2023-2024学年安徽省合肥市六校联盟高一（上）期末物理模拟试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年安徽省合肥市六校联盟高一（上）期末物理模拟试卷（含解析），共14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.在物理学发展史上，许多物理学家为物理大厦的建立做出了不朽的贡献，下列说法不正确的是( )
A. 亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动
B. 伽利略通过理想实验得出结论：力是维持物体运动的原因
C. 伽利略创造了把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来的科学研究方法
D. 牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证
2.2016年1月1日南京扬子江隧道实施免费通行政策，大大缓解市民过江压力，该隧道全程7.36 km，限速70km/ℎ，隧道管养在夜间1:00−5:00.下列说法正确的是
A. 限速70km/ℎ为瞬时速率
B. 1:00养护开始指的时间间隔
C. 汽车过7.36 km隧道指的是汽车运动的位移
D. 在遵守规定的情况下，4min内汽车可以通过隧道
3.甲、乙两物体从同一地点出发沿同一直线运动，它们的位移—时间图像如图所示，则( )
A. 3s末甲、乙两物体的速度相同B. 前3s内甲的平均速度大于乙的平均速度
C. 前3s内甲、乙的路程相等D. 前3s内只有一个时刻甲、乙速度相同
4.如图所示，某学习小组利用直尺估测反应时间。甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直，直尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，根据乙手指所在位置计算反应时间，为简化计算，某同学将直尺刻度进行了改进，先把直尺零刻度线朝向下，以相等时间间隔在直尺的反面标记相对应的反应时间(单位为s)刻度线，制作成了“反应时间测量仪”，下列四幅图中反应时间刻度线标度正确的是
( )
A. B. C. D.
5.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用方向始终水平向左的力F拉着绳的中点O，使OA段绳缓慢偏离竖直方向，如图所示，设绳OA段拉力的大小为T，则当OA段绳与竖直方向夹角(小于90°)缓慢增大的过程中( )
A. F逐渐变大，T逐渐变小
B. F先变小后变大，T逐渐变小
C. F逐渐变大，T逐渐变大
D. F先变小后变大，T逐渐变大
6.如图所示，一个质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用固定在地面上、倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。现用钢丝钳将弹簧剪断，则在弹簧被剪断的瞬间，小球的加速度大小为(重力加速度为g)( )
A. 12gB. 2 33gC. 0D. 33g
7.如图所示，A、B、C三个小球的质量分别为m、2m、3m，A、B之间用一根没有弹性的轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，用细线悬挂在天花板上，整个系统静止，现将A上方的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线瞬间，A、B、C的加速度的大小分别为(重力加速度为g)
A. g 、2.5g、 0B. 2g 、2g 、0C. g 、g、 0D. g、 2g、 0
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
8.如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到从零开始逐渐增大的水平拉力F的作用，A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示．已知物块A的质量m=3 kg，取g=10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是
( )
A. 当0B. 当4 NC. 当F>12 N时，A的加速度随F的增大而增大
D. B与地面间的动摩擦因数为0.1
9.某人乘坐电梯的情景如图所示，下列分析正确的是( )
A. 当电梯向上减速运行时，他处于超重状态
B. 当电梯向上加速运行时，他处于超重状态
C. 当电梯加速度大小为g时，他一定处于完全失重状态
D. 当电梯向下加速运行时，他处于失重状态
10.如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系，根据图像判断，正确的结论是( )
A. 弹簧的劲度系数为1N/mB. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 弹簧的原长为6cmD. 弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N
11.如图所示，倾角为α=30°的粗糙斜劈放置在水平面上，连接物体a、c的轻质细线绕过两个光滑小滑轮，其中a和滑轮1间的细线平行于斜面，滑轮1固定在斜劈上，滑轮2下方吊着物体b，c穿在水平横杆上，系统保持静止。物体a受到斜劈的摩擦力大小为F f1，c受到横杆的摩擦力大小为F f2，a，b，c三物体的质量均为m，a与斜面，c与横杆之间的动摩擦因数均为 33，最大静摩擦等于滑动摩擦，β=60°，若将c向右缓慢移动，a物体仍处于静止状态，则在该过程中，以下说法正确的是( )
A. F f1和F f2，都将变大
B. F f1由沿斜面向上改为沿斜面向下，F f2始终沿横杆向右
C. β最大为120°
D. 斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都变大
12.(多选)如图所示，小车内有一质量为m的物块，一轻质弹簧两端与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，形变量为x，物块和小车之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中，物块和小车始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )
A. 若μmg小于kx，则小车的加速度方向一定向左
B. 若μmg小于kx，则小车的加速度最小值为a=kx−μmgm，且小车只能向左加速运动
C. 若μmg大于kx，则小车的加速度方向可以向左也可以向右
D. 若μmg大于kx，则小车的加速度最大值为kx+μmgm，最小值为kx−μmgm
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
13.在探究力的平行四边形定则的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是__________。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)图乙中的__________为F1和F2的合力的理论值。(填“F”或“F′”)
(3)在实验中，如果将细绳换成橡皮筋，那么实验结果将__________。(选填
变”或“不变”)
14.物理实验不仅要动手操作还要动脑思考，小明同学就注意到图甲所示的装置可以完成多个力学实验。
(1)探究加速度与力和质量关系的实验时，某次实验中打出的纸带如图乙可所示。
①已知相邻计数点间的时间间隔为0.1s，则小车的加速度a=__________m/s2(保留2位有效数字)；
②测得小车质量为0.5kg，钩码质量为0.1kg，重力加速度取g=10m/s2，则小车与长木板间的动摩擦因数μ=__________；
③动摩擦因数的测量值__________(填“小于”“等于”“大于”)真实值。
(2)用图甲装置__________(填“能”或“不能”)验证小车和钩码组成的系统机械能守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
15.一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过2.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在54km/ℎ以内。问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车？
16.如图所示，货物箱所受的重力为G=20N，在推力F作用下匀速运动，箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，θ=37°，g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，
(1)求推力的大小；
(2)若推力的大小不变，方向变为水平向右，求加速度大小；
(3)在(2)情况下，求运动5s末速度和5s内的位移。
17.质量M=9kg、长L=1m的木板在动摩擦因数μ1=0.1的水平地面上向右滑行，当速度v0=3m/s时，在木板的右端轻放一质量m=1kg的小物块如图所示。当小物块刚好滑到木板左端时，物块和木板达到共同速度。取g=10m/s2，求：
(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t；
(2)小物块与木板间的动摩擦因数μ2。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、根据物理学史可知，亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，符合历史事实，故A正确；
B、伽利略通过理想实验得出结论：力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C、在斜面实验中，伽利略创造了把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来的科学研究方法，故C正确；
D、牛顿第一定律是逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证，故D正确。
本题选择不正确的，
故选：B。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
2.【答案】A
【解析】A.限速70km/ℎ，该速度是指任一时刻的速度都不能超过，是最大瞬时速率，故A正确；
B.1:00养护开始，在时间轴上是一个点，指的时刻。故B错误；
C.隧道全程7.36km，指汽车过隧道运动的路程。故C错误；
D.汽车在最大速度的前提下通过隧道的时间：
t=xv=7.3670×60=6.31min
故D错误。
故选A．
3.【答案】D
【解析】【分析】
x−t图像的斜率大小表示速度大小，x−t图像的斜率正负表示速度的方向。
3s末甲、乙两物体相遇，由图可知，此时，甲物体的运动图像斜率为负，乙物体运动图像的斜率为正，根据x−t图像的斜率正负表示速度的方向可知此时甲乙两物体的速度方向不同，则二者的速度不等；
平均速度是位移与时间的比值；
位移只与物体始末位置有关；路程是物体实际的运动轨迹；
根据几何知识可知图线乙的平行线与图线甲只有一个切点，又因为x−t图像的斜率表示速度，则可判断前3s内只有一个时刻甲、乙速度相同。
本题考查物体直线运动规律。解题关键是明确x−t图像的斜率大小表示速度大小，x−t图像的斜率正负表示速度的方向；位移只与始末位置有关，路程是物体实际的运动轨迹。
【解答】
A.3s末甲、乙两物体相遇，由图可知，此时，甲物体运动图像的斜率为负，乙物体运动图像的斜率为正，根据x−t图像的斜率正负表示速度的方向可知，此时甲乙两物体的速度方向不同，则二者的速度不相同，故A错误；
B.由于平均速度是位移与时间的比值，由图可知，前3s内甲、乙的位移相等，所用时间也相等，则二者的平均速度相等，故B错误；
C.前3s内甲、乙的位移相等，但是根据x−t图像的斜率正负表示速度的方向，可知甲先向正方向运动后向负方向运动，而乙一直向前运动，则前3s内甲的路程大于乙的路程，故C错误；
D.由于x−t图像的斜率表示速度，而图线乙的平行线与图线甲只有一个切点，则前3s内只有一个时刻甲、乙速度相同，故D正确。
故选：D。
4.【答案】C
【解析】由题可知，手的位置开始放在0刻度处，所以0刻度要在下边，物体做自由落体运动的位移ℎ=12gt2，位移与时间的平方成正比，所以随着时间增大，在相同的时间间隔内，刻度尺上的间距增大。
故选C。
5.【答案】C
【解析】解：以结点O为研究对象，受力分析如图所示：
当OA段绳与竖直方向夹角(小于90°)缓慢增大的过程中，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知绳OB的张为：TB=mg
根据平衡条件可知：Tcsθ−TB=0
Tsinθ−F=0
联立解得水平向左的力F为：F=mgtanθ
绳OA段拉力的大小为：T=mgcsθ，夹角θ增大，由三角函数可知F和T均变大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
本题关键是抓住悬挂物B的重力不变，即OB段绳中张力恒定，OA段绳与竖直方向夹角(小于90°)缓慢增大的过程中，点O始终处于平衡状态，根据平衡条件列式求解各力变化情况。
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。
6.【答案】A
【解析】现用钢丝钳将弹簧剪断，剪断后小球将沿光滑木板下滑，合力沿斜面向下，由牛顿第二定律mgsinθ=ma
得a=gsinθ=12g
故A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】B
【解析】【分析】
根据平衡求出弹簧的弹力大小，剪断细线的瞬间，根据牛顿第二定律求出A、B、C的加速度大小。
本题是力学中的瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出各个力，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是由微小形变产生的，故可以突变。
【解答】
解：开始A、B、C处于静止，隔离对C分析，弹簧的弹力F弹=3mg，
剪断A上面的细线，在该瞬间弹簧的弹力不变，隔离对AB分析，A、B的加速a=3mg+F弹3m=2g
C所受的合力为零，加速度为零。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
8.【答案】AD
【解析】A.由图中可知，当当0B.当4 NC.当F>12 N时，A受到的滑动摩擦力不变，故其加速度不在变化，故C错误；
D.由图可知，当F=4N时，AB整体相对地面开始滑动，则
μBmA+mBg=4N
当F=12N时，AB即将产生相对滑动，此时对整体
F−μBmA+mBg=mA+mBa
对物体A
μAmAg=mAa
由图可知，A、B之间的最大静摩擦力为6N，可知A、B间的动摩擦因数为
μA=fmmAg
联立解得
mB=1kg
μB=0.1
故D正确。
故选AD。
9.【答案】BD
【解析】解：A、当电梯向上减速运行时，加速度向下，他处于失重状态，故A错误；
B、当电梯向上加速运行时，加速度向上，他处于超重状态，故B正确；
C、当电梯加速度大小为g时，如果加速度向上，他处于超重状态，只有加速度竖直向下时，才处于完全失重状态，故C错误；
D、当电梯向下加速运行时，加速度向下，他处于失重状态，故D正确。
故选：BD。
明确超重和失重的性质，知道加速度向上时物体超重，加速度向下时物体失重。
本题考查对超重和失重的理解，明确超重包括向上的加速和向下的减速；而失重包括向下的加速和向上的减速。
10.【答案】BC
【解析】ABC.由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=6cm，即弹簧的原长为6cm;由图读出弹力为F1=2N，弹簧的长度为L1=4cm，弹簧压缩的长度
x1=L0−L1=6cm−4cm=2cm=0.02m
由胡克定律得弹簧的劲度系数为
k=F1x1=20.02=100N/m
故A错误，BC正确；
D.弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为
F=kx=100×0.02=2N
故D错误。
故选BC。
11.【答案】ACD
【解析】【分析】
整体隔离法受力分析，由平衡条件求解各力变化，结合牛顿第三定律解答。
本题考查共点力平衡，先整体后隔离的思路，助力高效解题，并注意牛顿第三定律的运用。
【解答】
A.设绳的拉力为F，由平衡条件分别对b、c，2Fcsβ2=mg，Ff2=Fsinβ2，解得Ff2=12mgtanβ2 ，将c向右缓慢移动，β增大，Ff2增大；由2Fcsβ2=mg和β =60°得，F=mg 3，a重力的分力为mgsin30∘=0.5mg，因为mg 3>0.5mg，物体a所受的摩擦力沿斜面向下，由2Fcsβ2=mg和F=mgsin30∘+Ff1 得，β增大，F增大，Ff1增大，综上所述，A正确；
B. Ff1始终沿斜面向下，B错误；
C.物体c恰好静止时，Fsinβ2=μmg+Fcsβ2，2Fcsβ2=mg，解得β=120∘，物体a恰好静止时F=mgsin30∘+μmgcs30∘，2Fcsβ2=mg，解得β=120∘ ，C正确；
D.取a、b整体为研究对象，斜劈受到地面的摩擦力为Ff=Fsinβ2，2Fcsβ2=mg，β增大，F增大，Ff增大；Ff2增大，由牛顿第三定律，横杆受到物体c的摩擦力变大；D正确。
故选ACD。
12.【答案】AC
【解析】[解析]若μmg小于kx，而弹簧又处于压缩状态，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力水平向左，即小车的加速度一定向左，A对；由牛顿第二定律得kx−Ff=ma，当Ff=μmg时，加速度方向向左且最小值为amin=kx−μmgm，随着加速度的增加，Ff减小到零后又反向增大，当再次出现Ff=μmg时，加速度方向向左达到最大值amax=kx+μmgm，但小车可向左加速，也可向右减速，B错；若μmg大于kx，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力(即加速度)可能水平向左，也可能水平向右，即小车的加速度方向可以向左也可以向右，C对；当物块的合外力水平向右时，加速度的最大值为μmg−kxm，物块的合外力水平向左时，加速度的最大值为μmg+kxm，则小车的加速度最大值为kx+μmgm，最小值为0，D错．
[答案] AC
13.【答案】 B F 不变
【解析】(1)[1]分力与合力的关系是效果相同，因此本实验由分力代替合力采用的是等效替代法。
故选B。
(2)[2]通过平行四边形做出的合力F是理论值，而用一个弹簧秤测量值 F′ 是实际值。
(3)[3]由于细绳套的作用是标出力的方向，换成橡皮条，标出力的方向时与细绳套相同，因此实验结果不变。
14.【答案】 0.50 0.14 大于 不能
【解析】(1)①根据加速度公式得
a=s4−s1(4−1)T2=5.7−4.23×0.12×0.01m/s2=0.50m/s2
②[2]根据牛顿第二定律得
mg−μMg=(m+M)a
解得
μ=0.14
③[3]由于存在纸带摩擦及空气阻力，所以测得的动摩擦因数偏大；
(2)[4]系统除中管理做功外还有阻力做功，所以不能验证机械能守恒定律。
15.【答案】解：(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时。它们的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等。
则有：t1=102.5s=4s
货车的位移为：s货=v货(t0+t1)
解得：s货=65m
警车的位移为：s警=12at12
解得：s警=20m
所以两车间的最大距离为：△s=s货−s警=45m
(2)v=54km/ℎ=15m/s，当警车刚达到最大速度时，运动时间为：t2=152.5s=6s
警车达到最大速度时货车的位移为：s货′=v货(t0+t2
解得：s货′=85m
警车的位移为：s警′=12at22=45m
因为s货′>s警′，故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离为：△s′=s货′−s警′=40m
警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过△t时间迫赶上货车。则有：△t=△s′v−v货=8s
所以警车发动后耍经过t=t2+△t=14s才能追上货车。
答：(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是45m；
(2)警车发动后要14s才能追上货车。
【解析】(1)当警车速度等于货车速度时，两车间的距离最大；分别求出两车的路程，然后求出两车间的最大距离。
(2)求出警车达到最大速度时，警车与货车的路程，根据两车路程间的关系判断警车能否追上货车，警车追上货车时，两车的路程相等，由速度公式的变形公式求出警车追上货车的时间。
本题是一道追击问题，分析清楚车的运动过程，找出两车距离最大及追上的条件，熟练应用速度公式的变形公式、路程公式可以正确解题，本题难度较大。
16.【答案】(1)20N；(2)5m/s2；(3)25m/s，62.5m
【解析】(1)在推力F作用下匀速运动，由水平方向平衡得
Fcsθ = f
由竖直方向平衡得
N = mg+Fsinθ
又
f = μN
解得
F = 20N
(2)拉力变为水平后
F−μmg = ma
解得
a = 5m/s2
(3)由 v=v0+at 得
v=25m/s
由 x=12at2 得
x = 62.5m
17.【答案】解：设木板在时间t内的位移为x1；木板的加速度大小为a1，木块的加速度大小为a2，时间t内的位移为x2
则有：x1=v0t−12a1t2 ①
x2=12a2t2 ②
x1=L+x2 ③
又：v0−a1t=a2t ④
根据牛顿第二定律，有：
μ1(M+m)g+μ2mg=Ma1 ⑤
μ2mg=ma2 ⑥
可得：a1=μ1(M+m)g+μ2mgM，a2=μ2g；
代入数据得：t=23s，μ2=0.305
答：(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t为23s；
(2)小物块与木板间的动摩擦因数为0.305。
【解析】对木块和长木板分别受力分析，然后运动牛顿第二定律列式求出加速度，对木块好滑块分别运用速度时间公式、位移时间公式列式，然后联立求解。
本题关键是先根据运动学公式列式后联立求解出时间，然后再受力分析后根据牛顿第二定律列式求解；对于第一问，可以以长木板为参考系列式求解，会使得问题大大简化。