安徽省合肥六校2023-2024学年高一上学期期末联考物理试卷 含解析

合肥六校联盟2023-2024学年第一学期期末联考高一年级物理试卷考试时间：75分钟：满分：100分一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案，请把正确答案涂在答题卡上）1.下列各组物理量中，全都是矢量的是（）A.位移、力、速率 B.重力、速度、向心加速度C.弹力、位移、路程 D.速度、质量、加速度【答案】B【解析】【详解】A．速率是只有大小没有方向的标量，故A错误；B．重力、速度、向心加速度均是既有大小又有方向的矢量，故B正确；C．路程是只有大小没有方向的标量，故C错误；D．质量是只有大小没有方向的标量，故D错误。故选B。2.有关加速度和速度的关系，下列说法正确的是（）A.速度大的物体，加速度一定很大B.加速度大的物体，速度一定很大C.速度的变化率越大，加速度越大D.加速度减小，速度一定减小【答案】C【解析】【详解】A．速度大的物体，其速度变化可能很慢，则加速度可能很小，也可以为零，比如匀速直线运动，故A错误；B．加速度很大时，运动物体的速度可能很小，比如火箭启动时，加速度很大，可速度很小，故B错误；C．加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，速度的变化率越大，加速度越大，故C正确；D．当加速度与速度方向相同时，加速度不断减小，速度会不断增大，故D错误。故选C。3.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中的实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）A.图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动的结论B.图a中先在倾角较小的斜面上实验，可“冲淡”重力，便于测量时间C.图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高D.图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持的结论【答案】B【解析】【详解】A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间的测量更容易，故B正确；C．图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；D．图b的实验为“理想实验”，伽俐略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D错误。故选B。4.如图，耕地过程中，耕索与竖直方向成θ角，牛通过耕索拉犁的力为F，犁对耕索的拉力为T，忽略耕索质量，则（）A.耕索对犁拉力的水平分力为FcosθB.耕索对犁拉力的竖直分力为FsinθC.犁匀速前进时，F和T的合力为零D.犁加速前进时，F和T大小相等【答案】D【解析】【详解】AB．如图，将力F进行正交分解可得即耕索对犁拉力的水平分力为，竖直分力为，故AB错误；C．耕索拉犁的力F和犁对耕索的拉力T为一对相互作用力，作用在两个物体上，不能够进行合成，故C错误；D．根据牛顿第三定律，耕索拉犁的力F和犁对耕索的拉力T为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D正确。故选D。5.为了研究超重和失重现象，某同学站在力传感器上做“下蹲”和“站起”的动作，力传感器将采集到的数据输入计算机，可以绘制出压力随时间变化的图线，某次实验获得的图线如图所示，a，b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是（）A.a→b→c为一次“下蹲”过程 B.a→b→c为一次“站起”过程C.a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程 D.a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程【答案】A【解析】【详解】学生a→b过程压力小于重力，处于失重状态，只能从静止向下加速运动，到b点速度最大；由于惯性继续向下运动，学生在b→c过程压力大于重力，处于超重状态，所以学生向下减速运动，直至运动到最低点。故选A。6.如图所示，光滑水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（）A.F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B.F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心D.F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动【答案】D【解析】【详解】A．小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，当F突然变大，拉力大于所需的向心力，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心，A错误；BC．当F突然变小，拉力小于所需向心力，小球将沿轨迹Pb做离心运动，BC错误；D．F突然消失，小球将沿轨迹切线方向抛出，所以小球将沿轨迹Pa做离心运动，D正确。故选D。7.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方v²随x的变化图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.甲车的加速度大小为4m/s²B.乙车的加速度大小为2m/s²C.两车x=9m处相遇D.甲车在4s内前进了8m【答案】C【解析】【详解】AB．根据匀变速直线运动规律得可知图像斜率等于，有甲车的加速度为得甲车的加速度大小为，乙车的加速度大小为故AB错误；CD．甲车做匀减速直线运动，停止运动的时间为则在4s内前进的位移为乙车前进9m所用时间为解得则甲车先停，之后乙车再到达9m处相遇，故C正确，D错误。故选C。8.如图所示，水平地面上放置一个直径、高的无盖薄油桶，沿油桶底面直径距左桶壁处的正上方有一P点，P点的高度，从P点沿直径AB方向水平抛出一小球，不考虑小球的反弹，下列说法不正确的是（）（取不计空气阻力，小球可视为质点）A.小球的速度范围为时，小球击中油桶的内壁B.小球的速度范围为时，小球击中油桶的下底C.小球的速度范围为时，小球击中油桶外壁D.小球的高度低于，小球也可能击中下底【答案】B【解析】【详解】ABC．当小球落在A点时，有，联立解得同理可知，当小球落在D点时，有当小球落在B点时，有当小球落在C点时，有故AC正确，B错误；D．若P点的高度变为轨迹同时过D点和B点，则此时初速度满足解得即小球在高度间，小球也能直接落在桶底（桶边沿除外），故D正确。由于本题选择错误的，故选B。二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，请把正确答案涂在答题卡上）9.如图所示，人在岸上拉船，开始时绳与水面夹角为θ=30°，水的阻力恒为f，船在靠岸的过程中，关于船的运动，下列说法正确的是（）A.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度保持不变B.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度变大C.若人以恒定的拉力F=f拉绳，则船加速度的大小先变大后变小D.若人以恒定的拉力F=2f拉绳，则船加速度的大小先变小后变大【答案】BD【解析】【详解】AB．根据运动的分解可知可知若人以恒定的速度拉绳，则船的速度随θ变大而变大，选项A错误，B正确；C．若人以恒定的拉力F=f拉绳，则船加速度方向向右，随θ变大，加速度变大，选项C错误；D．若人以恒定的拉力F=2f拉绳，则船加速度开始时加速度为方向向左，则随θ变大，船加速度的大小先变小后反向变大，选项D正确。故选BD。10.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是（）A.恒力B.弹簧的原长为C若F大小和方向均可改变，现将F逆时针缓慢旋转60°，系统仍静止，则外力F先变小后变大D.若F大小和方向均可改变，现将F逆时针缓慢旋转60°，系统仍静止，则斜面对AB的总支持力先变小后变大【答案】BC【解析】【详解】A．以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件解得A错误；B．对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件解得弹簧伸长量为则弹簧原长为B正确；CD．若F大小和方向均可改变，现将F逆时针旋转60°，系统仍静止，对AB的整体，设F与斜面向上方向夹角为θ，则沿斜面方向垂直斜面方向当F从水平向右到沿斜面向上，即θ角先由30°减小到零，F再变为斜向上，即θ再增加到30°时，外力F先变小后变大；斜面对AB的总支持力一直减小，C正确，D错误；故选BC。三、实验题：（本题共2小题，11题8分，12题10分，共18分）11.某物理实验小组利用如图所示的装置探究弹簧弹力和形变量的关系。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。（1）实验中挂30g钩码时刻度尺如图所示，该读数为__________cm。（2）根据实验数据，他们在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像，如图所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为__________N/m（结果保留两位有效数字）。（3）甲、乙两位同学分别用同一弹簧来做实验，其中甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长。他们以钩码重力大小作为弹簧弹力大小F，x表示弹簧伸长量，两位同学完成实验后，得到如下F-x图像；其中实线是甲同学的，虚线是乙同学的，则下列图像正确的是__________。A．B．C．D．【答案】①.7.20②.26③.A【解析】【详解】（1）[1]由图，刻度尺最小分度为1mm，刻度尺读数为7.20cm（2）[2]图像的斜率代表弹簧的劲度系数（3）[3]实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F，由胡克定律F=kx可知，甲同学是测出竖直状态时不挂钩码的弹簧长度作为原长，则图像过原点；乙同学是测出弹簧自然水平放置时的弹簧长度作为原长，由于弹簧自身的重力，弹簧不挂钩码时弹簧的伸长量已经不为零，则图像不过原点，两种情况下弹簧的劲度系数相同，两图像平行。故选A。12.某同学用图甲所示装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测小车运动的加速度。（1）实验时先不挂钩码，反复调整垫块的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_________。（2）图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出。若打点计时器的打点周期为0.02s，由图乙可知：此次实验小车经过B点时的速度_________m/s；此次实验中小车的加速度_________m/s2（计算结果保留两位有效数字）。（3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据作出图丙所示的（a-F关系图线，图线不通过坐标原点O的原因是_________，曲线上部弯曲的原因是_________。【答案】①.平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力②.0.16##0.15##0.17③.0.75##0.72##0.73##0.74##0.76##0.77##0.78##0.79##0.80④.平衡摩擦力过度⑤.钩码质量较大时，不满足钩码远小于小车质量的条件【解析】【详解】（1）[1]实验时先不挂钩码，反复调整垫块的位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力。（2）[2]相邻两个计数点间的时间间隔根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，实验小车经过B点时的速度[3]根据逐差法求出此次实验中小车的加速度为（3）[4]图丙所示的关系图线，在F为零时，小车已有沿斜面向下的加速度，图线不通过坐标原点O的原因为平衡摩擦力过度。[5]钩码质量较大时，不满足钩码质量远小于小车质量的条件，钩码所受的重力与小车受到的合力相差很大。四、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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.如图一位滑雪者与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m（g取10m/s2）。求：（1）滑雪者下滑的加速度；（2）滑雪者2s末的速度大小；（3）滑雪者受到的阻力。【答案】（1）4m/s2；（2）10m/s；（3）75N【解析】【详解】（1）滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有，解得a=4m/s2（2）2s末的速度v2=v0+at2=2m/s+4×2m/s=10m/s（3）对滑雪者进行受力分析：滑雪者在下滑过程中，受到重力mg、山坡的支持力FN以及阻力Ff的共同作用。以滑雪者为研究对象，根据牛顿第二定律，沿山坡向下方向有mgsinθ﹣Ff＝ma垂直于山坡方向有FN-mgcosθ=0解得FN=375N≈650N；Ff=75N14.如图甲所示，小车B紧靠平台的边缘静止在光滑水平面上，物