2024-2025學年新教材高中物理期末綜合學業(yè)質量標準檢測含解析

PAGE10-第四章學業(yè)質量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(2024·浙江省嘉興一中高一上學期期中)志向試驗有時能更深刻地反映自然規(guī)律。伽利略設想了一個志向試驗，如圖所示的斜面試驗，其中有一個是試驗事實，其余是推論。①減小其次個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍舊要達到原來的高度。②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面。③假如沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。④接著減小其次個斜面的傾角，最終使它成一水平面，小球要沿水平面恒久運動下去。在上述的設想步驟中，有的屬于牢靠的事實，有的則是志向化的推論。下列關于事實和推論的分類正確的是(B)A．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論解析：體會伽利略的志向試驗，可知排列依次為②③①④，分類正確的是選項B。2．如圖所示，在光滑水平面上有一段質量分布勻稱的粗麻繩，繩子在水平向右的恒力F作用下做勻加速直線運動。繩子上某一點到繩子左端的距離為x，設該點處的張力為T，則最能正確反映T與x之間的關系的圖像是(A)解析：設繩子總長為L，單位長度質量為m，對整體分析依據牛頓其次定律有：F＝Lma；則對x分析可知：T＝xma，聯立解得：T＝eq\f(F,L)x，故可知T與x成正比；且x＝0時，T＝0，故A正確，B、C、D錯誤。3．(2024·海南省海南中學高一上學期期末)質量分別為M和m的兩物體靠在一起放在光滑水平面上。用水平推力F向右推M，兩物體向右加速運動時，M、m間的作用力為N1；用水平力F向左推m，使M、m一起加速向左運動時，M、m間的作用力為N2，如圖甲、乙所示，則(B)A．N1︰N2＝1︰1B．N1︰N2＝m︰MC．N1︰N2＝M︰mD．無法比較N1、N2的大小解析：用水平推力F向右推M時，將兩者看作一個整體，依據牛頓其次定律，在水平方向上有F＝(M＋m)a，對m分析可得N1＝ma，聯立解得N1＝eq\f(mF,M＋m)，用水平力F向左推m時，將兩者看作一個整體，依據牛頓其次定律，在水平方向上有F＝(M＋m)a，對M分析可得N2＝Ma，聯立解得N2＝eq\f(MF,M＋m)，故N1︰N2＝m︰M，B正確。4．如圖1所示，在粗糙程度到處相同的水平地面上，物塊在水平向右的力F作用下由靜止起先運動。運動的速度v與時間t的關系如圖2所示，由圖像可知(C)A．在2s～4s內，力F＝0B．在4s～6s內，力F＝0C．在0～2s內，力F漸漸變小D．在0～2s內，力F漸漸增大解析：在2s～4s內，物體做勻速直線運動，拉力與滑動摩擦力平衡，不為零，故A錯誤；在4s～6s內，物體勻減速前進，拉力可能不為零，但肯定小于摩擦力，故B錯誤；在0～2s內，加速度漸漸變小，依據牛頓其次定律，有：F－μmg＝ma故拉力F漸漸減小，故C正確，D錯誤，故選C。5．如圖所示，光滑的水平面上有一小車，以向右的加速度a做勻加速運動，車內兩物體A、B質量之比為2︰1，A、B間用彈簧相連并放在光滑桌面上，B通過質量不計的輕繩與車相連，剪斷輕繩的瞬間，A、B的加速度大小分別為(C)A．a、0 B．a、aC．a、2a D．0、解析：在未剪斷輕繩時，由牛頓其次定律可知對A：F彈＝2ma對B：T－F彈＝ma，解得T＝3ma當剪斷輕繩時，繩的拉力變?yōu)榱?，彈簧的彈力不能發(fā)生突變此時由牛頓其次定律可知對A：F彈＝2ma′，解得a′＝a對B，F彈＝ma″，解得a″＝2a6．如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內三根固定的光滑細桿，每根桿上套著一個小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速為0)，用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)到達d所用的時間，則(D)A．t1<t2<t3B．t1>t2>t3C．t3>t1>t2D．t1＝t2＝t3解析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加速度可認為是由重力沿斜面方向的分力產生的，設軌跡與豎直方向夾角為θ，由牛頓其次定律知mgcosθ＝ma ①設圓心為O，半徑為R，由幾何關系得，滑環(huán)由起先運動至d點的位移x＝2Rcosθ②由運動學公式得x＝eq\f(1,2)at2 ③由①②③聯立解得t＝2eq\r(\f(R,g))小圓環(huán)下滑的時間與細桿的傾斜狀況無關，故t1＝t2＝t3。7．(2024·湖南省湘潭一中、雙峰一中、邵東一中高一上學期聯賽)以下是必修1課本中四幅插圖，關于這四幅插圖下列說法正確的是(BC)A．甲圖中學生從起立到站直的過程中，體重計的示數先減小后增大B．乙圖中賽車的質量較小，卻安裝著牽引力很大的發(fā)動機，目的是獲得很大的加速度C．丙圖中海豚的身體呈流線型，可以減小海豚運動中的阻力D．丁圖中運動員推開冰壺后，冰壺在冰面做勻速直線運動解析：中學生從起立到站直經驗了從超重到失重的過程，A錯誤；由F＝ma可知B項正確；海豚的流線型身體是為了減小水的阻力，C正確；運動員推開冰壺后，冰壺在冰面做減速運動，D錯誤。8．如圖所示，在光滑的水平桌面上放一質量為mA＝5kg的物塊A，A的上方放一質量mB＝3kg的滑塊B，用一輕繩一端拴在物塊A上，另一端跨過光滑的定滑輪拴接一質量mC＝2kg的物塊C，其中連接A的輕繩與水平桌面平行。現由靜止釋放物塊C，在以后的過程中，A與B之間沒有相對滑動且A、B始終沒有離開水平桌面(重力加速度g取10m/s2)。則下列說法正確的是(BC)A．A的加速度大小為2.5m/s2B．A的加速度大小為2m/s2C．A對B的摩擦力大小為6ND．A對B的摩擦力大小為7.5N解析：整體mCg＝(mA＋mB＋mC)a，得a＝2m/s2，故A錯誤，B正確；隔離B：f＝mBa＝6N，故C正確，D錯誤。9．(2024·沈陽東北育才中學高一上學期期中)如圖甲所示，物體受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直線運動。通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變更的規(guī)律如圖乙所示。取g＝10m/s2，則(AB)A．物體的質量m＝0.5kgB．物體與水平面間的動摩擦因數μ＝0.40C．前3s內物體的平均速度為1.5m/sD．前3s內物體所受摩擦力為2N解析：在1～2s的時間內，物體做勻加速運動，直線的斜率代表加速度的大小，所以a＝2m/s2，由牛頓其次定律可得F－f＝ma得：m＝eq\f(F－f,a)＝eq\f(3－2,2)kg＝0.5kg，所以A正確；由速度－時間圖像可以知道在2～3s的時間內，物體勻速運動，處于受力平衡狀態(tài)，所以滑動摩擦力的大小為2N，由f＝μmg得：μ＝eq\f(f,mg)＝eq\f(2,0.5×10)＝0.40；故B正確；前3s內的位移為：x＝eq\f(1＋2,2)×2m＝3m；故平均速度為：v＝eq\f(3,3)m/s＝1m/s；故C錯誤；前1s內物體合外力為零，處于靜止狀態(tài)，故摩擦力為1N,1～3s為滑動摩擦力為2N；故D錯誤。10．如圖所示，傳送帶的水平部分長為L，傳動速率為v，在其左端無初速度釋放一小木塊，若木塊與傳送帶間的動摩擦因數為μ，則木塊從左端運動到右端的時間可能是(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：因木塊運動到右端的過程不同，對應的時間也不同，若始終勻加速至右端，則L＝eq\f(1,2)μgt2，可得t＝eq\r(\f(2L,μg))，C正確；若始終加速到右端的速度恰好與傳送帶速度v相等，則L＝eq\f(0＋v,2)t，可得t＝eq\f(2L,v)，D正確；若先勻加速到傳送帶速度v，再勻速到右端，則eq\f(v2,2μg)＋v(t－eq\f(v,μg))＝L，可得t＝eq\f(L,v)＋eq\f(v,2μg)，A正確；木塊不行能始終勻速至右端，B錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)11．(6分)某試驗小組設計了如圖(a)所示的試驗裝置，通過變更重物的質量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像。他們在軌道水平和傾斜的兩種狀況下分別做了試驗，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示，g＝10m/s2。(1)圖線__①__是在軌道左側抬高成為斜面狀況下得到的(選填“①”或“②”)；(2)滑塊和位移傳感器放射部分的總質量m＝__0.5__kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數μ＝__0.2__。解析：(1)由圖像①可知，當F＝0時，a≠0，也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學試驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過度，所以圖線①是在軌道左側抬高成為斜面狀況下得到的。(2)依據F＝ma得a＝eq\f(F,m)所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像斜率等于滑塊和位移傳感器放射部分的總質量的倒數。所以m＝eq\f(1,k)＝0.5kg由圖形②得，在水平軌道上F＝1N時，加速度a＝0，依據牛頓其次定律得F－μmg＝0解得μ＝0.2。12．(8分)某同學欲運用牛頓其次定律測量滑塊的質量M，其試驗裝置如圖甲所示，設計的試驗步驟為：(1)調整長木板傾角，當鉤碼的質量為m0時滑塊恰好沿木板向下做勻速運動；(2)保持木板傾角不變，撤去鉤碼m0，將滑塊移近打點計時器，然后釋放滑塊，滑塊沿木板向下做勻加速直線運動，并打出點跡清楚的紙帶如圖乙所示(打點計時器的工作頻率為50Hz)。請回答下列問題：①打點計時器在打下D點時滑塊的速度vD＝__1.69__m/s；(結果保留3位有效數字)②滑塊做勻加速直線運動的加速度a＝__3.88__m/s2；(結果保留3位有效數字)③滑塊質量M＝__eq\f(g,a)m0__(用字母a、m0和當地重力加速度g表示)。(3)保持木板傾角不變，掛上質量為m(均小于m0)的鉤碼，滑塊沿木板向下勻加速運動，測出滑塊的加速度；多次變更鉤碼的質量，分別求出相應的加速度。(4)若繩的拉力與所掛鉤碼的重力大小相等，作出a－mg圖像如圖丙所示，則由圖丙可求得滑塊的質量M＝__0.200__kg。(取g＝10m/s2，結果保留3位有效數字)解析：從圖乙中可知xAB＝5.20cm，xBC＝5.84cm，xCD＝6.45cm，xDE＝7.07cm，xEF＝7.70cm。(2)①相鄰計數點間的時間間隔為T＝2×0.02s＝0.04s，依據勻變速直線運動過程中的中間時刻速度推論可得，vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(6.45＋7.07,2×0.04)×10－2m/s＝1.69m/s。②依據逐差法可得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滑塊做勻速運動時受力平衡，由平衡條件得m0g＝Mgsinθ－f，撤去m0時滑塊做勻加速直線運動時，受到的合外力F合＝Mgsinθ－f，由牛頓其次定律得F合＝Ma，解得M＝eq\f(m0g,a)。(4)滑塊做勻速運動時受力平衡，由平衡條件得Mgsinθ－f＝m0g，掛上質量為m的鉤碼時滑塊沿木板向下做勻加速直線運動，受到的合外力為F′合＝Mgsinθ－f－mg，由牛頓其次定律得F′合＝Ma，解得a＝eq\f(m0,M)g－eq\f(m,M)g，由圖丙所示圖像可知k＝eq\f(1,M)＝eq\f(3.5－2.5,0.20)＝5，解得M＝0.200kg。三、論述、計算題(本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案不能得分，有數值計算的題，答案中必需明確寫出數值和單位)13．(10分)(2024·海南華僑中學高一上學期期末)如圖甲所示，質量m＝2kg的物體在水平面上向右做直線運動。過A點時給物體作用一個水平向左的恒力F并起先計時，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時速度，所得v－t圖像如圖乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數μ；(2)10s末物體離A點的距離。答案：(1)3N；0.05(2)2m解析：(1)設物體向右做勻減速直線運動的加速度為a1，則由v－t圖得a1＝2m/s2 ①依據牛頓其次定律，有F＋μmg＝ma1 ②設物體向左做勻加速直線運動的加速度為a2，則由v－t圖得a2＝1m/s2 ③依據牛頓其次定律，有F－μmg＝ma2 ④解①②③④得：F＝3N，μ＝0.05(2)設10s末物體離A點的距離為d，d應為v－t圖與橫軸所圍的面積表示則：d＝eq\f(1,2)×4×8m－eq\f(1,2)×6×6m＝－2m，負號表示物體在A點左側。14．(12分)(2024·湖北省宜昌市葛州壩中學高一上學期期中)探討表明，一般人的剎車反應時間(圖甲中“反應過程”所用時間)t0＝0.4s，但飲酒會導致反應時間延長。在某次試驗中，志愿者少量飲酒后駕車以v0＝72km/h的速度在試驗場的水平路面上勻速行駛，從發(fā)覺狀況到汽車停止，行駛距離L＝39m，減速過程中汽車位移s與速度v的關系曲線如圖乙所示，此過程可視為勻變速直線運動。重力加速度的大小g取10m/s2。求：(1)減速過程汽車加速度的大小及所用時間；(2)飲酒使志愿者的反應時間比一般人增加了多少。答案：(1)8m/s22.5s(2)0.3s解析：(1)設減速過程中汽車加速度的大小為a，所用時間為t，由題可得初速度v0＝20m/s，末速度vt＝0，位移s＝25m，由運動學公式veq\o\al(2,0)＝2as，t＝eq\f(v0,a)聯立以上兩式，代入數據得a＝8m/s2，t＝2.5s(2)設志愿者反應時間為t′，反應時間的增加量為Δt，由運動學公式得L＝v0t′＋s，Δt＝t′－t0聯立以上兩式，代入數據得Δt＝0.3s15．(12分)(2024·哈爾濱高一段考)如圖所示，長為L＝6m、質量為M＝4kg的長木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽視、質量為m＝1kg的物塊，物塊與木板間的動摩擦因數為0.4，起先時物塊與木板都處于靜止狀態(tài)，現對物塊施加方向水平向右的恒定拉力，使物塊在木板上滑動，求恒定拉力F多大才會歷時2s，使物塊從木板左端運動到右端？(g取10m/s2)答案：8N解析：對小物塊進行受力分析，小物塊豎直方向受重力、長木板支持力、水平方向受拉力F和長木板的摩擦力f作用，在豎直方向有：FN＝mg在水平方向有：F－f＝ma1又因為摩擦力f＝μmg解得：a1＝eq\f(F,m)－μg設長木板的加速度為a2，對長木板進行受力分析，長木板所受合外力F合＝μmg＝Ma2令小物塊達到長木板右端的時間為t，則依據小物塊滑到長木板右