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安徽省天一大联考2024-2025学年高一(上)期末物理试卷
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这是一份安徽省天一大联考2024-2025学年高一(上)期末物理试卷,共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.某卫星由一运载火箭从发射场的a点成功发射升空,飞行24分钟后,在离地面高度为200km的b处星箭分离,运动轨迹如图中的虚线所示。下列说法正确的是( )
A. 研究火箭从a到b的运动轨迹时,可以把火箭视为质点
B. “24分钟”指的是时刻
C. 火箭上升过程中的位移大小为200km
D. 火箭上升过程中的路程为200km
2.下列几种运动中,不可能存在的是( )
A. 汽车向东行驶,加速度的方向向西
B. 汽车行驶过程中,速度逐渐增大,加速度逐渐减小
C. 汽车行驶过程中,速度变化量的方向向东,加速度的方向向西
D. 飞机飞行过程中的加速度小于自行车行驶过程中的加速度
3.如图所示,在《猴子与鳄鱼》的故事最后,猴子爬到树上,将一块石头扔下。假设猴子静止在倾斜的树枝上,鳄鱼静止在水面上,下列说法正确的是( )
A. 石头飞行过程中,受到重力和惯性力的作用
B. 水对鳄鱼的浮力与鳄鱼的重力是一对作用力与反作用力
C. 树枝对猴子的支持力与猴子的重力是一对平衡力
D. 树枝对猴子的作用力方向竖直向上
4.在工业生产中,长臂机器人可以代替人类完成各种重复性、危险或高精度的任务。某长臂机器人托着一物块沿竖直方向运动的v-t图像如图所示,以竖直向上为正方向,下列判断正确的是( )
A. 物块在t=2s时上升到最高点,t=4s时回到出发点
B. 在t=5s时,物块的速度和加速度方向相同
C. 物块在t=4s前后,速度方向和加速度方向均发生变化
D. 物块在0∼4s的时间内处于超重状态,4s∼8s的时间内处于失重状态
5.如图所示,质量为1kg的物块放在倾角为37°的固定斜面上,给物块施加一沿着斜面向上的拉力F=12N,物块恰好能够沿着斜面向上匀速运动。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,则物块与斜面间的动摩擦因数为( )
A. 0.45B. 0.5C. 0.75D. 0.8
6.如图所示,质量相同的三个小球a、b、c通过细绳1、2和轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。下列判断正确的是( )
A. 若剪断细绳1,剪断瞬间a球的加速度大小为2g
B. 若剪断细绳1,剪断瞬间b球的加速度为0
C. 若剪断细绳2,剪断瞬间b球的加速度大小为2g
D. 若剪断划绳2,剪断瞬间c球的加速度为0
7.由半圆形和矩形组成的艺术门框如图所示,A、B为半圆形与矩形的衔接点。一根不可伸长的轻绳一端固定在A点,另一端可沿着门框在最高点P与右侧门框的中点Q之间缓慢移动。轻质滑轮连接一重物,滑轮与绳的接触点为O,AO与竖直方向的夹角为α,BO与竖直方向的夹角为β,不计滑轮与绳间的摩擦。若绳的另一端从B点开始移动,下列说法正确的是( )
A. 若从B点沿着门框向上缓慢移动,α与β均减小,且α>β
B. 若从B点沿着门框向上缓慢移动,绳上的拉力先减小后增大
C. 若从B点沿着门框向下缓慢移动,α与β均增大,且α=β
D. 若从B点沿着门框向下缓慢移动,绳中的拉力大小保持不变
8.在飞机飞行表演活动中,飞行员在悬停的飞机上先由静止释放小球甲,间隔2s又由静止释放小球乙。已知小球甲在下落的第1s内与最后1s内的位移之比为1:10,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 悬停的飞机离地面的高度为125m
B. 甲球从释放到落地共用时6s
C. 甲球落地瞬间,乙球的速度大小为30m/s
D. 甲球落地瞬间,乙球距地面的高度为90m
二、多选题:本大题共2小题,共10分。
9.小明同学在运动会上表现优秀受到表彰,在领奖台上握着奖杯(保持静止)向台下致意。手握奖杯部分可视为圆柱体,下列说法正确的是( )
A. 手对奖杯握的越紧,奖杯受到的摩擦力就越大
B. 手握奖杯时,柔软的手和坚硬的奖杯均发生形变
C. 奖杯的重心位置一定是在密度最大的位置
D. 奖杯受到弹力的作用,是由于手的形变产生的
10.如图所示,在平直的公路上,甲车以36km/h的速度匀速行驶,乙车以72km/h的速度匀速行驶。当前方路口处的绿灯开始闪烁时,乙车立即开始减速,甲一直以原速率匀速运动,黄灯亮起时,甲车恰好通过停止线N1N2;红灯亮起时,乙车恰好停在停止线M1M2处,再次亮起绿灯时,乙车以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,速度达到72km/h时保持该速度做匀速直线运动。已知绿灯闪烁的时间为3s,黄灯亮的时间也为3s,红灯亮的时间为30s,两停止线之间的距离为30m,不考虑司机的反应时间,不考虑汽车的长度。下列判断正确的是( )
A. 乙车减速的加速度大小为3m/s2
B. 乙车开始减速时,甲、乙两车沿着公路相距60m
C. 乙追上甲前,甲、乙两车沿着公路相距最远为385m
D. 乙车从停止线M1M2处开始运动后经36s的时间追上甲车
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.物理学习小组通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系,实验装置如图1所示。左端固定的弹簧放置在水平桌面上,右端与细绳相连,细绳跨过定滑轮,另一端P可以挂钩码,刻度尺固定在水平桌面上,刻度尺与弹簧平行,且刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐。分别将不同数量的钩码轻轻的挂在P端,待钩码静止后记录弹簧的长度l,得到数据如下表所示,重力加速度g取10m/s2.
(1)根据实验数据,在图2所示的坐标纸上绘制弹力F与弹簧长度l的关系图像。
(2)根据作出的图像,可得弹簧的劲度系数k=____N/m,弹簧原长为l0=____cm(均保留2位有效数字)。
12.小明同学用如图1所示的装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。
(1)图1中的打点计时器需要用墨粉纸盘,因此为____(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器。
(2)实验中先保持小车质量不变,通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力,分析加速度与拉力之间的定量关系;再保持小车所受的拉力不变,通过在小车上增加砝码改变小车的质量,分析加速度与质量之间的定量关系。这一实验思路体现的科学方法是____法。
(3)小明同学选取一条点迹清晰的纸带,确定了五个计数点A、B、C、D、E,测得相邻计数点间的距离如图2所示,每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出,则小车的加速度大小a=____m/s2(结果保留2位有效数字)。
(4)保持小车质量不变,测得多组加速度a和拉力传感器的示数F,作出a-F关系图线,若未补偿阻力,小车受到阻力作用,图线应为图3中的____(选填“1”“2”或“3”)。保持拉力不变,测得多组加速度a和小车的质量M(含拉力传感器),根据测得的数据画出a与____(选填“M”或“1M”)的关系图线可更直观地根据图线判断a与M的定量关系。
四、计算题:本大题共3小题,共42分。
13.一辆巡逻车在平直的公路上做匀速直线运动,运动到路标A处时开始做匀减速直线运动,依次经过路标B、C后,最终停下,已知AB=BC=24m,巡逻车从A到B所用的时间为2s,从B到C所用的时间为4s。求:
(1)巡逻车减速过程的加速度大小a和匀速运动的速度大小v0;
(2)巡逻车减速过程所用的时间t和减速过程通过的位移大小x。
14.如图所示,在同一竖直平面内,物块甲上系有不可伸长的细线a、b、c,其中a的上端固定在天花板上,b跨过光滑定滑轮与物块乙相连,c与静止在粗糙斜面体上的物块丙相连。系统静止时,细线a竖直,细线b在甲和定滑轮之间的部分与竖直方向的夹角α=37°,细线c平行于斜面。已知三个物块的质量均为1kg且均可看成质点,斜面体置于水平地面上,其质量M为2kg,斜面倾角θ=37°,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)细线a的拉力大小FT;
(2)物块丙受到的摩擦力Ffl;
(3)地面对斜面体的摩擦力大小Ff2和支持力大小FN。
15.如图所示,长l=1.0m、质量M=1kg的均匀薄板静止在水平地面上,质量m=1kg的小物块静止在薄板左端。已知小物块与薄板之间的动摩擦因数μ1=0.4,小物块与地面之间的动摩擦因数μ2=0.2,薄板与地面之间的动摩擦因数μ3=0.1,重力加速度g=10m/s2,小物块离开薄板前后瞬间的速度不变。
(1)若对小物块施加水平向右的拉力F,使小物块与薄板相对静止一起向右做匀加速直线运动,求拉力F的大小范围;
(2)若对小物块施加水平向右的恒定拉力F0=8N,求:
①小物块与薄板脱离之前,小物块与薄板的加速度大小a1、a2;
②小物块与薄板脱离时,小物块与薄板的速度大小v1、v2;
③薄板停止运动时,小物块与薄板右端的距离Δx。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.研究火箭从a到b的运动轨迹时,可以忽略火箭的大小和形状,视为质点,故A正确;
B.“24分钟”是火箭上升的时间间隔,故B错误;
C.火箭上升过程中的位移为a点到b点的有向线段,大小大于200km,故C错误;
D.火箭上升过程中的路程为虚线轨迹的长度,大于200km,故D错误。
2.【答案】C
【解析】A.汽车向东行驶,如果做减速运动,则加速度的方向向西,该描述的运动可能存在,故A不符合题意;
B.汽车行驶过程中,速度逐渐增大,但是速度增大的越来越慢,则加速度逐渐减小,该描述的运动可能存在,故B不符合题意;
C.速度变化量的方向与加速度的方向一定相同,则汽车的速度变化量的方向向东,加速度的方向一定也向东,该描述的运动不可能存在,故C符合题意;
D.飞机飞行过程中的速度很大,若匀速飞行,加速度为零,则加速度可能小于自行车行驶过程中的加速度,该描述的运动可能存在,故D不符合题意。
故选C。
3.【答案】D
【解析】A.石头飞行过程中,仅受到重力作用,故A错误;
B.水对鳄鱼的浮力与鳄鱼的重力是一对平衡力,故B错误;
C.树枝对猴子的支持力垂直于树枝斜向上,与猴子的重力不是一对平衡力,故C错误;
D.猴子受到重力、支持力和摩擦力的作用,根据共点力平衡条件,树枝对猴子的作用力方向竖直向上,故D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】C.v-t图像中,t轴以上的速度为正方向,以下的速度为负方向,斜率表示加速度,物块在t=4s前后,速度方向发生变化,但是加速度方向不变,选项C错误;
B.物块在t=5s时速度和加速度的方向相同,均为负值,选项B正确;
A.物块在t=2s时速度最大,t=4s时上升到最高点,t=8s时回到出发点,选项A错误;
D.物块在0∼2s和6s∼8s的时间内加速度向上,处于超重状态,2s∼6s的时间内加速度向下,处于失重状态,选项D错误。
故选B。
5.【答案】C
【解析】 对物块受力分析如图所示,将重力正交分解,沿着斜面向下的分力F1=mgsin37∘=6N,垂直于斜面向下的分力F2=mgcs37∘=8N,根据平衡条件,沿着斜面方向有F=F1+Ff,垂直斜面方向有FN=F2,Ff=μFN,解得μ=0.75,选项C正确。
6.【答案】B
【解析】AB.设小球的质量均为m,平衡时,细绳1的拉力大小为3mg,弹簧弹力大小为2mg,细绳2的拉力大小为mg。若剪断细绳1,剪断瞬间,细绳1的拉力为零,弹簧弹力不变,a球的合力为3mg,加速度大小为3g,b球受力不变,加速度为0,故A错误,B正确;
CD.若剪断细绳2,剪断瞬间,细绳2的拉力为零,弹簧弹力不变,b球的合力为mg,加速度大小为g,c球仅受重力,加速度大小为g,故CD错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】A.由于滑轮与轻绳之间无摩擦,若从B点沿着门框向上缓慢移动,α与β均减小,且α=β,选项A错误;
B.对滑轮受力分析,根据
2FTcsα=mg
可得绳上的拉力一直减小,选项B错误;
CD.若从B点沿着门框向下缓慢移动,则滑轮两边细绳与竖直方向的夹角仍相等,即α=β由几何关系可知
l1sinα+l2sinβ=lsinα=d
(l为绳长,d为门框宽度),则α与β均不变,故绳上的拉力大小保持不变,选项C错误,D正确。
故选D。
8.【答案】D
【解析】A.小球甲在下落的第1s内位移
h1=12gt02=5m
则最后1s内的位移为50m,最后1s内的平均速度为50m/s,落地时的瞬时速度为
v=50+10×0.5=55m/s
根据 v2=2gh ,可得悬停的飞机离地面的高度为
h=v22g=151.25m
故A错误;
BCD.根据 v=gt ,可得小球甲下落时间为
t=vg=5510=5.5s
因此甲球落地瞬间,乙球下落时间为3.5s,根据自由落体运动的规律,可知此时乙球速度大小为
v'=10×3.5=35m/s
下落高度为
h'=v'22g=61.25m
乙球距地面的高度为
Δh=h-h'=90m
故BC错误,D正确。
故选D。
9.【答案】BD
【解析】A.由于奖杯受到静摩擦力作用,手对奖杯握的越紧,弹力越大,但是奖杯受到的摩擦力等于重力,大小不变,故A错误;
B.手握奖杯时,柔软的手和坚硬的奖杯均发生形变,只是手的形变明显,奖杯的形变不明显,故B正确;
C.奖杯的重心位置是各部分所受重力作用等效的一点,与奖杯的形状和质量分布有关,不一定是密度最大的位置,故C错误;
D.奖杯受到弹力的作用,是由于手的形变产生的,故D正确。
故选BD。
10.【答案】BC
【解析】A.甲车的速度v1=36km/h=10m/s,乙车的速度v2=72km/h=20m/s,乙车减速过程,有
0=v2-a1⋅2Δt
Δt=3s
解得
a1=103m/s2
故A错误;
B.设乙车开始减速到停止线M1M2的距离为 x1 ,有
v22=2a1x1
解得
x1=60m
根据匀速运动的规律,可知绿灯开始闪烁时,甲车恰好位于停止线M1M2处,故乙车开始减速时,甲、乙两车沿着公路相距60m,故B正确;
C.当乙车加速到与甲车速度相同时相距最远,设加速时间为 t1 ,根据
v1=a2t1
可得
t1=v1a2=102=5s
此时甲、乙两车沿着公路相距
Δx=v12Δt+t0+t1-v12t1=10×6+30+5-102×5=385m
故C正确;
D.设乙车从静止开始加速到最大速度所用的时间为 t2 ,有
v2=a2t2
达到最大速度后匀速运动的时间为 t3 ,则
v12Δt+t0+t2+t3=v22t2+v2t3
解得
t3=36s
故乙车从停止线M1M2处开始运动追上甲车所用的时间为
t=t2+t3=46s
故D错误。
故选BC。
11.【答案】(1)
(2) 40##39 2.9##3.0##3.1
【解析】(1)根据表中提供的数据描点连线如图
(2)[1][2]根据胡克定律
F=kΔl
可得图线的斜率等于弹簧的劲度系数,即为
k=FΔl=0.8(5-3)×10-2N/m=40N/m
图像与横轴交点为原长,即弹簧的原长为3.0cm。
12.【答案】(1)电火花
(2)控制变量
(3)1.3
(4) 3 1M
【解析】(1)图1中的打点计时器需要用墨粉纸盘,因此为电火花打点计时器。
(2)该实验中,保持一个量不变,研究另外两个量之间的关系,为控制变量法。
(3)由图可知电源频率为50Hz,由于每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出,故每相邻两个计数点之间的时间间隔Δt=0.1s,由逐差法可得,小车的加速度
a=xCE-xAC2Δt2=1.3m/s2
(4)[1]若未补偿阻力,小车受到阻力作用,则当拉力F增加到一定值时小车才开始有加速度,则图线应为图3中的3;
[2]实验画出 a-M 关系图线为曲线,不能直观判断a与M的定量关系,故应作 a-1M 图像。
13.【答案】(1)根据匀变速直线运动的规律,巡逻车在某一段的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
v1=xABΔt1,v2=xBCΔt2
Δt=Δt12+Δt22
则
a=v2-v1Δt
解得
a=2m/s2
巡逻车匀速运动的速度就等于运动到路标A时的速度
v1=v0-aΔt12
解得
v0=14m/s
(2)根据
v02=2ax
解得
x=49m
v0=at
解得
t=7s
14.【答案】(1)根据物块乙的平衡状态,可得细线b的拉力
FT1=mg
对物块甲受力分析,如图1,由平衡条件可知
水平方向
FT1sinα=FT2csθ
竖直方向
FT=FT1csα+FT2sinθ+mg
解得
FT=22.5N
(2)对物块丙受力分析,如图2
重力沿着斜面向下的分力
Gx=mgsinθ
根据平衡条件,可得
FT2=Gx+Ff1
解得
Ff1=1.5N
方向沿着斜面向下。
(3)以丙和斜面体作为整体,将细线c的拉力沿着水平方向和竖直方向分解,水平方向
FT2csθ=Ff2
解得
Ff2=6N
竖直方向
FT2sinθ+FN=m+Mg
解得
FN=25.5N
15.【答案】(1)小物块与薄板一起向右运动,拉力必须大于地面对整体的摩擦力,即
F1>μ3m+Mg=2N
小物块与薄板恰好一起加速时最大加速度为a,最大拉力为F2,根据牛顿第二定律,对小物块有
F2-μ1mg=ma
对薄板有
μ1mg-μ3m+Mg=Ma
解得
F2=6N
则拉力F的大小范围
2N
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