2023-2024学年安徽省合肥二中高一（上）期末物理试卷(含解析）

2023-2024学年安徽省合肥二中高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.下列关于质点、参考系、时间间隔和时刻说法中，正确的是( )
A. 如果物体的形状和大小对所研究的问题属于次要因素时，可把物体看做质点
B. 体积很大的物体一定不能看做质点
C. 我们常说“太阳东升西落”，是以太阳为参考系
D. 手表上指针指在某一位置表示的是时间间隔
2.下列说法正确的是( )
A. 书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的
B. 力学的基本单位有：米、千克、牛顿
C. 质量分布均匀形状规则的物体，其重心在几何中心处
D. 、两个共点力的合力的最小值为
3.如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从点到点的飞行过程中，速度逐渐减小。在此过程中“神舟十一号”所受合力的方向可能是( )
A. B. C. D.
4.一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为时，弹簧的弹力大小为；当它的压缩量为时，该弹簧的弹力大小为( )
A. B. C. D.
5.汽车以的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动后以加速度大小为的加速度在粗糙水平面上滑行，则在制动后内汽车通过的路程为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，电梯内有一同学，旁边有一台秤，上面放一个重物，当电梯做匀速直线运动时，台秤的示数为，某时刻起持续，该同学观察到台秤的示数为，已知该同学的质量为，取，这内，则该同学判断正确的是( )
A. 电梯一定是向上运动
B. 自己是处于失重状态
C. 电梯的加速度大小为
D. 自己对电梯轿厢的压力为
7.如图所示，、两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间( )
A. 球加速度为，球加速度为
B. 球加速度为，球加速度为
C. 球加速度为，球加速度为
D. 球加速度为，球加速度为
8.如图所示，细线一端固定在横梁上，另一端系着一个小球。给小球施加一力，小球平衡后细线与竖直方向的夹角为，现保持不变，将由图示位置逆时针缓慢转至与细线垂直的过程中，则下列说法正确的是( )
A. 一直变小 B. 先变小后变大
C. 细线的拉力一直变大 D. 细线的拉力先变小后变大
9.如图所示，质量为的物体放在光滑平台上，通过轻绳跨过光滑的固定滑轮与质量为的物体相连，释放物体，二者共同加速运动，物体运动过程中不会与滑轮相碰，已知重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 两物体的加速度相同
B. 轻绳上的拉力
C. 轻绳上的拉力
D. 物体的加速度大小为
10.如图所示，小车以速度匀速向右运动，通过滑轮拖动物体上升，不计滑轮摩擦和绳子质量，某时刻细线与水平面的夹角为时，下列说法正确的是( )
A. 此过程中物体在匀速上升 B. 此时物体的速度大小为
C. 此时物体的速度大小为 D. 绳子对物体的拉力小于物体的重力
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
11.物体甲的图像和物体乙的图像分别如图甲、乙所示，则关于这两个物体的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 甲在时间内运动方向不变，它通过的位移为
B. 在时，甲的速度不为，乙的加速度为
C. 乙在时间内通过的总位移为零
D. 乙在时间内加速度大小不变，方向发生了变化
12.如图所示，三段不可伸长的细绳、、，它们共同悬挂一重物，其中是水平的，端、端固定，。则和的拉力分别是( )
A. 的拉力大小是
B. 的拉力大小是
C. 的拉力大小是
D. 的拉力大小是
13.一船在静水中的速度为，要渡过宽为、水流速度大小为的河流。下列说法正确的是( )
A. 小船渡河的最短时间为
B. 小船渡河的最短时间为
C. 若小船在静水中的速度增大，则小船渡河的最短路程不变
D. 若小船在静水中的速度比水流速度小，则小船渡河的最短路程依然为
14.如图所示，、两物块的质量分别为和，静止叠放在水平地面上，、间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。现对施加一水平拉力，则以下说法正确的是( )
A. 当时，、都相对地面静止
B. 当时，的加速度为
C. 当时，相对滑动
D. 无论为何值，的加速度不会超过
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
15.课堂老师演示了“等效代替法探究力的合成法则”的实验，情况如图甲所示，其中为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳，图乙是白纸根据实验结果画出的图。
本实验中“等效代替”的含义是______。
A.橡皮筋可以用细绳替代
B.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
C.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
D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
图乙中的与两力中，方向一定沿着方向的是______。
图甲中用两个弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条与细绳的结点沿木板平面移至位置。对于该实验过程，下列说法中正确的是______。
A.只需要记录弹簧测力计的示数
B.和绳拉力的方向应与木板平面平行
C.只需要记录和绳的长度和弹簧测力计拉力方向
D.需要记录两个弹簧测力计的示数和两拉力方向
16.用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量之间的关系”的实验时，小车的质量为，沙桶及沙的总质量为，小车的加速度可借助小车后拖动的纸带图中未画出纸带和打点计时器通过计算得出。
实验中，要使小车的合力等于细线对小车的拉力，______选填“需要”或“不需要”平衡小车所受到的摩擦力；若要近似认为细线的拉力等于所挂沙桶及沙的总重力，需要满足 ______选填“远大于”或“远小于”。
某同学实验时，从打下的若干纸带中选出了如图乙所示的一条两个计数点间还有个计时点没有画出来，图乙上部的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器每隔打一次点。由这些已知数据计算：
打点时小车的瞬时速度 ______；结果保留位有效数字
小车做匀变速直线运动的加速度 ______。结果保留位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
17.在距离地面处将一个质量为的小球以的速度水平抛出，若求：
小球在空中的飞行时间是多少？
水平飞行的距离是多少米？
小球落地时的速度？
18.如图所示，传送带的长度为，与水平面的夹角，传送带以速度匀速运动，方向如图中箭头所示。在传送带最上端处无初速度地放一个质量的小煤块可视为质点，它与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，。求：
小煤块刚放上传送带时的加速度。
小煤块从运动到底端所用的时间。
19.如图，小孩坐在雪橇上，小孩与雪橇的总质量为，大人用与水平方向成角斜向上的大小为的拉力拉雪橇，使雪橇从静止开始沿水平地面做加速度大小为的匀加速直线运动，取，，。求：
雪橇受到地面的支持力大小；
雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小；
若拉力作用后撤去，雪橇最终停止，求整个过程雪橇运动的位移大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、根据看作质点的条件看作，如果物体的形状和大小对所研究的问题属于次要因素时，可把物体看做质点，故A正确；
B、体积很大的物体，如地球也可以看作质点，如在研究地球公转时可以看作质点，故B错误；
C、我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系，故C错误；
D、手表上指针所指的某一位置表示的是时刻，故D错误；
故选：。
一个物体能否看成质点，不是看物体的大小，而是看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略。参考系是选作当成不动的物体，可以选择任意物体。
解决本题的关键知道参考系是选作当成不动的物体，不需一定选择静止的物体。以及知道物体能看成质点的条件。
2.【答案】
【解析】解：、书放在水平桌面上受到的支持力，施力物体是桌面，所以是桌面发生形变产生的，故A错误；
B、力学单位制中的基本单位为：米、千克、秒，故B错误；
C、质量分布均匀形状规则的物体的重心在几何中心处，故C正确；
D、和两个共点力的合力范围是，则合力的最小值为，故D错误。
故选：。
物体发生形变后，要恢复原状，对与它接触的物体有力的作用，这就是弹力，是施力物体发生弹性形变对受力物体的力；
力学单位制中的基本单位为：米、千克、秒；
只有质量分布均匀形状规则的物体的重心在几何中心处；
两个共点力、的合力范围是；
本题考查了弹力、重心，力学单位制及两个共点力的合力范围，是对基本慨念和规律的考查，基础题。
3.【答案】
【解析】解：做曲线运动的物体所受合力总是指向曲线凹侧，由于速度逐渐减小，故合力与速度方向的夹角大于，故C正确，ABD错误。
故选：。
明确做曲线运动时物体受到的合力一定指向轨迹的凹侧。同时“神舟十一号”又是做减速运动，则可以分析合力的大致方法。
解决此题关键时明确物体做曲线运动的条件，同时明确物体做减速运动时，力一定与速度方向夹角为钝角；本题也可以分别分析切向和径向上的受力情况，从而明确合力的方向。
4.【答案】
【解析】解：根据胡克定律得：
；；
则得：
得：。
故选：。
本题考查的是胡克定律：，注意为弹簧的伸长的长度或缩短的长度。
本题关键要掌握胡克定律，正确公式中的含义，要注意根据数学知识分析弹簧弹力的变化量与形变量的关系，和两个公式都要掌握。
5.【答案】
【解析】解：汽车速度减为零所需的时间，
则内的路程与内的路程相等，则故C正确，、、D错误。
故选：。
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车减速到零所需的时间，因为汽车刹车速度变为零后不再运动，再根据运动学公式求出内的路程．
本题属于运动学中的“刹车问题”，是道易错题，关键要知道汽车速度减为零后不再运动．
6.【答案】
【解析】解：、电梯匀速运动时，台秤的示数跟物体重力的大小相等；当台秤的示数大于物体的重力时，即重物对台秤的压力大于重物的重力，该重物处于超重状态，电梯里的自己也是处于超重状态，此时加速度向上，有可能电梯向上加速，也有可能电梯向下减速，AB错误；
、对重物，由牛顿第二定律可知：，已知，，解得：
对该同学，由牛顿第二定律可知：，解得，根据牛顿第三定律知，自己对电梯的压力为，故D正确。
故选：。
台秤的示数显示重物对台秤压力大小，电梯做匀速直线运动时，台秤的示数跟物体重力的大小相等；当台秤的示数大于物体的重力时，重物处于超重状态，加速度方向向上。以重物为研究对象，根据牛顿第二定律求出重物的加速度，再对该同学研究，由牛顿运动定律求出他对电梯轿厢的压力大小。
本题考查学生对超重、失重现象的理解，要掌握超重产生的条件：加速度方向向上。运用牛顿运动定律时，要明确研究对象。
7.【答案】
【解析】解：设球质量为，则球质量为，悬线剪断前，以为研究对象可知：弹簧的弹力，
以、整体为研究对象可知悬线的拉力为；
剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，，根据牛顿第二定律得
对：又，得
对：得．
故ACD错误，B正确
故选：。
分别运用整体和隔离的研究方法，根据牛顿第二定律解得球和球的加速度大小。
本题是动力学中典型的问题：瞬时问题，往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力，再分析悬线判断瞬间物体的受力情况，再求解加速度，抓住悬线剪断瞬间弹力没有来得及变化．
8.【答案】
【解析】解：以小球为研究对象进行受力分析，受到重力、拉力和细线拉力；将由图示位置逆时针缓慢转至与细线垂直的过程中，根据矢量三角形法则作出各力大小变化情况如图所示；
根据图中几何关系可得，拉力与细线的拉力都是一直变小，故A正确、BCD错误。
故选：。
根据平行四边形法则或矢量三角形作图，根据图中表示力的有向线段长度变化情况分析力的大小。
本题主要是考查了共点力的平衡之动态分析问题，如果一个力大小方向不变、一个力的方向不变，可以根据矢量三角形图解法分析各力的变化情况。
9.【答案】
【解析】解：、以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：
解得：，两物体的加速度大小相等，方向不相同，故AD错误；
C、以为研究对象，有绳子的拉力为：，故C正确；
B、同理，，故B错误；
故选：。
根据牛顿第二定律分别对整体和列方程可求出加速度和绳子的张力的大小，进一步比较绳子拉力与物体的重力的关系。
本题考查牛顿第二定律的应用，掌握分析的方法，同时注意只有时才可以认为绳对物体的拉力大小等于物体的重力。
10.【答案】
【解析】解：、小车沿绳子方向的速度等于的速度，设绳子与水平方向的夹角为，如图所示：
根据平行四边形定则，物体的速度，小车匀速向右运动时，减小，则的速度增大，所以加速上升，加速度方向向上，故B正确，AC错误；
D、对根据牛顿第二定律有：，知绳子的拉力大于的重力，故D错误。
故选：。
将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于的速度，根据平行四边形定则判断出的速度变化，再由运动性质，来判定拉力与重力的关系。
解决本题的关键知道小车沿绳子方向的分速度等于物体的速度，根据平行四边形定则进行分析，另外根据运动分析受力也是本题的一个考点。
11.【答案】
【解析】A、甲在时间内始终沿正方向运动，它通过的位移为，故A正确；
、图像的斜率表示速度，图像的斜率表示加速度，所以在时甲的速度不为，乙的加速度也不为，且乙在时间内加速度不变，故BD错误；、
C、图像与坐标轴所围的面积表示位移，且轴下方的位移为负，根据图乙中几何图形的对称性可知乙在时间内通过的总位移为零，故C正确；
故选：。
在图线中，斜率表示速度，图像中斜率表示加速度，面积表示位移，由此分析选项的正误。
本题主要考查了图像和图像的分析，考法比较常规，要注意两个图像之间的区别。
12.【答案】
【解析】解：假设细绳、、均不被拉断。以结点为研究对象，分析受力，作出受力图如下图示
由平衡条件得知：
；
故BD正确、AC错误；
故选：。
假设细绳、、均不被拉断。以结点为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件进行求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
13.【答案】
【解析】解：、小船在静水中的速度为，它大于河水流速，由速度合成的平行四边形法则可知，当以静水中的速度垂直河岸过河时，过河时间最短为：，故A错误，B正确；
C、由题意可知，合速度垂直河岸，过河位移最短，则过河位移为，若小船在静水中的速度增大，合速度仍然垂直河岸，所以小船渡河的最短路程不变，故C正确；
D、小船实际参加了两个分运动，沿船头指向的匀速直线运动和顺着水流而下的匀速直线运动，实际运动是这两个分运动的合运动，若小船在静水中的速度比水流速度小，合速度不可能与河岸垂直，只能偏向下游，因而船的轨迹一定偏向下游，不会垂直于河岸，则小船渡河的最短路程会大于河宽，故D错误。
故选：。
船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，因为小船在静水中的速度为，它大于河水流速，由速度合成的平行四边形法则可知，合速度可以垂直河岸；当静水中的速度垂直河岸时过河时间最短，若船在静水中速度垂直河岸行驶，则过河的位移最短。
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。
14.【答案】
【解析】解：、受力分析可知，、两物块间的最大静摩擦力大小为，与地面间的最大静摩擦力大小为，故AB两物体叠放在一起在外力作用下，随着力的逐渐增大，和地面之间先开始相对滑动。以为整体受力分析，当，、都相对地面静止，A错误；
、若在力作用下，之间即将发生相对滑动，接触面上为最大静摩擦力，根据牛顿第二定律
以整体为研究对象：，
以为研究对象：式中的为系统的临界最大共同加速度
解得：，。
故当：，、均静止；
，、相对静止，一起匀加速；
所以当时，具有共同加速度，即，；
，、相对滑动，的加速度已经超过，但的加速度，无论为何值，都不会超过故C错误，BD正确；
故选：。
当两个物体即将发生性对滑动时，接触面上达到了最大静摩擦力；两个滑块运动过程中的最大共同加速度，必然是另一个物块的极限加速度。
本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出、不发生相对滑动时的最大拉力。
15.【答案】
【解析】解：此实验的等效替代的含义是两弹簧测力计的作用力效果把拉到的位置，可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。
故ABC错误，D正确；
故选：。
由于绳子的作用力沿绳方向，故单个力作用时，力的方向一定沿绳方向，故选F；
实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置，故AC错误；
B.为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向，和绳子拉力的方向应与木板平面平行，故B正确；
D.为了在纸面上画出力的图示，所以需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力的方向，故D正确。
故选：。
故答案为：；；
根据等效替代法的特点分析判断；
根据实验的理论值和测量值分析判断；
根据实验原理分析判断。
本题考查探究力的合成的平行四边形定则的实验，要求掌握实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理和误差分析。
16.【答案】需要 远大于
【解析】解：实验中，分析小车的受力可知，要使小车的合力等于细线对小车的拉力，需要平衡小车所受到的摩擦力。
对小车有：
对整体有：
联立得：
若要近似认为细线的拉力等于所挂沙桶及沙的总重力，需要满足远大于。
图中相邻打点时间间隔为：
打点时小车的瞬时速度：
小车做匀变速直线运动的加速度：
故答案为：需要、远大于；、。
分别对小车和整体受力分析，根据牛顿第二定律得绳的拉力表达式，分析、质量关系；
根据中间时刻瞬时速度等于该时段平均速度求点瞬时速度，根据逐差法求加速度。
实验问题要掌握实验原理、注意事项、加速度和瞬时速度的测量问题；根据匀变速直线运动的推论可以解决问题。
17.【答案】解：小球做平抛运动，在竖直方向上的分运动为自由落体运动，
由得：小球在空中飞行的时间为：；
小球在水平方向上做匀速直线运动，得小球水平飞行的距离为：
；
小球落地时的竖直速度为：，
所以，小球落地时的速度为：，
方向与水平方向的夹角为向下。
答：小球在空中的飞行时间是；
水平飞行的距离是；
小球落地是的速度，方向与水平方向的夹角为向下。
【解析】平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据下降的高度，结合位移时间公式求出小球在空中飞行的时间。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，根据初速度和时间求出水平飞行的距离。
根据速度时间公式求出小球落地的竖直分速度，结合平行四边形定则求出小球落地的速度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题。
18.【答案】解：煤块刚放到传送带上时，对煤块根据牛顿第二定律可得
解得，方向沿传送带向下
煤块速度与传送带速度相等时，所用时间为，解得
煤块通过的位移，解得
煤块与传送带共速后，继续向下加速运动，由牛顿第二定律得
解得
根据运动学公式可得
解得
小煤块从运动到底端所用的时间为
答：小煤块刚放上传送带时的加速度为，方向沿传送带向下。
小煤块从运动到底端所用的时间为。
【解析】利用牛顿第二定律可求出加速度大小和方向；
根据运动学公式可求出时间。
学生在解答本题时，应注意将牛顿第二定律同运动学结合起来，利用牛顿第二定律求解加速度这一重要物理量。
19.【答案】解：以雪橇和小孩为整体，受力分析如图所示
竖直方向上，由平衡条件得

得
可知雪橇受到地面的支持力大小为。
以雪橇和小孩为整体，水平方向由牛顿第二定律可得

又
解得：
拉力作用时，速度
内位移为
撤去拉力后，雪橇受摩擦力做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得
，得加速度大小
最终减速为，此过程位移
所以，整个过程雪橇的位移
答：雪橇受到地面的支持力大小为。
雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小为。
整个过程雪橇运动的位移大小为。
【解析】以雪橇和小孩整体为研究对象，分析受力，根据竖直方向受力平衡求雪橇受到地面的支持力大小；
根据牛顿第二定律和滑动摩擦力公式相结合求雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小；
若拉力作用后撤去，由求出撤去拉力时雪橇的速度。由牛顿第二定律和速度位移公式相结合求整个过程雪橇运动的位移大小。
解决本题的关键能够正确进行受力分析，根据竖直方向受力平衡，水平方向由牛顿第二定律分别求出支持力和动摩擦因数。
第1页，共1页