广东省实验中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

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注意事项：
1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回。
第一部分选择题（共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 某跳水运动员从10m跳台上竖直向上跃起，跃起后重心升高0.45m达到最高点，下落时身体竖直，手先入水。空气阻力忽略不计，全过程水平方向的运动忽略不计，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A. 运动员起跳后经0.3s到达最高点
B. 评委观看跳水过程时，可把运动员看作质点
C. 运动员向上跃起时的速度大小为4.5m/s
D. 运动员从跳起至入水经过的路程为10m
【答案】A
【解析】
【详解】A．运动员做竖直上抛运动，利用逆向思维，跃起后重心升高0.45m达到最高点，根据位移公式有
解得，故A正确；
B．评委观看跳水过程时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略，此时不能够把运动员看作质点，故B错误；
C．运动员做竖直上抛运动，利用逆向思维，跃起后重心升高0.45m达到最高点，根据速度与位移的关系有
解得，故C错误；
D．跳台高10m，运动员从跳起至入水总的位移大小为10m，由于运动员做竖直上抛运动，可知，运动员从跳起至入水经过的路程大于10m，故D错误。
故选A。
2. 图像是研究物理过程重要方法，如下图所示，图A是物体的加速度时间图像；图B是物体受到的合力时间图像；图C是物体的位移时间图像；图D是物体的速度时间图像，其中，能表示物体处于平衡状态的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像，表示物体的加速度逐渐减小，且加速度不为零，处于非平衡状态，A错误；
B．图像，表示物体的合外力逐渐减小，且合外力不为零，处于非平衡状态，B错误；
C．x-t图像，斜率不变，速度不变，表示物体做匀速直线运动，处于平衡状态，C正确；
D．图像，表示物体做匀减速直线运动，处于非平衡状态，D错误。
故选C。
3. 如图是筷子夹豆子时的三个动作示意图，筷子均在同一竖直平面内；图甲中的筷子处于竖直方向，图乙中的筷子处于水平方向，图丙中的筷子处于与水平面成一定夹角的倾斜方向。三个图中的豆子均处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中的豆子受到两个力的作用
B. 若图甲中筷子夹着豆子一起向下减速运动，豆子受到摩擦力方向为竖直向上
C. 若图乙中豆子向下加速运动，则上方筷子对豆子的弹力大于豆子对其的弹力
D. 图丙中上方筷子对豆子的弹力和下方筷子对豆子的弹力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中的豆子受到重力、左右两边筷子的压力和摩擦力，共五个力的作用，故A错误；
B．若图甲中筷子夹着豆子一起向下减速运动，加速度向上，竖直方向合力向上，故豆子受到摩擦力方向为竖直向上，且摩擦力大于重力，故B正确；
C．上方筷子对豆子的弹力与豆子对其的弹力是作用力力与反作用力，大小相等，故C错误；
D．图丙中上方筷子对豆子的弹力和重力沿垂直筷子方向的分力的合力等于下方筷子对豆子的弹力，可知上方筷子对豆子的弹力和下方筷子对豆子的弹力不是一对平衡力，故D错误。
故选B。
4. 高层住宅的层高一般为3m，小明某次从地面1层乘电梯回家，用智能手机记录了电梯运行的速度随时间变化关系，如图所示，取竖直向上为正方向，根据图像可推断（ ）
A. 小明家大约住在10层
B. 1-4s内小明先超重后失重
C. 在4-7s内小明所受合力最大
D. 如果电梯的最大速度不变而加速度可以改变，从1层到31层所用时间也不可能小于10s
【答案】D
【解析】
【详解】A．因v-t图像的面积等于位移，图像可知小明的位移大小
可知小明家大约住在的楼层为层，故A错误；
B．图像可知1-4s内小明加速向上运动，加速度向上，小明处于超重状态，故B错误；
C．在4-7s内小明匀速运动，小明所受合力为0，即合力最小，故C错误；
D．从1层到31层位移为90m，如果电梯整个过程中均以最大速度8m/s上升，则用时间为
可知从1层到31层所用时间不可能小于10 s，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，质量分别为、的两个物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，的水平拉力作用在上，弹簧测力计始终在弹性限度内且质量可忽略。当系统稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧测力计的示数是
B. 在突然撤去F的瞬间，的加速度不变
C. 在突然撤去F的瞬间，的加速度变小
D. 在突然撤去F的瞬间，弹簧测力计的示数不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．以向右为正方向，对整体分析，由牛顿第二定律得
解得
设弹簧的弹力为，对物块分析，由牛顿第二定律得
故A错误；
B．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，只受弹簧弹力加速度为，有
故B错误；
C．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，m2的受力没有变化，故其加速度没有变化，故C错误；
D．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，则弹簧测力计的示数不变，故D正确。
故选D。
6. 一辆新能源汽车在专业测试场的平直道路上进行制动系统性能试验，实验发现从开始刹车起运动过程中的位移与时间的关系为x=20t-2t2（m），下列分析正确的是（ ）
A. 刹车过程中第1s末的速度大小是18m/s
B. 刹车过程中第6s末的速度大小是4m/s
C. 从刹车开始计时，刹车过程6s内通过的位移大小为48m
D. 从刹车开始计时，第1s内和第2s内的位移大小之比为9：7
【答案】D
【解析】
【详解】由匀变速直线运动的规律对比
加速度为
则从刹车开始计时到停下的时间
A．刹车过程中第1s末的速度大小是，故A错误；
B．从刹车开始计时到停下的时间为5s，则刹车过程中第6s末的速度大小是0，故B错误；
C．从刹车开始计时到停下的时间为5s，6s内通过的位移大小为，故C错误；
D．刹车过程中第1s内的位移大小是
从刹车开始计时，第2s内的位移大小
则第1s内和第2s内的位移大小之比为，故D正确。
故选D。
7. 轻质橡皮筋的一端固定在水平地面的O'点，另一端跨过大小不计、固定在O点的光滑定滑轮后系一可视为质点的物体，开始时物体静止在粗糙水平面上的A点，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。已知OO'的距离刚好等于橡皮筋的原长，橡皮筋的弹力遵从胡克定律。现用一水平外力F拉着物体缓慢匀速向右移动到B点的过程中，橡皮筋始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 物体对地面的压力增大
B. 外力F不变
C. 地面对物体的摩擦力不变
D. 外力F与橡皮筋对物体的弹力的合力逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．设OA的高度为h，在物体从A点到B点过程中，设物块与O点距离为x，物块与O点连线与水平方向的夹角为，可知x为伸长量，以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
可知物体缓慢向右移动到B点的过程中，物块受到的支持力N保持不变，则物体对地面的压力保持不变，故A错误；
BC．由于物块对地面的压力不变，根据滑动摩擦力
可知地面对物体摩擦力不变，对物块，水平方向有
可知物体缓慢向右移动到B点的过程中，增大，故F增大，故B错误，C正确；
D．以物块为对象，根据受力平衡可知，外力F与橡皮筋对物体的弹力的合力与物块重力、地面对物块的支持力、地面对物块的摩擦力的合力大小相等、方向相反，由于重力、地面支持力、地面摩擦力均保持不变，所以外力F与橡皮筋对物体的弹力的合力保持不变，故D错误。
故选C。
二、多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8. 某中学在运动会的开幕式入场表演时自制了一个如图所示的水火箭。在发射过程中，水火箭由静止从地面以10m/s²的加速度竖直向上运动了20m，然后失去动力继续运动，取g=10m/s²，不考虑空气阻力。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 水火箭上升运动的时间为2s
B. 水火箭上升的最大速度为20m/s
C. 水火箭离地的最大高度为40m
D. 水火箭落地速度为20m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】B．由题意可知，水火箭上升20m时速度最大，根据速度—位移公式有，可得最大速度为
，故B正确；
A．水火箭加速上升过程，根据速度—时间关系
解得水火箭加速上升运动的时间为
水火箭失去动力做竖直上抛运动，有
解得火箭向上减速运动的时间为
则水火箭上升运动的时间为，故A错误；
C．水火箭做竖直上抛运动时，根据速度—位移公式
解得
则水火箭离地的最大高度为，故C正确；
D．由，解得水火箭落地速度大小为，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜且光滑，A的左侧与光滑竖直墙面接触。关于两木块的受力，下列说法正确的是（ ）
A. B可能只受四个力作用
B. B对A的作用力等于A的重力
C. 墙壁对A的弹力一定等于F
D. 地面对B的弹力等于A、B的重力之和
【答案】AD
【解析】
【详解】A．若地面光滑，B可能只受重力、推力F、地面对B支持力、A对B压力四个力作用处于平衡状态，故A正确；
B．B对A的作用力竖直方向的分力与A的重力平衡，大小相等，故B对A的作用力大于A的重力，故B错误；
C．将木块A、B看成整体，水平方向整体受力平衡可知：若地面光滑，墙壁对A的弹力一定等于F；若地面不光滑，墙壁对A的弹力不等于F，故C错误；
D．将木块A、B看成整体，竖直方向整体受力平衡可知：地面对B的弹力等于A、B的重力之和，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，倾角为的斜面体C置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知B、C间的动摩擦因数为，B通过轻绳跨过光滑的轻质定滑轮与物块A连接，连接B的一段轻绳与斜面平行，A、B的质量分别为m、M。现给B一初速度，使B沿斜面下滑，C始终处于静止状态，重力加速度为g，则在B下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 不论A、B的质量大小关系如何，A一定处于失重状态
B. A运动的加速度大小为
C. 地面对斜面的摩擦力始终为0
D. 水平面对C的支持力小于B、C的总重力
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．对A、B整体受力分析
mg-Mgsinθ+μMgcsθ=（M+m）a
得A、B加速度大小
a=
方向沿斜面向上，不论A、B的质量大小关系如何，A加速度一定向下，因此一定处于失重状态，故A正确，B正确；
C．对C受力分析，B给的压力Mgcsθ和摩擦力μMgcsθ，因为
μ=tanθ
因此二者的矢量在水平方向分量满足
所以C水平方向不受地面的摩擦力，故C正确；
D．对C的分析竖直方向
则可知水平面对C的支持力与物体B和斜面体C的总重力大小相等，故D错误。
故选ABC。
第二部分非选择题（54分）
三、实验题（共2小题，共16分）
11. 某同学做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验。
（1）下列实验操作中，说法正确的是（ ）
A. 弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B. 由图像乙可得，在弹性限度内，弹簧弹力大小与弹簧长度成正比
C. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
D. 用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
（2）该同学根据记录的数据进行处理，描绘出弹簧的伸长量Δx与弹力F相关的点如图乙所示：请你根据所学知识用线来拟合这些点，并根据拟合的线，回答以下问题：
①根据所测得的数据和关系曲线可以判断，弹簧形变长度在0-6cm范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律。这种规格弹簧的劲度系数k=________N/m；（结果保留3位有效数字）
②图线中后半部分明显偏离直线，你认为造成这种现象的主要原因是________。
（3）用此弹簧制作成一把弹簧秤，某次测力时弹簧秤的指针位置如图丙所示，则弹力大小为F=________N。
【答案】（1）AC （2） ①. 100 ②. 超过弹簧的弹性限度
（3）22.68##2.69##2.70##2.71##2.72
【解析】
【小问1详解】
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会被损坏，故A正确；
B．由图像乙可得，在弹性限度内，弹簧弹力大小与弹簧形变量成正比，故B错误；
C．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故C正确；
D．拉力与伸长量之比是弹簧的劲度系数，由弹簧本身的因素决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同的弹簧的劲度系数一般不同，故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
根据所测得的数据和关系曲线可以判断，弹簧形变长度在0~6cm范围内，图像为直线，即弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格弹簧的劲度系数
【小问3详解】
弹簧秤的分度值为为0.1N，则该弹力大小为2.70N。
12. 图甲所示的装置可以用来“探究加速度与力、质量的关系”，其中小车与车中砝码的总质量记为M，砂与砂桶的总质量记为m，重力加速度为g。某同学在保持m一定时，探究小车的加速度a与M的关系。
（1）关于该实验，下列说法正确是（ ）
A. 平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过定滑轮系在小车上且小车后面的纸带也应连好
B. 平衡摩擦力时，如果纸带上打出的点距逐步增大，说明平衡摩擦力不足
C. 实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车
（2）图乙给出了打点计时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用的交流电频率为50Hz。根据纸带，可求得小车的加速度大小为a=________m/s²（结果保留三位有效数字）。
（3）该同学根据测得的多组数据画出a-关系图像，如图丙所示，发现该图线既不通过坐标原点且AB段明显偏离直线，分析其产生原因，下列说法正确的是（ ）
A. 不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
B. 不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
C. 图线AB段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车与车内砝码总质量的条件
（4）小王同学又进一步完成了保持M一定时，探究小车的加速度a与受力F的关系的实验，并根据实验数据做出a-F图像，如图丁所示（实验前已经平衡了摩擦力）。他利用最初的几组数据拟合了一条直线OAP。一条与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、。求=____________________（用题中的M、m表示）。
【答案】（1）C （2）0.380 （3）BC
（4）
【解析】
小问1详解】
A．平衡摩擦力时，小车后面的纸带应连好，但砂桶不应用细线通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B．平衡摩擦力时，如果纸带上打出的点距逐步增大，说明平衡摩擦力过度，故B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C正确。
故选C。
【小问2详解】
已知相邻计数点间均有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度大小为
【小问3详解】
AB．以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由图丙可知
可知不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足，故A错误，B正确；
C．图像的斜率为细线拉力，当满足砂与砂桶总质量远小于小车与车内砝码总质量时，近似等于，图线几乎为直线；当不满足砂与砂桶总质量远小于小车与车内砝码总质量时，明显小于，则图线AB段弯曲，故C正确。
故选BC。
【小问4详解】
图中PN对应小车合力为悬挂物的重力mg时的加速度a1，即
图中QN对应小车的真实加速度a2，设此时细线的拉力为F，则对小车有
对悬挂物有
联立解得
即
四、计算题（共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在《猫和老鼠》的一次游戏中，老鼠杰瑞决定匀速奔跑回家，就在老鼠杰瑞奔跑的过程中，在它身后与它相距x0=12m的汤姆猫发现了它，立即由静止开始匀加速追赶，想捉住老鼠杰瑞。已知老鼠杰瑞的速度为v0=4m/s，汤姆猫的加速度大小为a=2m/s²，老鼠杰瑞、汤姆猫和老鼠洞始终在同一直线上。
（1）求在追逐的过程中汤姆猫和杰瑞间的最大距离；
（2）若汤姆猫发现杰瑞时杰瑞距离老鼠洞15m，问汤姆猫能否在杰瑞进洞之前追上杰瑞。
【答案】（1）16m （2）不能
【解析】
【小问1详解】
则当汤姆猫和杰瑞速度相等时，距离最大，由运动学公式
解得
此过程杰瑞的位移为
汤姆猫的位移为
则在追逐的过程中汤姆猫和杰瑞间的最大距离为
【小问2详解】
设经过时间，汤姆猫追上杰瑞，则有
其中杰瑞的位移为
联立解得或（舍去）
在此过程中杰瑞的位移
由于，说明此时杰瑞早已进入洞中，故汤姆猫不能在杰瑞回到鼠洞前捉住它。
14. 如图所示，质量为的杂技演员利用动滑轮（图中未画出）悬挂在细绳上以完成各种杂技表演。绳子一端固定在竖直杆上的a点，另一端通过一定滑轮与静止在粗糙斜面上质量为物体连接，绳恰好平行于斜面。斜面质量为，始终保持静止不动，物体与斜面间的动摩擦因数。当杂技演员静止时，定滑轮两侧细绳与水平方向的夹角分别为，。细绳不可伸长，不计绳子质量、滑轮质量以及滑轮与细绳间的摩擦，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度g取，，。求：
（1）杂技演员静止时，绳子张力的大小；
（2）杂技演员静止时，水平地面对斜面的支持力和摩擦力的大小；
（3）保持定滑轮位置不变，将竖直杆左右移动，定滑轮左侧细绳与水平方向的夹角将发生改变，为了不让物体发生滑动，求的取值范围。
【答案】（1）500N
（2） 6700N，400N
（3）
【解析】
【小问1详解】
设绳子拉力为T，对杂技演员受力分析，可得
代入数据解得T = 500N
【小问2详解】
将物体及斜面作为整体进行受力分析，竖直方向有
水平方向有
联立解得N = 6700N ，
【小问3详解】
对物体进行受力分析可知，当绳子拉力T最大时，物体恰好不沿斜面上滑，垂直斜面有
沿斜面有
又因为
解得绳子拉力T1=2000N
此时，sinα 可取最小值，即
联立解得
当绳子拉力T最小时，物体恰好不沿斜面下滑，垂直斜面有
沿斜面有
又因为
联立解得T2=400N
此时，sinα 可取最大值，由
联立解得
故 sinα 的取值范围
15. 如图所示，以顺时针速度匀速转动的传送带与水平地面夹角。将一质量的物体（可视为质点）由静止放上传送带的顶端A，物体到达底端B后能无碰撞地滑上置于光滑地面上的质量的木板左端。AB的距离，木板长。已知物体与传送带的动摩擦因数、物体与木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，求：
（1）物体刚开始下滑时的加速度大小；
（2）若传送带速度，求物体在传送带上运动的时间；
（3）若传送带顺时针转动的速度可以调节，求物体滑上木板后，在木板上相对木板滑过的距离与的关系。
【答案】（1）10m/s2
（2）1s （3）见解析
【解析】
【小问1详解】
物体刚开始下滑时，对m由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
假设物体能与传送带共速，则有
解得，故假设成立。
物体与传送带达到共速所需时间
共速后，由于
物体将与传送带保持共速 ，设物体经到达B端，则有
联立解得
物体在传送带上运动的时间为
【小问3详解】
若物块在传送带上一直做匀加速运动，则
代入数据解得v1＝8m/s
故v0≤8m/s时，物块与传送带将共速，离开传送带速度v物1=v0
当 v0>8m/s时，物块离开传送带速度v物2=8m/s
物体滑上木板，对物块，由牛顿第二定律得μ2mg＝ma2
代入数据解得a2＝2m/s2
对木板μ2mg＝Ma3
代入数据解得 a3＝4m/s2
设物块恰好滑到木板右侧与木板达到共速时，其刚滑上木板的初速度为，则有
代入数据解得
物块的位移
木板的位移
因为
代入数据解得v2＝6m/s
故若物块刚滑上木板的初速度为v，有以下几种情况：
①当v≤6m/s 时，物块将与木板共速，有
代入数据解得
② 当v≥6m/s时，物块将从右侧滑出木板，则x＝3m
综上，由v与v0的关系可得
当0＜v0≤6m/s时
当 v0＞6m/s时x＝3m‍