安徽省合肥市2023-2024学年高一物理上学期期末考试试题含解析

一、单选题（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）1.2023年10月26日11时14分，搭载“神舟十七号”载人飞船的“长征二号”F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，“神舟十七号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。下列关于该发射过程的说法正确的是（）A.“11时14分”和“10分钟”都是指时间间隔B.研究火箭的运动轨迹时可以将火箭视为质点C.飞船升空过程中，在某段时间间隔内的位移大小可能大于路程D.火箭加速升空时，火箭的速度越大，其加速度一定越大【答案】B【解析】【详解】A．“11时14分”是指时刻，“10分钟”是指时间间隔，故A错误；B．研究火箭的运动轨迹时，可以忽略火箭的大小和形状，因此可以将火箭视为质点，故B正确；C．路程是物体运动轨迹的长度，位移表示物体位置的变化，同一段时间内物体的位移大小不可能大于对应路程，故C错误；D．火箭的速度越大，不一定意味着火箭的速度变化得快，其加速度也不一定大，故D错误。故选B。2.如图为仰韶文化时期的尖底瓶，装水后的尖底瓶“虚则欹、中则正、满则覆”的特点，下面说法正确的是（）A.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点B.向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置逐渐升高C.瓶的重心可能在瓶口D.瓶的重心一定在瓶底【答案】A【解析】【详解】A．根据重心的定义，瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点，故A正确；B．向瓶中缓慢注入水的过程中，瓶（包括水）的重心位置先降低再逐渐升高，故B错误；CD．瓶的重心一定在瓶口的下方，在瓶底的上方，故CD错误；故选A。3.随着生活水平的提高，人们对自己的身体健康越来越关注其中身高和体重比例是衡量身体健康与否的一个重要标准。如图所示，某位同学正站在体重计上测量体重，下列说法中正确的是（）A.体重计受到的压力是由于体重计发生了形变而产生的B.静止时人对体重计的压力和人所受的重力是一对相互作用力C.静止时人所受的重力和体重计对人的支持力是一对平衡力D.人下蹲过程中处于失重状态【答案】C【解析】【详解】A．体重计受到的压力是由于人脚发生了形变而产生的，选项A错误；B．静止时人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对相互作用力，选项B错误；C．静止时人所受的重力和体重计对人的支持力是一对平衡力，选项C正确；D．人下蹲过程中先加速向下后减速向下，即处于失重状态后处于超重状态，选项D错误。故选C。4.重为G的相机用三根相同的轻质支架支撑，支架对称地立在水平地面上，每根支架与竖直方向成θ。已知θ=45°，则下列说法不正确的是（）A.每根支架顶端所受弹力的大小为B.每根支架对地面的压力大小为C.每根支架对地面的摩擦力大小为D.每根支架对地面的作用力与θ有关【答案】A【解析】【详解】A．要使相机受力平衡，则三根支架竖直向上的力的合力应等于重力，即解得故A错误，符合题意；B．对支架和相机整体有所以根据牛顿第三定律可得，每根支架对地面的压力大小为，故B正确，不符合题意；C．对支架分析，支架受到的地面的摩擦力与支架受到的弹力的水平分力平衡，故故C正确，不符合题意；D．支架对地面的作用力等于支架对地面的压力和摩擦力的合力，支架对地面的压力与θ无关，而与地面间的摩擦力与θ角有关，则支架对地面的作用力与θ有关，故D正确，不符合题意。故选A。5.如图所示，物理研究小组正在测量桥面某处到水面的高度。一同学将两个相同的铁球1、2用长L=2m的细线连接。用手抓住球2使其与桥面等高，让球1悬挂在正下方，然后由静止释放，桥面处的接收器测得两球落到水面的时间相差0.1s，g=10m/s2，则桥面该处到水面的高度大约为（）A.25m B.21m C.18m D.16m【答案】C【解析】【详解】设桥面高度为h，根据自由落体运动位移公式，对铁球2有对铁球1有代入数据解得故选C。6.近期，一段特殊的“飙车”视频红遍网络，视频中，一辆和谐号动车正和一辆复兴号动车互相追赶（如图甲）。两车并排做直线运动，其v-t图像如图乙所示，t=0时，两车车头刚好并排，则下列说法正确的是（）A.动车运行的速度越大其惯性越大B.图乙中复兴号的最大速度为78m/sC.0到32s内，两车车头相距最远距离为24mD.两车头在24s末再次并排【答案】B【解析】【详解】A．惯性只由质量决定，与速度无关，故A错误；B．根据图乙可知复兴号加速时的加速度大小为则图乙中复兴号的最大速度为故B正确；CD．0到32s内，由图乙可知，在24s末，两车速度相等，此时两车车头相距最远，根据图像与横轴围成的面积表示位移可知，两车车头相距最远距离为故CD错误。故选B。7.在地铁和火车站入口处可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，如图甲所示。当旅客把行李放到传送带上时，传送带从静止开始启动。在某次研究性学习活动中，同学将行李箱由静止放到传送带上后，传送带开始按照如图乙所示的规律运动（向右为速度的正方向）。若行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g取10m/s2，传送带足够长，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是（）A.经过ls的时间行李箱与传送带共速B.行李箱相对于传送带滑动的距离为2mC.若保持传送带的最大速度不变，增大传送带启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间保持不变D.若保持传送带的最大速度不变，增大传送带启动的加速度，则行李箱相对传送带滑动的距离将保持不变【答案】C【解析】【详解】A．由图乙可知传送带最大速度为，行李箱的加速度为则行李箱速度与传送带相同所用时间为故A错误；B．行李箱在2s内的对地位移为传动带2s内的位移为则行李箱相对于传送带滑动的距离为故B错误；C．若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，则行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间为可知行李箱达到与传送带速度相同所需要的时间保持不变，故C正确；D．若保持传送带的最大速度不变，增大启动的加速度，行李箱的对地位移不发生改变，由于传动带启动加速度增加了，则传送带加速的时间减少，以最大速度运行的时间增长，则传送带对地位移变大，则行李箱相对传送带滑动的距离将变大，故D错误。故选C。8.小明乘坐观光电梯时，通过手机上的加速度传感器，记录了电梯从静止开始运动的加速度a随时间t变化情况，近似处理后得到如图乙所示图像（以向上为正方向）。电梯总质量m=3.0×103kg，忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（）A.电梯在第10s末速度达到最大B.电梯在1~10s时间内上升的高度为45mC.电梯在1ls到30s内向上做匀速运动且速率为9.5m/sD.电梯在上升过程中受到最小拉力为3.0×104N【答案】B【解析】【详解】A．a-t图像的面积表示速度变化，电梯在10s末的速率为0到10s图像的面积。由图像可得，此时图像的面积并非最大，第11s末图像面积有最大值，故电梯在11s末的速度达到最大，故A错误；B．电梯在1~10s内做匀加速直线运动，而1s末的速度为10s末的速度为所以电梯在1~10s时间内上升高度为故B正确；C．电梯在1ls到30s内向上做匀速运动，其速度大小为故C错误；D．电梯减速上升过程中，拉力最小，最小拉力在31s到40s之间，其加速度大小为1m/s2，方向竖直向下，根据牛顿第二定律得解得故D错误。故选B。二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分；有选错的得0分）9.青少年航空学校的学员会定期开展防眩晕训练，如图甲所示。若某学员训练时，左右手拉住圆环，处于平衡状态，左手刚好在水平状态，右手与水平方向有一定夹角，不考虑腿部受到的作用力，等效为如图乙模型，在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态（夹角AOB保持不变），则（）A.左手拉力一直变大B.两手的拉力都是先变大再变小C.左手拉力先变大再变小D.右手拉力一直变小【答案】CD【解析】【详解】在圆环顺时针缓慢旋转90°过程中，保持两手臂伸直状态，两手拉力夹角不变，由三力平衡推论知三力平移后会组成一闭合三角形，如下图所示：F1表示左手拉力，F2表示右手拉力。

由图可知：左手拉力先变大后变小，右手拉力一直变小。故CD正确，BC错误。故选CD。10.风洞实验是研究流体力学的重要依据，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力。现将质量为1kg的小球套在足够长与水平方向夹角θ=37°的细直杆上，放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。在无风情况下小球由静止开始经0.5s沿细杆运动了0.25m，假设小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）则下列说法正确的是（）A.小球与细杆间的动摩擦因数为0.5B.风力越大，小球受到的摩擦力越大C.若小球始终静止在杆上，风力F要满足D.若风力恒为40N，则2s内小球从静止出发在细杆上通过位移为44m【答案】AC【解析】【详解】A．在无风情况下小球由静止开始经0.5s沿细杆运动了0.25m，则可得加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得小球与细杆间的动摩擦因数为故A正确；BC．当小球受到的摩擦力沿杆向上且最大时，风力最小，根据平衡条件可得，又联立解得当小球受到的摩擦力沿杆向下且最大时，风力最大，根据平衡条件可得，又联立解得则小球始终静止在杆上，风力F要满足；当静摩擦力沿杆向上时，风力越大，静摩擦越小，故B错误，C正确；D．若风力恒为40N，可知小球沿杆向上加速运动，根据牛顿第二定律可得解得加速度大小为则2s内小球从静止出发在细杆上通过位移为故D错误。故选AC。三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分。）11.课堂上，物理老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上画出的图。（1）本实验中“等效代替”的含义是（）A.橡皮筋可以用细绳替代B.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果C.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果D.两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（2）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是（）A.拉橡皮筋的绳要细一些且长一些B.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近些D.使拉力F1和F2的夹角很小（3）实验中某次拉力的示意图如图丙所示，图中α=β<45°。若保证O点位置不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，则下列操作正确的是（）A.角β应增大，F2的大小应增大 B.角β应增大，F2的大小应减小C.角β应减小，F2的大小应减小 D.角β应减小，F2的大小应增大【答案】（1）D（2）AB（3）C【解析】【小问1详解】本实验中“等效代替”的含义是：两弹簧测力计的共同作用效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，故选D；【小问2详解】A．拉橡皮筋的绳要细一些且长一些，这样可以减小记录力的方向时产生的误差，选项A正确；B．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，选项B正确；C．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，选项C错误；D．使拉力F1和F2的夹角大小要适当，选项D错误。故选AB。【小问3详解】该题是物体的动态平衡，由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计F1的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：所以由图可知α角逐渐变大时，F2的示数变小，同时β角变小，故选C。12.图甲是“探究加速度与力、质量的关系”实验时的一个拓展方案，实验方案操作步骤如下：①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；②取下托盘和砖码，测出其总质量为m。使小车沿木板加速下滑，测出加速度a；③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，作a-mg的图像。（1）本实验方案____满足条件Mm（选填“需要”“不需要”）（2）实验方案中得到一条如乙图所示的纸带，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点记为A、B、C、D、E、F、G,相应数据已标在纸带上，则打下D点时的速度_____m/s，小车的加速度大小为_____m/s2（结果保留两位有效数字）（3）该同学以mg为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-mg图像如图丙所示的一条直线，图线与横坐标轴的夹角为，求得图线的斜率为k，由图像可知（）A.小车的质量为 B.小车的质量为kC.小车的质量为 D.小车的质量为【答案】（1）不需要（2）①.0.65②.2.0（3）D【解析】【小问1详解】图甲方案中，挂上托盘和砝码，小车匀速下滑，设斜面的倾斜角为，则有取下托盘和砝码，小车做匀速直线运动，由牛顿第二定律可得即此处钩码的重力就是小车加速下滑的合力，即所以本实验方案不需要满足【小问2详解】[1]打下D点时小车的速度为[2]小车的加速度大小为【小问3详解】根据（1）中结论得可知图线的斜率为故选D。四、计算题（本题共3小题，共44分。解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）13.为进一步提升中国排球超级联赛的影响力，中国排球协会将于2024年1月12日至1月15日举办全明星赛。如图为两运动员训练情景，甲运动员在距离地面高h1=2.3m处将排球以v0=20m/s的速度水平击出，乙运动员在离地高h2=0.5m处将排球垫起。取重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力。求:（结果可用根号表示）（1）排球被垫起前在空中运动的时间；（2）排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小；（3）排球被垫起前瞬间的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由可得排球被垫起前在空中运动的时间为（2）排球从击出到被垫起的过程中运动的水平位移大小为（3）排球被垫起前瞬间竖直分速度大小为则排球被垫起前瞬间的速度大小为14.航空母舰已是现代海军不可或缺的武器，也是海战最重要的舰船之一，航空母舰结构的重要特征是有宽敞的飞行甲板。它主要供舰载机进行起飞、降落、停放及进行保养、加油、挂弹等勤务保障。航空母舰上的战机要具有一定的对地速度v=60m/s才能安全起飞。若战机在航空母舰上的起飞过程中的最大加速度是a=6.0m/s2，为了使战斗机能安全起飞，试回答下列问题：（1）若航空母舰静止，战机从静止开始加速，则航空母舰的甲板L0至少多长；（2）若航空母舰静止，其甲板长L=192m，则弹射装置应该给予战机的最小初速度v1为多大；（3）若航空母舰甲板长L=192m，战机开始时相对于航空母舰静止，则航空母舰应以至少多大的速度v2航行。【答案】（1）；（