2022-2023学年安徽省宣城市高一上学期期末调研测试物理试题含解析

  2022-2023学年度第一学期期末调研测试

高一物理试题

第Ⅰ卷（选择题  共48分）

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

1. 2021年3月1日，宣绩高速铁路正式批复开工建设，建设工期3.5年．宣绩高铁地处皖南山区，正线全长111.6km，运行速度最高可达350km/h，是苏皖赣快速铁路通道、皖江地区城际铁路网的重要组成部分，也是长三角城际轨道交通网中的骨干线路．下列说法正确的是（　　）

A. 研究单程运行时间时可以把高铁看成质点 B. “111.6km”指的是列车全程的位移大小

C. “350km/h”指的是列车全程的平均速度大小 D. “2021年3月1日”指的是时间间隔

【答案】A

【解析】

【详解】A．研究单程运行时间时高铁的形状和大小可以忽略不计，故此时高铁可看成质点，故A正确；

B．“111.6km”指的是列车全程的实际运动轨迹，即路程大小，故B错误；

C．运行速度最高可达350km/h，指的是列车的瞬时速率，故C错误；

D．“2021年3月1日”指的是时刻，故D错误。

故选A。

2. 一个可视为质点的物体受到大小分别为1N、2N、3N、4N的四个力作用而处于平衡状态，现仅将大小为4N的力绕作用点顺时针旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为（    ）

A. 8N B.  C. 0N D. 4N

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，四力的合力为零，则可知1N、2N、3N三个力的合力4N；与4N大小相等方向相反；则4N的力绕作用点顺时针旋转60°，其他三力的合力不变，那么现在变为4N的两个力，其夹角成120°，因此这两个力的合力大小为4N，故ABC错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，某人用手抓住一只装了部分水的杯子静止在空中，下列说法正确的是（　　）

A. 手对杯子的摩擦力和杯子对手的弹力是一对作用力与反作用力

B. 手对杯子的压力越大，杯子受到的摩擦力就越大

C. 往杯子里再加一些水，杯子仍保持静止则手对杯子的压力一定要增大

D. 往杯子里再加一些水，杯子仍保持静止则杯子受到的摩擦力一定增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．手对杯子的摩擦力和杯子对手的摩擦力是一对作用力与反作用力，故A错误；

B．杯子处于静止状态，即竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力二力平衡，当增大手对杯子的压力，静摩擦力与压力无关，静摩擦力保持不变，故B错误；

CD．当往杯中再加入一些水时，杯子与水的总重力增大，杯子仍然静止，则杯子受到的静摩擦力增大，手对杯子的压力不一定增大，故C错误，D正确。

故选D。

4. 在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时，一个同学解得某物体的位移表达式如下，请你用单位制的知识检查结果可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】力的单位是N，又

时间的单位是s，质量的单位是kg，等式左边的单位为m。

A．等式右边的单位为

故A错误；

B．等式右边的单位为

故B错误；

C．等式右边的单位为

故C正确；

D．等式右边的单位为

故D错误。

故选C。

5. 某幼儿园要在空地上做一个滑梯，滑梯的高度确定为2m。设计时，滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4，为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下，且滑到底端时速度不超过，g取，则下列符合设计的滑梯的水平跨度为（    ）

A. 7m B. 6m C. 3m D. 1m

【答案】C

【解析】

【详解】设斜面倾角为，为了使儿童能够下滑，需要满足

可得

滑梯的水平跨度应满足

设儿童滑行过程的加速度为，则有

儿童滑到底端时速度为，则有

可得

解得

滑梯的水平跨度应满足

综上分析可知滑梯的水平跨度应满足

故选C。

6. 如图所示，一质量为5kg的物体放在水平面上，同时受到和的水平力作用，物体与地面之间的动摩擦因数为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A. 若只撤去，物体向右运动，加速度大小为

B. 若只撤去，物体向左运动，加速度大小为

C. 当、两力均作用于物体时，物体受到的摩擦力大小为12N，方向水平向左

D. 若只撤去，物体受到的摩擦力大小为20N，方向水平向左

【答案】B

【解析】

【详解】AD．物体放在水平面上所受滑动摩擦力为

若只撤去，则小于最大静摩擦力，物体保持静止状态，此时和静摩擦力平衡，此时摩擦力大小为18N，方向水平向左，加速度大小为0，故AD错误；

B．若只撤去，则大于最大静摩擦力，物体向左运动，此时

则由牛顿第二定律有

故B正确；

C．当、两力均作用于物体时，与的合力大小为12N，方向水平向左，则且两个力的合力小于最大静摩擦力，物体保持静止状态，此时两个力的合力与静摩擦力平衡，即物体受到的摩擦力大小为12N，方向水平向右，故C错误。

故选B。

7. 甲同学在电梯中进行实验，将一轻质弹簧固定在电梯顶端，弹簧下端连接一个小球，甲同学站在一个体重计上，电梯未启动时，体重计的示数为50kg，在电梯启动后，体重计的示数变为37.5kg，已知重力加速度，由此可判断（    ）

A. 电梯可能加速上升，加速度为

B. 电梯可能减速上升，加速度为

C. 电梯启动后弹簧的伸长量为电梯静止时的四分之三

D. 电梯启动后弹簧的伸长量为电梯静止时的四分之一

【答案】C

【解析】

【详解】电梯未启动时，体重计的示数为50kg，在电梯启动后，体重计的示数变为37.5kg，根据牛顿第二定律

解得

方向向下，电梯可能加速下降或减速上升，对小球电梯静止时

电梯启动后

解得电梯启动后弹簧的伸长量为电梯静止时的四分之三，故C正确ABD错误。

故选C。

8. 如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，光滑斜面ab与水平面的夹角为60°，粗糙斜面bc与水平面的夹角为30°，顶角b处安装一个定滑轮。质量分别为M、m的两滑块A和B，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。整个系统始终处于静止状态，已知物体B的质量，物体B与斜面bc间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，则物体A质量M的大小可能是（    ）

A. 0.2kg B. 0.8kg C. 1.5kg D. 2kg

【答案】B

【解析】

【详解】物体B与斜面bc间的最大静摩擦力为

物体B重力沿斜面向下的分力为

为了使物体B处于静止状态，绳子拉力的范围为

以物体A为对象，根据受力平衡可得

可得物体A质量M的范围为

故选B。

9. 北京时间2022年12月4日20时09分，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲搭乘神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆．返回舱与推进舱脱离后在离地100公里的高度再入大气层，加速下降到离地约10公里的高度时打开降落伞开始减速下降，在距离地面还有1米时，反推发动机点火，使返回舱进一步减速安全落地，假设返回舱开伞前所受空气阻力与速度的平方成正比，开伞后所受空气阻力恒定，则下列说法正确的是（　　）

A. 整个下降过程三名宇航员一直处于失重状态

B. 开伞前返回舱加速下降的过程中加速度逐渐减小，速度逐渐增大

C. 开伞后返回舱速度减小的越来越慢

D. 反推发动机点火后会给返回舱一个向上的推力使加速度进一步增大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．整个下降过程，三名宇航员随返回舱先加速下降后减速下降，其加速度方向先竖直向下后竖直向上，则三名宇航员整个下降过程先处于失重状态后处于超重状态，故A错误；

B．开伞前返回舱加速下降的过程中，返回舱的速度逐渐增大，由牛顿第二定律

知返回舱的加速度逐渐减小，故B正确；

C．开伞后返回舱所受的空气阻力恒定，由牛顿第二定律

知返回舱的加速度不变，即速度减小的快慢不变，故C错误；

D．要使反推发动机点火后，反推发动机会给返回舱一个向上的推力，由牛顿第二定律

结合C分析知

即返回舱的加速度进一步增大，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，甲乙两乘客质量相同，甲乘坐台阶式自动扶梯上楼，乙乘坐履带式自动扶梯上楼，两种扶梯倾角相同，启动时加速度相同且不变，在电梯启动的过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 扶梯对乙的作用力竖直向上 B. 甲乘客受到的支持力大于乙乘客受到的支持力

C. 甲乘客受到的摩擦力小于乙乘客受到的摩擦力 D. 甲乘客在电梯启动过程中处于超重状态

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．乙随着扶梯一起向上加速运动，可知扶梯对乙的作用力斜向上偏右，故A错误。

B．设乘客质量为，扶梯倾角为，加速度为；以甲为研究对象，竖直方向根据牛顿第二定律可得

解得

以乙为研究对象，垂直扶梯方向根据受力平衡可得

可知甲乘客受到的支持力大于乙乘客受到的支持力，故B正确；

C．以甲为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得

以乙为研究对象，沿扶梯方向根据牛顿第二定律可得

可得

可知甲乘客受到的摩擦力小于乙乘客受到的摩擦力，故C正确；

D．甲乘客在电梯启动过程中具有向上的加速度，处于超重状态，故D正确。

故选BCD。

11. 装载着圆柱形钢卷在公路上高速行驶的货车是非常危险的。如图所示，在车厢底部一层钢卷平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上层只有一只钢卷C自由地摆放在A、B之间，没有用绳索固定，所有钢卷都完全相同，重力加速度为g，当钢卷C与车共同向左做直线运动时有（　　）

A. 当车匀速运动时，A对C的支持力大小等于B对C的支持力大小

B. 与做匀速运动时相比当车做加速运动时，B对C的支持力增大，A对C的支持力减小

C. 为确保安全，汽车加速时加速度大小最大不能超过

D. 为确保安全，汽车紧急刹车时加速度大小最大不能超过

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．对C受力分析，如图所示

根据几何关系可得

当车匀速行驶时，有

所以

故A正确；

B．当车向左加速时，有

所以

，

故B正确；

C．当车加速达到最大加速度时，有

根据牛顿第二定律可得

解得

故C错误；

D．当车减速时，若达到最大加速度，B对C的支持力为零，根据牛顿第二定律可得

解得

故D正确。

故选ABD。

12. 如图所示，水平地面上的两小滑块A、B自开始从相距32m的两地沿间距可忽略的两条平行的直线相向运动，运动速度v随时间t的变化关系图像如图乙所示A、B不会相撞．下列说法中正确的是（　　）

A. 时，A、B间距离为12m B. 时，A、B间距离为32m

C. 时，A、B两滑块相遇 D. 时，A、B两滑块再次相遇

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图乙可知，当时，A运动的位移大小为

B运动的位移大小为

故A、B间距离为

故A正确；

B．由图乙可知，A和B速度相等时时间为t，则

解得

故时，A运动的位移大小为

B运动的位移大小为

故A、B间距离为

故B错误；

C．时，A运动的位移大小为

由对称性可得，B运动的位移大小为

故A、B间距离为

A、B两滑块相遇，故C正确；

D．时，A运动的位移大小为

此时，B的末速度为

解得

B运动的位移大小为

故A、B间距离为

A、B两滑块再次相遇，故D正确；

故选ACD。

第Ⅱ卷（非选择题  共52分）

二、非选择题：共6小题，共52分．实验题把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

13. 某实验小组采用如图甲所示的装置探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，测得弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示。

（1）图乙中直线不过坐标原点原因是______，这对测量弹簧的劲度系数______（填“有”或“无”）影响；

（2）该弹簧的劲度系数为______N/m；

（3）另一位同学使用两条不同的轻质弹簧a和b得到弹力与弹簧长度的图像如图丙所示，下列表述正确的是______（多选）。

A．a的原长比b的短    B．a的劲度系数比b的大

C．a的劲度系数比b的小    D．测得的弹力与弹簧的长度成正比

【答案】    ①. 弹簧自身重力的影响    ②. 无    ③. 50    ④. AB##BA

【解析】

【详解】（1）[1]由于实际弹簧都有重力，故竖直悬挂后，有了一定的初始伸长量，使得图线不过坐标原点。

[2]应用图像法处理实验数据，所对应图像的斜率就是弹簧弹力与弹簧伸长量关系，弹簧质量不会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值不同。

（2）[3]该弹簧的劲度系数为

（3）[4]A．当弹簧弹力为0时，弹簧处于原长，由图乙可知，横轴截距表示原长，所以a的原长比b的短，故A正确；

BC．根据胡克定律可得

可知图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；

D．根据胡克定律可知，弹簧的弹力与弹簧的伸缩量成正比，故D错误。

故选AB。

14. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，滑轮及轻绳的质量不计。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

（1）下列关于该实验的说法中正确的是______（多选）

A．在补偿阻力时，应通过细绳把砂与砂桶挂在小车上

B．安装器材时，调整定滑轮至连接小车的轻绳与木板平行

C．为减小实验误差，应使砂与砂桶的总质量远小于小车的质量

D．小车靠近打点计时器，应先接通打点计时器电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

（2）某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上每隔四个点取一个计数点，测得相邻计数点间的间距。已知打点计时器采用的是频率为f的交流电，打点3时纸带的速度的表达式为______，则纸带运动的加速度的表达式______（用题及图中所给字母表示）；

（3）以力传感器示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条过原点倾斜直线，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。

【答案】    ①. BD##DB    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A．本实验中小车所受阻力是通过小车重力沿木板向下的分力进行补偿的，在补偿阻力这步操作中，不需要通过细绳把桶挂在小车上，故A错误；

B．实验调节滑轮高度，使连接小车的细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变摩擦力，就不能使细绳的拉力等于小车所受的合力，故B正确；

C．绳子的拉力可以通过力传感器测量，则不需要用天平测量出砂与砂桶的质量，也不需要保证砂与砂桶的质量远小于小车的质量，故C错误；

D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，故D正确。

故选BD。

（2）[2]已知打点计时器采用的是频率为f的交流电，纸带上每隔四个点取一个计数点，则相邻计数点的时间间隔为

打点3时纸带速度的表达式为

[3]根据逐差法可得，纸带运动的加速度的表达式

（3）[4]对小车和滑轮组成的系统，由牛顿第二定律得

图线的斜率为k，则

即

15. 利用频闪照相法拍摄下一小球从地面上方某高度做自由落体运动的照片，连续三张照片显示小球离地高度分别为：5.2m、4.05m、2.8m。取，求：

（1）频闪照相拍摄时间间隔；

（2）小球释放时离地的高度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球在相邻两次频闪间隔内的位移之差为

根据

则频闪照相的两次拍照间的时间间隔

（2）小球在拍第2张照片时的速度大小为

此时小球距释放点的高度为

故小球释放时位置离地面的高度为

16. 如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳悬挂于O点，另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂质量为的物块A，另一端系一位于固定斜面上的质量为的物块B，斜面倾角，外力沿斜面向上拉物块B，使物块B由滑轮正下方位置缓慢运动到和滑轮等高的位置，整个过程中A没有碰到地面，已知B与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为，试求：

（1）当拉物块B的细绳与斜面垂直时拉力的大小；

（2）当物块B被拉至与滑轮等高的位置时拉力的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对A受力分析得

当细绳与斜面垂直时，对B受力分析得

联立解得

（2）物块B被拉至与滑轮等高的位置时，对B进行受力分析得

联立解得

17. 如图所示，现有一质量为的“L”形木板A，在大小为135N的水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动．这时紧靠在木板A左侧的一质量为的小木块B恰能与A保持相对静止而不下滑．已知木块B与木板A之间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：

（1）木块B对木板A的压力大小；

（2）木板A与地面间的动摩擦因数；

（3）改变推力F，经过一段时间木块B滑落至A的底部且不反弹，当木板A的速度为11m/s时撤去推力F，此时B仍在A的最左侧，又经过3s木块B从木板A的右侧滑落，求木板A的长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）对木块B竖直方向受力分析有

根据牛顿第三定律可知压力为

（2）对木块B水平方向受力分析有

对A、B整体受力分析有

解得

（3）对B受力分析有

解得

对A受力分析有

解得

经过不到3s，A的速度减到0有

解得

经过3s，B的位移

解得

则木板A的长度

18. 如图甲所示，倾斜传送带与水平地面夹角为，传送带以的速率顺时针转动，一个质量为的黑色煤块以初速度的速度从传送带底端滑上传送带，黑色煤块在传送带上上升的图像如图乙所示，已知小物块与传送带间的动摩擦因数为，传送带足够长，取，，，求：

（1）传送带与水平地面夹角的大小和动摩擦因数的大小；

（2）黑色煤块在传送带上运动的总时间；

（3）黑色煤块在传送带上形成的划痕长度。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由于黑色煤块的初速度大于传送带的速度，所以黑色煤块相对传送带向上运动，根据牛顿第二定律有

根据图像可得

当煤块的速度减小到与传送带速度相等时，结合图像知，由于黑色煤块所受重力沿传送带方向的分力大于滑动摩擦力，因此黑色煤块将相对传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律有

根据图像可得

结合上述式子，可得

（2）黑色煤块减速到与传送带共速需要的时间为，由图知，在这个阶段黑色煤块运动位移

煤块减速到速度为零需要的时间为，在这个阶段煤块运动位移

黑色煤块向上滑行的最远距离为

黑色煤块之后向下加速运动直到回到底端，加速度为，由

得回到底端的速度

向下加速运动直到回到底端的时间为，有

可得黑色煤块在传送带上运动的总时间

（3）黑色煤块速度大于传送带时

黑色煤块速度小于传送带时

黑色煤块速度方向与传送带速度方向相反时

则黑色煤块在传送带上形成的划痕长度