安徽省合肥市六校联考2024-2025学年高一（上）期末物理试卷(含解析)

安徽省合肥市六校联考2024-2025学年高一（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于物理课本中的四幅插图，以下说法中不正确的是( )
A. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B. 图乙中为了描述物体位置的变化快慢定义了速度，运用了比值定义法
C. 图丙中用极短曝光时间内石子的平均速度来表示点的瞬时速度，运用了极限思想
D. 图丁中把物体各部分所受重力集中作用于重心，运用了理想模型法
2.如图所示，抛物线和直线分别是在平直公路上行驶的汽车和的位置时间图像，时刻对应抛物线的顶点。下列说法正确的是( )
A. 在时刻，两车速率相等
B. 在时间内，车做匀变速直线运动
C. 在时间内，时刻两车相距最远
D. 在时间内，与车的平均速度相等
3.如图所示，一人通过箱带拉着一个旅行箱沿水平地面匀速前进，若箱带对箱子的拉力为，地面对箱子的摩擦力为，则摩擦力与拉力的合力应该是( )
A. 竖直向上，大小等于箱子重力
B. 竖直向上，大小小于箱子的重力
C. 向右偏上，大小大于箱子重力
D. 向左偏上，大小大于箱子的重力
4.中国自主研发的“暗剑”无人机，时速可超过马赫。在某次试飞测试中，起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为的测试距离，用时分别为和，则无人机的加速度大小是( )
A. B. C. D.
5. 年月日凌晨，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱距离地面高度为时，返回舱的速度为，此时返回舱底部的台反推发动机同时点火工作，返回舱触地前的瞬间速度降至零，从而实现软着陆。若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动，返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，重力加速度取，则平均每台反推发动机提供的推力大小为( )
A. B. C. D.
6.如图，在某闯关娱乐节目中，小红从轨道上的不同位置由静止自由滑下，从处水平飞出，都能落到直径为的圆形浮板上，轨道、直径在同一竖直面内。点离水面的高度为，浮板左端离点的水平距离为。运动过程中，小红视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为，则小红离开时速度的范围为( )
A. B.
C. D.
7.如图，轻质细杆上穿有一个质量为的小球，将杆水平置于相互垂直的固定光滑斜面上，系统恰好处于平衡状态。已知左侧斜面与水平面成角，则右侧斜面对杆支持力的大小为( )
A. B. C. D.
8.如图，吊篮用绳子悬挂在天花板上，吊篮及物块、的质量均为，重力加速度为，则将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间，的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示是用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果从同一高度自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是( )
A. 苹果下落的加速度大小为
B. 羽毛下落到点的速度大小为
C. 一段时间后苹果会在羽毛下方
D. 若满足关系：：：：，则为苹果释放的初始位置
10. 年月日，第二十六届哈尔滨冰雪大世界开园，将吸引更多的人参与冰雪运动，如图所示游乐场中一滑梯倾角为，滑梯段和段长度均为，段结冰光滑，段粗糙，一个质量为的小朋友从点无初速沿滑梯滑下，小朋友滑到底端点时速度恰好为。重力加速度为，则( )
A. 小朋友从到下滑的时间为
B. 小朋友下滑的最大速度为
C. 小朋友与滑梯段间的动摩擦因数为
D. 在段下滑的过程中滑梯对小朋友的作用力大小为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.为了探究平抛运动的特点，某同学进行了如下实验。
为了探究平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验。用小锤击打弹性金属片，球水平抛出，做平抛运动；同时球被释放，自由下落，做自由落体运动。关于该实验，下列操作中必要的是______。
A.所用两球的质量必须相等
B.需要改变小球下落的高度进行多次实验
C.每次实验中要保证小锤击打弹性金属片的力度相同
为了在图甲实验结论的基础上进一步研究平抛运动水平分运动的特点，该同学用图乙所示装置继续进行实验。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板，重复上述操作，白纸上将留下一系列印迹。在正确操作的情况下，如图丙所示，该同学以小球抛出点为坐标原点，建立水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系，描绘出小球做平抛运动的轨迹。该同学在曲线上取三个点、、，让它们在方向上到点的距离之比为：：：：______，再测量三个点在方向上到点的距离、、，若小球在水平方向上是匀速直线运动，则：：：______：。
12.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直平面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。
某学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小，则他所得到的关系图像应是______图；另一学生在平衡好摩擦力后挂上适当个数的钩码，他所得到的关系图像应是______图图中纵坐标表示小车的加速度，横坐标表示细线作用于小车的拉力。
实验中是否需要满足所挂钩码质量远小于小车质量______选填“是”或“否”。
某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示，图中相邻两计数点间有个点未画出，打点计时器使用的交流电源的频率为。由图中数据可求得：打点计时器在打点时小车的瞬时速度大小为______；小车做匀加速运动加速度大小为______均保留两位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图甲所示，替代人工操作的机器人已在各行各业中应用，其中，送餐服务是应用之一，只要设置好路线、安放好餐盘，机器人就会稳稳地举着餐盘，到达指定的位置送餐，若某一配餐点和目标位置在距离为的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速过程的加速度大小为，速度达到后保持匀速，之后适时做加速度大小为的匀减速运动，到目标位置时速度恰好为零。
在图乙方框中画出机器人大致的速度时间图像；
求机器人整个送餐过程所用时间。
14.如图所示，小球用两段等长的细线悬挂在车厢的顶部，车厢顶部水平，两段细线与车厢顶部的夹角，已知小球的质量为，重力加速度取。
若车厢处于静止状态，求左、右两细线的拉力大小；
若车厢以大小为的加速度向右做匀减速运动，求左、右两细线的拉力大小。
15.如图甲所示，在无限大水平台上放一个质量的薄长木板，质量的小滑块位于长木板的中央，系统处于静止状态。小滑块与长木板及平台间的动摩擦因数分别为未知、，长木板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。从某时刻开始，在长木板右端施加水平恒力，使系统向右运动，小滑块离开长木板前二者的速度随时间变化关系如图乙所示。小滑块离开长木板落到平台时速度不变，取重力加速度。求：
小滑块与长木板间的动摩擦因数；
水平恒力的大小；
小滑块在速度刚好减为零时与长木板右端之间的距离。
答案和解析
1.
【解析】在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法，故A正确；
B.图乙中为了描述物体位置的变化快慢定义了速度，运用了比值定义法，故B正确；
C.图丙中用极短曝光时间内石子的平均速度来表示点的瞬时速度，运用了极限思想，故C正确；
D.图丁中把物体各部分所受重力集中作用于重心，运用了等效法，故D错误。
本题选不正确的，故选：。
2.
【解析】、根据图像的斜率表示速度，图线的斜率大小表示速度大小，可知在时刻，两车图像斜率不相等，则两车速率不相等，故A错误；
B、在时间内，车图像的斜率不变，速度不变，做匀速直线运动，故B错误；
C、在时间内，当两车速度相同时，相距最远，根据图线的切线斜率可知不是时刻，故C错误；
D、在时间内，与车通过的位移相同，所用时间相同，则平均速度相同，故D正确。
故选：。
3.
【解析】旅行箱受到个力的作用而平衡，即箱子的重力、支持力、摩擦力和箱带对箱子的拉力，如图所示；
根据平衡条件可得摩擦力与拉力的合力为：，所以摩擦力与拉力的合力竖直向上，大小小于箱子的重力，故B正确、ACD错误。
故选：。
4.
【解析】第一段的平均速度为：，第二段的平均速度为：，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，两个中间时刻的时间间隔为：，则加速度为：，故A正确，BCD错误。
故选：。
5.
【解析】根据运动学公式可得
代入数据解得
根据牛顿第二定律可得
解得每台反推发动机提供的推力大小为
故C正确，ABD错误。
故选：。
6.
【解析】小红从处水平飞出后做平抛运动，根据得平抛运动时间为
当落到浮板左端时，速度为
当落到浮板右端时，速度为
所以小红离开时速度的范围为，故ACD错误，B正确。
故选：。
7.
【解析】对轻杆和小球组成的整体进行受力分析，三力平衡时，三力不平行必共点，如图所示。
设右侧斜面对杆支持力的大小为，由平衡条件有，故ABC错误，D正确。
故选：。
8.
【解析】剪断轻绳前，静止处于平衡状态，对，由平衡条件可知，弹簧的弹力大小：
剪断轻绳瞬间、相对静止，运动状态相同，剪断轻绳瞬间弹簧的弹力不突变，
对、整体，由牛顿第二定律得：
解得，剪断轻绳瞬间，的加速度大小：，故C正确，ABD错误。
故选：。
9.
【解析】、根据匀变速直线运动的推论得
可得苹果下落的加速度大小为，故A错误；
B、羽毛下落到点的瞬时速度大小等于间的平均速度，则，故B正确；
C、真空中苹果和羽毛的重力加速度相同，运动快慢相同，可知一段时间后苹果与羽毛仍平齐，故C错误；
D、根据初速度为零的匀加速直线运动相邻相等时间的位移关系可知，若满足关系：：：：，则为苹果释放的初始位置，故D正确。
故选：。
10.
【解析】小朋友在段做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：，解得，由运动学公式得：，解得：，故B正确；
A.在段有，在段有，总时间，故A错误；
C.由，，，联立解得，故C错误；
D.在段，滑梯对小朋友的作用力包括支持力和摩擦力，大小为，故D正确。
故选：。
11.
【解析】所用两球的质量无需相等，因为小球的质量对实验无影响，故A错误；
打击金属片的力度可以不相同，需要改变小球下落的高度进行多次实验，确保实验结论的准确性，故B正确，C错误。
故选：。
若小球在水平方向上是匀速直线运动，则连续相等时间内的水平位移是相同的，所以在曲线上取连续相等时间内的几段位移来进行验证，即
由
可知、、三点，在方向上到点的距离为
，，
可得
：：：：
由
可得
，，
则
：：：：
故答案为：；；
12. 否
【解析】学生在平衡摩擦力时，不慎使长木板倾角偏小，会导致重力沿斜面向下的分力偏小，则绳子有拉力时，小车也不能产生加速度，即在轴上有截距，故D正确；另一学生在平衡好摩擦力后所挂钩码个数过多，但是用的是传感器直接测量的细线上的拉力，所以实验图像不受影响，根据牛顿第二定律知图像应该是一条经过原点的倾斜直线，故A正确。
由于有力传感器可直接测得绳子拉力，无需满足所挂钩码质量远小于小车质量；
图中相邻两计数点间有个点未画出，所以两个相邻计数点之间的时间间隔为，根据匀变速直线运动规律有，代入数据解得，根据逐差法可知加速度为，代入数据解得。
故答案为：，；否；；。
13.根据题意，机器人先做初速度为零的匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，再做匀减速直线运动，直至速度减至零，所以速度时间图像如图
匀加速直线运动阶段的时间和位移为，，匀减速直线运动阶段的时间和位移为为，，所以匀速直线运动阶段的位移为，时间为所以机器人整个送餐过程所用时间。
答：机器人的速度时间图像如图
；
机器人整个送餐过程所用时间为。
14.对小球受力分析，如图所示
根据三角形定则可知
解得
对小球受力分析，如图所示
正交分解可得
联立解得为负值，故说明右面的线已经松弛，故与的矢量和为，即
代入解得
答：左、右两细线的拉力大小都为；
左细线的拉力大小为，右侧细线的拉力为。
15.【解析】小滑块在长木板上滑动，由牛顿第二定律得
图像的斜率表示加速度，根据图像可知小滑块的加速度为
解得
根据图像可知长木板的加速度
对长木板由牛顿第二定律得
代入数据解得
长木板的长度
小滑块在平台上减速运动时有
又
，
联立解得
，
此过程中，长木板的加速度大小为
长木板的位移大小为
联立解得
则小滑块速度刚好减为零时与长木板右端之间的距离
答：小滑块与长木板间的动摩擦因数为；
水平恒力的大小为；
小滑块在速度刚好减为零时与长木板右端之间的距离为。
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