安徽省合肥市六校联盟2023-2024学年高一上学期期末物理模拟试卷（Word版附解析）

这是一份安徽省合肥市六校联盟2023-2024学年高一上学期期末物理模拟试卷（Word版附解析），共15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. 在物理学发展史上，许多物理学家为物理大厦的建立做出了不朽的贡献，下列说法不正确的是（ ）
A. 亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动
B. 伽利略通过理想实验得出结论：力是维持物体运动的原因
C. 伽利略创造了把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学研究方法
D. 牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证
【答案】B
【解析】
【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，符合史实，A正确；
B．伽利略通过理想实验得出结论：若没有摩擦力，水平面上的物体将保持将物体的运动不需要力来维持，说明力不是维持物体运动的原因，B错误；
C．伽利略创造了把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来的科学研究方法，C正确；
D．牛顿第一定律是物体不受力时的状态，是理想状态，不能直接用实验验证，D正确；
故选B。
2. 2016年1月1日南京扬子江隧道实施免费通行政策，大大缓解市民过江压力，该隧道全程7.36 km，限速70km/h，隧道管养在夜间1:00-5:00.下列说法正确的是
A. 限速70km/h为瞬时速率
B. 1:00养护开始指的时间间隔
C. 汽车过7.36 km隧道指的是汽车运动的位移
D. 在遵守规定的情况下，4min内汽车可以通过隧道
【答案】A
【解析】
【详解】A．限速70km/h，该速度是指任一时刻的速度都不能超过，是最大瞬时速率，故A正确；
B．1:00养护开始，在时间轴上是一个点，指的时刻。故B错误；
C．隧道全程7.36km，指汽车过隧道运动的路程。故C错误；
D．汽车在最大速度的前提下通过隧道的时间：
故D错误。
故选A．
3. 甲、乙两物体从同一地点出发沿同一直线运动，它们的位移—时间图像如图所示，则（ ）
A. 3s末甲、乙两物体的速度相同
B. 前3s内甲的平均速度大于乙的平均速度
C. 前3s内甲、乙的路程相等
D. 前3s内只有一个时刻甲、乙速度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．3s末甲、乙两物体相遇，由于x—t图像的斜率表示速度，知此时两者的速度不等，A错误；
B．前3s内甲、乙的位移相等，所用时间相等，则平均速度相等，B错误；
C．前3s内甲、乙的位移相等，但甲先向正方向运动后向负方向运动，而乙一直向前运动，则前3s内甲的路程大于乙的路程，C错误；
D．由于x—t图像的斜率表示速度，而图线乙的平行线与图线甲只有一个切点，则前3s内只有一个时刻甲、乙速度相同，D正确。
故选D。
4. 如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间。甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，先把直尺零刻度线朝向下，以相等时间间隔在直尺的反面标记相对应的反应时间（单位为s）刻度线，制作成了“反应时间测量仪”，下列四幅图中反应时间刻度线标度正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知，手的位置在开始时应放在0刻度处，所以0刻度要在下边，物体做自由落体运动的位移
位移与时间的平方成正比，所以随时间的增大，刻度尺上的间距增大。
故选C。
5. 质量为的物体用轻绳悬挂于天花板上，用方向始终水平向左的力拉着绳的中点，使段绳缓慢偏离竖直方向，如图所示，设绳段拉力的大小为，则当段绳与竖直方向夹角（小于）缓慢增大的过程中（ ）
A. 逐渐变大，逐渐变小B. 先变小后变大，逐渐变小
C. 逐渐变大，逐渐变大D. 先变小后变大，逐渐变大
【答案】C
【解析】
【详解】以结点O为研究对象受力分析如下图所示
由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知绳OB的张力
TB=mg
根据平衡条件可知
Tcsθ-TB=0
Tsinθ-F=0
由此可得
F=TBtanθ=mgtanθ
在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知F和T均变大，故C正确，ABD错误。
故选C。
6. 如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为（ ）（重力加速度为g）
A. gB. gC. 0D. g
【答案】A
【解析】
【详解】弹簧剪断前，小球处于平衡状态，受重力、支持力N和弹簧的拉力F，根据共点力平衡条件，有
解得
，
现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律
得
故A正确，BCD错误。
故选A。
7. 如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上方的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为（重力加速度为g）（ ）
A. g 2.5g 0B. 2g 2g 0C. g g 0D. g 2g 0
【答案】B
【解析】
【详解】在剪断细线的瞬间，弹簧上的力没有来得及发生变化，故C球受到的重力和弹簧弹力不变，C球所受合力为零，加速度为零，弹簧弹力大小为3mg；假设剪断细线的瞬间A、B球之间的绳子张力为F，取A、B整体为研究对象，整体受总重力和弹簧向下的弹力3mg，则由牛顿第二定律可得

对A球, 由牛顿第二定律可得

联立解得

则A、B的加速度大小均为2g。
故选B。
8. 如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到从零开始逐渐增大的水平拉力F的作用，A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示．已知物块A的质量m＝3 kg，取g＝10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）
A. 当0＜F＜4 N时，A、B保持静止
B. 当4 N＜F＜12 N时，A、B发生相对滑动
C. 当F＞12 N时，A的加速度随F的增大而增大
D. B与地面间的动摩擦因数为0.1
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图中可知，当当0＜F＜4 N时，A、B之间的摩擦力为0，故A、B保持静止，故A正确；
B．当4 N＜F＜12 N时，由图可知，B与地面间摩擦力是滑动摩擦力，而A、B间是静摩擦力，因此B在地面上滑动，而A、B保持相对静止，故B错误；
C．当F＞12 N时，A受到的滑动摩擦力不变，故其加速度不在变化，故C错误；
D．由图可知，当F=4N时， AB整体相对地面开始滑动，则
当F=12N时，AB即将产生相对滑动，此时对整体
对物体A
由图可知，A、B之间的最大静摩擦力为6N，可知A、B间的动摩擦因数为
联立解得
故D正确。
故选AD。
9. 某人乘坐电梯的情景如图所示，下列分析正确的是（ ）
A. 当电梯向上减速运行时，他处于超重状态
B. 当电梯向上加速运行时，他处于超重状态
C. 当电梯加速度大小为g时，他一定处于完全失重状态
D. 当电梯向下加速运行时，他处于失重状态
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当电梯向上减速运行时，加速度向下，他处于失重状态，A错误；
B．当电梯向上加速运行时，加速度向上，他处于超重状态，B正确；
C．当电梯向上加速运动且加速度大小为g时，他一定处于超重状态，C错误；
D．当电梯向下加速运行时，加速度向下，他处于失重状态，D正确。
故选BD
10. 如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系，根据图像判断，正确的结论是（ ）
A. 弹簧的劲度系数为1N/mB. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 弹簧的原长为6cmD. 弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=6cm，即弹簧的原长为6cm;由图读出弹力为F1=2N，弹簧的长度为L1=4cm，弹簧压缩的长度
x1=L0-L1=6cm-4cm=2cm=0.02m
由胡克定律得弹簧的劲度系数为
故A错误，BC正确；
D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为
F=kx=100×0.02=2N
故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，倾角为α＝30°的粗糙斜劈放置在水平面上，连接物体a、c的轻质细线绕过两个光滑小滑轮，其中a和滑轮1间的细线平行于斜面，滑轮1固定在斜劈上，滑轮2下方吊着物体b，c穿在水平横杆上，系统保持静止。物体a受到斜劈的摩擦力大小为Ff1，c受到横杆的摩擦力大小为Ff2，a，b，c三物体的质量均为m，a与斜面，c与横杆之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦等于滑动摩擦，β ＝60°，若将c向右缓慢移动，a物体仍处于静止状态，则在该过程中，以下说法正确的是（ ）
A. Ff1和Ff2，都将变大
B. Ff1由沿斜面向上改为沿斜面向下，Ff2始终沿横杆向右
C. β最大为120°
D. 斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都变大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．设绳的拉力为F，由平衡条件分别对b、c
解得 ，将c向右缓慢移动，β增大，Ff2增大；
由和β ＝60°得，
a重力的分力为，因为，物体a所受的摩擦力沿斜面向下；由和 得，β增大，F增大，Ff1增大；
综上所述，A正确；
B． Ff1始终沿斜面向下，B错误；
C．物体c恰好静止时
解得
物体a恰好静止时
解得 ，C正确；
D．取a、b整体为研究对象，斜劈受到地面的摩擦力为
β增大，F增大，Ff增大；Ff2增大，由牛顿第三定律，横杆受到物体c的摩擦力变大；D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，小车内有一质量为m的物块，一轻质弹簧两端与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，形变量为x，物块和小车之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中，物块和小车始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )
A. 若μmg小于kx，则小车的加速度方向一定向左
B. 若μmg小于kx，则小车加速度最小值为a＝，且小车只能向左加速运动
C. 若μmg大于kx，则小车的加速度方向可以向左也可以向右
D. 若μmg大于kx，则小车的加速度最大值为，最小值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若μmg小于kx，而弹簧又处于压缩状态，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力水平向左，即小车的加速度一定向左，故A正确；
B.由牛顿第二定律得
kx－Ff＝ma，
当Ff＝μmg时，加速度方向向左且最小值为
amin＝，
随着加速度的增加，Ff减小到零后又反向增大，当再次出现Ff＝μmg时，加速度方向向左达到最大值
amax＝，
但小车可向左加速，也可向右减速，故B错误；
C.若μmg大于kx，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力(即加速度)可能水平向左，也可能水平向右，即小车的加速度方向可以向左也可以向右，故C正确；
D.当物块的合外力水平向右时，加速度的最大值为，物块的合外力水平向左时，加速度的最大值为，则小车的加速度最大值为，最小值为0，故D错误．
二、实验题（共2小题，满分18分，每小题9分）
13. 在探究力的平行四边形定则的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，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。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）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.建立物理模型法
（2）图乙中___________为F1和F2的合力的理论值。（填“F”或“”）
（3）在实验中，如果将细绳换成橡皮筋，那么实验结果将___________。（ 选填"变”或“不变”）
【答案】 ①. B ②. F ③. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]分力与合力的关系是效果相同，因此本实验由分力代替合力采用的是等效替代法。
故选B
（2）[2]通过平行四边形做出的合力F是理论值，而用一个弹簧秤测量值是实际值。
（3）[3]由于细绳套的作用是标出力的方向，换成橡皮条，标出力的方向时与细绳套相同，因此实验结果不变。
14. 物理实验不仅要动手操作还要动脑思考，小明同学就注意到图甲所示的装置可以完成多个力学实验。
（1）探究加速度与力和质量关系的实验时，某次实验中打出的纸带如图乙可所示。
①已知相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则小车的加速度a=___________m/s2（保留2位有效数字）；
②测得小车质量为0.5kg，钩码质量为0.1kg，重力加速度取g=10m/s2，则小车与长木板间的动摩擦因数μ=___________；
③动摩擦因数的测量值___________（填“小于”“等于”“大于”）真实值。
（2）用图甲装置___________（填“能”或“不能”）验证小车和钩码组成的系统机械能守恒。
【答案】 ①. 0.50 ②. 0.14 ③. 大于 ④. 不能
【解析】
【详解】（1）①根据加速度公式得
②[2]根据牛顿第二定律得
解得
③[3]由于存在纸带摩擦及空气阻力，所以测得的动摩擦因数偏大；
（2）[4]系统除中管理做功外还有阻力做功，所以不能验证机械能守恒定律。
三、计算题（共3小题，满分34分）
15. 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过2.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在54km/h以内。问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车？
【答案】(1)45m (2)14s
【解析】
【详解】(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时．它们的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．则：
s货＝(2.5+4)×10m ＝ 65m
所以两车间的最大距离
△s＝s货-s警＝45m
（2）v＝54km/h＝15m/s，当警车刚达到最大速度时，运动时间
＝(2.5+6)×10m＝85m
m
因为，故此时警车尚未赶上货车，且此时两本距离
△40m
警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过△t时间迫赶上货车．则：
Δt＝s
所以警车发动后耍经过t才能追上货车
16. 如图所示，货物箱所受的重力为G = 20N，在推力F作用下匀速运动，箱与地面间的动摩擦因数为μ = 0.5，θ = 37°，g = 10m/s2，已知sin37° = 0.6，cs37° = 0.8，
（1）求推力的大小；
（2）若推力的大小不变，方向变为水平向右，求加速度大小；
（3）在（2）情况下，求运动5s末速度和5s内的位移。
【答案】（1）20N；（2）5m/s2；（3）25m/s，62.5m
【解析】
【详解】（1）在推力F作用下匀速运动，由水平方向平衡得
Fcsθ = f
由竖直方向平衡得
N = mg＋Fsinθ
又
f = μN
解得
F = 20N
（2）拉力变为水平后
F－μmg = ma
解得
a = 5m/s2
（3）由得
由得
x = 62.5m
17. 质量M＝9kg、长L＝1m的木板在动摩擦因数μ1＝0.1的水平地面上向右滑行，当速度v0＝3m/s时，在木板的右端轻放一质量m＝1kg的小物块如图所示。当小物块刚好滑到木板左端时，物块和木板达到共同速度。取g＝10m/s2，求：
（1）从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；
（2）小物块与木板间的动摩擦因数μ2。

【答案】（1）s；（2）0.305
【解析】
【详解】（1）（2）设木板加速度大小为a1，木块的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有
μ1（M+m）g+μ2mg＝Ma1
μ2mg＝ma2
解得
a1
a2＝μ2g
设在时间t内木板的位移为x1，木块的位移为x2，则有
x1＝v0t
x2
小物块刚好滑到木板左端时物块和木板达到共同速度，有
x1＝L+x2
v0﹣a1t＝a2t
联立并代入数据解得