2024-2025学年新教材高中物理期末综合学业质量标准检测含解析

PAGE10-第四章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2024·浙江省嘉兴一中高一上学期期中)志向试验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个志向试验，如图所示的斜面试验，其中有一个是试验事实，其余是推论。①减小其次个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍旧要达到原来的高度。②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。③假如没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。④接着减小其次个斜面的倾角，最终使它成一水平面，小球要沿水平面恒久运动下去。在上述的设想步骤中，有的属于牢靠的事实，有的则是志向化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是(B)A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论解析：体会伽利略的志向试验，可知排列依次为②③①④，分类正确的是选项B。2．如图所示，在光滑水平面上有一段质量分布匀称的粗麻绳，绳子在水平向右的恒力F作用下做匀加速直线运动。绳子上某一点到绳子左端的距离为x，设该点处的张力为T，则最能正确反映T与x之间的关系的图像是(A)解析：设绳子总长为L，单位长度质量为m，对整体分析依据牛顿其次定律有：F＝Lma；则对x分析可知：T＝xma，联立解得：T＝eq\f(F,L)x，故可知T与x成正比；且x＝0时，T＝0，故A正确，B、C、D错误。3．(2024·海南省海南中学高一上学期期末)质量分别为M和m的两物体靠在一起放在光滑水平面上。用水平推力F向右推M，两物体向右加速运动时，M、m间的作用力为N1；用水平力F向左推m，使M、m一起加速向左运动时，M、m间的作用力为N2，如图甲、乙所示，则(B)A．N1︰N2＝1︰1B．N1︰N2＝m︰MC．N1︰N2＝M︰mD．无法比较N1、N2的大小解析：用水平推力F向右推M时，将两者看作一个整体，依据牛顿其次定律，在水平方向上有F＝(M＋m)a，对m分析可得N1＝ma，联立解得N1＝eq\f(mF,M＋m)，用水平力F向左推m时，将两者看作一个整体，依据牛顿其次定律，在水平方向上有F＝(M＋m)a，对M分析可得N2＝Ma，联立解得N2＝eq\f(MF,M＋m)，故N1︰N2＝m︰M，B正确。4．如图1所示，在粗糙程度到处相同的水平地面上，物块在水平向右的力F作用下由静止起先运动。运动的速度v与时间t的关系如图2所示，由图像可知(C)A．在2s～4s内，力F＝0B．在4s～6s内，力F＝0C．在0～2s内，力F渐渐变小D．在0～2s内，力F渐渐增大解析：在2s～4s内，物体做匀速直线运动，拉力与滑动摩擦力平衡，不为零，故A错误；在4s～6s内，物体匀减速前进，拉力可能不为零，但肯定小于摩擦力，故B错误；在0～2s内，加速度渐渐变小，依据牛顿其次定律，有：F－μmg＝ma故拉力F渐渐减小，故C正确，D错误，故选C。5．如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为2︰1，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为(C)A．a、0 B．a、aC．a、2a D．0、解析：在未剪断轻绳时，由牛顿其次定律可知对A：F弹＝2ma对B：T－F弹＝ma，解得T＝3ma当剪断轻绳时，绳的拉力变为零，弹簧的弹力不能发生突变此时由牛顿其次定律可知对A：F弹＝2ma′，解得a′＝a对B，F弹＝ma″，解得a″＝2a6．如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(D)A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2D．t1＝t2＝t3解析：小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的，设轨迹与竖直方向夹角为θ，由牛顿其次定律知mgcosθ＝ma ①设圆心为O，半径为R，由几何关系得，滑环由起先运动至d点的位移x＝2Rcosθ②由运动学公式得x＝eq\f(1,2)at2 ③由①②③联立解得t＝2eq\r(\f(R,g))小圆环下滑的时间与细杆的倾斜状况无关，故t1＝t2＝t3。7．(2024·湖南省湘潭一中、双峰一中、邵东一中高一上学期联赛)以下是必修1课本中四幅插图，关于这四幅插图下列说法正确的是(BC)A．甲图中学生从起立到站直的过程中，体重计的示数先减小后增大B．乙图中赛车的质量较小，却安装着牵引力很大的发动机，目的是获得很大的加速度C．丙图中海豚的身体呈流线型，可以减小海豚运动中的阻力D．丁图中运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做匀速直线运动解析：中学生从起立到站直经验了从超重到失重的过程，A错误；由F＝ma可知B项正确；海豚的流线型身体是为了减小水的阻力，C正确；运动员推开冰壶后，冰壶在冰面做减速运动，D错误。8．如图所示，在光滑的水平桌面上放一质量为mA＝5kg的物块A，A的上方放一质量mB＝3kg的滑块B，用一轻绳一端拴在物块A上，另一端跨过光滑的定滑轮拴接一质量mC＝2kg的物块C，其中连接A的轻绳与水平桌面平行。现由静止释放物块C，在以后的过程中，A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面(重力加速度g取10m/s2)。则下列说法正确的是(BC)A．A的加速度大小为2.5m/s2B．A的加速度大小为2m/s2C．A对B的摩擦力大小为6ND．A对B的摩擦力大小为7.5N解析：整体mCg＝(mA＋mB＋mC)a，得a＝2m/s2，故A错误，B正确；隔离B：f＝mBa＝6N，故C正确，D错误。9．(2024·沈阳东北育才中学高一上学期期中)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变更的规律如图乙所示。取g＝10m/s2，则(AB)A．物体的质量m＝0.5kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.40C．前3s内物体的平均速度为1.5m/sD．前3s内物体所受摩擦力为2N解析：在1～2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a＝2m/s2，由牛顿其次定律可得F－f＝ma得：m＝eq\f(F－f,a)＝eq\f(3－2,2)kg＝0.5kg，所以A正确；由速度－时间图像可以知道在2～3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，由f＝μmg得：μ＝eq\f(f,mg)＝eq\f(2,0.5×10)＝0.40；故B正确；前3s内的位移为：x＝eq\f(1＋2,2)×2m＝3m；故平均速度为：v＝eq\f(3,3)m/s＝1m/s；故C错误；前1s内物体合外力为零，处于静止状态，故摩擦力为1N,1～3s为滑动摩擦力为2N；故D错误。10．如图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是(ACD)A．eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg) B．eq\f(L,v)C．eq\r(\f(2L,μg)) D．eq\f(2L,v)解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若始终匀加速至右端，则L＝eq\f(1,2)μgt2，可得t＝eq\r(\f(2L,μg))，C正确；若始终加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等，则L＝eq\f(0＋v,2)t，可得t＝eq\f(2L,v)，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则eq\f(v2,2μg)＋v(t－eq\f(v,μg))＝L，可得t＝eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg)，A正确；木块不行能始终匀速至右端，B错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案干脆填在横线上)11．(6分)某试验小组设计了如图(a)所示的试验装置，通过变更重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种状况下分别做了试验，得到了两条a－F图线，如图(b)所示，g＝10m/s2。(1)图线__①__是在轨道左侧抬高成为斜面状况下得到的(选填“①”或“②”)；(2)滑块和位移传感器放射部分的总质量m＝__0.5__kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝__0.2__。解析：(1)由图像①可知，当F＝0时，a≠0，也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学试验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过度，所以图线①是在轨道左侧抬高成为斜面状况下得到的。(2)依据F＝ma得a＝eq\f(F,m)所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像斜率等于滑块和位移传感器放射部分的总质量的倒数。所以m＝eq\f(1,k)＝0.5kg由图形②得，在水平轨道上F＝1N时，加速度a＝0，依据牛顿其次定律得F－μmg＝0解得μ＝0.2。12．(8分)某同学欲运用牛顿其次定律测量滑块的质量M，其试验装置如图甲所示，设计的试验步骤为：(1)调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块恰好沿木板向下做匀速运动；(2)保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，然后释放滑块，滑块沿木板向下做匀加速直线运动，并打出点迹清楚的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50Hz)。请回答下列问题：①打点计时器在打下D点时滑块的速度vD＝__1.69__m/s；(结果保留3位有效数字)②滑块做匀加速直线运动的加速度a＝__3.88__m/s2；(结果保留3位有效数字)③滑块质量M＝__eq\f(g,a)m0__(用字母a、m0和当地重力加速度g表示)。(3)保持木板倾角不变，挂上质量为m(均小于m0)的钩码，滑块沿木板向下匀加速运动，测出滑块的加速度；多次变更钩码的质量，分别求出相应的加速度。(4)若绳的拉力与所挂钩码的重力大小相等，作出a－mg图像如图丙所示，则由图丙可求得滑块的质量M＝__0.200__kg。(取g＝10m/s2，结果保留3位有效数字)解析：从图乙中可知xAB＝5.20cm，xBC＝5.84cm，xCD＝6.45cm，xDE＝7.07cm，xEF＝7.70cm。(2)①相邻计数点间的时间间隔为T＝2×0.02s＝0.04s，依据匀变速直线运动过程中的中间时刻速度推论可得，vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(6.45＋7.07,2×0.04)×10－2m/s＝1.69m/s。②依据逐差法可得a＝eq\f(xEF＋xDE－xCD－xBC,4T2)＝eq\f(0.0770＋0.0707－0.0645－0.0584,4×0.042)m/s2＝3.88m/s2③滑块做匀速运动时受力平衡，由平衡条件得m0g＝Mgsinθ－f，撤去m0时滑块做匀加速直线运动时，受到的合外力F合＝Mgsinθ－f，由牛顿其次定律得F合＝Ma，解得M＝eq\f(m0g,a)。(4)滑块做匀速运动时受力平衡，由平衡条件得Mgsinθ－f＝m0g，挂上质量为m的钩码时滑块沿木板向下做匀加速直线运动，受到的合外力为F′合＝Mgsinθ－f－mg，由牛顿其次定律得F′合＝Ma，解得a＝eq\f(m0,M)g－eq\f(m,M)g，由图丙所示图像可知k＝eq\f(1,M)＝eq\f(3.5－2.5,0.20)＝5，解得M＝0.200kg。三、论述、计算题(本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13．(10分)(2024·海南华侨中学高一上学期期末)如图甲所示，质量m＝2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体作用一个水平向左的恒力F并起先计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v－t图像如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)10s末物体离A点的距离。答案：(1)3N；0.05(2)2m解析：(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v－t图得a1＝2m/s2 ①依据牛顿其次定律，有F＋μmg＝ma1 ②设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由v－t图得a2＝1m/s2 ③依据牛顿其次定律，有F－μmg＝ma2 ④解①②③④得：F＝3N，μ＝0.05(2)设10s末物体离A点的距离为d，d应为v－t图与横轴所围的面积表示则：d＝eq\f(1,2)×4×8m－eq\f(1,2)×6×6m＝－2m，负号表示物体在A点左侧。14．(12分)(2024·湖北省宜昌市葛州坝中学高一上学期期中)探讨表明，一般人的刹车反应时间(图甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发觉状况到汽车停止，行驶距离L＝39m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。重力加速度的大小g取10m/s2。求：(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少。答案：(1)8m/s22.5s(2)0.3s解析：(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a，所用时间为t，由题可得初速度v0＝20m/s，末速度vt＝0，位移s＝25m，由运动学公式veq\o\al(2,0)＝2as，t＝eq\f(v0,a)联立以上两式，代入数据得a＝8m/s2，t＝2.5s(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得L＝v0t′＋s，Δt＝t′－t0联立以上两式，代入数据得Δt＝0.3s15．(12分)(2024·哈尔滨高一段考)如图所示，长为L＝6m、质量为M＝4kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽视、质量为m＝1kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为0.4，起先时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加方向水平向右的恒定拉力，使物块在木板上滑动，求恒定拉力F多大才会历时2s，使物块从木板左端运动到右端？(g取10m/s2)答案：8N解析：对小物块进行受力分析，小物块竖直方向受重力、长木板支持力、水平方向受拉力F和长木板的摩擦力f作用，在竖直方向有：FN＝mg在水平方向有：F－f＝ma1又因为摩擦力f＝μmg解得：a1＝eq\f(F,m)－μg设长木板的加速度为a2，对长木板进行受力分析，长木板所受合外力F合＝μmg＝Ma2令小物块达到长木板右端的时间为t，则依据小物块滑到长木板右