湖北省宜昌市二中2024~2025学年高一物理下学期期末考试试题（含解析）

湖北省宜昌市二中2024年高一物理下学期期末考试试题含解析
一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分）
1、将一物体以某一初速度竖直上抛不计空气阻力，图中哪幅能正确表示物体在整个运动过程中的速度v与时间t的关系以向上为正方向　　
A.
B.
C.
D.
2、利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧倾斜面上的点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升，斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，下列判断正确的是( )
A.小球沿右侧斜面上升的高度与小球的质量无关
B.小球沿右侧斜面上升的高度与斜面的粗糙程度有关
C.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
D.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态
3、两个小车在水平面上做加速度相同的匀减速直线运动，若它们的初速度之比为1∶2，它们运动的最大位移之比(　　)
A.1∶2 B.1∶4
C.1∶ D.2∶1
4、下列说法正确的是（ ）
A.物体的位移方向一定与速度方向相同
B.物体的速度越大时加速度一定越大
C.做加速直线运动的物体加速度一定为正值
D.做曲线运动的物体加速度方向一定与速度方向不同
5、如图所示，物体A 和B质量分别为、且相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则
A.B受到的静摩擦力方向沿斜面向上
B.B受到的静摩擦力的大小为gsinθ
C.B 受到滑动摩擦力的大小为(+)gsinθ
D.取走A物后，B物将匀加速下滑
6、下列说法正确的是（　　）
A.飞机起飞时的速度约为120m/s，这里的120m/s指的是平均速度
B.汽车速度计显示是汽车瞬时速度的大小
C.平均速度总等于初、末时刻瞬时速度的平均值
D.若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
7、如图，两个完全相同的条形磁铁。放在平板AB上，开始时平板及磁铁都处于水平位置，且静止不动，现将AB从原位置突然竖直向上平移。并使之停在CD位置，结果发现两条形磁铁碰在一起，下列说法正确的是
A.开始时两磁铁静止不动，说明磁铁间的作用力小于磁铁受到的静摩擦力
B.磁铁开始滑动时，平板正在向上减速
C.上升过程中磁铁处于超重状态
D.上升过程中磁铁先失重后超重
二、多选题（本题共3小题，每题4分，共12分）
8、如图所示，质量为m2的物体2放在车厢底板上，用竖直细线通过定滑轮与质量为m1的物体1连接，不计滑轮摩擦，车厢正在水平向右做加速直线运动，连接物体1的细线与竖直方向成θ角，物体2仍在车厢底板上，则（　　）
A.细线拉力为
B.车厢的加速度为
C.底板对物体2的支持力为
D.底板对物体2的摩擦力为零
9、如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动，现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的说法中正确的是
A.Q受到桌面的支持力变大
B.Q受到桌面的静摩擦力变大
C.小球P运动的向心力变大
D.小球P运动的周期变大
10、如图，物块A、足够长的物块B叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1 kg，B的质量是2 kg，A、B间的动摩擦因数是0.2，其他摩擦不计。由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，g=10 m/s2），下列说法正确的是(　　)
A.A、B两物体发生相对滑动
B.A物体受到的摩擦力大小为2.5N
C.B物体的加速度大小是m/s2
D.细绳的拉力大小等于10N
三、填空题（本题共5小题，每题2分，共10分）
11、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中采用如图所示的装置
(1)实验装置如图所示，长木板右端下方有一个垫块，使长木板有一个倾角以平衡摩擦力.
关于平衡摩擦力的滑轮说法正确的有________
A．平衡摩擦力时，应将塑料桶及桶中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．平衡摩擦力时，应将连接塑料桶和小车的轻绳及小车后的纸带都去掉
C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D．每次改变小车的质量时，摩擦力的大小都发生了变化，必须要重新平衡摩擦力
(2)某同学保持塑料桶中砝码质量不变，改变小车的质量m，测得小车的加速度a，获得多组数据后作出了图象．该同学的作图方法和所用数据无误，他所作图象可能是下列四个选项中的_______
(3)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T＝0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB＝1.52cm，BC＝4.03cm，CD＝6.53cm，DE＝9.02cm，EF＝11.51cm，FG＝14.02cm，则小车运动的加速度大小a＝_______m/s2，打纸带上F点时小车的瞬时速度大小＝_______m/s.（结果均保留三位有效数字）
12、某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）
①具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有______
A．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同
C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
D．用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
②该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O，力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示．其中对于提高实验精度最有利的是_____
A. B. C. D.
13、如图是描述一个物体运动的位移图像，请在下边速度图像中作出相应的图线
14、一长l=0.8m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.1kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1m。开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示。让小球从静止释放,当小球运动到B点时速度vB=4m/s,轻绳恰好断裂。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)当小球运动到B点时的绳子拉力大小。
(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离。
15、某同学利用实验验证牛顿第二定律，实验的装置如图所示
（1）本实验除了使用电磁打点计时器、复写纸、导线、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、小重物、天平（附砝码）、刻度尺之外，还需要的一个器材是_________
A.交流电源 B.直流电源
C.秒表 D.弹簧测力计
（2）实验前，用垫木把木板一端垫高，并让小车做匀速直线运动．这样操作的目的是__________________________
（3）实验中，保持小重物质量不变，改变小车中砝码质量，进行多次实验，分别测得小车的加速度a与小车及砝码总质量m的数据如下：
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
小车加速度a/m·s-2 1.72 1.49 1.25 0.99 0.75 0.51 0.30
小车和砝码质量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 0.99 1.67
小车、砝码质量倒数1/m 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.01 0.60
根据以上数据，请在图中画出：
①3号实验数据点；
②画出图线
（4）图像的斜率与__________有关
四、解答题（本题共5小题，每题10分，共50分）
16、将一个质量为1 kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反．该过程的v－t图像如图所示，g取10 m/s2.
（1）小球所受的阻力是多少？
（2）小球落回到抛出点时的速度是多少？
17、如图所示，光滑的水平面上有一个质量为1kg的小球A以10m/s的初速度向右做匀速 直线运动，当A球经过P点时，外界对它施加一个水平向左的2N的恒定外力，A球向右最远能运动到Q点（图中未标出），不计球的大小。求：
（1）PQ两点之间的距离以及A球连续两次经过P点的时间间隔；
（2）若在A球经过P点时，有一个质量为2kg的小球B从Q点正以5m/s的速度向左匀速运动，要使两球不相撞，在P点外界至少要给A球施加多大的水平恒力？
18、如下图所示，在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端有一质量m=2.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25．现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=20N，方向平行斜面向上，经时间t1=4s绳子突然断了，（sin37°=0.60，cos37°=0.80，g=10m/s2） 求：
（1）绳断时物体的速度大小；
（2）绳子断后物体还能沿斜面向上滑多远？
（3）从绳子断后物体回到出发点所用的总时间是多少？
19、在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，求小球做匀速圆周运动的周期
20、质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v -t图象如图所示。g取10 m/s2，求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）水平推力F的大小；
（3）0～10 s内物体运动位移的大小。
参考答案
一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分）
1、答案：C
【解析】取竖直向上方向为正方向，将竖直上抛运动可以看出加速度为的匀减速直线运动，根据速度时间公式得：，可知图象是一条向下倾斜的直线，直线的斜率为负值，故C正确，A，B，D错误；
故选C
2、答案：B
【解析】A.小球在下滑过程由于摩擦阻力的存在导致机械能有损耗，质量越大，损耗越大，所以小球沿右侧斜面上升的高度与小球的质量有关，故A错误；
B.粗糙程度逐渐降低则损耗的机械能越小，上升的高度越高，则可知小球沿右侧斜面上升的高度与斜面的粗糙程度有关，故B正确；
C.如果小球受到的力一定，则质量越大，它的加速度越小是牛顿第二定律的结论，与本实验无关，故C错误；
D.通过推理和假想，如果小球不受力，它将一直保持匀速运动，得不出静止的结论，故D错误；
故选B。
3、答案：B
【解析】当两小车速度为零时即末速度为零，发生的位移最大，根据位移速度公式可得
又因为它们的初速度之比为1∶2，所以他们运动的最大位移比为
A．1∶2，与结论不相符，选项A错误；
B．1∶4，与结论相符，选项B正确；
C．1∶，与结论不相符，选项C错误；
D．2∶1，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
4、答案：D
【解析】位移是指初位置到末位置的有向线段；速度和加速度无关，速度很大，加速度可以为零；矢量的正负取决于起初所规定的正方向；做曲线运动的物体，加速度和速度不共线
【详解】A、速度方向是物体的运动方向，而位移方向是由起点指向终点，所以两者方向不一定相同，故A错误；
B、物体的速度越大，加速度不一定大，加速度与速度无关．故B错误；
C、加速度的正负取决于所规定的正方向，C错误；
D、做曲线运动的物体所受的合力与速度不方向不共线，故加速度方向一定与速度方向不同，D正确；
故选D
【点睛】掌握运动学中位移、速度和加速度等物理量的基本概念和物理意义，以及它们之间的联系，是解决此类问题的关键
5、答案：C
【解析】两物体组成的系统受力如图所示：
由共点力平衡条件可得：，，滑动摩擦力：，解得：，物体B的摩擦力：，方向：沿斜面向上，故AB错误，C正确；取走A后，物体B受到的滑动摩擦力：，摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，B所受合力为零，B做匀速直线运动，故D错误；故选C.
【点睛】以整体为研究对象，整体重力沿斜面的分力等于斜面给B的摩擦力，然后隔离A，A处于平衡状态，A所受重力沿斜面的分力等于B给A的静摩擦力.
6、答案：B
【解析】A．飞机起飞时的速度约为120m/s，这里的120m/s指的是瞬时速度，选项A错误；
B．汽车速度计显示的是汽车瞬时速度的大小，选项B正确；
C．只有匀变速直线运动中平均速度才等于初、末时刻瞬时速度的平均值，选项C错误；
D．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度不一定等于零，例如物体运动一周，位移为零，则平均速度为零，但是瞬时速度不为零，选项D错误；
故选B。
7、答案：B
【解析】平板AB从原位置突然竖直向上平移，并停在CD位置这一过程中，应是先加速运动再减速运动到静止。
A．开始时两磁铁静止不动，根据平衡状态可知，每个磁铁所受合力为零，在水平方向上每个磁铁受的磁场力与磁铁受到的静摩擦力大小相等。磁铁间的作用力等于磁铁受到的静摩擦力，故A错误；
B．磁铁开始滑动时，说明磁铁受到的静摩擦力减小，从而造成两条形磁铁相互靠近，原因是平板正在向上减速运动磁铁出现失重，磁铁对平板AB压力减小，磁铁与平板AB间的摩擦力减小，当摩擦力小于磁铁间的相互吸引力时，磁铁开始滑动并最终碰在一起。故B正确；
CD．上升过程中磁铁先超重后失重。故CD错误。
故选Ｂ。
二、多选题（本题共3小题，每题4分，共12分）
8、答案：BC
【解析】车厢水平向右做加速直线运动，两物体与车厢具有相同的加速度，根据隔离对物体1分析，得出物体1的加速度以及细线的拉力，从而得知车厢的加速度．再隔离对物体2分析，求出支持力和摩擦力的大小。
【详解】AB．以物体1为研究对象，水平方向有：
竖直方向有：
解得：
A错误，B正确；
CD．以物体2为研究对象，水平方向有：
竖直方向有：
解得：
C正确，D错误；
故选BC。
9、答案：BC
【解析】设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，
则有：…①；mgtanθ=mω2Lsinθ=ma…②
Q受到重力、支持力绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用，在竖直方向上：Mg+Tcosθ=FN…③
联立①③可得：FN=Mg+mg，与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关，保持不变．故A错误；由②得角速度，向心加速度a=gtanθ，使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，tanθ增大，则得到细线拉力T增大，角速度增大，向心力增大．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故BC正确；小球的角速度增大，根据：可知，小球的周期将减小．故D错误．故选BC
【点睛】本题中一个物体静止，一个物体做匀速圆周运动，分别根据平衡条件和牛顿第二定律研究，分析受力情况是关键
10、答案：AC
【解析】AB．假设A、B不发生相对滑动，整体的加速度为
隔离对A分析
可知假设不成立，即A、B两物体发生相对滑动，A所受的滑动摩擦力大小为2N，故A正确，B错误；
C．对B、C整体，由牛顿第二定律得
解得B、C整体的加速度大小为
故C正确；
D．对C分析，设绳上拉力为T，根据牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选AC。
三、填空题（本题共5小题，每题2分，共10分）
11、答案： ①.C ②.BD ③.2.50 ④.1.28
【解析】(1)实验前要平衡摩擦力，每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力；(2)应用图象法处理加速度与质量关系实验数据时，为了直观，应作图象；(3)做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位移之差等于定值aT2，据此可以求出纸带的加速度;根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度求F点速度
【详解】(1)A、B、小车所受的摩擦力不可避免，平衡摩擦力的本质就是使小车的重力沿斜面方向的分力与小车所受的阻力相平衡，恰好平衡摩擦力时，小车拖动纸带，不给小车提供拉力，给小车一个初速度，小车做匀速直线运动，由打点计时器打出的纸带点迹间距应该是均匀的;故A、B均错误.
C、D、平衡摩擦力后满足，则改变质量后，依然平衡，不需要重新平衡摩擦力；故C正确，D错误.故选C.
(2)根据牛顿第二定律，则保持合外力不变，加速度与质量成比，而可知与成正比；故选BD.
(3)由匀加速直线运动的判别式，而六段连续相等时间的位移可由逐差法；利用匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得：.
【点睛】处理图象问题要注意物理公式结合数学函数，能正确理解物理量的意义则很多问题将会迎刃而解．对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．数据处理时注意单位的换算和有效数字的保留
12、答案： (1).BC (2).B
【解析】①A、F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；
B、合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同；而在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故B正确；
C、使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小引摩擦产生的误差，读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差，故C正确；
D、用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力不一定必须都小于只用一个测力计时的拉力，故D错误
②A、为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，该图中所描的点太靠近结点，故A错误；
B、该图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中，故B正确；
C、实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，该图中的读数都太小，故C错误；
D、该图中两个分力之间的夹角太小，这样误差容易大，故D错误
点睛：在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解，同时要理解会给实验带来误差的因素
13、答案：速度 时间图象如图．
【解析】在0 2s内，物体向正方向做匀速直线运动，速度：
在2 4s内，物体的位移不随时间变化，速度为零
在4 5s内，物体向负方向做匀速直线运动，速度：
，
作出速度 时间图象如图
14、答案：（1）3N （2）0.8m
【解析】考查竖直面内的圆周运动和平抛运动。
详解】（1）小球运动到B点时速度vB=4m/s，则
解得绳子拉力大小
（2）绳断裂后球从B点做平抛运动，竖直方向：
解得运动时间
水平方向：
解得C点与B点之间的水平距离
15、答案： ①.A ②.平衡摩擦力 ③.,小重物的质量
【解析】根据实验原理与实验器材分析答题；
验前要把木板的一端垫高以平衡摩擦力，使小车受到的合力等于绳子的拉力；
【详解】(1) 实验过程需要测出小车质量、砂与砂桶质量，因此实验要天平，处理实验数据时需要测出计数点间的距离，实验需要毫米刻度尺，电磁打点计时器需要使用低压交流电源，故选A；
(2) 实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力时要把小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动；
(3)如图
由牛顿第二定律得：，图线的斜率即为合外力，所以图像的斜率与小重物的质量有关
【点睛】本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理、实验误差分析等问题；要掌握实验原理、实验器材与实验注意事项、实验数据的处理方法；常常应用图象法处理实验数据，应用图象法处理实验数据时为方便实验数据处理，要选择合适的物理量使作出的图象为直线
四、解答题（本题共5小题，每题10分，共50分）
16、答案： (1) f=2N，(2)。
【解析】（1）物体上抛过程中，根据牛顿第二定律：
根据图像：
联立方程解得阻力：；
（2）下落过程中：
解得：；
物体在上升过程中：
下降过程中：
解得：。
17、答案：（1）25m，10s（2）4.5N
【解析】考查匀变速直线运动规律。
【详解】（1）由牛顿第二定律：
解得加速度大小为，方向向左，由位移与速度的关系式：
解得PQ两点之间的距离为；
整个运动过程加速度不变，做匀变速直线运动，回到P点即位移为0，由位移时间关系：
解得两次经过P点的时间间隔为；
（2）要使两球不相撞，在P点外界至少要给A球施加一个恒力，使两球相遇时速度相等，设后相遇，相遇时B的位移大小为x1，则对B：
对A：
由牛顿第二定律：
解得。
18、答案：（1）8m/s（2）4m（3）4.2s
【解析】（1）物体向上运动过程中，由牛顿第二定律得：
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
代入解得：
a1=2m/s2
绳断时物体的速度大小：
v1=a1t1=2×4=8m/s；
（2）绳断时，物体距斜面底端：
断绳后，物体向上运动过程中，由牛顿第二定律得：
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
代入数据解得：
a2=8m/s2
物体做减速运动时间：
减速运动位移：
（3）物体沿斜面向下运动过程中，由牛顿第二定律得：
mgsinθ-μmgcosθ=ma3
代入数据解得：
a3=4m/s2
由速度时间关系公式可知，物体下滑到底端时位移为x=x1+x2=20m
根据 解得
则从绳子断后物体回到出发点所用的总时间是
19、答案：
【解析】对小球受力分析，合力提供向心力，有：
得小球做匀速圆周运动的周期:
20、答案： (1) ；(2) ；(3)
【解析】(1)撤去外力后，根据牛顿第二定律及图像可得
代入数据得
(2)在加速阶段，根据牛顿第二定律及图像可得
解得
(3)图像的面积表示位移，则根据图像得