安徽省黄山市2023-2024学年高一上学期期末质量检测物理试题

这是一份安徽省黄山市2023-2024学年高一上学期期末质量检测物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．关于物理学发展史，下列表述正确的有（ ）
A．亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因
B．牛顿最早通过理想斜面实验得出，力不是维持物体运动的原因
C．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展
D．笛卡尔对牛顿第三定律的建立做出了贡献
2．一物体做匀加速直线运动，加速度是，则（ ）
A．在任意1秒内，末速度是初速度的2倍B．在连续相等的时间内的位移比为
C．在任意相邻1s内的位移差是4mD．在任意相等时间内速度的变化量都相同
3．港珠澳大桥于2003年8月启动前期工作，2009年12月开工建设，筹备和建设前后历时15年，于2018年10月开始营运。在建造过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，关于沉管减速向下沉放过程中，下列描述正确的是（ ）
A．沉管处于失重状态B．沉管所受的合外力为0
C．沉管所受合外力方向向下D．沉管处于超重状态
4．如图所示，用一水平外力将两个质量均为的两物体紧压在竖直墙壁上，两物体间的动摩擦因数为，B物体与墙壁间的动摩擦因数为，系统处于静止状态，以下说法正确的是（ ）
A．墙面给B的摩擦力大小为B．A对B的摩擦力方向向上
C．A对B的摩擦力大小等于D．A对B的摩擦力大小为
5．为了节约能源，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢，有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如下图所示，那么下列说法中正确的是（ ）
A．匀速上行过程中乘客对电梯的压力就是乘客的重力
B．匀速上行时乘客对扶梯没有摩擦力作用
C．顾客始终受到摩擦力的作用
D．电梯加速上行时乘客对扶梯的摩擦力方向水平向右
6．某商场为应对经济不景气、客源不足，推出了用筷子夹金砖的游戏来刺激消费。商家为了不让顾客夹起金砖，将金砖的竖直剖面设计为等腰梯形，并要求顾客按如图所示方向夹金砖，若筷子与金砖之间的动摩擦因数为0.75（滑动摩擦力等于最大静摩擦力）则梯形的底角必须满足（ ）
A．小于B．大于C．小于D．大于
7．如图所示，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，小球质量为，它与水平面的动摩擦因数，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取，则：（ ）
A．轻弹簧的弹力大小为B．小球对地面压力为0
C．小球的加速度大小为D．小球的加速度方向向右
8．如图所示，光滑半圆形凹槽底部有一小球，现对小球施加一向右上方的作用力，将小球缓慢地移出凹槽，已知移动小球过程中，作用力的方向始终与竖直方向成夹角，则小球在被移出凹槽的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．作用力先变大后变小
B．作用力一直变小
C．作用力与重力的合力先变小后变大
D．作用力与支持力的合力一直变大
二、多选题
9．一质量为的物体在水平恒力的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如下图所示，g取，则（ ）
A．物体与水平面间的动摩擦因数B．水平推力的大小为
C．内物体运动位移的大小为D．第时物体反向运动
10．如图所示，在粗糙的水平面上，P、Q两物块之间用轻弹簧相连．在水平向右、大小恒定的推力作用下，P、Q一起向右做匀加速运动。已知P、Q的质量分别为，与水平面间的动摩擦因数相同，则（ ）
A．弹簧弹力的大小为B．若仅减小水平面的粗糙程度，弹簧的弹力变小
C．若水平面光滑弹簧弹力大小为D．若增大推力，则弹簧的压缩量增大
三、实验题
11．在用如下左图装置做“探究弹簧弹力与弹簧形变的关系”实验时，某同学按正确操作步骤进行实验，但未测量弹簧原长，他认为弹簧原长不影响实验，但为了方便实验进行，他估计弹簧原长。然后多次测出弹簧的总长度和对应的弹簧弹力，随后利用估计的原长计算出弹簧的形变量，并由此作出弹力与弹簧形变量的关系图线如下右图所示，由该图可知，该弹簧的真实原长为 ；该弹簧的劲度系数为 ，图像弯曲的原因 。
12．下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源频率为的交流电源，打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。
（1）完成下列实验步骤中的空格部分：
①补偿小车所受的阻力：撤去小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列 的点。（填“均匀”或“不均匀”）
②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块（小吊盘和物块的总质量比小车的质量小得多），在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量。
④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．
⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距…。求出与不同相对应的加速度。
⑥以砝码的质量为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与应成 关系（填“线性”或“非线性”）。
（2）完成下列的问题：
（i）上图为实验过程中的某一条纸带，由此可知小车的加速度 （结果保留2位有效数字）。
（ii）下图为根据实验测得数据绘制的图像。设图中直线的斜率为，在纵轴上的截距为，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 。
四、解答题
13．某人在一平直的公路上骑行，他突然发现在距离他前方的地方一辆出租车接上乘客准备启动离开，而乘客有物品遗落。于是他立即以的速度匀速行驶去追赶出租车并喊叫。出租车启动过程可以看成匀加速直线运动，其加速度为，当骑车人距离出租车距离在内，司机可以听到骑车人喊叫且能从后视镜看到骑车人，司机在确保符合行驶安全要求的情况下制动出租车，乘客取回物品。问：该乘客能否取回物品?请计算说明。
14．一辆小车停在水平地面上，有两根轻绳一端都系在一质量为的小球上，另一端分别系在小车的A、B两点，如图所示，已知A、B两点间的距离为L，AC和BC两轻绳长分别为和L。若AC和BC两轻绳能承受的最大拉力分别为和。求：
（1）轻绳BC刚好被拉直时，小车的加速度大小；
（2）为了不拉断轻绳，小车向左的加速度最大值。
15．如图所示，一块薄板（厚度不计）其质量，长度为，在薄板右边缘放一小金属块（可看做质点）其质量，二者均处于静止状态。其中金属块与薄板和桌面的动摩擦因数均为，薄板与桌面间的动摩擦因数为，另在距离薄板右端为处有一竖直固定弹性挡板。重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）要使金属块相对薄板滑动，则施加在薄板上的水平向右拉力需要满足什么条件？
（2）若施加在薄板上水平向右拉力，金属块多长时间离开薄板?（此过程中薄板未与弹性挡板接触）
（3）在第（2）问的条件下，二者分离时撤去力，若薄板与弹性挡板碰撞，薄板以相等速率弹回。满足什么条件时薄板与金属块不会相遇?
参考答案：
1．C
【详解】A．伽利略提出了力是改变物体运动状态的原因，选项A错误；
B．伽利略最早通过理想斜面实验得出，力不是维持物体运动的原因，选项B错误；
C．伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展，选项C正确；
D．笛卡尔早期研究了力和运动的关系，对牛顿第一定律的建立做出了贡献，而不是牛顿第三定律，选项D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．根据匀变速直线运动，有
当t=1s时，有
故A错误；
B．当初速度为零时，连续相等的时间内的位移比为。故B错误；
C．根据匀变速直线运动中“连续相等时间间隔内的位移差为一恒定的值”即
可得在任意相邻1s内的位移差是
故C错误；
D．依题意，在任意相等时间内速度的变化量为
故D正确。
故选D。
3．D
【详解】沉管减速向下沉放过程中，加速度向上，合力向上，沉管处于超重状态。
故选D。
4．C
【详解】A．对AB整体分析可知，竖直方向
即墙面给B的摩擦力大小为2mg，因为是静摩擦力则墙面给B的摩擦力大小不一定为，选项A错误；
BCD．对A分析可知，B对A的摩擦力方向向上，大小为mg，则A对B的摩擦力大小等于mg，方向向下，选项BD错误，C正确；
故选C。
5．B
【详解】A．匀速上行过程中乘客所受的合力为零，乘客对电梯的压力大小等于乘客的重力，但是压力与重力的施力物体与受力物体均不同，不能说压力就是重力，A错误；
BC．匀速上行时，乘客所受合力为零，只受重力和支持力，不受摩擦力的作用，B正确，C错误；
D．电梯加速上行时，乘客有斜向上的加速度，将加速度分解，有竖直向上和水平向右的加速度分量，所以乘客受到水平向右的摩擦力，根据作用力与反作用力可知，乘客对扶梯的摩擦力方向水平向左，D错误。
故选B。
6．A
【详解】设体型底角为，对金砖进行受力分析，如图
商家需要无论金砖质量如何，都不能夹起金砖，则应有
解得
故选A。
7．C
【详解】A．当剪断轻绳的瞬间，轻弹簧的弹力大小不变，为
选项A错误；
B．当剪断轻绳的瞬间，小球对地面压力为
FN=mg=10N
选项B错误；
C．小球的加速度大小为
选项C正确；
D．小球的加速度方向向左，选项D错误。
故选C。
8．C
【详解】小球在被移出凹槽的过程中受力平衡，支持力与作用力F的合力等与重力，重力与作用力F的合力等于支持力，根据题意，重力与作用力F的夹角不变，根据平行四边形定则作图如图所示
有图可知作用力F一直在增大，支持力先减小后增大，当支持力与作用力F垂直时最小，所以作用力与重力的合力先变小后变大，作用力与支持力的合力等于重力，大小未变，方向一直竖直向上，ABD错误，C正确。
故选C。
9．AC
【详解】A．撤去F后，物体做匀减速直线运动，如图可求得减速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有
解得
A正确；
B．撤去F前，物体做匀加速直线运动，如图可求得加速运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有
解得
B错误；
C．图像中图线与坐标轴围成的面积表示位移，所以内物体运动位移的大小为
C正确；
D．第时物体速度方向没变，只是开始减速，所以物体没有反向，D错误。
故选AC。
10．CD
【详解】AB．对PQ整体由牛顿第二定律可知
对Q
解得弹簧弹力的大小为
则若仅减小水平面的粗糙程度，弹簧的弹力不变，选项AB错误；
C．若水平面光滑，对PQ整体由牛顿第二定律可知
对Q
弹簧弹力大小为
D．综上所述，无论是水平面是否光滑，则弹簧的压缩量均为，若增大推力，弹簧的压缩量增大，选项D正确。
故选CD。
11． 12 200 超过弹簧弹性限度
【详解】[1]由F-X图像可知该弹簧的真实原长比估计弹簧原长还要长2cm，即实际原长为12cm。
[2]当F=12N时，弹簧的形变量为6cm，根据胡克定律，可得
[3]图像弯曲的原因是超过弹簧弹性限度。
12． 均匀 线性 0.50
【详解】（1）①[1]补偿小车所受的阻力：撤去小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列均匀的点。
⑥[2]若加速度与小车和砝码的总质量成反比，即
可得
则与应成线性关系。
（i）[3]可知小车的加速度
（ii）[4][5]根据
结合图像可知
解得
13．能，见解析
【详解】当出租车速度加到v=6m/s时，所需时间
出租车所运动的位移
骑车人的位移

由于
因此乘客能取回物品。
14．（1）；（2）
【详解】（1）依题意，当轻绳BC刚被拉直时，其拉力为0，此时ABC构成一等腰直角三角形，则有

根据牛顿第二定律，可得

联立，解得
（2）由题意分析可得，轻绳BC拉直后，随着向左的加速度增大，轻绳BC拉力增大，当轻绳BC上的拉力取最大
时，小车加速度取最大值，有
，
联立，解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】设拉力为F0时，金属块恰好没有相对薄板滑动，此时金属块所受摩擦力达到最大静摩擦力，对金属块，有
对整体，有
解得
故为保持相对滑动，F需大于F0，即
（2）时，二者相对滑动，对金属块，加速度大小
对薄板有
解得
设经过时间t金属块离开薄板，则有
解得
（3）从开始到二者分离时，薄板运动的位移为
二者分离时，薄板的速度
金属块的速度
二者分离后，薄板的加速度
二者分离后金属块运动的位移为
当二者能刚好相遇，设薄板碰到挡板时的速度为,则薄板向右的位移为
反弹后向左的位移为
则有关系式
根据以上式子解得
有
因此当二者不会相遇