湖北省武汉市部分重点中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年湖北省武汉市部分重点中学高一（上）期末物理试卷一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.春秋时期，齐国人的著作《考工记•辀人篇》中有“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离。对于这种现象，下列说法正确的是（）A.该现象说明力是使物体运动的原因 B.该现象表明马的惯性一定比车的惯性小C.“马力既竭，辀犹能一取”的原因是车具有惯性 D.马对车不施加拉力时，车将做匀速直线运动【答案】C【解析】A．马拉车时即使马力已经用尽（想停下来），车还能继续前进一段距离，说明力不是使物体运动的原因，故A错误；B．惯性大小的唯一量度是质量，该现象不能说明马的惯性比车的惯性小，故B错误；C．由题可知，马对车不施加拉力时，车由于惯性并未立即停止运动，故C正确；D．马对车不施加拉力时，因受到阻力作用，车做减速直线运动，故D错误。故选C。2.跳伞运动以自身的惊险和挑战性被世人誉为“勇敢者的运动”。运动员打开降落伞后，在匀速下落过程中遇到水平恒向风力，下列说法正确的是（）A.水平风力越大，运动员下落时间越长 B.运动员下落时间与水平风力大小无关C.运动员着地速度与水平风力大小无关 D.跳伞运动员遇到风力后做匀变速直线运动【答案】B【解析】AB．运动员在空中竖直方向做匀速运动，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动的独立性可知，运动员在空中的运动时间与竖直方向的速度大小有关，与水平方向的运动无关，即与水平风力大小无关，故A错误，B正确；C．运动员着地速度是水平方向速度和竖直方向速度的合速度，水平风力越大，则水平方向的加速度越大，落地时水平方向的分速度就越大，则着地速度就越大，故C错误；D．跳伞运动员遇到风力时，速度方向与风力的方向不在一条直线上，所以运动员做匀变速曲线运动，故D错误。故选B。3.汽车向前行驶时，会受到空气阻力的作用，空气阻力的大小与空气的密度ρ、汽车的行驶速度v、迎风面积S以及风阻系数等因素有关。已知风阻系数无单位，则下列表达式中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】单位为N，由牛顿第二定律可知，力的单位为。ρ单位为，行驶速度v单位为，迎风面积S单位为，风阻系数无单位，对A选项，单位为，化简结果为，与单位相同，A正确；同理可推导其他选项等式两边单位不相等BCD错误。故选A。4.用两根轻绳连接两个球A和B，其中一根绳的另一端固定在一个竖直转轴上，如图所示，当两球随转轴一起匀速转动时两球所处的位置可能是图中的哪一个（）A. B. C. D.【答案】C【解析】设与球A相连的轻绳与竖直方向的夹角为，对整体分析，根据牛顿第二定律得解得上面细绳与竖直方向的夹角与角速度的关系为设与球B相连的轻绳与竖直方向的夹角为，隔离对B球分析，可得解得下面细绳与竖直方向夹角与角速度的关系为A、B两球的角速度相等，又则故选C。5.如图（a）是某同学在自行车的气门芯上安装的“简易风火轮”，风火轮的感应装置内部结构如图（b）所示：一块重物套在一根光滑的杆上，当自行车静止时，LED灯不发光，当车轮达到一定转速时，由于离心运动，重物上的触点N与固定在A端的触点M接触后就会点亮LED灯。下列说法正确的是（）A.自行车低速行驶时，LED灯一定能发光B.安装时应该让感应装置的A端离车轮轴心更近C.增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光D.自行车匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时一定也能发光【答案】C【解析】AB．当车轮达到一定转速时，重物上的触点N与固定在A端的触点M接触后就会被点亮，则转速越大需要的向心力就越大，触点N越容易与M点接触，所以感应装置的B端离车轮轴心更近，故AB错误；C．转速较小时，向心力较小，则可以增加重物质量，在最低点等位置点亮风火轮，故C正确；D．风火轮转至最低点时，更容易发生离心现象，更容易发光，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定也能发光，故D错误。故选C。6.如图所示，水平地面上固定一倾角为的足够长斜面，一木块以初速度从斜面底端冲上斜面，木块与斜面间的动摩擦因数，改变的数值，木块沿斜面向上滑行的最远距离将发生变化。已知重力加速度大小，则的最小值为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由可得在斜面上有重力沿斜面向下分力和动摩擦力提供阻力，由牛顿第二定律可得解得可知取最小值时a最大，即代入数值解得7.工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，用合成肌肉做成的“手臂”的端固定一滑轮，端固定于墙壁（和类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制），足够长细绳的端固定于墙壁，另一端跨过定滑轮连接一重物。设与竖直墙壁夹角为，不计滑轮与细绳间的摩擦，且始终为钝角，下列说法正确的是（）A.若保持不变，减小长度，则细绳对滑轮的力始终沿方向B.若保持长度不变，减小角度，细绳对滑轮的力始终沿方向C.若从逐渐变为零，长度不变，且保持，则细绳对滑轮的力先增大后减小D.若保持、长度均不变，且等于，增大长度，则细绳对滑轮的力先减小后增大【答案】C【解析】A．因部分的拉力等于端重物的重力，则若保持不变，减小长度，则增大，则细绳对滑轮的力沿的角平分线，故A错误；B．若保持长度不变，减小角度，细绳拉力等于端重物的重力，细绳对滑轮的力始终的角平分线，故B错误；C．若从逐渐变为零，长度不变，点的轨迹如图虚线所示，为一段圆弧当点的位置满足与圆弧相切时，最小，此时细绳对滑轮的力最大，因此从逐渐变为零，细绳对滑轮的力先增大后减小，故C正确；D．由几何知识可知，若保持等于，则为等腰三角形，则有故可得则可知为的角平分线，又因为绳、属于同一根绳，故拉力大小相等，两拉力的合力一定沿的角平分线上，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向，则细绳对滑轮的力由于减小，则可得细绳对滑轮的力增大，故D错误。故选C。8.春节贴“福”字是民间由来已久的风俗，新春佳节临近，某同学正写“福”字，他在水平桌面上平铺一张红纸，并在红纸左侧靠近边缘处用“镇纸”压住以防止打滑，整个书写过程中红纸始终保持静止，则该同学在书写过程中（）A.提笔静止时，手对毛笔的摩擦力大小与弹力大小成正比B.提笔静止时，手对毛笔的弹力大小等于毛笔对手的弹力大小C.向左行笔时，桌面对红纸的静摩擦力方向向右D.向左行笔时，红纸对“镇纸”的静摩擦力方向向右【答案】BC【解析】A．当提笔静止时，毛笔静止，手对毛笔的摩擦力是静摩擦力，手对毛笔的摩擦力与重力是一对平衡力，二者大小相等，与弹力大小不成正比，只有滑动摩擦力才与弹力大小成正比，故A错误；B．根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等，方向相反，手对毛笔的弹力和毛笔对手的弹力是一对相互作用力，所以手对毛笔的弹力大小等于毛笔对手的弹力大小，故B正确；C．向左行笔时，红纸有向左运动的趋势，根据摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，桌面对红纸的静摩擦力方向向右，故C正确；D．向左行笔时，镇纸相对于纸既没有相对运动趋势，也没有发生相对运动，红纸对“镇纸”没有静摩擦力，否则“镇纸”将无法保持静止，故D错误。故选BC。9.如图（a）所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，速度大小为v，绳对小球的拉力为T，其T-v2图像如图（b）所示。不计一切阻力，小球可视为质点，则（）A.轻质绳长为B.当地的重力加速度大小为aC.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为D.当v2=b时，小球恰好可以在竖直面内做完整的圆周运动【答案】AD【解析】AB．在最高点，根据牛顿第二定律有整理得结合图像有-a=-mg，联立解得绳长为当地的重力加速度大小为，故A正确，B错误；C．结合上述，当v2=c时，轻质绳的拉力大小为，故C错误；D．结合上述，当v2=b时，绳子上的拉力为零，小球仅受重力作用，则此时小球恰好可以在竖直面内做完整的圆周运动，故D正确。故选AD。10.如图所示，在倾角的固定光滑斜面上，劲度系数为的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上，上端与小滑块相连，小滑块在斜面上紧靠着但不粘连，、的质量均为，初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力拉动，使沿斜面向上做加速度大小为的匀加速运动，、的图像如图所示，的图像在时刻的切线与轴平行，已知重力加速度大小为，则（）A.施加力的瞬间，、间的弹力大小为B.A、在时刻分离，此时弹簧弹力大小为C.弹簧恢复到原长时，的速度达到最大值D.沿斜面向上运动过程中速度最大时，、间的距离为【答案】BD【解析】A．施加前，对、整体，根据平衡条件有解得施加力的瞬间，设、间的弹力大小为，对A受力分析由牛顿第二定律有联立解得A错误B．B、根据图可知，在时刻、分离，此时它们具有相同的加速度和速度，且对A受力分析由牛顿第二定律有代入数据解得此时弹簧弹力大小为B正确；CD．当的合力为零时，其速度达到最大，对应图中的时刻，此时对A受力分析有A、分离时，过程中A运动的位移为B运动的位移为由题意可知A、间的距离为联立解得C错误；D正确。故选。二、非选择题题：本大题共5小题，共60分。11.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置及过程如图（a）所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉到的位置。（1）本实验采用的科学方法是；A.控制变量法B.理想实验法C.等效替代法D.建立物理模型法（2）实验中不需要标记或者记录的信息有；A.橡皮筋原长时小圆环的位置B.橡皮筋拉伸后小圆环的位置C.力F1、F2的大小和方向D.力F的大小和方向（3）某次实验中一弹簧测力计的指针位置如图（b）所示，可知拉力的大小为_________N；（4）图（c）是小明和小华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中_______（选填“小明”或“小华”）的实验比较符合实验事实。（力F是用一个弹簧测力计拉时的图示）【答案】（1）C（2）A（3）3.00（4）小明【解析】【小问1解析】本实验中，两个弹簧测力计共同作用的效果与一个弹簧单独作用的效果相同，采用的方法是等效替代法。故选C。【小问2解析】A．根据实验原理，本实验不需要记录橡皮筋的原长，故A符合题意；B．为了保证同一次实验中，两个弹簧测力计共同作用的效果与一个弹簧单独作用的效果相同，需要记录橡皮筋拉伸后小圆环的位置，故B不符合题意；CD．根据实验原理，实验中需要记录力F1、F2的大小和方向，力F的大小和方向，故CD不符合题意。故选A。【小问3解析】弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为3.00N；【小问4解析】由于实验误差的存在，拉力F1、F2的合力，不一定沿橡皮筋方向；根据二力平衡条件，单独用一个弹簧测力计得到的合力一定沿橡皮筋方向，因此小明的实验比较符合实验事实。12.某同学用下列器材测量小车质量M：小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为50Hz的交流电源、直尺、6个槽码（每个槽码的质量均为m＝10g）。（1）完成下列实验步骤中的填空：Ⅰ.按图（a）安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，轻轻释放小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道_______下滑（选填“加速”、“匀速”或者“减速”）；Ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；Ⅲ.依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤Ⅱ；Ⅳ.以取下槽码的总个数n（1≤n≤6）的倒数为横坐标为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。（2）请完成下列填空：①下列说法正确的是_____；A.先将小车从靠近打点计时器处释放，再接通电源B.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量C.若细线下端悬挂着4个槽码，则小车和槽码系统在下滑过程中受到的合外力大小为2mg②某次实验获得如图（b）所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则这次实验测得小车的加速度大小a＝_________m/s2；（结果保留两位小数）③按照上述步骤，该同学得到关系图线是一条直线，测得其斜率为k，纵轴截距为﹣b，则当地重力加速度大小g＝_________，小车质量M＝_________。（用m、k、b表示）【答案】（1）匀速（2）C0.48【解析】【小问1解析】根据实验原理可知，改变轨道的倾角，轻轻释放小车，使小车沿倾斜轨道匀速下滑。【小问2解析】①A．应先接通电源，再将小车从靠近打点计时器处释放，故A错误；B．根据实验原理可知，不需要保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量，故B错误；C．悬挂着6个槽码时，小车匀速下滑，则Mgsinθ＝f+6mg若细线下端悬挂着4个槽码，合力为F＝Mgsinθ﹣f﹣4mg解得F＝2mg故C正确。故选C。②相邻计数点间均有4个点未画出，周期为T=5×0.02s=0.1s根据逐差法可知加速度为③对小车，匀速时有Mgsinθ＝6mg+f减小n个槽码后，对小车Mgsinθ﹣f﹣T＝Ma对槽码有T﹣（6﹣n）mg＝（6﹣n）ma联立可得根据图像斜率与截距可知k，b解得g，M13.如图所示，质量的物块在沿斜面向上的推力作用下与斜面一起向右匀速运动，已知斜面质量，斜面倾角，斜面与地面间的动摩擦因数，，，重力加速度大小g＝10m/s2。（1）求沿斜面向上的推力F的大小；（2）若此时物块恰好不沿斜面上滑，则物块与斜面间的动摩擦因数μ'是多少？【答案】（1）（2）【解析】【小问1解析】以物块和斜面为整体，分析受力，水平方向有竖直方向有而联立解得【小问2解析】以物块为研究对象，分析受力，沿斜面方向，有垂直斜面方向，有而联立解得14.将扁平的小石片在手上呈水平放置后用力抛出，石片遇到水面后会擦着水面滑行一小段距离后再弹起飞行，跳跃数次后沉入水中，即称为“打水漂”。如图所示，小明在岸边距水面某一高度处，将质量m＝20g的小石片以初速度v0＝4m/s水平抛出，石片在水面上滑行时受到的水平阻力恒为f＝0.2N，且小石片每次接触水面时间Δt＝0.1s后弹起，弹起后竖直方向上升的最大高度是前一次距离水面最大高度的，小石片在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为零。已知小石片第一次与水面接触前瞬间水平方向的位移大小x0＝1.6m，重力加速度大小g＝10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小明抛出小石片前瞬间小石片距离水面的高度h0；（2）从抛出到水平速度减为0，小石片在水面上滑行的次数；（3）从抛出到第二次入水，小石片经历的时间t。【答案】（1）0.8m（2）4次（3）11s【解析】【小问1解析】小石片做平抛运动，水平方向，有x0＝v0