安徽省合肥市2023-2024学年高一上学期物理期末试卷（含答案）2

安徽省合肥市2023-2024学年高一上学期物理期末试卷一、选择题（本题共10小题，共46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，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．在户外亲子活动中，小李同学和家人一起搭了天幕，还装饰了气球。有一个静止的氢气球脱手后，加速飘上去并最终停在倾斜的天幕顶下，如图所示，关于该氢气球的受力，下列说法正确的是（）A．氢气球共受到三个力的作用B．氢气球对天幕的摩擦力沿天幕斜向下C．氢气球和天幕之间可能不存在摩擦力D．气球受到天幕的作用力竖直向下2．如图所示，A、B两物块质量相等，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态时，B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压，此时轻弹簧的伸长量为x。现将悬绳剪断，则下列说法正确的是（）A．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为gB．悬绳剪断瞬间，A物块的加速度大小为2gC．悬绳剪断瞬间，B物块对桌面的压力大小等于B物块的重力D．悬绳剪断瞬间，B物块对桌面的压力大小等于B物块的重力的两倍3．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（）A．t1B．t1C．t2D．t14．如图所示，有A、B两个均可视为质点的小球质量分别是2m和m，通过长为L的竖直轻绳相连。用手拿着A球，B球距地面高度为h，释放后两球落地时间差为Δt，不计空气阻力，则以下说法中正确的是（）A．若仅将两小球位置互换，则时间差Δt增大B．若仅将L增大，则时间差Δt增大C．若仅将h增大，则时间差Δt增大D．若仅将B小球质量也增大到2m，则时间差Δt增大5．在一次杂技表演中，表演者顶着一竖直杆沿水平地面运动，其位移—时间图像（x−t图像）如图甲所示。与此同时猴子沿竖直杆向上运动，如图乙所示，其沿竖直方向的速度—时间图像（v−t图像）如图丙所示，若以地面为参考系，下列说法正确的是（）A．猴子的运动轨迹为直线B．t=0时猴子的速度大小为8m/sC．猴子在前2s内的加速度大小为4m/D．猴子在前2s内运动的位移大小为16m6．生活中常用刀来劈开物体。如图所示为刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为2θ，则可知刀劈开物体时对其侧向推力F1、FA．F1=FC．F1=F7．如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v−t图像（以地面为参考系）如图乙所示。已知A．t2B．0~C．0~t2D．t28．下列关于运动的说法中，正确的是（）A．物体的速度为零时，加速度也一定为零B．物体的速度变化越快，加速度越大C．物体做曲线运动一定有加速度D．做曲线运动的物体的合力方向在曲线运动的切线方向9．a、b两质点沿直线Ox轴正向运动，t=0时刻，两质点同时到达坐标原点O，测得两质点在之后的运动过程中，其位置坐标x与时间t的比值随时间t变化的关系如图所示，以下说法正确的是（）A．质点a做匀加速运动的加速度为0B．质点b做匀速运动的速度为1.0m/sC．t=1s时，a、b再次到达同一位置D．t=2s时，a、b再次到达同一位置10．如图所示，两个足够大的倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等。有三个完全相同的可视为质点的小球a、b、c，开始均静止于斜面同一高度处，其中小球b在两斜面之间，a、c分别在两斜面顶端。若同时释放a、b、c，小球到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3。若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，小球到达水平面的时间分别为t'1A．t1>t3>t2C．t'1>t'3>二、实验题（本题共16分）11．如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量用m表示，小车和砝码的总质量用M表示，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，交流电的频率为50Hz。（1）除了甲图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有____；A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧秤（2）实验主要采用的研究方法是____；A．理想模型法 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法（3）该实验中需要把带滑轮的长木板右端垫高来补偿阻力的影响，有关补偿阻力下列操作正确的是____A．小车需要悬挂砂和砂桶同时连接纸带并使用打点计时器B．小车需要悬挂砂和砂桶但不使用纸带和打点计时器C．小车不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器D．小车不悬挂砂和砂桶也不使用纸带和打点计时器（4）在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持（用题中字母表示）的总质量不变，多次改变（用题中字母表示）的总质量，并测量出每次对应的加速度。根据实验数据描绘出图像进而得出实验结论。（5）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得加速度a=m/s（6）在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时，某同学根据测得的多组数据绘制a−F图像如图丙所示。图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是____。A．长木板的倾角过大 B．小车和砝码的总质量过大C．小车与长木板之间存在摩擦 D．砂和砂桶的总质量过大三、计算题（本题共3小题，共38分。作答时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）12．如图甲所示为很多商业步行街用来阻挡机动车辆进入的石球路障。现有一工作人员用一轻绳绕过石球按图乙所示方式匀速拉动石球，此时两侧轻绳互相平行，且与水平地面间的夹角均为θ=37°。已知石球路障总质量m=120kg，石球底座与地面间的动摩擦因数μ=13，重力加速度g=10m/s2，不计绳与球面间的摩擦，13．如图所示，在距地面高为H=45m处，有一小球A以初速度vA=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B由静止开始在水平恒力F的作用下同方向滑出，已知B物体的质量为m=1kg，F=6N，A、B均可看成质点，假设水平面光滑、空气阻力不计，（1）A球从抛出到落地的时间；（2）A球从抛出到落地这段时间内的水平位移；（3）A球落地时，A、B之间的距离Δx。14．如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑的斜面上，其上放置一质量为m的小滑块，斜面倾角θ=37°，木板受到沿斜面向上拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与力F的关系如图乙所示，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0（1）小滑块的质量m及其与木板的动摩擦因数？（2）当拉力F=20N时，长木板的加速度大小为多大？

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】ABC.天氢气球一定受重力、浮力、天幕对球的弹力，由于弹力一定与接触面垂直，可知幕顶对气球的弹力垂直天幕斜向下，由平衡可知，气球一定受到天幕的摩擦力，故气球一共受到四个力作用；气球相对天幕有斜向上运动的趋势，则天幕对气球的摩擦力沿天幕斜向下，由牛顿第三定律可知，氢气球对天幕的摩擦力沿天幕斜向上，ABC不符合题意；

D.气球受力平衡，浮力和重力合力竖直向上，由共点力平衡条件可知，气球受到天幕的作用力（弹力和摩擦力的合力）竖直向下，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】结合共点力平衡条件分析气球的受力。2．【答案】B【解析】【解答】AB.剪断悬绳前，对B受力分析，可得弹簧弹力方向向上，大小为F=mg剪断瞬间，弹簧弹力不变，对A分析，A的合力为F根据牛顿第二定律可得，A的加速度大小为a=2gA不符合题意，B符合题意；

CD.剪断瞬间，弹簧弹力不变，所以B的受力不变，对桌面压力仍为零，CD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据细绳剪断前B的受力，求出弹簧弹力，剪断细绳瞬间，弹簧弹力不突变，分析A的受力，由牛顿第二定律求出细绳剪断瞬间，A物块的加速度大小；剪断瞬间，弹簧弹力不变，所以B的受力不变。3．【答案】B【解析】【解答】由图可知，t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，重力大于弹力，随着弹力逐渐增大，小球受到的合力逐渐减小，故小球先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，之后继续向下运动，弹簧弹力开始大于重力，随着弹簧弹力的继续增大，小球受到合力增大，方向向上，加速度变为向上，小球做加速度不增大的减速运动，直至速度减为零，之后反弹，综上可知，t1时刻不是速度最大的时刻，t1~t2时间段内，弹簧弹力一直增加，可知小球一直向下运动，这段时间小球的速度先增大后减小，t2~t3时间内，弹簧弹力减小，可知小球向上运动，是向下运动的逆过程，小球所受合力先减小后增大，4．【答案】B【解析】【解答】AD.两小球做自由落体运动，运动情况与质量无关，则将两小球位置互换或将B小球质量也增大到2m，则时间差∆t不变，AD不符合题意；

BC.根据自由落体运动规律有h=h+L=时间差为∆t=可得L=∆t可知若将L增大，则时间差∆t增大，若将h增大，则时间差∆t减小，B符合题意，C不符合题意。

故答案为：B。

【分析】自由落体的运动过程与物体的质量无关；根据自由落体运动的位移与时间的关系，推导若仅将L增大或仅将h增大，时间差∆t的变化情况。5．【答案】C【解析】【解答】A.x-t图像中，斜率表示速度，可知猴子水平方向做匀速运动，由图丙可知，猴子竖直方向做匀变速直线运动，可知合初速度与合加速度方向一定不在同一直线上，所以猴子的合运动为曲线运动，A不符合题意；

B.由题图甲、丙在数据可得，猴子在水平方向上做速度大小为4m/s的匀速直线运动，在竖直方向上做初速度大小为8m/s、加速度大小为a的匀减速直线运动，根据平行四边形定则可得，t=0时猴子的速度大小为vB不符合题意；

C.猴子在水平方向上没有加速度，所以前2s内的加速度大小等于猴子在竖直方向上的加速度大小4m/sx沿竖直方向的位移大小为y所以猴子在0~2s内的位移大小为s=D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据猴子在水平方向和竖直方向上的运动性质，分析其合速度和和加速度的关系，得出其运动轨迹是直线还是曲线；根据图中数据求出猴子在t=0时刻时，水平方向和竖直方向上的初速度，再根据平行四边形定则，求出t=0时刻猴子的速度；分别求出猴子在前2s内水平方向和竖直方向上的位移，得到总位移。6．【答案】A【解析】【解答】将力F按作用效果分解，如图所示：

由对称关系可知F结合几何知识得，侧向推力的大小为FA符合题意，BCD不符合题意；

故答案为：A。

【分析】将力F按作用效果分解，根据平行四边形定则，结合几何关系，求出刀劈开物体时对其侧向推力的大小。7．【答案】D【解析】【解答】A.对小物块进行分析可知，小物块先向左做匀减速直线运动，减速至0后向右做匀加速直线运动，速度达到与传送带速度相等时，再向右做匀速直线运动直至回到A点，可知在速度减为0时，即在t1时刻，小物块离A处的距离达到最大，A不符合题意；

BCD.结合图像可知，在0~t1时间内小物块相对于传送带向左运动，在t1~t2时间内小物块速度方向向右，大小小于传送带的速度，小物块仍然相对于传送带向左运动，t2~t38．【答案】B,C【解析】【解答】A.加速度和速度没有必然的联系，物体的速度为零时，加速度不一定为零，A不符合题意；

B.加速度是表示物体速度变化的快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，B符合题意；

C.物体做曲线运动时，速度方向一定发生变化，即速度一定是变化的，所以曲线运动中物体一定有加速度，C符合题意；

D.做曲线运动的物体，速度一定沿切线方向，而曲线运动中合力与速度一定不在同一直线上，所以合力一定不是沿曲线的切线，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】加速度和速度没有必然的联系；加速度是表示物体速度变化的快慢的物理量；根据曲线运动中速度一定是变化的特点，分析曲线运动的加速度；根据物体做曲线运动的条件分析。9．【答案】B,C【解析】【解答】AB.对质点a，根据数学知识得x整理可得x=0.5可知a做匀变速直线运动，对比匀变速直线运动的位移公式x=可得质点a的初速度v加速度a=1.0对质点b，根据数学知识得x整理可得x=1.0t可知质点B做匀速运动，速度为1.0m/s，A不符合题意，B符合题意；

C.由图可知，t=1s时，xt相等，则x相等，所以1s时，质点a、b再次到达同一位置，C不符合题意；

D.t=2s时，根据质点a的位移表达式x=0.5x根据质点b的位移表达式x=1.0t可得，b的位移为x所以两个质点没有到达同一位置，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】根据所给图像，由数学知识写出xt10．【答案】A,B,C【解析】【解答】由牛顿第二定律可得，小球在斜面上运动的加速度a=由静止释放三个小球时，对a有h解得t对b有h=解得t对c有h解得t则有t当水平抛出三个小球时，小球b做平抛运动，小球a、c在斜面内做类平抛运动。小球a、c沿斜面向下的分运动与第一种情况相同，小球b竖直方向上的运动情况也与第一种情况相同，所以t1=t1ABC符合题意，D不符合题意。

故答案为：ABC。

【分析】结合牛顿第二定律和运动学公式，推导小球由静止释放时，三个小球运动时间的关系，当水平抛出三个小球时，根据分运动与第一情况相同的特点进行时间分析。11．【答案】（1）B；C（2）C（3）C（4）m；M；a−（5）1.10（6）D【解析】【解答】（1）A.通过打点计时器就是计时仪器，所以不需要秒表，A不符合题意；

B.实验中要用到小车的质量和砂和砂桶的质量，所以需要天平，B符合题意；

C.需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离，C符合题意；

D.不需要用弹簧秤测力的大小，D不符合题意。

故答案为：BC。

（2）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，所以本实验主要采用的方法是控制变量法，ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

（3）该实验中需要把带滑轮的长木板右垫高，利用木块重力沿木板向下的分力来补偿阻力，所以木块不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C。

（4）在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持m（或砂和砂桶）的总质量不变，多次改变M（或木块和砝码）的总质量，并测量出每次对应的加速度，因为加速度a与质量M成反比，a-M图像为曲线，不易观察规律，所以应根据实验数据描绘出a-1M图像进而得出实验结论。T=5×根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=aTa=（6）实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对木块拉力的大小；以M为对象，有T=Ma以m为对象，有mg-T=ma可得a=其中a-F图像中F=mg可知当m≪M时，a-F图像的斜率几乎不变，图线几乎成一直线，当m不满足远小于M时，图像的斜率随m的增大而明显减小，则图线明显偏离直线。故选D。

【分析】（1）根据实验原理选择实验器材；（2）根据实验原理分析实验采用的方法；（3）根据平衡摩擦力的原理分析应采取的措施；（4）根据控制变量法，分析应该保持不变的物理量和要改变的物理量，测出加速度，做出对应图像；（5）根据匀变速直线运动的位移差公式∆x=aT12．【答案】解：对石球受力分析如图所示匀速拉动，由平衡条件有2Tcosθ=fN+2Tsinθ=mg又f=μN联立解得T=200N，N=960N【解析