2022-2023安徽省当涂重点中学高一（上）期末考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年安徽省当涂重点中学高一（上）期末考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列表述正确的是( )
A. 评委为体操运动员刘璇的跳马动作评分，可将刘璇看做质点
B.
C. 物体的加速度大小逐渐减小，速度大小一定逐渐减小
D. 物体做曲线运动时，其所受的合力一定是恒定不变的
2. 电动平衡车是时下热门的一种代步工具。如图所示，人站在电动平衡车上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 平衡车减速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的作用力大小
B. 平衡车匀速行驶时，人受到的重力和平衡车对人的作用力是一对相互作用力
C. 平衡车减速行驶时，车对人的作用力大小小于人受到的重力大小
D. 平衡车加速行驶时，人只受重力和支持力
3. 为研究自由落体运动规律，一位同学从当涂一中迎曦楼五楼同一位置先后无初速释放两块小石子，不计空气作用力。两块小石子均在空中运动时，则它俩之间的( )
A. 距离保持不变 B. 距离越来越大 C. 速度之差越来越小 D. 速度之差越来越大
4. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，物体在这段时间内的平均速度小于
B. 乙图中，物体的加速度为
C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中，时物体的速度为
5. 如图所示，在粗糙的水平面上静止放置一滑块，时刻在滑块上施加一水平向右的外力，外力大小随时间变化规律如图所示，滑块的加速度随时间的变化规律如图所示，已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于静摩擦力，重力加速度取。则下列说法正确的。( )
A. 滑块的质量为 B. 时间内，摩擦力大小为
C. 物体在末的速度 D. 物体做匀加速直线运动
6. 如图所示，质量为的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 人对长木板的压力大小为 B. 长木板对地面的压力等于
C. 箱子受到的摩擦力的方向水平向右 D. 地面对长木板的摩擦力的方向水平向左
7. 一次军事演习中，特战兵实施空降，飞机悬停在高空某处后，特战兵从机舱中跳下，设特战兵沿竖直方向向下运动，其速度时间图线如图所示，当速度减为零时特战兵恰好落到地面：已知特战兵的质量为，降落伞用根对称的绳悬挂特战兵，每根绳与中轴线的夹角均为，如图所示。不计特战兵所受的空气阻力，重力加速度取，，则( )
A. 前特战兵处于超重状态
B. 特战兵刚跳下时离地面的高度为
C. 在末时每根绳对特战兵的拉力大小为
D. 在到时间内每根绳对特战兵的拉力大小为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 如图所示，在水平地面上固定着一个倾角为的粗糙斜面，可视为质点的物块、与斜面动摩擦因数均为，物块、分别在斜面的底端和顶端。现同时给物块、一个大小均为的初速度沿斜面做相向运动，两物块相遇时，物块的速度恰好为零。已知重力加速度为，则两物块从两端到相遇过程中，下列说法正确的是( )
A. 物块的加速度大小为 B. 物块的加速度大小为
C. 物块运动的位移大小为 D. 斜面长度为
9. 如图所示，人、物体与物体之间用两根不可伸长轻绳连接，光滑的定滑轮左侧绳子始终为竖直方向，人拉着定滑轮右侧绳子的端点，在处时绳子的倾角为，物体的质量为，物体的质量为，重力加速度取，物体与物体始终在空中，且不与定滑轮相碰。下列说法正确的是( )
A. 若人在处以恒定的拉力收缩绳子，则物体、间绳子拉力为
B. 若人拉绳子端点向右水平运动中释放绳子后，则物体、间绳子拉力为零
C. 若人拉绳子端点以水平匀速向右运动到点时，物体的速度为
D. 若人拉绳子端点以水平匀速向右运动到点时，物体的速度为
10. 在水平地面上运动的小车车厢底部车厢底部为水平面有一质量的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为，在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角均为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，弹簧的形变量为，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，重力加速度为，则在这段时间内( )
A. 小车一定向左做加速运动
B. 细线拉力为
C. 小车的加速度方向向左，大小为
D. 弹簧的形变量为
11. 如图，两小球、从同一高度同时分别以和的初速度水平抛出，经过时间都落在了倾角的斜面上的点，其中小球垂直打到斜面上。则( )
A. 初速度、大小之比为：
B. 初速度、大小之比为：
C. 若两小球、同时抛出，但是、都变为原来的倍，则两球在空中相遇，从抛出到相遇经过的时间为
D. 若两小球、同时抛出，但是、都变为原来的一半，则两球在空中相遇，从抛出到相遇经过的时间为
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12. 在“探究加速度与力、质量关系”的实验中，某小组在实验室组装了如图甲所示的装置。小车及其上所放砝码总质量为，砂和小桶总质量为，打点计时器每打一个点时间间隔为，小车所受的拉力认为与砂及小桶所受的重力相等，要完成该实验，请回答下列问题：
关于该实验以下说法不正确的是______；
A.安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行
B.平衡摩擦力时，先撤去砂桶，后接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.实验过程中，向小桶内加砂时，必须保证砂和小桶的总质量远小于小车与砝码的总质量
D.改变小车总质量时，必须要重新进行平衡摩擦操作
纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的_______填“左”或“右”端与小车相连，、、、、为纸带上所选的计数点，则打下点时纸带的速度和加速度分别为_______，_______。
实验时，某同学由于仅遗漏了平衡摩擦力这一步骤，其它步骤均正确，他测量得到的图像可能是_____。
13. 为了更全面地探究平抛运动的规律，某实验小组利用如图乙所示两种装置进行实验：
下列器材中必需的测量仪器是__________。
A.刻度尺秒表天平
该小组利用图乙装置操作时，以下做法合理的是___
A.斜槽轨道必须光滑的
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
利用图乙装置，在某次实验得到一条轨迹，但忘了标记抛出点，只记录了、、三点，测得三点间水平距离和竖直距离分别为：，，，则小球平抛的初速度__________。取，计算结果保留两位有效数字
四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
14. 年月首届踏板摩托车越野挑战赛在长白山举行。在比赛中一摩托车沿直线运动，在内由静止匀加速到，维持匀速直线运动后开始做匀减速运动，减速过程用时，最终摩托车静止。求：
摩托车在加速阶段的位移大小；
摩托车在全程中的平均速度。
15. 如图所示，三根长度均为的轻绳、和分别连接于、两点，、两端被悬挂在水平天花板上，相距，现在点上悬挂一个质量为的重物，为使绳保持水平，可在点上施加一个力图中末画出，整个系统保持静止。
求、两根轻绳所受拉力的大小；
求在点施加这个力的最小值及相应的方向。
16. 如题图所示，质量的平板车放在光滑水平面上，在平板车左端加一水平推力，平板车由静止开始向右运动，后在平板车右端轻轻地放上一个质量为的小铁块可视为质点，小铁块与平板车间的动摩擦因数，平板车上表面水平，且足够长取。求：
小铁块放后，小铁块及平板车的加速度大小各为多大？
经多长时间两者达到相同的速度？
小铁块所受到摩擦力的最小值多大？
从小铁块放上平板车开始，经过小铁块通过的位移大小为多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题对质点、速度与加速度的关系、力学单位制和曲线运动的性质等概念的考查，属于基础题。
【解答】
A.跳马时，评委根据肢体动作评分，大小形状不能忽略；不能看作质点，故A错误；
B.根据可知，加速度的单位；故B正确；
C.当物体的加速度的方向与速度的方向相同时，当物体的加速度大小逐渐减小，速度大小也增加；故C错误；
D.物体做曲线运动时，其所受的合力可以是恒定不变的，如平抛运动；也可以是变化的，如匀速圆周运动；故D错误。

2.【答案】
【解析】解：、平衡车减速行驶时，根据牛顿第三定律知，车对人的作用力与人对车的作用力是一对相互作用力，大小总是相等，故A正确；
B、平衡车匀速行驶时，人受到的重力和平衡车对人的作用力，不是一对相互作用力，故B错误；
C、平衡车减速行驶时，设加速度大小为，人的质量为，则有竖直方向有，水平方向
车对人的作用力大小为，故C错误；
D、平衡车加速行驶时，水平方向有加速度，人只受重力、支持力和向前的静摩擦力，故D错误。
故选：。
作用力与反作用力大小相等，方向相反；根据人的受力情况分析平衡车对人的作用力；以人和电动车整体为研究对象，平衡车减速行驶时，根据牛顿第二定律和力的合成求车对人的作用力大小。平衡车加速行驶时，水平方向有加速度，结合牛顿第二定律分析人的受力情况。
本题分析受力情况时，要根据人的运动状态，结合牛顿第二定律和牛顿第三定律分析。
3.【答案】
【解析】解：、小石子做自由落体运动，设两石子释放的时间差为，则第二个石子释放时间时刻两石子间的距离为
所以随着时间的增加，两石子间距逐渐变大，故A错误，B正确。
、速度差
则速度差不变，故CD错误。
故选：。
从高处释放的小石子，小石子做自由落体运动，根据位移时间公式求解位移差即可。
该题主要考查了自由落体运动位移时间的关系，和速度时间公式，代入公式即可．难度不大，属于基础题。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据图象与时间轴所围的面积表示位移，分析甲图中物体的位移与匀加速直线运动位移的关系。对于乙图象，根据公式列式求解加速度。对于丁图，写出与的关系式，对照匀变速直线运动的位移公式求出加速度和初速度，再求时物体的速度。
对于物理图象，往往要写出解析式，对照物理规律来分析图象的物理意义。要注意分析图象斜率、面积和截距的意义。
【解答】
A、若物体做初速度为、末速度为的匀加速直线运动，其位移为根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，平均速度大于，故A错误；
B、根据可知，则物体的加速度为，故B错误；
C、图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，可知丙图象中，阴影面积表示到时间内物体的速度变化量，而非加速度变化量，故C错误；
D、由图得，由得，对比可得，，，则时物体的速度为，故D正确。
5.【答案】
【解析】A.根据图可知，外力随时间的关系的表达式为
由图可知，在 时，物块开始有加速度，故此刻拉力与最大静摩擦力平衡，则有
由图可知，在 时，滑块的加速度为 ，根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且有
在 的时间内，物体已经开始运动，所受摩擦力为滑动摩擦力，所以 时间内，摩擦力大小为 ，故B正确；
C.由 图像的面积表示速度的变化量，滑块由静止开始加速运动，故 内 图像的面积即表示为 末滑块速度的大小，满足
故C错误；
D.在 的时间内，加速度为零，滑块静止不动， 后加速度大小逐渐增大，滑块做加速度增大的加速运动，整个运动过程做变速直线运动，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
对箱子受力分析，根据平衡条件判断其受静摩擦力方向；对三个物体的整体受力分析，根据平衡条件判断地面对整体的支持力和静摩擦力情况。
本题关键是采用隔离法和整体法灵活地选择研究对象，然后根据共点力平衡条件列式判断，基础题目。
【解答】
A.对人受力分析可知，人受到向左上方的反作用力，从而使人对长木板的压力小于，故 A错误；
对三个物体整体受力分析，受重力和支持力，所以长木板对地面的压力等于，地面对长木板没有摩擦力，故 B正确，D错误；
C.由于人对箱子的力向右下方，箱子受力平衡，从而箱子受到的摩擦力的方向水平向左，故C错误。
7.【答案】
【解析】解：、由图可知，前内伞兵向下做加速运动，加速度的方向向下，则伞兵处于失重状态，故A错误；
B、由于图线围成的面积求出下落得高度，则特战兵刚跳下时离地面的高度为：，故B错误；
D、在到时间内特战兵做匀速运动，受力平衡，设每根绳子拉力为，竖直方向上：，解得每根绳对特战兵的拉力大小，故D错误；
C、由图线的斜率可知，伞兵减速阶段的加速度：，设每根绳对特战兵的拉力大小为，则：，代入数据可得：，故C正确。
故选：。
根据加速度的方向判断超重与失重；根据图象围成的面积求出下落得高度；在到时间内特战兵做匀速运动，根据平衡条件求解每根绳子的拉力；根据图线的斜率求出减速阶段的加速度，由牛顿第二定律求出拉力。
本题考查了图象及牛顿第二定律的应用等，解答的过程中要注意绳子对伞兵的拉力不是竖直向上的。
8.【答案】
【解析】解：设物块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
设物块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
故A正确，B错误；
两物块相遇时，物块的速度恰好为零，可知此过程运动时间为
此过程物块的位移大小为
物块的位移大小为
则斜面长度为
故C正确，D错误。
故选：。
对和受力分析，根据牛顿第二定律求两物体加速度大小；相遇时速度为，根据运动学公式求出位移大小，在根据斜面长度等于和运动位移之和求出斜面长度。
本题是追及问题，要分析清楚两个物体运动过程，抓住恰好追上时两个物体的速度关系和位移关系是关键，应用牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．
9.【答案】
【解析】
【分析】
对、整体应用牛顿第二定律解得整体的加速度大小，再对受力分析，由牛顿第二定律解得、间绳子拉力大小；若人拉绳子端点向右水平运动中释放绳子后，则物体、的运动情况判断其受力，从而判断中间绳子的拉力；由关联速度得解。
本题主要考查整体、隔离法及关联速度的应用，熟悉整体、隔离法在牛顿第二定律中的应用，熟悉关联速度是解题的关键，难度一般。
【解答】
A.设人对绳子的拉力为。对、整体由牛顿第二定律可得：，又对受力分析，可得牛顿第二定律方程：，联立解得物体、间绳子拉力为：，故A正确；
B.若人拉绳子端点向右水平运动中释放绳子后，则由于绳的拉力突变为零，故物体、只受重力，即二者间绳子拉力为零，故B正确；
若人拉绳子端点以水平匀速向右运动到点时，由关联速度可知，物体、的速度大小等于水平匀速向右速度沿绳方向的分速度，故由速度的分解可得物体的速度为：，故C错误，D正确。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了牛顿运动定律的应用；本题要通过对小球的受力分析得出加速度的大小和方向，再根据加速度判断物体的运动情况。注意当加速度向某个方向时物体可以沿这个方向做加速运动，也可以沿相反方向做减速运动。
小球、木块和小车具有相同的加速度，对小球分析，根据牛顿第二定律求出小球的加速度、细线拉力；对受力分析，由牛顿第二定律求弹簧的形变量。
【解答】
由题意知，木块、小车、小球相对静止，具有相同的加速度，对小球进行受力分析有：
小球受重力和细线的拉力，在两个力作用下小球在竖直方向处于平衡状态，水平方向产生加速度，所以有：
所以可得小球的加速度，方向水平向左，则小车的加速度为，方向水平向左，而小车的速度方向不确定，所以小车可能向左做加速运动，也可能向右减速运动，故A错误，C正确；
B.由可知：细线拉力为，故B错误；
D.对，由牛顿第二定律，得：，解得，故D正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查平抛运动与斜面相结合的问题，对球从分解速度入手，对从分解位移入手。
【解答】
小球垂直打到斜面上，可知小球落到斜面时速度角为，有，小球的落到斜面时的位移角，有，联立解得，故A正确，B错误；
C.若、都变为原来的倍，两球会在空中相遇，相遇时间为，则两球在水平方向上位移大小的和等于抛出点之间的距离，则有，解得，相遇点在点正上方，故C正确；
D.若两小球、同时抛出，但是、都变为原来的一半，两球在空中相遇，相遇时间为，则两球在水平方向上位移大小的和等于抛出点之间的距离，则有，解得，可知两球的水平位移不变，若相遇，必与点在同一竖直线上，根据竖直方向的运动规律知此时的竖直位移是的倍，相遇点在点正下方，不符合事实，故D错误。
故选AC。

12.【答案】；
左，，；

【解析】
【分析】
本题考查了探究加速度与力、质量的关系；明确实验目的和原理，知道瞬时速度的求解方法，掌握用图象求解物理量的过程，会进行误差分析。
小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高，除此之外还需要保证钩码的总质量远小于小车的质量；
根据根据纸带点与点间距变化确定与小车相连的纸带位置；
根据平均速度等于瞬时速度求解点瞬时速度；依据逐差法求解纸带的加速度；
如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况。
【解答】
要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，使得细绳上拉力等于砂和小桶总重力；故A正确，不合题意；
B.平衡摩擦力时，撤去砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故B正确，不合题意；
C.必须保证砂和砂桶的总质量远小于小车与砝码的总质量，这样可以认为砂和小桶总重力就等于小车收到的合外力；故C正确，不合题意；
D.改变小车总质量时，不需要重新进行平衡摩擦操作，故D错误，符合题意。
根据纸带点与点间距越来越大，则可知纸带的左端与小车相连；
电源频率为，打点时间间隔，依据匀变速直线运动中间时刻速度等于这段的平均速度，可求点的瞬时速度；
由逐差法求纸带的加速度。
若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则当超过某值时，小车才有加速度，即图像有正的横截距；
故选C。
13.【答案】；
；

【解析】
【分析】
由实验原理得解；
根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤；
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合平抛运动的特点和运动学公式即可完成分析。
【解答】
由实验原理可知，由于要测量距离，故需用刻度尺，由于无需测量质量与时间，故无需天平与秒表，故A正确；
由实验原理及过程可知，斜槽轨道是否光滑，对实验无影响，故A错误；
B.需要保证多次描点是相同轨迹，故应从斜槽轨道的同一位置无初速度的释放；故B错误；
C.斜槽末端切线应当保持水平，从而确保做平抛运动，故C正确；
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用平滑的曲线连接；故D错误。
故选C；
由图丙中、、的坐标可知，三点之间的时间间隔相同，根据竖直方向上的位移，利用：，
可得：，
代入数据得：，
小球平抛的初速度为。
14.【答案】解：摩托车在加速阶段的加速度大小；
摩托车在加速阶段的位移，
摩托车匀速运动的位移，
摩托车减速阶段的位移，
摩托车在全程中的平均速度。

【解析】根据加速度定义式求出摩托车在加速阶段的加速度大小，根据位移时间公式计算加速过程的位移，再由平均速度公式计算减速位移，根据计算匀速位移，进而计算平均速度。
15.【答案】解：由图可知，要想水平，则与水平方向的夹角为；结点受力平衡，则受力分析如图所示：
结点受到沿拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力，即，
结点受到沿拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，即，
解得 ，；
当拉力的方向与垂直时，力最小，如图所示，最小拉力
。
【解析】分析结点受力，根据平衡条件可直接求解两绳子的拉力；
当施加力的方向与垂直时，该力具有最小值，可通过构建力的封闭矢量三角形来帮助理解。
16.【答案】解：小铁块放上后，铁块相对平板车向左运动，故小铁块向右做加速度的匀加速运动；
那么，小车做加速度的匀加速运动；
小铁块放上前，平板车做加速度的匀加速运动，故小铁块放上平板车时，平板车的速度；
由根据小铁块和平板车都做匀加速运动可得：共同速度，所以，，；
由可知：从小铁块放上平板车开始，经过后小铁块和平板车达到共同速度，之后，由于，小铁块和平板车做加速度，保持相对静止
该过程小铁块所受摩擦力最小，为；
故从小铁块放上平板车开始，小铁块先做加速度为的匀加速运动达到共同速度；然后做加速度的匀加速运动，运动时间；
故经过小铁块通过的位移大小为。
【解析】根据相对运动得到摩擦力方向，从而根据受力分析，由牛顿第二定律求得加速度；
根据两者加速度，由匀变速运动规律根据共同速度求得运动时间；
分析达到共同速度后的受力情况得到小铁块的加速度，进而得到摩擦力的大小；
根据匀变速运动规律分段求解位移得到铁块的运动位移。
在牛顿第二定律的应用问题中，一般先分析物体受力及运动情况得到加速度、合外力的表达式，然后根据牛顿第二定律联立，即可求解相关问题。
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