湖北省武汉市常青联合体2024-2025学年高一上学期1月期末考试物理试卷（原卷版+解析版）

武汉市常青联合体2024-2025学年度第一学期期末考试高一物理试卷一、选择题1.牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一条基本规律—牛顿第一定律，对于牛顿第一定律的得出和理解，下列说法正确的是（）A.要使一个物体运动，必须推它或拉它B.牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的C.牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性D.牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的2.下列关于教材中的四幅图片，下列说法正确的是（）A.探究“两个互成角度的力的合成规律”时，运用了控制变量法的思想方法B.论述“曲线运动的速度特点的示意图”时，运用了极限的思想方法C.同一个力F按照效果分解可以分解为无数对大小、方向不同的分力D.航天员在天宫二号上展示水球不受重力，它才会飘起来3.2024年7月15日凌晨3时，2024年欧洲杯足球决赛在柏林奥林匹克体育场展开角逐，最终西班牙2∶1战胜英格兰夺得欧洲杯冠军。如图为西班牙球星奥亚萨瓦尔踢出的一粒香蕉球的运动轨迹，若足球在运动过程中，考虑空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员将球踢出后，足球受到脚的踢力、重力和空气阻力B.某时刻足球受到合外力可能为零C.足球运动时加速度方向一定与速度方向不共线D.足球在任意相等时间里速度变化量一定相同4.某同学在研究雨滴下落的规律查阅资料时了解到：较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落，到达地面前已经匀速运动，雨滴在下落过程中，阻力与速度满足的关系式为：f=kv2，其中，k是比例系数，v是雨滴速率，设雨滴下落时质量保持不变，下列说法中正确的是（）A.比例系数k的单位是kg/m2B.雨滴先加速，后减速，最终匀速C.雨滴做的是加速度减小的减速运动，当加速度为零时，位移最大D.雨滴做的是加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大5.2024年8月8日在武汉举办了第49届渡江节，小王报名了个人抢渡长江挑战赛，报名后他查阅了有关资料，发现长江中央的水流最湍急，长江的平均水速大概是1.34m/s，在一次训练中他身体始终垂直与江岸向对岸游去，若他在静水中的游速恒定1m/s，他在渡江过程中，下列说法正确的是（）A.合速度一定总大于2.34m/sB.运动轨迹一定是曲线C.一定能到达正对岸D.渡江时间与水流的速度有关6.一根细线系着质量为m的小球，细线上端固定在横梁上，给小球施加外力F，小球平衡后，细线跟竖直方向的夹角为θ，现改变外力F的方向，但仍然要使小球在原位置保持平衡，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.外力F和细线拉力的合力大小一定等于mgB.外力F与细线拉力的合力方向可能水平向右C.当外力F水平向右时，F最小为mgtanθD.因为细线长度不变，所以改变外力F的方向时，细线拉力不变7.如图，一个运动员在一段时间内通过轻绳拖动轮胎在水平地面做匀加速直线运动，已知轮胎与地面的动摩擦因数μ，轻绳与水平方向之间的夹角为θ（），轮胎的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.轮胎一定受到四个力，四个力的合力产生加速度B.调整轻绳的方向，轮胎受到的摩擦力可能为C.调整轻绳的方向，轮胎的加速度可能为D.轻绳的拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力越大8.塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v-t图像如图所示，下列说法正确的是（）A.前10s钢索的拉力恒为1010NB.30-36s内物体处于超重状态C.30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力D.36-46s内物体受到的合力小于0-10s内的合力9.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为3m、2m、m的三个物块A、B、C，其中B放在C上，A与B间用水平弹簧相连。现用一水平拉力拉A，待弹簧稳定后，B与C恰好不相对滑动。重力加速度大小为g，B、C间的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，下列说法正确的是（）A.水平拉力为12μmgB.弹簧的拉力为2μmgC.撤掉拉力F瞬间，A的加速度为D.撤掉拉力F瞬间，B的加速度为2μg10.跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，ab近似看成直线，如图所示。测得ab间竖直的高度差h=20m，运动员着陆时的速度与水平方向成β=53°，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，运动员在空中运动的空气阻力不计，下列说法正确的是（）A.ab之间距离为25mB.滑雪运动员以25m/s的速率在b点着陆C.减小a速度，人着陆的速度与水平方向夹角小于53°D.增大a点速度仍落回斜坡，人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远二、非选择题11.为了探究小车加速度与外力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，长木板水平放置在实验台上，细绳一端与力传感器相连，另一端跨过轻质的动滑轮和定滑轮与砂桶相连，小车一端连接纸带，纸带穿过打点计时器，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，纸带每打5个点选一个计数点，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，已知重力加速度为g。滑轮重力不计。（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是（）A.需要调整长木板左端定滑轮的高度，使细绳与长木板平行B.本实验要保证小车的质量M要远大于沙和砂桶的总质量mC.实验时打点计时器尽量靠近小车，先释放小车，再接通电源D.为减小实验误差，将长木板右端垫高适当角度，以补偿长木板对小车的摩擦力（2）该同学进行正确实验操作时某次得到的纸带如图乙所示，通过纸带求出小车运动的加速度是_________m/s2（计算结果保留两位有效数字）（3）保持小车的质量不变，记录多次实验的数据，以力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，通过实验数据做出的图像是一条直线，如图丙所示，图线的斜率为k，则小车的质量为M=_______12.在“探究平抛运动特点”实验中（1）某组同学用图1的装置进行探究，下列说法正确的是A.需改变小球距地面的高度，多次重复实验B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.只能探究平抛运动水平分运动的特点D.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点（2）接着该组同学用图2装置进行实验，下列说法正确的是A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下D.为描绘小钢球的运动轨迹，描绘的点可以用折线相连（3）最后他们用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹O，将挡板水平向右移动距离x，重复实验，挡板上留下点迹A。点迹A到点迹O的距离为y，测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0=___________（请用x、y、d、g表示）。13.如图所示，能承受最大拉力均为100N的三段轻绳AO、BO、CO系于O点，质量为m=1kg的物体系于C端，AO与水平顶板间的夹角为θ=30°，BO水平，A、B点固定，物体静止不动，然后在物体上作用一个竖直向下、大小从零逐渐增大的外力。g取10m/s2。（结果可以用根号表示）求：（1）外力作用前，AO绳拉力TA大小？BO绳拉力TB大小？（2）为保证所有绳都不断，所加外力的最大值？14.水平面上倾角θ的固定斜面（θ<45°），高度为h，斜面上有质量m的物体A，恰能静止在斜面的中点。现给物体A施以一水平恒力F使物体沿着斜面向上做匀加速直线运动，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g；（1）求斜面的动摩擦因数；（2）求物体运动到斜面顶端时的速度大小。15.如图所示，某工厂中产品被无初速度地放在水平传送带左端，经传送带传输至右端后，平抛落入地面上的收集装置中。传送带上表面距地面高度为，收集装置入口宽度为，高度为，传送带右端到收集装置左端的水平距离为，产品与传送带之间的动摩擦因数为，传送带长度为L，传送带运转速度可调，已知重力加速度g取。（1）若传送带的长度，，计算产品到达传送带右端的时间，并判断产品是否能够落入收集装置；（2）若传送带的长度，调节传送带速度，为保证产品总能落入收集装置，请计算传送带速度范围。

武汉市常青联合体2024-2025学年度第一学期期末考试高一物理试卷一、选择题1.牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一条基本规律—牛顿第一定律，对于牛顿第一定律的得出和理解，下列说法正确的是（）A.要使一个物体运动，必须推它或拉它B.牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的C.牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性D.牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的【答案】D【解析】【详解】A．物体的运动不需要用力来维持，力是改变运动状态的原因，故A错误；B．牛顿第一定律对惯性参考系是成立的，对非惯性参考系是不成立的，故B错误；C．物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；D．牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的，故D正确。故选D。2.下列关于教材中的四幅图片，下列说法正确的是（）A.探究“两个互成角度的力的合成规律”时，运用了控制变量法的思想方法B.论述“曲线运动的速度特点的示意图”时，运用了极限的思想方法C.同一个力F按照效果分解可以分解为无数对大小、方向不同的分力D.航天员在天宫二号上展示的水球不受重力，它才会飘起来【答案】B【解析】【详解】A.探究“两个互成角度的力的合成规律”时，运用的是等效替代的思想方法，A错误；B.论述“曲线运动的速度特点的示意图”时，在曲线上某点取一小段圆弧，当这一小段圆弧无限短趋近于零时，这段圆弧就近似为该点的切线，此时的速度方向就沿切线方向，这运用了极限的思想方法，B正确；C.同一个力F按照效果分解只能分解为确定的大小、方向不同的一对分力，C错误；D.航天员在天宫二号上展示的水球会飘起来，是因为水球处于完全失重状态，而不是不受重力。在太空中，物体仍然受到地球的引力（即重力）作用，只是物体所受重力全部用来提供做圆周运动的向心力了，D错误。故选B。3.2024年7月15日凌晨3时，2024年欧洲杯足球决赛在柏林奥林匹克体育场展开角逐，最终西班牙2∶1战胜英格兰夺得欧洲杯冠军。如图为西班牙球星奥亚萨瓦尔踢出的一粒香蕉球的运动轨迹，若足球在运动过程中，考虑空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员将球踢出后，足球受到脚的踢力、重力和空气阻力B.某时刻足球受到的合外力可能为零C.足球运动时加速度方向一定与速度方向不共线D.足球在任意相等时间里的速度变化量一定相同【答案】C【解析】【详解】A．运动员将球踢出后，足球受到重力和空气阻力的作用，故A错误；BC．由于足球做曲线运动，所以足球受到合外力不可能为零，足球运动时加速度方向一定与速度方向不共线，故B错误，C正确；D．由于足球受到空气阻力作用，且空气阻力是变力，所以足球的加速度发生变化，根据可知足球在任意相等时间里的速度变化量不一定相同，故D错误。故选C。4.某同学在研究雨滴下落的规律查阅资料时了解到：较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落，到达地面前已经匀速运动，雨滴在下落过程中，阻力与速度满足的关系式为：f=kv2，其中，k是比例系数，v是雨滴速率，设雨滴下落时质量保持不变，下列说法中正确的是（）A.比例系数k的单位是kg/m2B.雨滴先加速，后减速，最终匀速C.雨滴做的是加速度减小的减速运动，当加速度为零时，位移最大D.雨滴做的是加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大【答案】D【解析】【详解】A．根据题意f=kv2可知则比例系数k单位是故A错误；B．雨滴受重力与阻力，初始重力较大，雨滴加速运动，当阻力等于重力时，雨滴匀速运动，所以雨滴先加速后匀速，故B错误；CD．根据可知雨滴做的是加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，此后匀速运动，位移逐渐增大，故C错误，D正确。故选D。5.2024年8月8日在武汉举办了第49届渡江节，小王报名了个人抢渡长江挑战赛，报名后他查阅了有关资料，发现长江中央的水流最湍急，长江的平均水速大概是1.34m/s，在一次训练中他身体始终垂直与江岸向对岸游去，若他在静水中的游速恒定1m/s，他在渡江过程中，下列说法正确的是（）A.合速度一定总大于2.34m/sB.运动轨迹一定是曲线C.一定能到达正对岸D.渡江时间与水流的速度有关【答案】B【解析】【详解】A．长江的平均水速大概是1.34m/s，小王在静水的速度为1m/s，二者速度垂直，根据矢量的合成法则可知，其合速度可以大于、小于或等于2.34m/s，故A错误；B．长江中央的水流最湍急，说明长江的水流速度发生变化，根据运动的合成可知小王的运动轨迹是曲线，故B正确；C．由于小王身体始终垂直与江岸向对岸游去，则其一定不能到达正对岸，故C错误；D．根据运动的独立性可知，渡江时间与水流的速度无关，与河宽和小王的速度有关，故D错误；故选B。6.一根细线系着质量为m的小球，细线上端固定在横梁上，给小球施加外力F，小球平衡后，细线跟竖直方向的夹角为θ，现改变外力F的方向，但仍然要使小球在原位置保持平衡，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.外力F和细线拉力的合力大小一定等于mgB.外力F与细线拉力的合力方向可能水平向右C.当外力F水平向右时，F最小为mgtanθD.因为细线长度不变，所以改变外力F的方向时，细线拉力不变【答案】A【解析】【详解】AB．使小球在原位置保持平衡，根据受力平衡可知，外力F和细线拉力的合力大小一定等于mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；CD．根据三角形定则，小球的受力如图所示当外力F与绳子垂直时，外力F具有最小值，则有改变外力F的方向时，细线拉力发生改变，故CD错误。故选A。7.如图，一个运动员在一段时间内通过轻绳拖动轮胎在水平地面做匀加速直线运动，已知轮胎与地面的动摩擦因数μ，轻绳与水平方向之间的夹角为θ（），轮胎的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.轮胎一定受到四个力，四个力的合力产生加速度B.调整轻绳的方向，轮胎受到的摩擦力可能为C.调整轻绳的方向，轮胎的加速度可能为D.轻绳的拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力越大【答案】C【解析】【详解】根据题意可知，轮胎的受力情况有2种，第一种情况如图轮胎受重力、支持力、拉力和摩擦力，这4个力的合力产生加速度，竖直方向有又有联立解得水平方向，由牛顿第二定律有联立解得可知，若要保证轮胎做匀加速直线运动，轻绳的拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力不一定越大；第二种情况如图所示轮胎受重力和拉力，这两个力的合力产生加速度，竖直方向上有可得可知，拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力越小；水平方向由牛顿第二定律有联立解得综上所述，轮胎可能受4个力也可能受2个力，当受4个力时，摩擦力一定小于，轻绳拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力不一定越大；当受2个力时，摩擦力为0，此时加速度为，轻绳的拉力方向与水平方向夹角越大，所需拉力越小。故选C。8.塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v-t图像如图所示，下列说法正确的是（）A.前10s钢索的拉力恒为1010NB.30-36s内物体处于超重状态C.30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力D.36-46s内物体受到的合力小于0-10s内的合力【答案】AC【解析】【详解】A．根据图像可知前10s的加速度为根据牛顿第二定律可得解得前10s钢索的拉力恒为故A正确；B．根据图像可知30-36s内物体向上做减速运动，加速度方向向下，物体处于失重状态，故B错误；C．根据图像可知30-36s内的加速度为根据牛顿第二定律可得解得钢索的拉力为36-46s内的加速度为根据牛顿第二定律可得解得钢索的拉力为可知30-36s内钢索的拉力小于36-46s的拉力，故C正确；D．由于6-46s内的加速度大小大于0-10s内的加速度大小，则36-46s内物体受到的合力大于0-10s内的合力，故D错误。故选AC。9.如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为3m、2m、m的三个物块A、B、C，其中B放在C上，A与B间用水平弹簧相连。现用一水平拉力拉A，待弹簧稳定后，B与C恰好不相对滑动。重力加速度大小为g，B、C间的动摩擦因数为μ，假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，下列说法正确的是（）A.水平拉力为12μmgB.弹簧的拉力为2μmgC.撤掉拉力F瞬间，A的加速度为D.撤掉拉力F瞬间，B的加速度为2μg【答案】AD【解析】【详解】A．弹簧稳定后，B与C恰好不相对滑动，B、C之间的摩擦力为最大静摩擦力，对C进行分析，根据牛顿第二定律有对A、B、C整体进行分析，根据牛顿第二定律有解得故A正确；B．结合上述，对B、C整体进行分析，根据牛顿第二定律有解得故B错误；C．撤掉拉力F瞬间，弹簧弹力不变，对A进行分析，根据牛顿第二定律有结合上述解得故C错误；D．撤掉拉力F瞬间，弹簧弹力不变，对B、C整体进行分析，根据牛顿第二定律有结合上述解得故D正确。故选AD。10.跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，ab近似看成直线，如图所示。测得ab间竖直的高度差h=20m，运动员着陆时的速度与水平方向成β=53°，已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，运动员在空中运动的空气阻力不计，下列说法正确的是（）A.ab之间的距离为25mB.滑雪运动员以25m/s的速率在b点着陆C.减小a速度，人着陆的速度与水平方向夹角小于53°D.增大a点速度仍落回斜坡，人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远【答案】BD【解析】【详解】A．速度与水平夹角的正切值是位移与水平夹角正切值的两倍由题意可知由计算可得水平位移为由勾股定理可得故A错误；B．在竖直方向分析可得由题意可知故B正确；C．速度与水平夹角的正切值是位移与水平夹角正切值的两倍由题意可知减小a速度后，落到ab上时位移与水平夹角仍然不变，所以速度与水平夹角也保持不变，故C错误；D．将运动分解为平行于斜面的匀加速直线运动和垂直于斜面的匀变速直线运动，在垂直于斜面方向物体先做向上的匀减速直线运动再做向下的加速度不变的匀加速直线运动，当物体离斜面最远时就是垂直于斜面速度变为零时。由对称性可知，垂直于斜面向上运动和向下运动时间相同，所以人总是在飞行总时间的一半时离斜面最远，故D正确。故选BD。二、非选择题11.为了探究小车加速度与外力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置，长木板水平放置在实验台上，细绳一端与力传感器相连，另一端跨过轻质的动滑轮和定滑轮与砂桶相连，小车一端连接纸带，纸带穿过打点计时器，打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，纸带每打5个点选一个计数点，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，已知重力加速度为g。滑轮重力不计。（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是（）A.需要调整长木板左端定滑轮的高度，使细绳与长木板平行B.本实验要保证小车的质量M要远大于沙和砂桶的总质量mC.实验时打点计时器尽量靠近小车，先释放小车，再接通电源D.为减小实验误差，将长木板右端垫高适当角度，以补偿长木板对小车的摩擦力（2）该同学进行正确实验操作时某次得到的纸带如图乙所示，通过纸带求出小车运动的加速度是_________m/s2（计算结果保留两位有效数字）（3）保持小车的质量不变，记录多次实验的数据，以力传感器的示数F为横坐标，以加速度a为纵坐标，通过实验数据做出的图像是一条直线，如图丙所示，图线的斜率为k，则小车的质量为M=_______【答案】（1）AD（2）0.49（3）【解析】【小问1详解】A．在实验操作过程中，为保证细绳拉力与小车运动方向一致，需要调整长木板左端定滑轮的高度，使细绳与长木板平行，故A正确；B．本实验利用力传感器测出轻绳中的拉力大小，所以不用保证小车的质量M要远大于沙和砂桶的总质量m，故B错误；C．实验时小车尽量靠近长木板右端，先接通电源，再释放小车，故C错误；D．为减小实验误差，在细绳一端不挂砂桶的前提下，将带有滑轮的长木板右端用小木块垫高，以平衡小车运动过程中受到的阻力，故D正确；故选AD。【小问2详解】纸带每打5个点选一个计数点，两点间时间为s=0.1s根据逐差法可知加速度【小问3详解】由牛顿第二定律可得解得结合丙图，可知解得12.在“探究平抛运动的特点”实验中（1）某组同学用图1的装置进行探究，下列说法正确的是A.需改变小球距地面的高度，多次重复实验B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.只能探究平抛运动水平分运动的特点D.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点（2）接着该组同学用图2装置进行实验，下列说法正确的是A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下D.为描绘小钢球的运动轨迹，描绘的点可以用折线相连（3）最后他们用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹O，将挡板水平向右移动距离x，重复实验，挡板上留下点迹A。点迹A到点迹O的距离为y，测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0=___________（请用x、y、d、g表示）。【答案】（1）AB（2）C（3）【解析】【小问1详解】用图甲装置可以探究平抛运动竖直方向做自由落体运动，需要改变小锤击打的力度及小球距地面的高度，多次重复实验。故选AB。【小问2详解】A．斜槽轨道M是否光滑对实验结论无影响，其末端水平，确保初速度水平，故A错误；B．上下调节挡板N时不需要等间距移动，故B错误；C．小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下，确保每次的初速度大小相等，故C正确；D．为描绘小钢球的运动轨迹，描绘的点应用平滑曲线相连，故D错误；故选C。【小问3详解】由平抛运动规律有，联立解得13.如图所示，能承受最大拉力均为100N的三段轻绳AO、BO、CO系于O点，质量为m=1kg的物体系于C端，AO与水平顶板间的夹角为θ=30°，BO水平，A、B点固定，物体静止不动，然后在物体上作用一个竖直向下、大小从零逐渐