安徽省六安市三校2024-2025学年高一（上）期中考试物理试卷（含解析）

这是一份安徽省六安市三校2024-2025学年高一（上）期中考试物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛结束，武大靖领衔的中国队以2分37秒348的成绩夺得金牌!这也是中国代表团在本届冬奥会上夺得的首金。下列说法中正确的是( )
A. “2分37秒348”指的是时刻
B. 运动员在椭圆形比赛场地滑行一圈的过程中，路程为零
C. 运动员在滑行过程中，裁判在观察其动作时，可以将运动员视为质点
D. 武大靖冲过终点线时的速度为瞬时速度
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了时刻和时间间隔、路程、质点和瞬时速度。
时间间隔对应一段时间段；路程是运动路线的总长度；根据看成质点的条件解答；瞬时速度是某时刻的速度。
【解答】
A、2分37秒348是指运动的时间，对应一段时间段，是时间间隔，故A错误；
B、路程是运动路线的总长度，运动员在椭圆形比赛场地滑行一圈的过程中，路程不为零，故B错误；
C、运动员在滑行过程中，裁判在观察其动作时，不能忽略运动员的肢体动作，所以不能将运动员视为质点，故C错误；
D、瞬时速度是某时刻的速度，武大靖冲过终点线时的速度为为瞬时速度，故D正确。
2.下表是四种交通工具的速度改变情况，下列说法正确的是( )
A. ①的速度变化最大，加速度最大B. ②的速度变化最小，加速度最小
C. ③的速度变化最大，加速度最大D. ④的末速度最大，但加速度最小
【答案】D
【解析】解：由表格中数据可知，四种交通工具速度变化量分别为9m/s、3m/s、5m/s、20m/s，可知④的速度变化量最大，②的速度变化量最小．
根据加速度的定义式a=ΔvΔt知：
a1=94m/s2=2.25m/s2，
a2=33m/s2=1m/s2
a3=520m/s2=0.25m/s2，
a4=20100m/s2=0.2m/s2，可知④的加速度最小，但是④的末速度最大．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
根据初末速度比较速度的变化量，结合加速度的定义式比较加速度的大小．
解决本题的关键掌握加速度的定义式，知道加速度等于单位时间内的速度变化量，基础题．
3.固定光滑斜面足够长，一滑块以v0=9 m/s的初速度从斜面底端沿斜面向上滑行，已知滑块在第1 s内的位移是第3 s内位移的两倍，下列判断正确的是( )
A. 滑块的加速度大小为3 m/s2B. 滑块在第1 s内的位移为6 m
C. 滑块向上滑行的距离为20.25 mD. 滑块经过4.5 s时间回到出发点
【答案】C
【解析】【分析】
斜面光滑，故滑块上滑和下滑时加速度相同，根据匀变速直线运动规律求解，由v0=at，得滑块上滑时间t=4.5 s，故滑块经过9 s时间回到出发点。
【解答】
AB.由于斜面光滑，故滑块上滑和下滑时加速度相同，设滑块加速度大小为a，滑块第1 s末的速度为v1=v0−a×1 s，第3 s初的速度为v2=v0−a×2 s，第3 s末的速度为v3=v0−a×3 s，第1 s内的位移x1=v0+v12×1 s，第3 s内的位移x3=v2+v32×1 s，由于滑块在第1 s内的位移是第3 s内位移的两倍，即x1=2x3，解得a=2 m/s2，x1=8 m，A选项错，B选项错；
C.滑块向上滑行的距离为x=v022a=20.25m，C选项正确；
D.由v0=at，得滑块上滑时间t=4.5 s，故滑块经过9 s时间回到出发点，D选项错
故选C
4.甲、乙两车在平直公路上行驶，速度一时间图像如图所示，已知t2时刻两车相遇，下列说法正确的是( )
A. 0时刻甲车在乙车后面
B. t1时刻两车的加速度相等
C. 0∼t1时间内乙车的速度先增大后减小
D. 0∼t1时间内甲车的加速度等于乙车的平均加速度
【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查v−t图象，明确图象的物理意义是解决问题的关键。由v−t图象可知两车的速度变化情况；v−t图象中图线与时间轴围成的图形面积表示位移大小；v−t图象切线的斜率表示加速度；结合图象和加速度定义式a=ΔvΔt分析甲车的加速度与乙车的平均加速度关系，由此即可正确求解。
【解答】
A.由题意，t2时刻两车相遇，v−t图象中图线与时间轴围成的图形面积表示位移大小，由v−t图象可知，在0∼t2时间内甲车的位移小于乙车的位移，所以0时刻甲车在乙车前面，故A错误；
B.v−t图象切线的斜率表示加速度，由v−t图象可知，t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度，故B错误；
C.由v−t图象可知，0∼t1时间内乙车的速度一直增大，故C错误；
D.结合v−t图象，由加速度定义式a=ΔvΔt，可知0∼t1时间内甲车的加速度等于乙车的平均加速度，故D正确。
5.将一轻质弹簧竖直放置在水平面上，上端放一重为G的砝码，平衡时长度为l1；现将该弹簧上端固定，下面挂一重为G的砝码，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )
A. 2Gl2−l1B. 2Gl2+l1C. Gl2+l1D. Gl2−l1
【答案】A
【解析】解：
设弹簧原长为l0，根据胡克定律F=kx，可得：
G=k(l0−l1)
G=k(l2−l0)
联立方程组可以解得：k=2Gl2−l1，
故A正确，BCD错误。
首先知道重为G的物块放在弹簧的上端，弹簧的压力为G，根据弹簧受力F的作用时的弹簧的长度，分别由胡克定律列出方程联立求解即可．
本题考查胡克定律的计算，在利用胡克定律F=kx计算时，一定要注意式中x为弹簧的形变量，不是弹簧的长度，这是同学容易出错的地方．
6.在中学秋季田径运动会上，小明同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军．如图所示为该同学奔跑途中的两个瞬间，用f1、f2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于f1、f2的方向，以下说法正确的是( )
A. f1向后，f2向后B. f1向前，f2向前C. f1向前，f2向后D. f1向后，f2向前
【答案】C
【解析】【分析】
运动员在奔跑时，后脚用力蹬，则人会向前运动，此时地面给它有个向前摩擦力．而前脚向前跨着地时，正是由于地面对它有个向后的摩擦力，才使前脚不会向前滑动。
不论前脚还是后脚，地面给它们的摩擦力均是静摩擦力，由于后脚受到的静摩擦力方向向前，前脚受到的静摩擦力的方向向后，且后脚的力大于前脚，所以运动员向前运动。
【解答】
当该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，使运动员能向前运动。而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动。所以前脚受到地面的向后静摩擦力。
故选：C。
7.汽车在0时刻以某一初速度开始做匀加速直线运动，已知第3s内的位移为5.5m，第6s末到第8s末之间的位移为20m则下列说法正确的是
A. 汽车的加速度大小为0.5m/s2B. 汽车的初速度大小为3m/s
C. 汽车前5s内的平均速度大小为5m/sD. 汽车前2s的位移大小为4.8m
【答案】B
【解析】【分析】
在匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻速度，求出两个时间段内的平均速度即可得出两个时刻的速度，进而得出加速度，进而根据位移公式和速度公式求解即可。
本题主要考查匀变速直线运动的规律，解决本题的关键掌握平均速度等于中间时刻速度，结合位移公式和速度公式能灵活运用。
【解答】
A.在匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于这段时间中点的速度，则由题中数据可知，v2.5s=5.51m/s=5.5m/s，v7s=202m/s=10m/s，则加速度a=ΔvΔt=v7.5s−v2.5s7.0−2.5m/s2=1m/s2，故A错误；
B.从开始到2.5s过程中，则由v2.5s=v0+a×2.5s，可得初速度v0=3m/s，故B正确；
C.第5s末的速度为v5s=v0+a×5s=3+1×5m/s=8m/s，则前5s的平均速度v=v0+v5s2=3+82m/s=5.5m/s，故C错误；
D.汽车前2s的位移大小x=12at2+v0t=12×1×22+3×2m=8m，故D错误。
故选B。
8.如图所示，木块A、B质量分别为4kg和6kg，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始状态A、B间的轻弹簧被压缩了5cm，作用在A上的水平推力为8N，木块A、B静止不动。已知弹簧的劲度系数为400N/m，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 木块A所受摩擦力大小为16N，方向向右
B. 木块B所受摩擦力大小为24N，方向向左
C. 撤去推力F瞬间，木块A所受摩擦力大小是12N，方向向右
D. 撤去推力F瞬间，木块B所受摩擦力大小是20N，方向向左
【答案】D
【解析】A、B与地面间的最大静摩擦力分别为：fmA=μGA=0.4×40N=16N，fmB=μGB=0.4×60N=24N，根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为F弹=kx=400×0.05N=20N，撤去F前，F−kx=−12N=fA，A受摩擦力方向向右，大小为12N，A错误;
fB=kx=20N，方向水平向左，B错误;
撤去F后瞬间，由于A受的弹力大于最大静摩擦力，A发生滑动，A与地面的摩擦为滑动摩擦力，fA=μGA=0.4×40N=16N，方向水平向右，C错误;
撤去推力F后瞬间，木块B所受弹力仍为20N，B仍静止，fB=kx=20N，方向水平向左，D正确。
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图是“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片.为不损伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在望远镜球面上缓慢移动时(未在底部)，氦气球对其有大小为56mg、方向竖直向上的拉力作用，使其有“人类在月球上行走”的感觉，若将人视为质点，对工作人员分析正确的是( )
A. 受到的重力大小为mgB. 受到的合力大小为16mg
C. 对球面的压力大小为16mgD. 对球面的作用力大小为16mg
【答案】AD
【解析】【分析】
根据G=mg求工作人员受到的重力；缓慢行走，处于平衡状态，合力为0；工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于16mg；根据平衡条件和牛顿第三定律求得对球面的作用力大小。
本题以“中国天眼”500m口径球面射电望远镜维护时的照片为背景材料，考查了受力分析、平衡条件及牛顿第三定律的应用，体现了新高考倡导的物理来源于生活，要求学生能够用所学的物理知识去解释生活中的一些物理现象，有助于培养学生热爱科学，为科学而努力的拼搏精神。
【解答】
A、工作人员的质量为m，则工作人员受到的重力为：G=mg，故A正确；
B、工作人员在球面上缓慢行走，处于平衡状态，合力为0，故B错误；
C、工作人员站在的球面位置不水平，对球面的压力不等于16mg，故C错误；
D、球面对工作人员的作用力为F，由平衡条件得：56mg+F=mg，解得：F=16mg，根据牛顿第三定律可得，工作人员对球面的作用力大小为F′=F=16mg，故D正确。
故选AD。
10.如图，一粗糙斜面体始终保持静止在地面上，斜面体顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成。已知M始终保持静止，则在此过程中
A. 地面对斜面体的摩擦力始终向右
B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. M所受斜面的摩擦力大小一定先减小后增加
【答案】AB
【解析】【分析】
由于M、N在水平拉力作用下，整体保持静止状态，那么所受的合力为零。又由于重力恒定，水平拉力方向不变，可用三角形方法解决此类动态平衡问题。最后结合M所受力的情况进行解答即可。
本题考查了动态的平衡问题，解题的关键是使用三角形方法解题；其次，在分析M的受力时，注意摩擦力的方向问题。
【解答】
AB.根据M、N均保持平衡状态，进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，如下图所示：
在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，以整体为研究对象，根据水平方向受力平衡可知，地面对斜面的摩擦力等于拉力F的大小，所以地面对斜面体的摩擦力始终向右，故AB正确；
CD.设M的质量为m，对于M的受力，开始时可能是绳子拉力T=mgsinθ−f，当T不断增大的时候，f减少；当T>mgsinθ时，随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；也可能是T=mgsinθ+f，当T不断增大的时候，摩擦力f增大；故CD错误。
故选：AB。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某兴趣小组使用如图(a)所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需__________。
A.秒表 B.天平及砝码 C.8 V交流电源 D.220 V交流电源
(2)实验中，下列操作正确的是__________。
A.安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内，并使两个限位孔处于同一竖直线上
B.释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，并使重物远离打点计时器
C.为保证打下第一个点时纸带的速度为零，实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图(b)所示，A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，则打下点D点时重物的速度大小为__________m/s，重物下落的加速度大小为__________m/s2。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) C；
(2)A；
(3)1.5； 9.6(9.5∽9.8)
【解析】(1)根据用打点计时器测重力加速度的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材；
(2)本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题；
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车运动的加速度。
本题考查测当地的重力加速度，要注意明确实验原理，同时掌握求解加速度的方法，注意作差法求解加速度的内容。在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，要注意单位的换算．
【解答】
(1)电磁打点计时器需接4−8V交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．打点计时器记录时间，故不需要秒表，故ABD错误，C正确．
故选：C．
(2)A、为了减小阻力，安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内，并使两个限位孔处于同一竖直线上，故A正确；
B、释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，并使重物靠近打点计时器，故B错误；
C、释放纸带的同时接通电源，不好操作，也没有必要；为了有效使用纸带，在使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误的．
故选 A。
(3)打D点时的速度大小等于C、E两点间平均速度，即
vD=xCE2T=10.32−4.392×0.02×10−2m/s≈1.5m/s
根据逐差法可得自由落体加速度大小为
a=xCE−xAC4T2=10.32−4.39−4.394×0.022×10−2m/s2≈9.6m/s2。
故答案为：1.5； 9.6(9.5∽9.8)
12.如图，完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容．
(1)如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套．
(2)如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及 。
(3)如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条， 并记下此时弹簧测力计的示数F =______N和细绳的方向。
(4)如图丁所示，已按一定比例作出了F1、F2和F的图示，请用作图法作出F1和F2的合力F′。
(5)F′与F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由F1引起，则原因可能是F1的大小比真实值偏 (填“大”或“小”)。
【答案】(2)两根细绳的方向；(3)把绳与橡皮条的结点拉到O点；3.00 ；
(4)如图所示
(5)大。
【解析】【分析】
本实验是要验证力的平行四边形定则，采用的是“等效替代”的思想，应将由平行四边形定则作图得出的合力，与真实的合力进行比较，从而去判断平行四边形定则得出的结果是否正确，要作出力的图示，需要测量力的大小和方向；由平行四边形定则作出F1与F2的合力F′，与F进行比较，分析F1的大小与真实值的关系。
在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，要理解实验原理，掌握实验方法。
【解答】
(2)如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时测力计的示数F1和F2及两根细绳的方向；
(3)如图丙所示，弹簧测力计的最小分度是0.1N，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时测力计的示数F=3.00 N和细绳的方向；
(4)根据F1和F2的大小和方向做平行四边形如下图所示：
(5)合力F′与F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由F1引起，则原因是F1的大小比真实值偏大。
故答案为：(2)两根细绳的方向；(3)把绳与橡皮条的结点拉到O点；3.00 ；(4)如图所示
(5)大。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面224m悬停时，运动员离开飞机先作自由落体运动，运动一段时间后，立即打开降落伞，展伞后运动员以12.5m/s2的加速度匀减速下降．为了运动员的安全，要求运动员落地速度为5m/s，g=10m/s2.求：
(1)运动员刚展伞时的速度大小；
(2)运动员刚展伞时离地面的高度；
(3)运动员离开飞机后在空中下落的总时间．
【答案】解：(1)设展伞高度为h，速度为v0，落地速度v=5m/s，h0=224m，a=−12.5m/s2
有：v022g+v2−v022a=224m，
代入数据解得：v0=50m/s，
(2)运动员刚展伞时离地面的高度为：h=v2−v022a=25−2500−25m=99m．
(3)自由落体时间为：t1=v0g=5010s=5s
展伞后匀减速运动，展伞后运动的时间为：t2=v−v0a=5−50−12.5s=3.6s
因此运动员在空中的总时间为：t=t1+t2=8.6s
答：(1)运动员刚展伞时的速度大小为50m/s；
(2)运动员刚展伞时离地面的高度为99m；
(3)运动员离开飞机后在空中下落的总时间为8.6s．
【解析】(1、2)根据速度位移公式，抓住总位移等于224m求出运动员刚展开伞时的速度大小，结合速度位移公式求出展开伞时距离地面的高度．
(3)根据速度时间公式求出总时间．
解决本题的关键理清运动员在整个过程中的运动规律，抓住位移关系，结合运动学公式求出自由落体运动的末速度是关键．
14.如图所示，质量为m=0.8kg的木块用绳子系着悬挂在轻绳AP和轻绳BP的结点P上并处于静止状态，AP与竖直方向的夹角为37°，BP沿水平方向。质量为M=20kg的铁块与BP相连，静止于倾角为37°的固定斜面上(sin37°=0.6,cs37°=0.8)，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)轻绳BP对P点的拉力大小；
(2)铁块M所受斜面的摩擦力和支持力大小；
(3)若铁块M与斜面间的动摩擦因数μ=0.9，要想保证整个装置处于静止状态(近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，木块m的质量不能超过多少。(11.34≈0.75)
【答案】解：(1)根据受力情况，画出结点P和铁块M的受力分析图如图所示：
如图甲所示分析P点受力，由平衡条件可得：
FA cs37°=mg
FAsin37°=T
可解得轻绳PB拉力T=6 N；
(2)再分析M的受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件可得：
f=Mgsin37°+FB′cs37°
FN+FB′sin37°=Mg cs37°
其中FB′=T
可求得：f=124.8 N，FN=156.4 N；
(3)对P点根据平衡条件可得：T′=mgtan37°
对M可得：
Mgsin37°+T′cs37°=μN
N=Mg cs37°−T′sin37°
解得：m≈2.4kg。
所以木块m的质量不能超过2.4kg。
答：(1)轻绳BP对P点的拉力大小为6T；
(2)铁块M所受斜面的摩擦力和支持力大小分别为124.8 N、156.4 N；
(3)木块m的质量不能超过2.4kg。
【解析】(1)根据受力情况，由平衡条件列方程求解；
(2)再分析M的受力情况，由物体的平衡条件列方程求解；
(3)对P点根据平衡条件求解绳子拉力与m的关系，再对M进行受力分析，根据平衡条件求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
15.货车A正在公路上以20m/s的速度匀速行驶，因疲劳驾驶，司机注意力不集中，当司机发现正前方有一辆静止的轿车B时，两车距离仅有75m。
(1)若此时B车立即以2m/s2的加速度启动，通过计算判断：如果A车司机没有刹车，是否会撞上B车；若不相撞，求两车相距最近时的距离；若相撞，求出从A车发现B车开始到撞上B车的时间。
(2)若A车司机发现B车，立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动，加速度大小为2 m/s2(两车均视为质点)，为避免碰撞，在A车刹车的同时，B车立即做匀加速直线运动(不计反应时间)，问：B车加速度至少多大才能避免相撞。(这段公路很窄，无法靠边让道)
【答案】解：(1)当两车速度相等时，设经过的时间为t，则：vA=vB
对B车vB=at
联立可得：t=10s
A车的位移为：xA=vAt=200m
B车的位移为：xB=12at2=100m
因为xB+x0=175m