安徽省合肥市六校联盟2022-2023学年高一上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份安徽省合肥市六校联盟2022-2023学年高一上学期期末考试物理试卷（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 科学家研究物体运动对人们树立正确的自然观具有重要作用。下列说法中不符合历史事实的是（ ）
A. 亚里士多德在研究“落体运动”、“运动与力的关系”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中单纯依靠“观察”和“经验”往往是不可靠的
B. 在对自由落体运动的研究中，伽利略利用斜面实验来冲淡重力影响（增加运动时间），使运动时间更容易测量，最后通过逻辑推理得到自由落体的运动规律
C. 伽利略理想斜面实验的结论是完全基于实验事实得出的
D. 牛顿在伽利略和笛卡尔等人工作的基础上，总结出物体受到的外力总是迫使其改变运动状态，而不是维持其运动状态
【答案】C
【解析】
【详解】伽利略通过对自由落体运动的研究，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因。牛顿提建立了“牛顿三大运动定律”，奠定了经典物理学的基础。
【解答】A．亚里士多德在研究“落体运动”、“运动与力的关系”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中单纯依靠“观察”和“经验”往往是不可靠的。故A正确不符合题意；
B．伽利略通过逻辑推理证明亚里士多德理论内部存在矛盾，运用数学演算，开创了把实验和逻辑推理相结合的科学研究方法和科学思维方式。利用斜面实验来冲淡重力影响（增加运动时间），使运动时间更容易测量，最后通过逻辑推理得到自由落体的运动规律，故B正确不符合题意；
C．伽利略理想斜面实验的结论是在基于实验事实基础上经过科学的推理得出的，故C错误符合题意；
D．牛顿在伽利略和笛卡尔等人工作的基础上，通过自己的努力总结出物体受到的外力总是迫使其改变运动状态，故D正确不符合题意。
故选C。
【点评】本题属于记忆知识，要了解、熟悉物理学史，关键在于平时注意积累和记忆，不可忽视，不然很容易出错。对于物理学上常用的科学研究方法：等效替代法、理想化模型法、比值定义法等等要理解并掌握，并进行归纳总结，对学习物理量的意义有很大的帮助。
2. 9月22日，合杭高铁全线通车，大幅缩短了沿线各市通行时间。合肥到杭州正线全长305km，18时54分从合肥出发，21时16分到达杭州，最高时速可达350km/h。下列说法正确的是（ ）
A. 全长305km指的是位移大小
B. 18时54分、21时16分指的是时间
C. 通过已知信息可以计算列车从合肥到杭州的平均速率
D. 350km/h指的是平均速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．全长305km指的是实际路径长度，是路程，故A错误；
B．18时54分是出发时刻，21时16分是到达时刻，故B错误；
C．根据平均速率表达式
知道列车从合肥到杭州的路程和所用时间，可以计算列车从合肥到杭州的平均速率，故C正确；
D．350km/h指的是瞬时速度的大小，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为甲、乙两物体运动的位移-时间图像，在内，下列说法正确的是（ ）
A. 甲沿曲线运动，乙沿直线运动B. 两物体运动路程均为30 m
C. 乙物体运动位移大小为450 mD. 两物体的平均速度大小均为1 m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A．图像只能表示直线运动，故甲、乙均做直线运动，A错误；
B．甲先向正方向运动位移大于30 m后，再反方向运动，回到位移30 m处，则甲的路程大于30 m；乙一直向前做匀速直线运动，则乙的路程为30 m，B错误；
CD．根据图像可知甲和乙的位移相等，为30 m，时间为30 s，则平均速度为
C错误，D正确。
故选D。
4. 某物理小组准备制作一把“人的反应时间测量尺”。如图所示，甲用两个手指轻轻捏住某材料制成的直杆顶端，让直杆自然下垂，但未碰直杆，乙准备用手指夹住下落的直杆。甲突然松手，乙看到直杆下落后快速用手指夹住直杆。根据手指夹住直杆的位置，计算反应时间。将直杆的相应位置标注为时间刻度（ ）

A. 直杆上A点处应标注的反应时间为0.2s
B. 直杆上标注的时间刻度均匀分布
C. 直杆材料对测量精确度没有影响
D. 该实验测的是甲同学的反应时间
【答案】A
【解析】
【详解】AD．A点对应刻度为20cm，直杆下落的高度为
根据
可得
该实验测的是乙同学的反应时间，不是甲同学的，故A正确，D错误；
BC．由
可知与不是线性关系，则直杆上标注的时间刻度不是均匀分布；直杆的材料对测量精确度有影响，因为材质光滑时不易捏住直杆，测量的h不准，故BC错误。
故选A。
5. 如图所示，将一个足球用三个立柱（可视为质点）支起，小立柱成正三角形放在水平地面上，立柱与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为30°，已知足球的质量为m，重力加速度为g，不计足球与立柱间的摩擦，则每个立柱受到足球的压力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对足球受力分析如下，每个立柱对足球的支持力N都是斜向上，与竖直方向夹30°
将三个N都正交分解到水平方向和竖直方向，由共点力平衡条件有
解得
由牛顿第三定律可知，每个立柱受到足球的压力大小为，方向：与竖直方向夹30°斜向下，故ABD错误，C正确。
故选C。
6. 小李同学在地铁车厢的竖直立柱上，用细线悬挂一只笔。列车在平直轨道上运行的某一时间段内，细线偏离了竖直方向。他用手机拍摄了当时的照片，拍摄方向跟列车前进方向垂直。细线与竖直立柱之间夹角的正切值为0.1，不考虑空气对笔的作用，以下判断正确的是（ ）

A. 列车的加速度大小为1m/s2
B. 列车一定正在加速
C. 笔的质量大小对测量加速度会产生较大影响
D. 拍摄时小李单手持手机，他对手机的作用力方向与列车的加速度方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．当笔处于稳定时，对笔受力分析，如图所示

根据牛顿第二定律可得
解得
列车的加速度方向向左，列车可能向左加速运动或者向右减速运动；在求解加速度的过程中笔的质量被约掉了，所以笔的质量大小对测量加速度没有影响，故A正确，BC错误；
D．对手机受力分析可知，手机的重力与手对手机的作用力的合力方向与列车的加速度方向相同，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内，小球与车厢相对静止，轻绳a斜向上，轻质弹簧b水平。某一时刻，轻绳a突然断裂（重力加速度为g），断裂瞬间小球的加速度大小为（ ）

A. gB. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】a断裂前，对小球受力分析，如图所示

则有
联立解得轻质弹簧b的弹力为
当a突然断裂时，弹簧弹力保持不变，则小球受到的合力大小为
小球的加速度大小为
故选B。
8. 我国高铁运行又快又稳，图为高铁车厢两侧的行李架，行李架可近似看作水平，已知行李的质量为，行李箱与行李架之间的动摩擦因数为。高铁在平直轨道上行驶时制动减速，加速度大小为a，重力加速度为，下列判断正确的是（ ）
A. 若，行李箱将相对于车厢运动
B. 若，行李箱所受摩擦力大小为
C. 若，行李箱所受摩擦力大小为
D. 若，行李箱所受摩擦力方向与高铁运动方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】行李箱与行李架之间动摩擦因数为，行李箱可获得的最大加速度为
AB．若，则行李箱相对于车厢发生滑动，行李箱受到滑动摩擦力作用，大小为
故A正确，B错误；
CD．若，则行李箱与车厢相对静止，行李箱受到静摩擦力作用，根据牛顿第二定律可知，摩擦力大小为
摩擦力方向与加速度方向相同，由于高铁在平直轨道上行驶时制动减速，则加速度方向与运动方向相反，行李箱所受摩擦力方向与高铁运动方向相反，故CD错误。
故选A。
9. 引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一、如图甲所示，质量为m=55kg的某同学，双手抓住单杠做引体向上，在竖直向上运动过程中，其重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，g取，由图像可知（ ）
A. t=0.4s时，他正处于失重状态
B. t=0.5s时，他的加速度约为
C. t=1.1s时，他受到单杠的作用力的大小为550N
D. t=1.5s时，他正处于超重状态
【答案】BC
【解析】
【详解】A．t=0.4s时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，故A错误；
B．根据速度-时间图线的斜率表示加速度可知，t=0.5s时，他的加速度
故B正确；
C．t=1.1s时他的速度达到最大值，v-t图线的斜率为零，表示加速度为0，他受到的单杠的作用力刚好等于重力，即
故C正确；
D．t=1.5s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，故D错误。
故选BC。
10. 近三年新冠疫情一直困扰着全世界，出门戴口罩成了很多人的习惯。学完胡克定律后，小明对口罩两边的弹性轻绳展开研究。小明将弹性绳拆下，悬挂一支钢笔时，弹性绳的长度为30cm，如图所示。悬挂两支相同的钢笔时，弹性绳的长度为40cm，悬挂一支圆规时，弹性绳的长度为35cm。若弹性绳满足胡克定律，且弹性绳始终在弹性限度内（ ）
A. 弹性绳的原长为20cm
B. 弹性绳的劲度系数为30N/m
C. 一支圆规的重力是一支钢笔重力的1.5倍
D. 将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时，弹性绳长45cm
【答案】ACD
【解析】
【详解】分别对两种情况列胡克定律公式，联立求解弹性绳原长和圆轨与钢笔的重力关系；弹性绳下端挂一支钢笔和一支圆规时，列胡克定律公式求解此时绳子长度。
【解答】ABC．设弹性绳原长为L0，弹性系数为k，钢笔重力为G1，圆轨的重力为G2，由胡克定律可知
G1=k（30﹣L0）×10﹣2
2G1=k（40﹣L0）×10﹣2
G2=k（35﹣L0）×10﹣2
联立解得
L0=20cm，G2=1.5G1
但无法计算k，故AC正确，B错误；
D．将一支钢笔和一支圆规一起挂在弹性绳下端时
G2+G1=k（x﹣L0）
解得
x=45cm
故D正确。
故选ACD。
【点评】本题考查胡克定律的基本应用，关键要知道公式F=kx中，x是弹簧伸长的长度或缩短的长度，不是弹簧的长度，其中长度的单位应该是米，要注意单位换算。
11. 如图所示，某健身爱好者手拉着轻绳，在粗糙的水平地面上缓慢地移动，保持绳OB一直处于水平方向，在O点悬挂重物C，则（ ）
A. 若健身者缓慢向右移动，绳OA的拉力变大
B. 若健身者缓慢向左移动，绳OB的拉力变小
C. 若健身者缓慢向右移动，绳OA、OB拉力的合力变大
D. 若健身者缓慢向左移动，健身者与地面间的摩擦力变小
【答案】ABD
【解析】
【详解】对结点O进行分析，根据平衡条件可得
可得
，
AC．当健身者缓慢向右移动时，变大，则、均变大，绳OA、OB拉力的合力一定等于重物C的重力mg，保持不变，故A正确，C错误；
BD．当健身者缓慢向左移动时，变小，则、均变小，因为健身者所受到摩擦力与OB绳拉力相等，则健身者与地面间的摩擦力变小，故BD正确。
故选ABD。
12. 如图所示，一质量为M、倾角为30°的斜劈B放在水平地面上。质量为m的木块A在斜劈上由静止释放，沿斜劈向下做加速度为的匀加速运动，斜劈保持静止，重力加速度为g，则（ ）
A. 木块与斜劈之间的动摩擦因数为
B. 地面对斜劈的支持力等于
C. 地面对斜劈的摩擦力水平向右，大小为
D. 地面对斜劈无摩擦力作用
【答案】AC
【解析】
【详解】A．以木块A为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
故A正确；
B．以A、B为系统，由于A物体沿斜面加速下滑，A有竖直向下的分加速度，则系统处于失重状态，地面对斜劈的支持力小于，故B错误；
CD．以A、B为系统，由于木块A的加速度沿斜面向下，则水平向右的加速度为
根据质点组牛顿第二定律可得
可知地面对斜劈的摩擦力水平向右，大小为，故C正确，D错误。
故选AC。
二、实验题（本大题共2小题，共18分）
13. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情形如图甲所示，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验的主要步骤是：
A．水平桌面上放一块方木板，上面铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．将橡皮条的一端用图钉固定在板上的A点，另一端拴两条细绳，细绳的另一端系着绳套B和C；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套B、C，互成角度地拉橡皮条，使结点处于某一位置O点。记录下O点的位置和两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1、F2的图示，并利用平行四边形定则作出合力F；
E．只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条，仍使结点处于O点，并记下细绳的方向，按同一标度作出的图示，看它们是否相同，得出结论。上述步骤中存在重要遗漏的步骤是______（填序号），应补充______。
（2）本实验采用的科学方法是______。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．物理模型法
（3）如果操作没有失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。
（4）下列操作有利于减小实验误差的是______（填字母代号）。
A．实验前将两弹簧测力计校零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计
B．用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数之差应尽可能大
C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
D．拴在橡皮条上的两条细绳必须等长，并且要尽量长一些
【答案】 ①. C ②. 记下两条细绳的方向 ③. B ④. F′ ⑤. AC##CA
【解析】
【详解】（1）（2）（3）本实验的原理是，采用力的图示法和等效替代的思想；两个分力与合力的作用效果相同；经平行四边形作出的合力理论值不一定沿AO方向，而合力的实验值由实验直接测得，故一定沿AO方向；
（4）根据实验原理分析解答。
【解答】（1）[1][2]本实验的原理是，采用力的图示法和等效替代的思想，则需要记录力的大小和方向。所以上述步骤中存在重要遗漏的步骤是C。遗漏了记下两条细绳的方向。
（2）[3]根据实验原理可知，两个分力与合力的作用效果相同即采用了等效替代法。
故选B。
（3）[4]经平行四边形作出的合力理论值不一定沿AO方向，而合力的实验值F′由实验直接测得一定沿AO方向。
（4）[5]A．实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择的弹簧测力计读数相同的，更为准确，故A正确；
B．用两弹簧测力计同时拉橡皮条时，两弹簧测力计的示数适当即可，不需差值尽可能大，太大会导致误差较大，故B错误；
C．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，可以减小实验误差，故C正确；
D．拴在橡皮条上的两条细绳不需要等长，长度长一些可以减小确定力方向误差，故D错误。
故选AC。
【点评】这个实验的原理是：记录的是两个分力的大小和方向，以及实际合力的大小和方向，利用平行四边形画出合力的理论值再和实际的合力进行比较。因此明确实验原理是解答问题的关键。
14. 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，用打点计时器测小车运动的加速度，用钩码重力表示小车受到的拉力。
（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（交流电源的频率为50Hz），从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了五个连续的计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点未标出。由图乙可知：A、B两点的距离是______cm，此次实验中小车的加速度大小为______m/s2（该空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图像，图像不经过坐标原点O的原因是______，曲线上部弯曲的原因是______。
【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. 1.20 ③. 0.75 ④. 平衡摩擦力过度 ⑤. 不再满足钩码的质量远小于小车的质量
【解析】
【详解】（1）[1]实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡摩擦力。
（2）[2]刻度尺的分度值为0.1cm，根据刻度尺读数规则可知A、B两点间的距离为1.20cm。
[3]根据逐差法可知加速度为
（3）[4]图线不通过坐标原点O，力F为零时，加速度存在，说明平衡摩擦力过度。
[5]曲线上部弯曲的原因是随着力F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。
三、计算题（本大题共3小题，15题10分，16题12分，17题12分，共34分）
15. 6月14日起，“合六铜宜”四市开展联动治超专项行动。某次执勤中，一辆警车甲停在路边，货车乙以8m/s的速度从警车身边经过时，警车上警察发现货车乙可能超载，立刻以1m/s2的加速度由静止启动（不计启动时间），求：
（1）经多长时间两车相距最远？
（2）两车相距最远的距离是多少？
（3）经多长时间甲车追上乙车？
【答案】（1）8s；（2）32m；（3）16s
【解析】
【详解】（1）（2）两车的速度相等距离最大，由此求解时间，再根据位移关系求解最大距离；
（3）货车匀速运动，警车匀加速直线运动，当二者的位移相等时恰好追上，根据位移—时间关系列方程求解。
解答】（1）甲车从静止加速，乙车匀速行驶，即
v2两车间距离越来越大，随着时间的推移
v2=v1
之后，甲车速度大于乙车速度
v2>v1
两车间距离越来越小，因此，当
v2=v1
时，两车间距离最大
at2=v1
代入数据解得
t1=8s
故经过8s两车相距最远。
（2）最远距离为
（3）甲乙两车同时从同一地点出发，向同一方向运动，二者位移相同时相遇，设乙车位移s1，甲车位移s2则
s1=s2
即
代入数据解得
t=16s
【点评】该问题为运动学中的追及问题，关键要研究两个物体之间的关系，抓住相遇时位移相等求出运动时间，知道两车速度相等时，两车间距最大。
16. 滑板是一种深受青少年喜爱的运动，已被列入奥运会永久项目。在12月的街式滑板联赛女子决赛中，中国小将曾文蕙获得第六名。某次训练中，初速度，斜面倾角，滑板与斜面间的动摩擦因数为，已知，，。求：
（1）运动员沿斜面上滑时的加速度大小；
（2）运动员沿斜面上滑的最大距离x；
（3）运动员从最低点出发到再次回到最低点运动的总时间t（结果可用根号表示）。
【答案】（1）；（2）14m；（3）
【解析】
【详解】（1）运动员沿斜面上滑时，根据牛顿第二定律可得
又
联立解得加速度大小为
（2）根据运动学公式可得
可得运动员沿斜面上滑的最大距离为
（3）运动员从最低点到达最高点所用时间为
设运动员下滑时的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得运动员下滑的时间为
则运动员从最低点出发到再次回到最低点运动的总时间为
17. 如图甲所示，有一倾角为30°的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上。将F反向，当滑块滑到木板上时撤去力F，滑块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的v﹣t图象如图乙所示，，求
（1）水平作用力F的大小；
（2）滑块开始下滑时的高度；
（3）木板的质量。

【答案】（1）；（2）2.5m；（3）1.5kg
【解析】
【详解】（1）对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；
（2）根据图乙判断滑块滑到斜面底部的速度，由牛顿第二定律求出加速度，从而根据在斜面上的位移和三角关系求出下滑时的高度。
（3）根据摩擦力的公式求出地面和木板间的摩擦力，根据牛顿第二定律求出滑块和木板间的摩擦力，进而根据牛顿第二定律求出木板的质量。
【解答】（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力N处于平衡
水平推力
F=mgtanθ=
（2）由图乙知，滑块滑到木板上时速度为
v1=10m/s
设下滑的加速度为a，由牛顿第二定律得
mgsinθ+Fcsθ=ma
代入数据得
a=10m/s2
则下滑时的高度
h=
（3）设在整个过程中，地面对木板的摩擦力为f，由图乙知，滑块刚滑上木板时加速度为
对滑块
f1=-ma1
此时木板的加速度
对木板
f1﹣f=Ma2
当滑块和木板速度相等，均为
v=2m/s
加速度为
a3==-1m/s2
当滑块和木板速度相等后连在一起做匀减速直线运动，受到的摩擦力

代入数据解得
M=1.5kg