2023-2024学年安徽省宿州市十三校联考高一（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年安徽省宿州市十三校联考高一（上）期末物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )
A. 力是维持物体运动的原因，没有力的作用物体将保持静止
B. 物体的速度不断变化，表示物体所受合外力必不为零
C. 物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北
D. 伽利略支持力是维持物体运动的原因的观点
2.在解一道计算结果由字母来表示的应用题时，几个同学解得的位移结果如下，判断哪个结果是能是正确的( )
A. F2m(t1+t2)B. F2m(t1+t2)C. Ft1t22mD. F2mt1t2
3.一人用轻绳提升重物加速上升的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( )
A. 绳子对物体的拉力大于物体对绳子的拉力
B. 物体对绳子的拉力与绳子对物体的拉力是一对作用力和反作用力
C. 绳子对物体的拉力等于物体的重力
D. 人对绳子的拉力大于物体对绳子的拉力
4.从光滑斜面上某一位置先后由静止释放A、B、C、D四个小球(小球可以看作质点)，已知相邻两小球释放的时间间隔为0.1s。某时刻拍下一张照片，四个小球的位置如图所示。测出AB、BC、CD间距离分别为xAB=5cm,xBC=10cm,xCD=15cm，则( )
A. 小球A的位置恰好为释放四个小球的初始位置
B. 小球C的速度是A、D两个小球速度之和的一半
C. 小球D的速度大小为1.75m/s
D. 小球A、B、C、D的加速度大小均为2m/s2
5.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是( )
A. a、b加速时，物体a的加速度大于物体b的加速度
B. 20s时，a、b两物体相距最远
C. 60s时，物体a在物体b的后方
D. 40s时，a、b两物体速度相等，相距900m
6.如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30∘的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30∘。则( )
A. 滑块一定受到三个力作用
B. 弹簧可能处于压缩状态，也有可能处于拉伸状态，但是弹簧处于压缩状态时物体受到的摩擦力较大。
C. 斜面对滑块的支持力大小可能为零
D. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg
7.质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今用大小为F=20N作用在A上使AB相对静止一起向前匀加速运动，则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小等于20N
B. 弹簧的弹力大小等于8N
C. 突然撤去F瞬间，A的加速度大小为6m/s2
D. 突然撤去F瞬间，B的加速度大小为203m/s2
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，质量为m的人站在体重计上，随电梯以大小为a的加速度加速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 人对体重计的压力大小为m(g+a)
B. 人对体重计的压力大小为m(g−a)
C. 人对体重计的压力大于体重计对人的支持力
D. 人对体重计的压力等于体重计对人的支持力
9.某物体由静止开始做直线运动，物体所受合力F随时间t的变化图象如图所示，下列关于该物体运动情况的说法正确的是( )
A. 物体在前8s内始终向同一方向运动
B. 物体在4s末离出发点最远
C. 物体在2∼6s内做反向匀加速直线运动
D. 物体在0∼4s和在4∼8s内的运动方向相反
10.如图，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A，B，C都处于静止状态．则( )
A. B受到C的摩擦力一定不为零
B. C受到地面的摩擦力一定为零
C. C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力
D. 将细绳剪断，若物块B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在A点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到O点，如图甲所示。
(1)如果没有操作失误，图乙中Fˈ是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示，则图乙中的F与Fˈ两力中，方向一定沿AO方向的是______．
(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.建立物理模型法
(3)在同一对比实验的两次操作中，O点位置______.(选填“可以”或“不可以”)变动．
(4)如图丙，使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向，在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变，则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是________________________________。
A.a增大，b减小
B.a减小，b增大
C.a减小，b先增大后减小
D.a减小，b先减小后增大
12.在“探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系”的实验中，采用如图(a)所示的实验装置。小车及车中的砝码质量用M表示，托盘及盘中的砝码质量用m表示。
(1)某一组同学先保持托盘及盘中的砝码质量m不变来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是_____。
A.平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C.实验时，应先放开小车，再接通打点计时器的电源
D.用天平测出m和M，小车运动的加速度可用公式a=mgM求得
(2)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M不变，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a−F关系图像分别如图(b)和图(c)所示，回答下列问题：
①造成(b)图上端不是直线的原因可能是________________；
②造成(c)图不过原点的原因可能是：________________。
四、简答题：本大题共2小题，共26分。
13.如图所示，在光滑的水平面上有一个长为0.64m、质量为4kg的木板B处于静止状态，在B的左端有一个质量为2kg、可视为质点的铁块A、A与B之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。当对A施加水平向右的拉力F=20N时，求经过多长时间可将A从B的左端拉到右端。g=10m/s2
14.质量为m=0.5kg的小物块静止在倾角为37∘的斜面的底端，现对其施一沿斜面向上大小为7.5N的力F,2s后撤去力F。已知sin37∘=0.6,cs37∘=0.8，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，设斜面足够长。求：
(1)力F作用下物体的加速度是多少？
(2)物块沿斜面向上运动的最大距离是多少？
(3)物块沿斜面运动的时间是多少？
五、计算题：本大题共1小题，共12分。
15.如图所示，质量m=2kg的物体放在一固定斜面上，斜面倾角θ=30°，物体能沿斜面匀速下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求物体受到的摩擦力大小f及方向；
(2)求物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(3)若对物体施加一方向沿斜面向上、大小为F1的恒力，物体恰好能沿斜面匀速向上运动，求F1的大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.根据牛顿第一定律可知力不是维持物体运动的原因，故A错误；
B.力是改变物体运动状态和形状的原因，所以物体的速度不断变化，所受合外力一定不为零，故B正确；
C.物体如果向正北方向运动，其受外力方向可以指向正北做加速运动，也可以指向正南做减速运动，故C错误；
D.亚里士多德支持力是维持物体运动的原因的观点，故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】通过观察发现，四个选项当中包含 Fm=a 其单位是 ms2 ，而且 t1+t2 其单位是 s ， t1t2 的单位是 s2 。所以 Fmt1t2 这种形式的答案单位才是位移单位m。
故选C。
3.【答案】B
【解析】AB.绳子对物体的拉力和物体对绳子的拉力是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，两个力大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
C.人用轻绳提升重物加速上升的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律得绳子对物体的拉力大于物体的重力，故C错误；
D.人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力，物体对绳子的拉力等于绳子对物体的拉力，所以人对绳子的拉力等于物体对绳子的拉力，故D错误。
故选B。
4.【答案】C
【解析】A.由题意可知
xAB:xBC:xCD=1:2:3
故小球A的位置不是释放的小球的初始位置，A错误；
B.根据匀变速运动规律，小球 C 的速度是 B、D 两个小球速度之和的一半，B错误；
CD.四个小球运动的加速度均为为
a=xCD−xBCt2=15−100.12×10−2m/s2=5m/s2
小球C的速度为
vC=xBC+xCD2t=10+152×0.1×10−2m/s=1.25m/s
小球D的速度大小为
vD=vC+at=1.75m/s
C正确，D错误。
故选C。
5.【答案】D
【解析】解：A、在速度−时间图象中图线的斜率表示加速度，可知a、b加速时，a图线的斜率小，物体a的加速度小。故A错误。
B、D：a、b两物体从同一位置沿同一方向做直线运动，到40s末之前a的速度一直大于b的速度，a、b之间的间距逐渐增大，40s之后a的速度小于b的速度，b开始追赶a物体，间距减小，所以40s末两物体相距最远，最远距离为：
△x=xa−xb=(10+40)×202m+20×40m−12×20×40m=900m，故B错误，D正确。
C、60s时，根据图象的面积表示位移可知，a的位移xa=(10+40)×202+40×40=2100m，b的位移xb=12×(40×2)×(60−20)=1600m故选：D。
在速度−时间图象中，图线的斜率表示加速度，加速度向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负；图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负．通过分析两物体的运动情况，确定何时相距最远．
本题是为速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息．
6.【答案】D
【解析】A.弹簧与竖直方向的夹角为 30∘ ，所以弹簧的方向垂直于斜面。由于弹簧的形变情况未知，滑块可能受重力、支持力、摩擦力三个力处于平衡，弹簧处于原长，弹力为零；滑块也可能受重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力四个力处于平衡，故A错误；
BD.弹簧对滑块可能是拉力，处于伸长状态；也可能是推力，处于压缩状态。滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为
f=mgsin30∘=12mg
摩擦力的大小不变，故B错误，D正确；
C.由于滑块受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力，不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，故C错误。
故选D。
7.【答案】C
【解析】AB.设弹簧弹力为 F1 ，对 AB 整体和 B 物体分别用牛顿第二定律有
F=(mA+mB)a
F1=mBa
代入数值解得
F1=12N
故AB错误；
C.突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则A的加速度大小为
a1=F1mA=122m/s2=6m/s2
故C正确；
D.突然撤去F瞬间，弹簧的弹力仍保持不变，则B的加速度大小为
a2=F1mB=123m/s2=4m/s2
故D错误；
故选C。
8.【答案】AD
【解析】解：AB、人受到的支持力N：N−mg=ma，得：N=mg+ma.根据牛顿第三定律得，对体重计的压力大小m(g+a)，故A正确，B错误；
CD、人对体重计的压力和人受到的支持力是作用力和反作用力，故人对体重计的压力等于体重计对人的支持力，故C错误，D正确。
故选：AD。
超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，合力也向上。根据牛顿第二定律即可计算出人对体重计的压力；明确牛顿第三定律的应用，知道人对体重计的压力和体重计对人的支持力为作用力和反作用力。
本题考查了学生对超重失重现象的理解与牛顿运动定律的应用，掌握住超重失重的特点与受力分析的基本方法即可求解。
9.【答案】BD
【解析】ABD.0～2s内，受推力F0作用，沿正方向做匀加速运动，2s末力为 −F0 ，与F0反向，加速度反向，因此物体沿正方向做减速运动，根据对称性可知，4s末速度减小到零，然后再向负方向做加速运动，6s末达到最大值，6～8s内，沿负方向做减速运动．因此前4s向正方向运动后4s向负方向运动。物体在 4s 末离出发点最远。故A错误，BD正确；
C.物体 2s∼4s 沿正方向做匀减速运动， 4s∼6s 沿负方向做匀加速运动，故物体在 2∼6s 内不是一直做反向匀加速直线运动，故C错误。
故选BD。
10.【答案】CD
【解析】【分析】
本题涉及三个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象，当几个物体的加速度相同时可以采用整体法研究，往往比较简捷。
【解答】
设A、B、C的重力分别为GA、GB、GC。
A.若GA=GBsinθ，B相对于C没有运动趋势，不受到C的摩擦力，故A错误；
BC.以B、C整体为研究对象，分析受力如图，
根据平衡条件得：地面对C的摩擦力f=Fcsθ=GAcsθ，方向水平向左，说明C有沿地面向右滑动的趋势，故B错误，C正确。
D.将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，则以B、C整体为研究对象得到，f=0，即水平面对C的摩擦力为零，故D正确。
故选CD。
11.【答案】(1)F′(2)B (3)不可以(4)D
【解析】解：(1)F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不重合；
(2)合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故B正确，ACD错误。
故选：B。
(3)在同一对比实验的两次操作中，作用效果要相同，所以O点位置不可以变动。
(4)对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，a弹簧拉力方向不变，b弹簧拉力方向和大小都改变
根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大，a的读数不断变小，故ABC错误，D正确。
故选：D。
故答案为：(1)F′(2)B (3)不可以(4)D
明确实验原理，了解实验误差的存在，知道该实验中“理论值”和“实验值”的区别；明确实验中采用的方法为等效替代法；点O受到三个力作用处于平衡状态，保持O点的位置，说明一个拉力大小和方向不变，a弹簧秤的拉伸方向不变，说明一个拉力方向不变，判断另一拉力变化情况，因此利用“图示法”可正确求解。
本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别。
12.【答案】 B 随着F的增大，不满足m远小于M的条件 没有平衡摩擦力或木板的倾角过小
【解析】(1)[1]A.平衡摩擦力时，小车在沿长木板方向只能受重力的分力和摩擦力的作用，所以不能将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误；
B.设平衡摩擦力时木板抬高的倾角为θ，在沿木板方向根据平衡条件有
Mgsinθ=μMgcsθ
解得
μ=tanθ
所以木板抬高的倾角θ与小车质量M无关，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C.由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车，
故C错误；
D.本实验中小车的加速度是通过纸带上的点间距根据逐差法求得，不能根据公式计算，故 D错误。
故选B。
(2)[2]对小车根据牛顿第二定律有
F=Ma
对盘及盘中的砝码同理有
mg−F=ma
解得
F=Mmgm+M
由上式可知只有当 m≪M 时 F 才近似等于 mg 。随着F的逐渐增大，m将逐渐不满足远小于M，使F的实际值逐渐小于mg，造成a−F图线向下弯曲。
[3]图线存在横截距，说明F达到一定值时小车才能具有加速度，可能是由于没有平衡摩擦力或木板的倾角过小(即平衡摩擦力不足)。
13.【答案】0.8s
【解析】以A为研究对象，水平方向受到水平向右的拉力F和水平向左的滑动摩擦力f，根据牛顿第二定律有
F−f=m1a1
又
f=μm1g
解得
a1=3m/s2
以B为研究对象，木板水平方向只受向右的摩擦力f，根据牛顿第二定律有
μm1g=m2a2
解得
a2=1m/s2
A从B的左端运动到右端，则有
xA−xB=L
即有
12a1t2−12a2t2=L
代入数据，解得
t=0.8s
14.【答案】(1)5m/s2；(2)15m；(3) 3+ 15s )
【解析】(1)对木箱受力分析，由牛顿第二定律得
F−mgsinθ−μmgcsθ=ma
解得力F作用下物体的加速度是
a=5m/s2
(2)由位移公式得2秒内物体沿斜面上滑的距离为
x1=12at2
解得
x1=10m
根据运动学公式
v=at
得2秒末物体运动的速度
v=10m/s
设物体2s后的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcsθ=ma′
解得
a′=10m/s2
方向沿斜面向下，物块沿斜面向上运动又发生的位移
x2=v22a′
解得
x2=5m
物块沿斜面向上运动的最大距离
x=x1+x2=15m
(3)设撤掉力后再经时间t′速度减为0，则有
t′=va=1s
因为
mgsinθ=3N>μmgcsθ=2N
所以物体减速到0后会反向向下运动，设加速度大小为a′′，由牛顿第二定律得
mgsinθ−μmgcsθ=ma′′
解得
a′′=2m/s2
滑到底端所用时间为 t′′ ，由位移公式得
x=12a′′t′′2
解得
t′′= 15s
物块沿斜面运动的时间是
t=3+ 15s
15.【答案】解：(1)物体受到重力、支持力和摩擦力，如图1所示，

根据平衡条件得，摩擦力大小为：
f1=mgsinθ=2×10×sin30°N=10N，方向沿斜面向上；
(2)由摩擦力的计算公式结合平衡条件得：mgsinθ=μmgcsθ
解得：μ= 33；
(3)若对物体施加一方向沿斜面向上、大小为F1的恒力，物体受力情况如图2所示；

由平衡条件得：F1=mgsinθ+μmgcsθ
解得：F1=20N。
答：(1)物体受到的摩擦力大小10N，方向沿斜面向上；
(2)物体与斜面间的动摩擦因数为 33；
(3)若对物体施加一方向沿斜面向上、大小为F1的恒力，物体恰好能沿斜面匀速向上运动，则F1的大小为20N。
【解析】(1)根据平衡条件求解摩擦力的大小和方向；
(2)根据平衡条件结合摩擦力的计算公式求解动摩擦因数；
(3)对物体根据平衡条件列方程求解拉力大小。
本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，作出受力的示意图，要培养良好的作图习惯，注意结合正交分解法列方程求解。