安徽省合肥六校2023-2024学年高一上学期期末联考物理试卷（Word版附解析）

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考试时间：75分钟：满分：100分
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案，请把正确答案涂在答题卡上）
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
【答案】B
【解析】
【详解】A．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；
C．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B。
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
【答案】C
【解析】
【详解】A．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C。
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a、图b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a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a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b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
D. 图b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
【答案】B
【解析】
【详解】A．图a通过对小球在斜面上的运动研究，合理外推得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故A错误；
B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，来“冲淡”重力的作用效果，主要是使时间的测量更容易，故B正确；
C．图b中没有摩擦阻力的斜面实际并不存在，故实验不能直接观察到小球达到等高处，故C错误；
D．图b的实验为“理想实验”，伽俐略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故D错误。
故选B。
4. 如图，耕地过程中，耕索与竖直方向成θ角，牛通过耕索拉犁的力为F，犁对耕索的拉力为T，忽略耕索质量，则（ ）
A. 耕索对犁拉力的水平分力为Fcsθ
B. 耕索对犁拉力的竖直分力为Fsinθ
C. 犁匀速前进时，F和T的合力为零
D. 犁加速前进时，F和T大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】AB．如图，将力F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F和犁对耕索的拉力T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F和犁对耕索的拉力T为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D正确。
故选D。
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，a，b、c为图线上的三点，有关图线的说法可能正确的是（ ）

A. a→b→c为一次“下蹲”过程B. a→b→c为一次“站起”过程
C. a→b为“下蹲”过程，b→c为“站起”过程D. a→b为“站起”过程，b→c为“下蹲”过程
【答案】A
【解析】
【详解】学生a→b过程压力小于重力，处于失重状态，只能从静止向下加速运动，到b点速度最大；由于惯性继续向下运动，学生在b→c过程压力大于重力，处于超重状态，所以学生向下减速运动，直至运动到最低点。
故选A。
6. 如图所示，光滑水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）

A. F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B. F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C. F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
D. F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，当F突然变大，拉力大于所需的向心力，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心，A错误；
BC．当F突然变小，拉力小于所需向心力，小球将沿轨迹Pb做离心运动，BC错误；
D．F突然消失，小球将沿轨迹切线方向抛出，所以小球将沿轨迹Pa做离心运动，D正确。
故选D。
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v²随x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4m/s²
B. 乙车的加速度大小为2m/s²
C. 两车x=9m处相遇
D. 甲车在4s内前进了8m
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据匀变速直线运动规律
得
可知图像斜率等于，有甲车的加速度为
得甲车的加速度大小为，乙车的加速度大小为
故AB错误；
CD．甲车做匀减速直线运动，停止运动的时间为
则在4s内前进的位移为
乙车前进9m所用时间为
解得
则甲车先停，之后乙车再到达9m处相遇，故C正确，D错误。
故选C。
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P点，P点的高度，从P点沿直径AB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
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．当小球落在A点时，有
，
联立解得
同理可知，当小球落在D点时，有
当小球落在B点时，有
当小球落在C点时，有
故AC正确，B错误；
D．若P点的高度变为轨迹同时过D点和B点，则此时初速度满足
解得
即小球在高度间，小球也能直接落在桶底（桶边沿除外），故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，请把正确答案涂在答题卡上）
9. 如图所示，人在岸上拉船，开始时绳与水面夹角为θ=30°，水的阻力恒为f，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，则船的速度变大
C. 若人以恒定的拉力F=f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F=2f拉绳，则船加速度的大小先变小后变大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据运动的分解可知
可知若人以恒定的速度拉绳，则船的速度随θ变大而变大，选项A错误，B正确；
C．若人以恒定的拉力F=f拉绳，则船加速度
方向向右，随θ变大，加速度变大，选项C错误；
D．若人以恒定的拉力F=2f拉绳，则船加速度
开始时加速度为
方向向左，则随θ变大，船加速度的大小先变小后反向变大，选项D正确。
故选BD。
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m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B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L，则下列说法正确的是（ ）
A. 恒力
B. 弹簧的原长为
C 若F大小和方向均可改变，现将F逆时针缓慢旋转60°，系统仍静止，则外力F先变小后变大
D. 若F大小和方向均可改变，现将F逆时针缓慢旋转60°，系统仍静止，则斜面对AB的总支持力先变小后变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A．以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件
解得
A错误；
B．对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件
解得弹簧伸长量为
则弹簧原长为
B正确；
CD．若F大小和方向均可改变，现将F逆时针旋转60°，系统仍静止，对AB的整体，设F与斜面向上方向夹角为θ，则沿斜面方向垂直斜面方向当F从水平向右到沿斜面向上，即θ角先由30°减小到零， F再变为斜向上，即θ再增加到30°时，外力F先变小后变大；斜面对AB的总支持力一直减小，C正确，D错误；
故选BC。
三、实验题：（本题共2小题，11题8分，12题10分，共18分）
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。
（1）实验中挂30g钩码时刻度尺如图所示，该读数为__________cm。
（2）根据实验数据，他们在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像，如图所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为__________N/m（结果保留两位有效数字）。
（3）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F，x表示弹簧伸长量，两位同学完成实验后，得到如下F-x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__________。
A． B． C． D．
【答案】 ①. 7.20 ②. 26 ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]由图，刻度尺最小分度为1mm，刻度尺读数为7.20cm
（2）[2]图像的斜率代表弹簧的劲度系数
（3）[3]实验中用横轴表示弹簧的伸长量x，纵轴表示弹簧的拉力F，由胡克定律F=kx可知，甲同学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；乙同学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。
故选A。
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。
（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，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有4个点迹没有标出。若打点计时器的打点周期为0.02s，由图乙可知：此次实验小车经过B点时的速度_________m/s；此次实验中小车的加速度_________m/s2（计算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关系图线，图线不通过坐标原点O的原因是_________，曲线上部弯曲的原因是_________。
【答案】 ①. 平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力 ②. 0.16##0.15##0.17 ③. 0.75##0.72##0.73##0.74##0.76##0.77##0.78##0.79##0.80 ④. 平衡摩擦力过度 ⑤. 钩码质量较大时，不满足钩码远小于小车质量的条件
【解析】
【详解】（1）[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，这样做的目的是平衡摩擦力，使小车受到的合外力等于细线拉力。
（2）[2]相邻两个计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，实验小车经过B点时的速度
[3] 根据逐差法求出此次实验中小车的加速度为
（3）[4]图丙所示的关系图线，在F为零时，小车已有沿斜面向下的加速度，图线不通过坐标原点O的原因为平衡摩擦力过度。
[5]钩码质量较大时，不满足钩码质量远小于小车质量的条件，钩码所受的重力与小车受到的合力相差很大。
四、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图一位滑雪者与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m（g取10m/s2）。求：
（1）滑雪者下滑的加速度；
（2）滑雪者2s末的速度大小；
（3）滑雪者受到的阻力。
【答案】（1）4m/s2；（2）10m/s；（3）75N
【解析】
【详解】（1）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
a=4m/s2
（2）2s末的速度
v2=v0+at2=2m/s+4×2m/s=10m/s
（3）对滑雪者进行受力分析：滑雪者在下滑过程中，受到重力mg、山坡的支持力FN以及阻力Ff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
mgsinθ﹣Ff＝ma
垂直于山坡方向有
FN-mgcsθ=0
解得
FN=375N≈650N；Ff=75N
14. 如图甲所示，小车B紧靠平台的边缘静止在光滑水平面上，物体A（可视为质点）以初速度v0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v-t图像如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)物体A与小车上表面间的动摩擦因数；
(2)物体A与小车B的质量之比；
(3)小车的最小长度。
【答案】(1)0.3；(2)；(3)2m
【解析】
【详解】(1)根据图像可知，A在小车上做减速运动，加速度的大小
若物体A的质量为与小车上表面间的动摩擦因数为，则
联立可得
(2)设小车B的质量为M，加速度大小为，根据牛顿第二定律
得
(3)设小车的最小长度为L，整个过程系统损失的动能，全部转化为内能
解得
L=2m
15. 如图所示，将小球从A点对准竖直放置的圆盘的上边缘B点水平抛出，圆盘绕圆心O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D点，且速度大小与圆盘边缘的线速度相等，O、D的连线与竖直方向的夹角为60°，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）小球从A点运动到D点所用的时间及圆盘的半径；
（2）小球从A点运动到D点的过程中，圆盘转过的角度（用弧度表示）；
（3）A、D两点间的距离。
【答案】（1），0.4m；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球从A点运动到D点，设时间为t，初速度为 ，圆盘的半径r，则
把小球在D点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据几何知识
解得
（2）根据
解得转过的角度
（3）小球从A点运动到D点，平抛运动的水平位移
A、D两点间的距离
解得