2024-2025学年辽宁省沈阳市五校协作体高一（上）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年辽宁省沈阳市五校协作体高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于下列图片说法正确的是( )
A. 图甲中为了描述运动员位置的变化快慢定义了速度，运用了控制变量法
B. 图乙中在观察桌面的形变时，利用了理想模型的研究方法
C. 图丙中伽利略在研究自由落体运动规律时采用了实验和逻辑推理的研究方法
D. 图丁中用极短曝光时间内的平均速度来表示点的瞬时速度，运用了等效替代的方法
2.“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢。汽车加速度的变化率越小乘客舒适感越好。在某段时间内有辆轿车的加速度随时间的变化关系如图，则( )
A. 乘客感觉内比内更舒适 B. 内轿车做变加速运动
C. 第末，轿车速度达到 D. 加速度变化率的单位为
3.中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，在中国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第颗棋子最左端与水平面上的点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出，稳定后，和棋子的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
4.某兴趣小组研究一遥控无人机的水平飞行运动，根据记录的数据作出该无人机运动的图像和图像，如图所示。其中图像中的时刻对应抛物线的最高点，，下列说法正确的是( )
A. 无人机的加速度为
B. 无人机的初位置
C. 无人机飞回坐标原点的时刻
D. 无人机飞回坐标原点的时刻
5.年月日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑重工机械”。如图，根起吊绳绳的质量忽略不计通过液压机械抓手把质量为的巨型钢圆筒静止吊在空中，每根绳与竖直方向的夹角为如图其他根绳没有画出，，，，则下列说法正确的是( )
A. 每根绳的拉力为
B. 钢圆筒所受的合力为
C. 若增加起吊绳的长度，则每根绳的拉力变大
D. 若每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为
6.一喷气飞行器在空中斜向上运动，运动方向与竖直方向成角，且做加速度大小为的匀加速直线运动，如图所示。若运动过程中所受空气阻力大小为其重力的倍，为重力加速度，为飞行器的质量假设始终保持不变，则飞行器所受推力的大小是不再考虑其他作用力，，
A. B. C. D.
7.如图所示，质量为的某中学生背靠在地铁车厢，发现车厢内有两个质量均为的小球分别用细绳和固定的轻杆悬挂起来。系统稳定后，他用手机拍摄下某时刻的情景，发现细绳偏离竖直方向角度是，而固定的轻杆与竖直方向的夹角是，，重力加速度是。下列说法正确的是( )
A. 地铁一定在向右加速运动，加速度大小为
B. 中学生受到的摩擦力一定向右
C. 中学生受到地铁施加的作用力大小等于
D. 细绳和轻杆对小球的作用力方向不同
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.国产大飞机是我国自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于年成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为，竖直分速度为，已知在此后的内，飞机在水平方向做加速度为的匀加速直线运动，竖直方向做加速度为的匀加速直线运动。关于这内飞机的运动与受力情况，下列选项中说法正确的是( )
A. 飞机上的乘客处于超重状态
B. 飞机的运动为匀变速曲线运动
C. 前内，飞机上升的高度为
D. 前内，飞机水平方向的平均速度大小为
9.具有“主动刹车系统”的汽车与正前方静止障碍物之间的距离小于安全距离时，会立即开始主动刹车，车主可根据需要设置安全距离。某车的安全距离为，若汽车正以的速度在路面上行驶，遇紧急情况主动刹车后做匀减速直线运动，加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车时间为
B. 汽车能安全停下
C. 汽车开始“主动刹车”后第末的速度为
D. 汽车开始“主动刹车”后第内的平均速度为
10.如图所示，轻杆一端固定一质量为的小球，另一端与放置在粗糙水平地面上的木板上的铰链连接。将小球用轻绳绕过光滑的定滑轮由力牵引，且定滑轮位于铰链的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力的大小，使小球绕点远离缓慢运动，木板始终保持静止，则在整个过程中( )
A. 力逐渐增大
B. 轻杆对小球的作用力增大
C. 地面对木板的摩擦力逐渐增大
D. 地面对木板的作用力减小
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某物理兴趣小组为测量自动笔里面被压缩弹簧的劲度系数，设计了如图甲所示的实验：将自动笔活动端竖直置于电子秤上，当竖直向下按下约时未触底且未超过弹簧弹性限度，稳定后电子秤上的读数增加了重力加速度取。
这支笔的重力对实验______填“有”或“无”影响，这支笔里的弹簧劲度系数为______保留位有效数字。
他们将三根相同的弹簧串起来，竖直挂在图乙所示的装置中。某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示，该处的读数为______。
通过测量，他们作出三根弹簧的总长度与相应所挂重物重力即拉力大小的关系图像图丁，则一根弹簧的劲度系数 ______保留位有效数字。
12.某实验小组为了测定小物块与长木板间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置，力传感器可以测出轻绳的拉力大小，滑轮及轻绳质量不计，重力加速度取。
按图甲所示装置安装实验器材，图中长木板保持水平；
在砂桶内放入一定质量的砂子，小物块靠近打点计时器，接通打点计时器的电源，释放小物块，打出一条纸带，同时记录力传感器的读数；
利用纸带计算小物块的加速度；
改变砂桶内砂子的质量，重复步骤；
以小物块加速度为纵坐标，力传感器读数为横坐标，作出图像如图乙所示。
回答下列问题：
砂子与砂桶的总质量______选填“需要”或“不需要”远小于小物块的质量。
通过图乙可以求得小物块的质量为______；小物块与长木板间的动摩擦因数 ______。结果均保留两位有效数字
考虑系统误差，的测量值与真实值相比______选填“偏大”“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个质量为的正方体，在墙壁和正方体之间放置质量为的光滑球，正方体和球均保持静止。球的球心为，与竖直方向的夹角为，正方体与水平地面之间的动摩擦因数为。已知重力加速度，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
若，，求正方体对地面的压力大小、以及对地面的摩擦力大小；
若，保持球的半径不变，仅增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求球质量的最大值。
14.年月日，苏翊鸣参加了在首钢大跳台举行的至赛季国际雪联滑雪大跳台世界杯，并夺得男子单板大跳台冠军。如图为可视为质点的运动员在训练时的情景：运动员穿着专用滑雪板，在滑雪道上获得速度后从点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后恰好在山坡底端点着陆，如图所示。已知山坡可看成倾角为的斜面，不考虑空气阻力，重力加速度为，求：
运动员落在点时速度与水平方向夹角的正切值；
运动员从点到与斜面距离最大时所用的时间及与斜面的最大距离。
15.如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板，在长木板的中点放有一质量为可视为质点的小物块，开始时、均静止。已知与、与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板，重力加速度取。
若水平拉力，小物块所受到的摩擦力大小为多少；
若水平拉力，从静止开始要使小物块刚好不滑离长木板，求作用时间；
在满足条件下，、最终都停止运动，整个过程中、间的相对路程。
答案和解析
1.
【解析】、图甲中为了描述运动员位置的变化快慢定义了速度，运用了极限法，故A错误；
B、图乙中在观察桌面的形变时，利用了微小形变放大法，故B错误；
C、图丙中伽利略在研究自由落体运动规律时采用了实验和逻辑推理的研究方法，故C正确；
D、图丁中用极短曝光时间内的平均速度来表示点的瞬时速度，运用了极限思想，故D错误；
故选：。
2.
【解析】、由题可知，“加速度的变化率”表示加速度随时间变化的快慢，等于图像的斜率，则知内加速度的变化率比内的小，乘客感觉内比内更舒适，故A正确；
B、由图像知内，加速度不变，由于加速度与速度方向关系不能确定，所以轿车不一定做变加速运动，故B错误；
C、图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则内速度变化量为，因初速度未知，所以第末，轿车速度不一定达到，故C错误；
D、加速度变化率为，的单位为，的单位为，故加速度变化率的单位为，故D错误。
故选：。
3.
【解析】根据题意三颗相同象棋子竖直叠放，所有接触面间的动摩擦因数均相同，
设每颗棋子质量为，、两个棋子间最大静摩擦力为，则、棋子间最大静摩擦力为，第三颗棋子与水平面间最大静摩擦力为，
中间棋子被击出，中间棋子对第颗棋子有向右滑动摩擦力，则第颗棋子有向右的加速度，即向右有位移，后落在第颗棋子上，
、棋子间最大静摩擦力为，第三颗棋子与水平面间最大静摩擦力为，在摩擦力作用下静止在第颗棋子上，第颗棋子仍受力平衡，第颗棋子位移是零，可知稳定后，棋子的位置情况可能是。
故A正确，BCD错误。
故选：。
4.
【解析】、无人机的加速度为，故A错误；
B、由图可知无人机的初速度为，内无人机向正方向运动，时速度为零，无人机的位移达到正向最大值，则，
根据时间与位移公式得，解得，故B错误；
、无人机飞回坐标原点时，根据时间与位移公式得，代入数据得，解得无人机飞回坐标原点的时刻为，故C错误，D正确。
故选：。
5.
【解析】令重物的重力用表示，。根起吊绳把巨型钢圆筒静止吊在空中，分解绳子拉力，竖直方向分力大小为
每根绳与竖直方向的夹角为，则每根绳的拉力为
故A错误；
B.依题意，钢圆筒处于静止状态，所受的合力为零。故B错误；
C.若增加起吊绳的长度，则每根绳与竖直方向的夹角变小，由
可知每根绳的拉力变小。故C错误；
D.若每根绳承受的最大拉力为，则根绳的合力
由牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选：。
6.
【解析】对飞行器分析受力，建立如图所示的直角坐标系。
根据牛顿第二定律得
方向有
方向有
其中
解得
解得推力，故ABC错误，D正确。
故选：。
7.
【解析】对小球受力分析如下图所示：
根据牛顿第二定律可知：
可知加速度大小为：
方向水平向右，故列车可能向右加速，也可能向左减速，故A错误；
B.在水平方向上，为学生提供加速度的力是左侧车厢壁施加的弹力和摩擦力的合力，两者合力向右，但摩擦力不一定向右，故B错误；
C.中学生受到地铁施加的作用力与自身的重力作用，合力为，因此中学生受到地铁施加的作用力大小等于重力与的合力大小，为：
故C正确；
D.由于两小球合力相同均为，则细绳和轻杆对小球的作用力大小均满足：
故方向与竖直方向夹角均为，即细绳和轻杆对小球的作用力方向相同，故D错误。
故选：。
8.
【解析】、依据矢量的合成法则，则飞机受到的合力斜向右上方，飞机上的乘客受到的合力也是斜向右上方，竖直方向的合力竖直向上，则飞机上的乘客处于超重状态，故A正确；
B、飞机的速度的方向：，飞机的加速度的方向：，可知飞机的速度的方向与加速度的方向是相同的，飞机做匀变速直线运动，故B错误；
C、飞机在竖直方向上匀加速直线运动，由竖直分速度为，竖直方向做加速度为，则有：，故C错误；
D、在水平方向上，飞机在内做初速度的匀加速直线运动，那么水平方向的平均速度大小为：，方向与水平方向位移相同，故D正确。
故选：。
9.
【解析】、汽车的初速度，汽车的刹车时间为：，故A错误；
B、汽车的刹车位移为：，汽车能安全停下，故B正确；
C、汽车开始“主动刹车”后第末的速度为：，故C错误；
D、运用逆向思维法，汽车开始刹车后最后内的运动时间为，位移为：，汽车开始“主动刹车”后第内的平均速度为：，故D正确。
故选：。
10.
【解析】对小球进行受力分析，三力构成矢量三角形，如图所示
根据几何关系可知两三角形相似，因此，缓慢运动过程越来越大，则逐渐增大，故A正确；
B.由于长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故B错误；
C.对木板，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越大，地面对木板的摩擦力逐渐增大，故C正确；
D.木板受重力、地面的支持力、杆的弹力和地面的摩擦力，根据力的合成与分解可知地面对木板的作用力与木板受重力和杆的弹力的合力等大反向，杆的作用力与竖直方向的夹角越来越大，则木板受重力和杆的弹力的合力逐渐减小，所以地面对木板的作用力减小，故D正确。
故选：。
11.无
【解析】没有影响，这是由于弹簧受挤压时弹力大小可借助于电子秤测出，所以与笔的重力无关，
根据胡克定律，可得弹簧劲度系数为；
刻度尺分度值为，应估读到下一位，指针对应处的读数为；
由于有三根弹簧，则弹簧劲度系数满足。
故答案为：无，；；。
12.不需要 偏大
【解析】本实验中，利用力传感器直接得到绳子的拉力，所以不需要满足砂子与砂桶的总质量远小于小物块的质量。
对小物块，根据牛顿第二定律得
可得
所以图像的斜率，纵截距表示
由图可得
因为实验中不可以避免的存在其他阻力纸带、滑轮摩擦，导致测量的小物块与长木板间的摩擦力偏大，因此的测量值偏大。
故答案为：不需要；，；偏大。
13.对球受力分析，如图：
则由平衡条件可得：
，
对球、正方体整体受力分析，如图：
由平衡条件可得：
，
由牛顿第三定律可知，正方体对地面的压力大小为：
，
由平衡条件可得：
，
由牛顿第三定律可知，正方体对地面的摩擦力大小为：
，
联立可解得：
，；
正方体恰好不滑动时，有：
，
由可知，即：
，
解得：
；
答：若，，正方体对地面的压力大小为、对地面的摩擦力大小为；
若，保持球的半径不变，仅增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，球质量的最大值为。
14.根据题意，设运动员在空中飞行的时间为，水平方向上有
竖直方向上有
又有
设运动员落地时速度与水平方向夹角为，则
运动员速度方向与斜面平行时距离斜面最远
，
解得
将运动员速度沿斜面方向与垂直斜面方向分解有
，
距斜面的最大距离
答：运动员落在点时速度与水平方向夹角的正切值为；
运动员从点到与斜面距离最大时所用的时间为；斜面的最大距离是。
15.当与刚要相对滑动时，、之间为最大静摩擦力，对有
对、，有
解得
因
故A、一起做匀加速运动。对、整体
解得
对有
因水平拉力
故A、相对滑动。对，有
对，有
解得
设拉力作用时间为时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时小物块对应的速度和位移分别为
，
则时木板对应的速度和位移为
，
则此过程中相对向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，、刚好共速。因继续加速，加速度
做减速运动，有解得
则
此过程中相对向左滑动
因
故共速后相对向右滑动，则此时刚好滑到最左端，则
联立，解得
，
、共速后
故A、继续相对滑动，做减速运动的加速度，做减速运动，有
解得
A、停止时，相对向右滑动的距离为
解得
则相对滑动的距离为
答：若水平拉力，小物块所受到的摩擦力大小为；
若水平拉力，从静止开始要使小物块刚好不滑离长木板，作用时间是；
在满足条件下，、最终都停止运动，整个过程中、间的相对路程为。
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