2023-2024学年安徽省合肥市六校联盟高一（上）期末物理试卷（含解析）

2023-2024学年安徽省合肥市六校联盟高一（上）期末物理试卷
一、选择题
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
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
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、图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处
D. 图的实验为“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
4.如图，耕地过程中，耕索与竖直方向成角，牛通过耕索拉犁的力为，犁对耕索的拉力为，忽略耕索质量，则( )
A. 耕索对犁拉力的水平分力为 B. 耕索对犁拉力的竖直分力为
C. 犁匀速前进时，和的合力为零 D. 犁加速前进时，和 大小相等
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，、、为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是( )
A. 为一次“下蹲”过程
B. 为一次“站起”过程
C. 为“下蹲”过程，为“站起”过程
D. 为“站起”过程，为“下蹲”过程
6.如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是( )
A. 突然消失，小球将沿轨迹做离心运动
B. 突然变小，小球将沿轨迹做离心运动
C. 突然变大，小球将沿轨迹 逐渐远离圆心
D. 突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心
7.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方随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
B. 乙车的加速度大小为
C. 两车 处相遇
D. 甲车在 内前进了
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点，点的高度，从点沿直径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
9.如图所示，人在岸上拉船，开始时绳与水面夹角为，水的阻力恒为，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
C. 若人以恒定的拉力拉绳，则船加速度的大小先变大后变小
D. 若人以恒定的拉力拉绳，则船加速度的大小先变小后变大
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和的小球、，它们用劲度系数为的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对施加一水平向右、大小为的恒力，使、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，则下列说法正确的是( )
A. 恒力
B. 弹簧的原长为
C. 若大小和方向均可改变，现将逆时针缓慢旋转，系统仍静止，则外力先变小后变大
D. 若大小和方向均可改变，现将逆时针缓慢旋转，系统仍静止，则斜面对的总支持力先变小后变大
二、非选择题
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。
实验中挂钩码时刻度尺如图所示，该读数为______。
根据实验数据，他们在坐标纸上作出了弹力跟弹簧伸长量关系的图像，如图所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为______结果保留两位有效数字。
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，表示弹簧伸长量，两位同学完成实验后，得到如下图像；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______。
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。
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______。
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个计数点、、、、，相邻两个计数点之间还有个点迹没有标出。若打点计时器的打点周期为，由图乙可知：、两点间的距离是______；此次实验小车经过点时的速度 ______；此次实验中小车的加速度 ______计算结果保留两位有效数字。
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关系图线，图线不通过坐标原点的原因是______，曲线上部弯曲的原因是______。
13.如图一位滑雪者与装备的总质量为，以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为，在的时间内滑下的路程为取。求：
滑雪者下滑的加速度；
滑雪者末的速度大小；
滑雪者受到的阻力。
14.如图甲所示，小车紧靠平台的边缘静止在光滑水平面上，物体可视为质点以初速度从光滑的平台水平滑到与平台等高的小车上，物体和小车的图象如图乙所示，取重力加速度，求
物体与小车上表面间的动摩擦因数
物体与小车的质量之比
小车的最小长度
15.如图所示，将小球从点对准竖直放置的圆盘的上边缘点水平抛出，圆盘绕圆心以的角速度匀速转动，小球运动到圆盘的边缘时速度方向正好与圆盘的边缘相切于点，且速度大小与圆盘边缘的线速度相等，、的连线与竖直方向的夹角为，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
小球从点运动到点所用的时间及圆盘的半径；
小球从点运动到点的过程中，圆盘转过的角度用弧度表示；
、两点间的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：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；
，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：。
矢量是既有大小，又有方向的物理量，且运算法则遵循平行四边形定则；而标量是只有大小，没有方向的物理量，运算法则遵循代数法则，据此分析即可。
熟练掌握各个物理量的矢标性是解题的基础。
2.【答案】
【解析】解：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：。
速度大的物体，速度变化可能很慢；加速度大小与速度大小无关；加速度是描述速度变化快慢的物理量；加速度和速度方向相同时，速度不断增大。
知道加速度是描述速度变化快慢的物理量，当速度和加速度方向相同时，物体做加速运动，当速度方向与加速度方向相反时，物体做减速运动。
3.【答案】
【解析】解：、图通过对小球在斜面上运动的研究，合理外推得自由落体运动为匀变速直线运动的结论，故A错误；
B、图中先在倾角较小的斜面上实验，使小球运动变“慢”，即“冲淡”重力，能够方便测量时间，故B正确；
C、图中完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，所以叫做理想斜面实验，故C错误；
D、图的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，故D错误。
故选：。
根据伽利略理想斜面实验相关内容可直接进行判断。
本题考查伽利略理想斜面实验，需要学生牢记伽利略理想斜面实验内容及结论。
4.【答案】
【解析】解：、如图
将力进行正交分解
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、耕索拉犁的力和犁对耕索的拉力为一对相互作用力，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，耕索拉犁的力和犁对耕索的拉力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D正确。
故选：。
将力进行正交分解，由几何关系求解耕索对犁拉力的水平分力和竖直分力。耕索拉犁的力和犁对耕索的拉力是一对相互作用力，大小总是相等。
本题的解题关键要掌握平衡力与相互作用力的区别，知道作用在两个物体上的力不能合成。
5.【答案】
【解析】解：人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，为一次“下蹲”过程，故A正确，BCD错误。
故选：。
失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度。人下蹲过程分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，起立也是如此。
本题考查物理知识与生活的联系，注意细致分析物理过程，仔细观察速度的变化情况，与超失重的概念联系起来加以识别。
6.【答案】
【解析】解：、突然消失，小球做匀速直线运动，则小球将沿轨迹做离心运动，故A正确；
、突然变小，合外力不能满足做圆周运动所需要的向心力，小球将沿轨迹做离心运动，故BD错误；
C、突然增大，合外力大于小球做圆周运动需要的向心力，小球将沿轨迹做近心运动，故C错误；
故选：。
当小球受到的拉力等于向心力时，则小球做匀速圆周运动；
当小球受到的拉力突然消失时，小球做匀速直线运动；
当小球受到的拉力突然增大时，小球做近心运动；
当小球受到的拉力减小但没有消失时，小球做离心运动。
本题主要考查了圆周运动的相关应用，理解物体做离心运动或者近心运动时向心力与合外力的关系即可完成分析，整体难度不大。
7.【答案】
【解析】解：、根据速度位移公式，根据图像可知，，解得：，，即甲车的加速度大小为，故A错误；
B、对乙有，代入数据解得乙的加速度大小为，解得，故B错误；
、甲到静止运动的时间为
所以甲的位移：
同理可得乙的位移
当时，解得，处于静止状态；
当时，乙车的位移
乙车继续匀加速运动，所以两车处相遇，故C正确，D错误；
故选：。
根据匀变速直线运动的速度位移关系公式写出的关系式，再求得加速度大小；根据位移关系分析两车相遇的情况。
根据数学知识写出的关系式，来分析图象的斜率、截距的物理意义，从而分析出两车的运动情况。
8.【答案】
【解析】解：当小球落在点时，根据平抛运动的规律，则
又
得：
同理可知，当小球落在点时，速度为：
假设小球落在点时，速度为：
假设成立；
当小球落在点时，速度为：
结合以上的数据可知，小球的速度时恰好打在点，小于则不能到达点。
、小球的速度范围为时，小球击中油桶的内壁，小球的速度范围为时，小球击中油桶的下底，当小球的速度范围为时，小球击中油桶外壁，故AC正确，B错误；
D、由以上的分析可知，当时，小球的速度范围为时，小球都可以击中油桶的下底，则的高度略小一些，小球仍然可能击中下底，故D正确。
本题选择不正确的，
故选：。
根据小球做平抛运动的规律，分别求出小球落在、、、点的初速度，即可得到小球的速度范围；若点的高度变小，轨迹过点，根据结果判断能不能直接落在桶底。
本题考查的是平抛运动的规律，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，此题的关键是利用平抛运动规律求出小球平抛的临界速度。
9.【答案】
【解析】解：、将船的速度分解为沿绳子方向与垂直绳子方向的两个分速度，如图所示
其中沿绳子方向的分速度等于人的速度，则有：，解得：，可知若人以恒定的速度拉绳，则船的速度变化，故A错误，B正确；
、水的阻为恒为，此时人的拉力大小为，以船为对象，受力如图
沿水平方向根据牛顿第二定律则有：
解得：
若，可知，船靠岸的过程中随增大，绳子的拉力沿水平方向的分力减小，船的加速度增大，船做加速度增大的减速运动；
若，则时，加速度，可知开始时船做加速运动，随增大绳子的拉力沿水平方向的分力减小，船的加速度减小，船做加速度减小的加速运动；当时船的加速度等于零，之后绳子沿水平方向的分力小于船受到的阻力，则船的加速度反向增大，船做加速度增大的减速运动，即若人以恒定的拉力拉绳，则船加速度的大小先变小后变大，故C错误，D正确。
故选：。
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动。根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度；对船受力分析，结合牛顿第二定律求出船的加速度。
解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，并掌握受力分析与理解牛顿第二定律。
10.【答案】
【解析】解：、设弹簧的弹力为，对小球受力分析，根据受力平衡可得：，再结合胡克定律：，联立可得：，所以弹簧的原长为，故B正确；
A、对小球受力分析，如图所示：
根据受力平衡可得：、
联立可得：，故A错误；
C、设与斜面之间的夹角为，根据受力平衡可得：，逆时针缓慢旋转的过程中，先增大后减小，所以可得先减小后增大，故C正确；
D、设与斜面之间的夹角为，将、看作整体，在垂直斜面方向根据受力平衡可得：，逆时针缓慢旋转的过程中，先减小后反向增大，所以一直在减小，故D错误。
故选：。
对小球、分别受力分析，联立平衡方程求解。
本题主要考查受力平衡，做题中合理的使用整体法与隔离法。
11.【答案】
【解析】解：测量弹簧长度所用的刻度尺最小刻度为毫米，可知该读数为；
由图可知，弹簧伸长量时，弹簧的弹力为，根据胡克定律，代入数据解得。
实验中用横轴表示弹簧的伸长量，纵轴表示弹簧的拉力，由胡克定律可知，甲组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；乙组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A正确，BCD错误。
故答案为：；；。
先判断出刻度尺的最小刻度，然后读数；
根据胡克定律求得弹簧的劲度系数；
在图像中，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，理解弹簧自身重力对伸长量的影响。
本题主要考查了胡克定律，利用的是控制变量法，明确在图像中，直线的斜率代表弹簧的劲度系数。
12.【答案】平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力 平衡摩擦力过度 钩码质量很大时，不满足钩码远小于小车质量的条件，钩码的重力和绳子的拉力相差很大
【解析】解：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。
根据刻度尺读数规则可知，、两点间的距离为。
每两个相邻的计数点之间还有个计时点没画出来，相邻计数点间的时间间隔：，
小车经过点时的速度，
根据，运用逐差法得：
。
图线不通过坐标原点，力为零时，加速度存在，说明平衡摩擦力过度。
曲线上部弯曲的原因是随着力的增大，即钩码质量的增大，不再满足钩码的质量远小于小车的质量。
答：平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力；
；；
平衡摩擦力过度；钩码质量很大时，不满足钩码远小于小车质量的条件，钩码的重力和绳子的拉力相差很大。
为了使绳子的拉力等于小车的合力，需平衡摩擦力。
根据平均速度的定义式求出段的平均速度，很短时间内的平均速度可以近似表示物体的瞬时速度，据此求出小车经过点的速度；根据连续相等时间内的位移之差，运用逐差法求出加速度的大小；
图象不通过原点的原因是平衡摩擦力过度，曲线上端完全的原因是没有满足钩码的质量远小于小车的质量。
此题属于实验问题，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去理解，对牛顿第二定律的实验关键是要明确平衡摩擦力的原因和要求满足砝码总质量远小于小车质量的理由。
13.【答案】解：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
末的速度：
对滑雪者进行受力分析：滑雪者在下滑过程中，受到重力、山坡的支持力 以及阻力 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：
垂直于山坡方向有：
解得；
答：滑雪者下滑的加速度为；
滑雪者末的速度大小为；
滑雪者受到的阻力为。
【解析】滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动，已知初速度、运动时间和位移大小，由运动学位移时间公式公式求出加速度。
根据速度时间公式求出末的速度；
对滑雪者进行受力分析，把重力在沿斜面和垂直斜面方向正交分解，根据滑雪者的运动状态，运用牛顿第二定律列出等式解决问题。
本题属于知道运动求力的问题，要灵活选择运动学公式求解加速度，再根据牛顿第二定律研究力的大小。
14.【答案】解：由图可知，在小车上做减速运动，加速度的大小：
又：
代入数据可得：
设初速度为，速度相等时为，、组成的系统动量守恒，以的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
解得：
设小车的最小长度为，又图象可知，小车的最小长度恰好等于与速度相等前二者的位移差，即：
答：物体与小车上表面间的动摩擦因数为。
物体与小车的质量之比是。
小车的最小长度是。
【解析】根据速度时间图象的斜率表示加速度求出的加速度，然后由牛顿第二定律求出动摩擦因数；
当滑上后，在滑动摩擦力作用下，做匀减速直线运动，做匀加速直线运动，最终以共同速度匀速运动，根据动量守恒定律求解质量比；
根据速度时间图象的面积表示位移可以求得相对于的位移，即小车的最小长度。
本题主要考查了动量守恒定律、能量守恒定律的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息，难度适中。
15.【答案】解：小球从点运动到点，设时间为，初速度为，圆盘的半径，则
把小球在点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据几何知识
解得，，
根据
解得转过的角度
小球从点运动到点，平抛运动的水平位移
A、两点间的距离
解得
答：小球从点运动到点所用的时间为，圆盘的半径为；
小球从点运动到点的过程中，圆盘转过的角度为；
、两点间的距离为。
【解析】根据平抛运动规律求时间；
根据圆周运动角速度的定义求角度；
、两点间的距离是平抛运动的合位移。
抓住在点速度方向与圆盘相切这一突破口，得到竖直速度与水平速度的关系。
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