安徽省合肥市六校聯(lián)盟2022-2023學年高一物理上學期期末考試試卷含解析

一、選擇題（本大題共12小題，每小題4分，共48分。其中1-8為單選題，9-12天多選題，請把正確答案涂在答題卡上。）1.科學家研究物體運動對人們樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法中不符合歷史事實的是（）A.亞里士多德在研究“落體運動”、“運動與力的關(guān)系”等問題中所犯的錯誤告訴我們，在科學研究中單純依靠“觀察”和“經(jīng)驗”往往是不可靠的B.在對自由落體運動的研究中，伽利略利用斜面實驗來沖淡重力影響（增加運動時間），使運動時間更容易測量，最后通過邏輯推理得到自由落體的運動規(guī)律C.伽利略理想斜面實驗的結(jié)論是完全基于實驗事實得出的D.牛頓在伽利略和笛卡爾等人工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)出物體受到的外力總是迫使其改變運動狀態(tài)，而不是維持其運動狀態(tài)【答案】C【解析】【詳解】伽利略通過對自由落體運動的研究，開創(chuàng)了把實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學研究方法和科學思維方式；伽利略最早指出力不是維持物體運動的原因。牛頓提建立了“牛頓三大運動定律”，奠定了經(jīng)典物理學的基礎(chǔ)?！窘獯稹緼．亞里士多德在研究“落體運動”、“運動與力的關(guān)系”等問題中所犯的錯誤告訴我們，在科學研究中單純依靠“觀察”和“經(jīng)驗”往往是不可靠的。故A正確不符合題意；B．伽利略通過邏輯推理證明亞里士多德理論內(nèi)部存在矛盾，運用數(shù)學演算，開創(chuàng)了把實驗和邏輯推理相結(jié)合的科學研究方法和科學思維方式。利用斜面實驗來沖淡重力影響（增加運動時間），使運動時間更容易測量，最后通過邏輯推理得到自由落體的運動規(guī)律，故B正確不符合題意；C．伽利略理想斜面實驗的結(jié)論是在基于實驗事實基礎(chǔ)上經(jīng)過科學的推理得出的，故C錯誤符合題意；D．牛頓在伽利略和笛卡爾等人工作的基礎(chǔ)上，通過自己的努力總結(jié)出物體受到的外力總是迫使其改變運動狀態(tài)，故D正確不符合題意。故選C?！军c評】本題屬于記憶知識，要了解、熟悉物理學史，關(guān)鍵在于平時注意積累和記憶，不可忽視，不然很容易出錯。對于物理學上常用的科學研究方法：等效替代法、理想化模型法、比值定義法等等要理解并掌握，并進行歸納總結(jié)，對學習物理量的意義有很大的幫助。2.9月22日，合杭高鐵全線通車，大幅縮短了沿線各市通行時間。合肥到杭州正線全長305km，18時54分從合肥出發(fā)，21時16分到達杭州，最高時速可達350km/h。下列說法正確的是（）A.全長305km指的是位移大小B.18時54分、21時16分指的是時間C.通過已知信息可以計算列車從合肥到杭州的平均速率D.350km/h指的是平均速度大小【答案】C【解析】【詳解】A．全長305km指的是實際路徑長度，是路程，故A錯誤；B．18時54分是出發(fā)時刻，21時16分是到達時刻，故B錯誤；C．根據(jù)平均速率表達式知道列車從合肥到杭州的路程和所用時間，可以計算列車從合肥到杭州的平均速率，故C正確；D．350km/h指的是瞬時速度的大小，故D錯誤。故選C。3.如圖所示為甲、乙兩物體運動的位移-時間圖像，在內(nèi)，下列說法正確的是（）A.甲沿曲線運動，乙沿直線運動 B.兩物體運動路程均為30mC.乙物體運動位移大小為450m D.兩物體的平均速度大小均為1m/s【答案】D【解析】【詳解】A．圖像只能表示直線運動，故甲、乙均做直線運動，A錯誤；B．甲先向正方向運動位移大于30m后，再反方向運動，回到位移30m處，則甲的路程大于30m；乙一直向前做勻速直線運動，則乙的路程為30m，B錯誤；CD．根據(jù)圖像可知甲和乙的位移相等，為30m，時間為30s，則平均速度為C錯誤，D正確。故選D。4.某物理小組準備制作一把“人的反應時間測量尺”。如圖所示，甲用兩個手指輕輕捏住某材料制成的直桿頂端，讓直桿自然下垂，但未碰直桿，乙準備用手指夾住下落的直桿。甲突然松手，乙看到直桿下落后快速用手指夾住直桿。根據(jù)手指夾住直桿的位置，計算反應時間。將直桿的相應位置標注為時間刻度（）A.直桿上A點處應標注的反應時間為0.2sB.直桿上標注的時間刻度均勻分布C.直桿材料對測量精確度沒有影響D.該實驗測的是甲同學的反應時間【答案】A【解析】【詳解】AD．A點對應刻度為20cm，直桿下落的高度為根據(jù)可得該實驗測的是乙同學的反應時間，不是甲同學的，故A正確，D錯誤；BC．由可知與不是線性關(guān)系，則直桿上標注的時間刻度不是均勻分布；直桿的材料對測量精確度有影響，因為材質(zhì)光滑時不易捏住直桿，測量的h不準，故BC錯誤。故選A。5.如圖所示，將一個足球用三個立柱（可視為質(zhì)點）支起，小立柱成正三角形放在水平地面上，立柱與足球球心的連線與豎直方向的夾角均為30°，已知足球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計足球與立柱間的摩擦，則每個立柱受到足球的壓力為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】對足球受力分析如下，每個立柱對足球的支持力N都是斜向上，與豎直方向夾30°將三個N都正交分解到水平方向和豎直方向，由共點力平衡條件有解得由牛頓第三定律可知，每個立柱受到足球的壓力大小為，方向：與豎直方向夾30°斜向下，故ABD錯誤，C正確。故選C。6.小李同學在地鐵車廂的豎直立柱上，用細線懸掛一只筆。列車在平直軌道上運行的某一時間段內(nèi)，細線偏離了豎直方向。他用手機拍攝了當時的照片，拍攝方向跟列車前進方向垂直。細線與豎直立柱之間夾角的正切值為0.1，不考慮空氣對筆的作用，以下判斷正確的是（）A.列車的加速度大小為1m/s2B.列車一定正在加速C.筆的質(zhì)量大小對測量加速度會產(chǎn)生較大影響D.拍攝時小李單手持手機，他對手機的作用力方向與列車的加速度方向相同【答案】A【解析】【詳解】ABC．當筆處于穩(wěn)定時，對筆受力分析，如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可得解得列車的加速度方向向左，列車可能向左加速運動或者向右減速運動；在求解加速度的過程中筆的質(zhì)量被約掉了，所以筆的質(zhì)量大小對測量加速度沒有影響，故A正確，BC錯誤；D．對手機受力分析可知，手機的重力與手對手機的作用力的合力方向與列車的加速度方向相同，故D錯誤。故選A。7.如圖所示，在向右做加速度為的勻加速直線運動的車廂內(nèi)，小球與車廂相對靜止，輕繩a斜向上，輕質(zhì)彈簧b水平。某一時刻，輕繩a突然斷裂（重力加速度為g），斷裂瞬間小球的加速度大小為（）A.g B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】a斷裂前，對小球受力分析，如圖所示則有聯(lián)立解得輕質(zhì)彈簧b的彈力為當a突然斷裂時，彈簧彈力保持不變，則小球受到的合力大小為小球的加速度大小為故選B。8.我國高鐵運行又快又穩(wěn)，圖為高鐵車廂兩側(cè)的行李架，行李架可近似看作水平，已知行李的質(zhì)量為，行李箱與行李架之間的動摩擦因數(shù)為。高鐵在平直軌道上行駛時制動減速，加速度大小為a，重力加速度為，下列判斷正確的是（）A.若，行李箱將相對于車廂運動B.若，行李箱所受摩擦力大小為C.若，行李箱所受摩擦力大小為D.若，行李箱所受摩擦力方向與高鐵運動方向相同【答案】A【解析】【詳解】行李箱與行李架之間動摩擦因數(shù)為，行李箱可獲得的最大加速度為AB．若，則行李箱相對于車廂發(fā)生滑動，行李箱受到滑動摩擦力作用，大小為故A正確，B錯誤；CD．若，則行李箱與車廂相對靜止，行李箱受到靜摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可知，摩擦力大小為摩擦力方向與加速度方向相同，由于高鐵在平直軌道上行駛時制動減速，則加速度方向與運動方向相反，行李箱所受摩擦力方向與高鐵運動方向相反，故CD錯誤。故選A。9.引體向上是高中學生體質(zhì)健康標準的測試項目之一、如圖甲所示，質(zhì)量為m=55kg的某同學，雙手抓住單杠做引體向上，在豎直向上運動過程中，其重心的速率隨時間變化的圖像如圖乙所示，g取，由圖像可知（）A.t=0.4s時，他正處于失重狀態(tài)B.t=0.5s時，他的加速度約為C.t=1.1s時，他受到單杠的作用力的大小為550ND.t=1.5s時，他正處于超重狀態(tài)【答案】BC【解析】【詳解】A．t=0.4s時他向上加速運動，加速度方向向上，他處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．根據(jù)速度-時間圖線的斜率表示加速度可知，t=0.5s時，他的加速度故B正確；C．t=1.1s時他的速度達到最大值，v-t圖線的斜率為零，表示加速度為0，他受到的單杠的作用力剛好等于重力，即故C正確；D．t=1.5s時他向上做減速運動，加速度方向向下，他處于失重狀態(tài)，故D錯誤。故選BC。10.近三年新冠疫情一直困擾著全世界，出門戴口罩成了很多人的習慣。學完胡克定律后，小明對口罩兩邊的彈性輕繩展開研究。小明將彈性繩拆下，懸掛一支鋼筆時，彈性繩的長度為30cm，如圖所示。懸掛兩支相同的鋼筆時，彈性繩的長度為40cm，懸掛一支圓規(guī)時，彈性繩的長度為35cm。若彈性繩滿足胡克定律，且彈性繩始終在彈性限度內(nèi)（）A.彈性繩的原長為20cmB.彈性繩的勁度系數(shù)為30N/mC.一支圓規(guī)的重力是一支鋼筆重力的1.5倍D.將一支鋼筆和一支圓規(guī)一起掛在彈性繩下端時，彈性繩長45cm【答案】ACD【解析】【詳解】分別對兩種情況列胡克定律公式，聯(lián)立求解彈性繩原長和圓軌與鋼筆的重力關(guān)系；彈性繩下端掛一支鋼筆和一支圓規(guī)時，列胡克定律公式求解此時繩子長度?！窘獯稹緼BC．設彈性繩原長為L0，彈性系數(shù)為k，鋼筆重力為G1，圓軌的重力為G2，由胡克定律可知G1=k（30﹣L0）×10﹣22G1=k（40﹣L0）×10﹣2G2=k（35﹣L0）×10﹣2聯(lián)立解得L0=20cm，G2=1.5G1但無法計算k，故AC正確，B錯誤；D．將一支鋼筆和一支圓規(guī)一起掛在彈性繩下端時G2+G1=k（x﹣L0）解得x=45cm故D正確。故選ACD。【點評】本題考查胡克定律的基本應用，關(guān)鍵要知道公式F=kx中，x是彈簧伸長的長度或縮短的長度，不是彈簧的長度，其中長度的單位應該是米，要注意單位換算。11.如圖所示，某健身愛好者手拉著輕繩，在粗糙的水平地面上緩慢地移動，保持繩OB一直處于水平方向，在O點懸掛重物C，則（）A.若健身者緩慢向右移動，繩OA的拉力變大B.若健身者緩慢向左移動，繩OB的拉力變小C.若健身者緩慢向右移動，繩OA、OB拉力的合力變大D.若健身者緩慢向左移動，健身者與地面間的摩擦力變小【答案】ABD【解析】【詳解】對結(jié)點O進行分析，根據(jù)平衡條件可得可得，AC．當健身者緩慢向右移動時，變大，則、均變大，繩OA、OB拉力的合力一定等于重物C的重力mg，保持不變，故A正確，C錯誤；BD．當健身者緩慢向左移動時，變小，則、均變小，因為健身者所受到摩擦力與OB繩拉力相等，則健身者與地面間的摩擦力變小，故BD正確。故選ABD。12.如圖所示，一質(zhì)量為M、傾角為30°的斜劈B放在水平地面上。質(zhì)量為m的木塊A在斜劈上由靜止釋放，沿斜劈向下做加速度為的勻加速運動，斜劈保持靜止，重力加速度為g，則（）A.木塊與斜劈之間的動摩擦因數(shù)為B.地面對斜劈的支持力等于C.地面對斜劈的摩擦力水平向右，大小為D.地面對斜劈無摩擦力作用【答案】AC【解析】【詳解】A．以木塊A為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得解得故A正確；B．以A、B為系統(tǒng)，由于A物體沿斜面加速下滑，A有豎直向下的分加速度，則系統(tǒng)處于失重狀態(tài)，地面對斜劈的支持力小于，故B錯誤；CD．以A、B為系統(tǒng)，由于木塊A的加速度沿斜面向下，則水平向右的加速度為根據(jù)質(zhì)點組牛頓第二定律可得可知地面對斜劈的摩擦力水平向右，大小為，故C正確，D錯誤。故選AC。二、實驗題（本大題共2小題，共18分）13.某同學做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗情形如圖甲所示，圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。（1）本實驗的主要步驟是：A．水平桌面上放一塊方木板，上面鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；B．將橡皮條的一端用圖釘固定在板上的A點，另一端拴兩條細繩，細繩的另一端系著繩套B和C；C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套B、C，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點處于某一位置O點。記錄下O點的位置和兩個彈簧測力計的示數(shù)；D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1、F2的圖示，并利用平行四邊形定則作出合力F；E．只用一個彈簧測力計，通過繩套拉橡皮條，仍使結(jié)點處于O點，并記下細繩的方向，按同一標度作出的圖示，看它們是否相同，得出結(jié)論。上述步驟中存在重要遺漏的步驟是______（填序號），應補充______。（2）本實驗采用的科學方法是______。A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．物理模型法（3）如果操作沒有失誤，圖乙中的F與兩力中，方向一定沿AO方向的是______。（4）下列操作有利于減小實驗誤差的是______（填字母代號）。A．實驗前將兩彈簧測力計校零后水平互鉤對拉，選擇兩個讀數(shù)相同的彈簧測力計B．用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)之差應盡可能大C．彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行D．拴在橡皮條上的兩條細繩必須等長，并且要盡量長一些【答案】①.C②.記下兩條細繩的方向③.B④.F′⑤.AC##CA【解析】【詳解】（1）（2）（3）本實驗的原理是，采用力的圖示法和等效替代的思想；兩個分力與合力的作用效果相同；經(jīng)平行四邊形作出的合力理論值不一定沿AO方向，而合力的實驗值由實驗直接測得，故一定沿AO方向；（4）根據(jù)實驗原理分析解答?！窘獯稹浚?）[1][2]本實驗的原理是，采用力的圖示法和等效替代的思想，則需要記錄力的大小和方向。所以上述步驟中存在重要遺漏的步驟是C。遺漏了記下兩條細繩的方向。（2）[3]根據(jù)實驗原理可知，兩個分力與合力的作用效果相同即采用了等效替代法。故選B。（3）[4]經(jīng)平行四邊形作出的合力理論值不一定沿AO方向，而合力的實驗值F′由實驗直接測得一定沿AO方向。（4）[5]A．實驗前將兩彈簧測力計調(diào)零后水平互鉤對拉，選擇的彈簧測力計讀數(shù)相同的，更為準確，故A正確；B．用兩彈簧測力計同時拉橡皮條時，兩彈簧測力計的示數(shù)適當即可，不需差值盡可能大，太大會導致誤差較大，故B錯誤；C．彈簧測力計、細繩、橡皮條都應與木板平行，可以減小實驗誤差，故C正確；D．拴在橡皮條上的兩條細繩不需要等長，長度長一些可以減小確定力方向誤差，故D錯誤。故選AC?！军c評】這個實驗的原理是：記錄的是兩個分力的大小和方向，以及實際合力的大小和方向，利用平行四邊形畫出合力的理論值再和實際的合力進行比較。因此明確實驗原理是解答問題的關(guān)鍵。14.某同學用圖甲所示裝置做“探究物體的加速度與力的關(guān)系”的實驗。實驗時保持小車質(zhì)量不變，用打點計時器測小車運動的加速度，用鉤碼重力表示小車受到的拉力。（1）實驗時先不掛鉤碼，反復調(diào)整墊塊的位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是______。（2）圖乙為實驗中打出的一條紙帶的一部分（交流電源的頻率為50Hz），從比較清晰的點跡起，在紙帶上標出了五個連續(xù)的計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未標出。由圖乙可知：A、B兩點的距離是______cm，此次實驗中小車的加速度大小為______m/s2（該空結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）實驗時，改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測量小車在不同外力作用下的加速度。根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)作出圖丙所示的a﹣F圖像，圖像不經(jīng)過坐標原點O的原因是______，曲線上部彎曲的原因是______?！敬鸢浮竣?平衡摩擦力②.1.20③.0.75④.平衡摩擦力過度⑤.不再滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量【解析】【詳解】（1）[1]實驗時先不掛鉤碼，反復調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運動，這樣做的目的是平衡摩擦力。（2）[2]刻度尺的分度值為0.1cm，根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可知A、B兩點間的距離為1.20cm。[3]根據(jù)逐差法可知加速度為（3）[4]圖線不通過坐標原點O，力F為零時，加速度存在，說明平衡摩擦力過度。[5]曲線上部彎曲的原因是隨著力F的增大，即鉤碼質(zhì)量的增大，不再滿足鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。三、計算題（本大題共3小題，15題10分，16題12分，17題12分，共34分）15.6月14日起，“合六銅宜”四市開展聯(lián)動治超專項行動。某次執(zhí)勤中，一輛警車甲停在路邊，貨車乙以8m/s的速度從警車身邊經(jīng)過時，警車上警察發(fā)現(xiàn)貨車乙可能超載，立刻以1m/s2的加速度由靜止啟動（不計啟動時間），求：（1）經(jīng)多長時間兩車相距最遠？（2）兩車相距最遠的距離是多少？（3）經(jīng)多長時間甲車追上乙車？【答案】（1）8s；（2）32m；（3）16s【解析】【詳解】（1）（2）兩車的速度相等距離最大，由此求解時間，再根據(jù)位移關(guān)系求解最大距離；（3）貨車勻速運動，警車勻加速直線運動，當二者的位移相等時恰好追上，根據(jù)位移—時間關(guān)系列方程求解。解答】（1）甲車從靜止加速，乙車勻速行駛，即v2<v1兩車間距離越來越大，隨著時間的推移v2=v1之后，甲車速度大于乙車速度v2>v1兩車間距離越來越小，因此，當v2=v1時，兩車間距離最大at2=v1代入數(shù)據(jù)解得t1=8s故經(jīng)過8s兩車相距最遠。（2）最遠距離為（3）甲乙兩車同時從同一地點出發(fā)，向同一方向運動，二者位移相同時相遇，設乙車位移s1，甲車位移s2則s1=s2即代入數(shù)據(jù)解得t=16s【點評】該問題為運動學中的追及問題，關(guān)鍵要研究兩個物體之間的關(guān)系，抓住相遇時位移相等求出運動時間，知道兩車速度相等時，兩車間距最大。16.滑板是一種深受青少年喜愛的運動，已被列入奧運會永久項目。在12月的街式滑板聯(lián)賽女子決賽中，中國小將曾文蕙獲得第六名。某次訓練中，初速度，斜面傾角，滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)為，已知，，。求：（1）運動員沿斜面上滑時的加速度大小；（2）運動員沿斜面上滑的最大距離x；（3）運動員從最低點出發(fā)到再次回到最低點運動的總時間t（結(jié)果可