拉力的竖直分力为；
物块受到的摩擦力为。
15.【答案】解：由图可知，物件时开始减速，减速过程受牵引力为，重力，
由牛顿第二定律可得：
，
解得：，
因牵引力小于重力，故加速度竖直向下；
对减速过程分析可知，减速时间，逆向分析可将匀减速过程视为初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可得：
；
匀速向上的位移
匀减速上升的位移
则总位移。
16.【答案】解：由题意可知：：：，设的质量为，则的质量为
传送带顺时针方向转动，、恰好保持静止，
对、整体，由平衡条件得：
解得与传送带间的动摩擦因数：
由于，则传送带顺时针方向转动时，、向右在初速度为零的匀加速直线运动，
对、整体，根据牛顿第二定律得：
代入数据解得：
物体加速到与传送带共速的时间，
改过程物块的位移：
与传送带共速后做匀速直线运动，匀速直线运动的位移：
则传送带长度：
假设恰好加速到与传送带速度相等时关闭传送带并剪断轻绳，
则物块加速的时间，位移，的速度
剪断轻绳后，对，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
减速到零的时间
减速到零的位移
由于，不符合题意，假设错误
物体在传送带上应该是先做初速度为零的匀减速直线运动，然后做匀速直线运动，然后停止传送带剪断轻绳，物体再减速到零
因此物体做匀速直线运动的时间
在传送带上的运动时间
答：传送带与之间的动摩擦因数是；
传送带长度是；
在传送带上运动的总时间是。
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