广东省深圳市2024-2025学年高一上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024～2025学年度高一上学期期末考试物理考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围:必修第一册。一、选择题1.实验表明，半径为r的球形雨滴，以大小为v的速度在空中下落时所受空气阻力的大小可表示为，则比例系数k的单位是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】阻力f的单位为N，雨滴半径r的单位为m，速度的单位为，比例系数满足故比例系数k的单位为故选B。2.电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站立在电动平衡车上在水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.平衡车加速行驶时，车对人的作用力大小小于人对车的作用力大小B.平衡车加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上C.平衡车匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小D.平衡车匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力【答案】C【解析】AB．平衡车加速行驶时，根据牛顿第三定律可知，车对人的作用力大小等于人对车的作用力大小，车对人在竖直方向的作用力等于人的重力，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度，车对人的作用力方向斜向上，故AB错误；CD．平衡车匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小，平衡车与人的总重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力，C正确，D错误。故选C。3.甲、乙两物体沿同一直线运动，运动过程中的x—t（位移—时间）图像如图所示，下列说法正确的是（）A.甲物体在t=1s时的运动方向发生改变B.乙物体在0~8s内的速度逐渐减小C.在0~4s内某时刻两物体的速度大小相等D.两物体在0~4s内的平均速度大小相等【答案】C【解析】A．图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，所以甲物体的运动方向不变，A错误；B．图线斜率的绝对值表示速度大小，由题图可知，内乙物体的速度大小不变，B错误；D．由题图可知，内甲物体的位移小于乙物体的位移，由公式可知，甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度，D错误；C．内存在某时刻两图线斜率的绝对值相等，则存在某时刻两物体的速度大小相等，C正确。故选C。4.表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置，其横截面如图所示。细绳一端固定在竖直墙面上Р点，另一端与质量为m的小球连接，小球在圆柱体上保持静止。已知圆柱体的半径为R，悬点Р与圆柱体圆心О的距离为2.5R，重力加速度大小为g，则圆柱体对小球的支持力大小为（）A.mg B.mg C.mg D.mg【答案】A【解析】对小球受力分析，如图所示利用力合成法则，可知拉力和支持力的合力与重力等大反向，根据相似三角形原理解得故A正确。5.如图所示，物体P、Q用一根不可伸长的轻细绳相连，再用一根轻弹簧将P和天花板相连，已知，重力加速度为g。剪断绳子的瞬间，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹力变小B.弹簧的弹力变大C.物体P的加速度大小为2g，方向竖直向上D.物体Q的加速度大小为g，方向竖直向上【答案】C【解析】AB．剪断绳子的瞬间，弹簧中的弹力不能突变，因此弹簧中的弹力保持不变，故AB错误；C．设物体的质量为，剪断细线前，对整体受力分析，受到总重力和弹簧的弹力而平衡，故再对物体受力分析，受到重力、细线拉力和弹簧的拉力；剪断细线后，重力和弹簧的弹力不变，细线的拉力发生突变减为零，故物体受到的力的合力等于，方向竖直向上，根据牛顿第二定律得的加速度为故C正确；D．剪断细线前，对物体受力分析，受到重力和细线拉力，剪断细线后，重力不变，细线的拉力减为零，根据牛顿第二定律得物体的加速度为，方向竖直向下，故D错误。故选C。6.自动化分拣为快递行业发展起到很大促进作用，而物品的自动传输需要依靠传送带进行。如图所示为某水平传送带示意图，传送带以的速度匀速运动，将物品从左端处由静止释放，之后被传送到右端处。已知、之间的距离为，物品与传送带间的动摩擦因数为0.4，重力加速度取，物品匀速运动的位移大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由牛顿第二定律得物品匀加速运动的加速度为由运动学公式得物品达到与传送带有共同速度运动位移则物品匀速运动的位移大小为故C正确。故选C。7.如图所示，在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂的一质量为的小球，当小车沿水平面做匀变速直线运动时，发现悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为，在车厢底板上放着一个质量为的木块，小球及木块均和车厢保持相对静止。已知木块与车厢底板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，，，下列说法正确的是（）A.细线的拉力大小为B.木块的加速度大小为C.木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右D.车厢受到木块的摩擦力大小为，方向水平向左【答案】D【解析】AB．对小球进行分析可知，竖直方向有解得轻绳的拉力大小为水平方向有解得小球的加速度大小为方向水平向右，木块的加速度与小球的加速度相同，即AB错误；CD．对木块受力分析，根据牛顿第二定律有方向水平向右，由牛顿第三定律可知，车厢受到木块的摩擦力大小为，方向水平向左，C错误D正确。故选D。8.一碗水置于火车车厢内的水平桌面上，某时刻水面形状如图所示。关于火车此时的运动情况，下列说法正确的是（）A.向右减速 B.向右加速 C.向左减速 D.向左加速【答案】AD【解析】水面形状如图，当火车向右做减速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来较大的速度向右运动；或者，当火车向左做加速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来较小的速度向左运动。故选AD。9.如图所示，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球（大小不可忽略，轻绳延长线过球心），一端连在水平台上的玩具小车上，小车牵引着水平绳使球沿光滑竖直墙面从较低处匀速上升。在铁球上升且未离开墙面的过程中，下列说法正确的是（）A.绳对球的拉力变小 B.绳对球的拉力变大C.竖直墙面对球的支持力变小 D.竖直墙面对球的支持力变大【答案】BD【解析】对球受力分析设球的重力为，绳对球的拉力大小为，墙对球的支持力大小，拉力与竖直方向夹角为，球受三力作用处于平衡状态，则有所以，随的增大，、增大。故选BD。10.如图甲所示，物块质量为、初速度为，在一水平向左大小不变的力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻该力突然反向，整个过程中物块的关系图像如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（）A.0~1s内物块做匀减速运动 B.在时刻该力反向C.外力的大小为 D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3【答案】AD【解析】AB．物块做减速运动的加速度为减速运动的时间为即0~1s内物块做匀减速运动，时刻该力反向，选项A正确，B错误；CD．减速运动时力F反向后的加速度且联立解得F=7Nμ=0.3选项C错误，D正确。故选AD。二、实验题11.在“验证力的平行四边形定则”实验中，把白纸用图钉固定在木板上，再把橡皮条的一端用图钉固定在白纸上，另一端连接细绳套。（1）下列操作正确的是__________。A.实验中，用力的图示法分别画出分力和合力时，要选择不同的标度B.两个弹簧测力计之间夹角必须取，以便用勾股定理算出合力的大小C.实验中除了要记录弹簧测力计的示数外，还要准确记录细绳的方向以及O点的位置D.实验时，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一节点O，再换一把弹簧测力计拉橡皮条，不一定要拉到O点，只要橡皮条伸长的长度一样就行（2）本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是__________。A.橡皮筋可以用细绳替代B.弹簧测力计可以替代橡皮条C.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果D.两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（3）某次实验中，弹簧测力计C的示数如图甲所示，其示数为__________N。（4）在另一次实验中，两弹簧测力计的拉力的图示已作出（如图乙所示），小方格的边长表示1.0N，O是橡皮条的一个端点，则合力的大小__________N。（保留两位有效数字）【答案】（1）C（2）D（3）2.10（4）7.0【解析】【小问1解析】A．实验中，用力的图示法分别画出分力和合力时，要选择相同的标度，故A错误；B．实验中，两个弹簧测力计之间夹角不宜过大也不宜过小，有利于作图即可，不一定非得，故B错误；C．实验中要记录弹簧测力计的示数和细绳的方向以及O点的位置，故C正确；D．实验时，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一节点O，再换一把弹簧测力计拉橡皮条，一定要拉至O点，才能保证橡皮条伸长的长度一样及效果相同，故D错误。故选C。【小问2解析】本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D。【小问3解析】测力计的最小分度为0.1N，由图甲可知，弹簧测力计C的读数为2.10N。【小问4解析】根据平行四边形定则，所作合力如图所示可得12.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。（1）本实验主要应用的方法是______。A.极限法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.理想实验法（2）在保持小车受力相同，探究加速度与质量关系的实验中，下列说法正确的是______。A.平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量后，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D.为得出加速度a与质量m的关系而作出图像（3）某次实验中打出一条纸带，经测量得出各计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器打点的时间间隔为0.02s，且相邻两个计数点之间有4个点未画出，可知打B点时的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______。（均保留三位有效数字）（4）保持小车质量不变，改变悬挂重物的质量，多次重复实验，测得多组加速度a及重物的重力F，作出图像如图丙所示，发现图线不过原点，其原因可能是______。【答案】（1）C（2）BD（3）0.5602.01（4）见解析【解析】【小问1解析】探究加速度与力、质量的关系，先控制其中一个物理量不变，探究加速度与另一个物理量的关系，可知，本实验主要应用的方法是控制变量法。故选C。【小问2解析】A．平衡摩擦力时，不挂装有砝码的小桶，将长木板有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，使纸带上打出的点迹均匀分布，故A错误；B．平衡摩擦力时，根据解得可知，平衡摩擦力过程与小车的质量无关，即每一次改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B正确；C．为了充分利用纸带，避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车，故C错误；D．小车的加速度与质量成反比例关系，为了直观得到该规律，应作出图像，故D正确。故选BD。【小问3解析】相邻两个计数点之间有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则打点时的速度大小为根据逐差法，可得小车的加速度大小为【小问4解析】丙图中图线不过原点，说明力为零时，加速度不为零，其原因可能为平衡摩擦力时木板倾斜角度过大。三、计算题13.无人机目前正得到越来越广泛的应用。如图所示为一种四旋翼无人机，它能够竖直起降，质量m＝2kg，运动过程中所受空气阻力，大小恒为4N。一次性能检测时，在离地面高度H＝40m处，关闭动力后无人机由静止下落，2s后启动动力设备提供恒定升力，无人机恰好在接近地面时回升。无人机可看作质点，g取。求：（1）无人机下落过程中最大速度的大小；（2）从启动动力设备到回升，经过的时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）关闭动力后无人机由静止下落过程，由牛顿第二定律得代入数据解得由运动学公式解得（2）关闭动力后无人机由静止下落过程，下落高度得启动动力设备后，有解得14.如图所示，质量为M的木板C放在水平地面上，固定在C上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a和b连接小球A和小球B，小球B的质量为m，当与水平方向成30°角的力F作用在小球B上时，A、B、C刚好相对静止一起向右匀速运动，且此时绳a、b与竖直方向的夹角分别为30°和60°，已知重力加速度为g，求：（1）力F的大小；（2）球A的质量；（3）木板C与水平地面间的动摩擦因数。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）对B球受力分析，如图甲所示根据正交分解，则x轴方向上有y轴方向上有解得（2）对A球受力分析，如图乙所示根据正交分解，则x轴方向上有y轴方向上有解得（3）对ABC整体受力分析，如图丙所示根据正交分解，则x轴方向上有y轴方向上有又解得15.如图甲所示，一倾角为足够长的粗糙斜面体固定在水平地面上，质量为的物块由斜面体的底端以一定的初速度沿斜面体向上运动，同时在物块上施加一沿斜面向下的恒力F，此时刻计为时刻，1s末将恒力F撤走，物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。物块可视为质点，重力加速度g取，