安徽省临泉第一中学2023-2024学年高一上学期末考试物理试卷（Word版附解析）

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1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第一册和必修第二册第五章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年10月4日晚杭州亚运会田径比赛结束后，在杭州奥体中心体育场举行了递补奥运奖牌颁奖仪式。此前，国际奥委会于2022年5月19日在洛桑召开执委会，宣布中国田径男子4×100米接力队递补获得东京奥运会铜牌。中国队跑出37秒79的成绩，他们创造了历史。下列说法正确的是（ ）
A. 题中的“37秒79”指的是时刻
B. 4×100米接力赛中，交接棒的两个运动员可以视为质点
C. 四名运动员均跑了100米左右，这里的100米指的是位移
D. 比赛获得第一名的接力队，其平均速率一定最大
【答案】D
【解析】
【详解】A．“37秒79”指的是时间，故A错误；
B．交接棒时，运动员的形状、大小不能忽略，交接棒的两个运动员不可以视为质点，故B错误；
C．四名运动员均跑了100米左右，这里的100米是运动员运动轨迹的长度，指的是路程，故C错误；
D．全程400米指的是路程，比赛获得第一名的接力队，所用时间最短，其平均速率一定最大，故D正确。
故选D。
2. 如图是测风速装置的工作原理示意图。假设光滑的水平面上一小球以速度v0向东运动，运动过程中要穿过一段水平向北的风带ab，其余区域无风，假设风力可以看成小球受到水平向北的恒力F的作用，则小球过风带及过后的轨迹正确的图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球在光滑的水平面上以v0向右运动，小球穿过一段水平向北的风带ab过程，小球受到一个向北的水平恒力，根据曲线运动条件，合外力指向物体做曲线运动轨迹的凹的一侧，且速度的方向沿着轨迹的切线方向，小球穿过风带后做匀速直线运动，可知，只有第二个选择项符合要求。
故选B。
3. 某同学将一排球竖直向上垫起，排球仅在重力作用下在空中运动一段时间后，又落回到该同学手中。若取竖直向上为正，下列能表示该排球运动过程中加速度a随时间t变化的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知，整个运动过程中，排球仅在重力作用下运动，则加速度a重力加速度g且保持不变，方向竖直向下，与正方向相反。
故选D。
4. 如图所示，可视为质点的清洁机器人通过磁铁吸附在斜壁上保持静止。已知机器人（含磁铁）的质量为m，斜壁与竖直方向的夹角为θ，磁铁的吸引力垂直于斜面，则机器人受到的摩擦力大小为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，对机器人进行受力分析，沿垂直于斜面和平行于斜面的两个方向正交分解，由平衡条件可得机器人受到的摩擦力大小
故选B。
5. 如图所示，小球从斜面AB底端A点正上方O点以某一速度正对倾角为θ=30°的斜面水平抛出，小球落到斜面上时速度方向与斜面垂直，不计空气阻力，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，则速度方向与水平方向夹角的正切值
竖直位移与水平位移的比值
故选B。
6. 如图所示是间距均为20m的5个路灯。当还有40s停止供电时，李志同学由静止开始从第1个路灯依次通过这5个路灯，李志同学的运动视为匀加速直线运动，在停止供电时正好到达第5个路灯，则李志过第2个路灯时的速度大小是（ ）
A. 2m/sB. 2.3m/sC. 2.5m/sD. 2.8m/s
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设李志同学的加速度为，则有
其中
，
解得
设李志过第2个路灯时的速度大小为，则有
解得
故选A。
7. 放置在固定斜面上的空储物箱由静止释放后，沿斜面以大小为a的加速度匀加速下滑。则当储物箱中塞满物品后，仍由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A. 可能静止在斜面上
B. 沿斜面加速下滑，加速度小于a
C. 沿斜面加速下滑，加速度仍为a
D. 沿斜面加速下滑，加速度大于a
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，设斜面倾角为θ，空储物箱质量为m。由牛顿第二定律
得空储物箱下滑加速度
可知，储物箱下滑加速度与m无关，即当储物箱中塞满物品后，由静止释放，仍沿斜面加速下滑，加速度仍为a。
故选C。
8. 水平细杆上套一环甲，环甲与球乙间用一轻质绳相连，球乙受到水平向左的拉力F的作用，此时环甲与球乙处于静止状态。保持拉力F始终沿水平方向，将其大小缓慢增大，细线偏离竖直方向的角度将增大，这一过程中环甲始终保持静止。下列说法正确的是（ ）
A. 环甲受到水平细杆的摩擦力增大
B. 环甲对水平细杆的压力增大
C. 球乙所受的合力增大
D. 球乙受到细线的拉力大小不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB．对环甲和球乙的整体而言，水平方向受向左的拉力F和向右的摩擦力作用，故当向左的拉力逐渐变大时，环甲受到杆的摩擦力增大，竖直方向受到球乙及环甲的重力和杆对环甲的支持力作用，则有
可知，环甲对杆的压力不变，故A正确，B错误；
C．对球乙而言，由于受力平衡故球乙所受各力的合力为零，保持不变，故C错误；
D．对球乙受力分析，如图所示
由平衡条件可得，球乙受到细线的拉力
可知，随θ增大，则T值变大，故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 甲、乙两机器人送餐时同向做直线运动，图像如图所示，时，两机器人并排，内甲匀速运动，之后匀减速直至停止，乙一直匀减速直线运动直至停止，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两机器人在的时间内位移大小之比为
B. 甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小之比为
C. 时两机器人间的距离最大，最大距离为
D. 时两机器人间的距离最大，最大距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图像中面积表示位移，由图可知，甲、乙两机器人在的时间内位移大小分别为
则甲、乙两机器人在的时间内位移大小之比为，故A错误；
B．根据图像中斜率表示加速度，由图可知，甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小分别为
则甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小之比为，故B正确；
CD．由图可知，任意时刻乙的速度都大于甲的速度，由于时，两机器人并排，则时两机器人间的距离最大，最大距离为
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 某快递公司为了提高效率，使用电动传输机输送快件，如图所示，固定斜面的倾角，底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接，某快递物件（视为质点）质量，从高处由静止从斜面上滑下，物件与斜面间的动摩擦因数、与传送带间的动摩擦因数，长度的传送带以速度匀速顺时针转动，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 物件刚滑到斜面底端时的速度大小为
B. 物件滑上水平传送带后一直做匀减速运动
C. 物件在传送带上运动的时间为0.3s
D. 物件相对于皮带的位移为0.18m
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物件在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，设物件刚滑到斜面底端时的速度为，物体在斜面上的加速度为，由牛顿第二定律有
又有
解得
故A正确；
B．由于，物件在水平传送带上先做匀减速运动再做匀速运动，设物件在水平传送带上匀减速运动的加速度大小为，时间为，由牛顿第二定律有
解得物体做匀减速运动的加速度大小
由运动公式有
减速阶段的位移
则物件先做匀减速后做匀速运动，故B错误；
C．物件在水平传送带上做匀减速运动的时间为
物件在水平传送带上匀速运动时间
所以物件在传送带上运动的时间为
解得
故C错误；
D．物件与皮带的相对位移大小
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某学习小组做探究平抛运动规律的实验。
（1）在图甲中用小锤敲击铁片，观察到a、b两个小球同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上做________运动。
（2）在图乙中将相同的两个小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，P、Q同时沿着相同的斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向上做_________运动。
（3）利用频闪相机拍摄图甲中a小球运动过程，经处理后得到如图丙所示的点迹图像。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB=40cm，yB=20cm，A、C点均在坐标线的中点。取重力加速度g=10m/s2，则平抛小球在B点处的瞬时速度大小vB=________m/s（结果保留根式）。
【答案】 ①. 自由落体 ②. 匀速直线 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由于任意高度，平抛运动和自由落体运动都会同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动；
（2）[2]在图乙中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向方向上做匀速直线运动；
（3）[3]根据图中的几何关系可知，A点的纵坐标为5cm，B点的纵坐标为20cm，C点的纵坐标为45cm，因为AB的竖直距离为
BC之间的竖直距离为
则竖直方向上，由运动学公式可知
在水平方向上
竖直方向上
则
解得
12. 某实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力的关系”。按图甲所示安装好实验装置，并进行如下操作：
①调节砂桶中砂的质量，轻推物块。直到打点计时器打出的纸带上的点间隔均匀，记下这时弹簧测力计的示数F0；
②加大砂和砂桶的质量，释放小车，打点计时器打出一条纸带，记录这时弹簧测力计的示数为F；
③继续加大砂和砂桶质量，多次重复步骤②，记下弹簧测力计的示数F。
（1）调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，请选出你认为这样做的目的是________（填字母代号）。
A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B.保证小车运动中所受合力不变
C.防止小车在木板上运动过程中发生抖动
（2）实验中__________（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量
（3）图乙为某次实验中打出的一条纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器所接的交流电的频率为f=50Hz，测得0、3两计数点之间距离为x1=7.50cm，3、6之间距离x2=11.10cm。则小车运动的加速度大小a=_________m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）若由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像，下列四幅图中，与本实验相符合的是__________（填字母代号）。
A. B. C. D.
【答案】 ①. B ②. 不需要 ③. 0.40 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]调节定滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，保证小车运动中所受合力不变，选项B正确；
（2）[2]弹簧测力计的示数等于作用在小车上的水平拉力，从而确定作用在小车上的合外力为F-F0，并不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量；
（3）[3]测得0、3两计数点之间距离为x1=7.50cm，3、6之间距离x2=11.10cm。所用电源的频率为50Hz，相邻计数点间还有4个点未画出，可得0、3和3、6之间的时间间隔为
由
代入数据解得
（4）[4]由牛顿第二定律
可得
加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像应为一条直线，在横轴截距为F0，B项符合。
13. 延时摄影可以捕捉到一段时间内物体的运动和变化效果。某人在室内以窗户为背景延时摄影时，恰好把窗外从高处自由落下的一颗小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动轨迹的长度为1.5cm，经测量发现，实际高度为1m的窗框在照片中的长度为5cm，不计空气阻力，取重力加速度大小为g=10m/s2。（为了方便计算，在曝光的0.01s极短时间内，石子的运动可当成匀速直线运动来处理）求：
（1）曝光时石子运动的速度大小；
（2）石子开始下落处离开始曝光时所在位置的高度；
（3）石子在曝光前1s内的位移大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）曝光时间内石子下落的距离
故曝光时石子运动的速度大小为
（2）石子下落做自由落体运动，则有
解得
（3）由
解得石子下落时间为
石子前2s内的位移
故石子在曝光前1s内的位移
14. 如图所示，三条轻绳结于P点，物块A用绳悬挂在结点P上，PQ绳与竖直墙角度β=37°，由P点通过定滑轮C连接物块B的绳与水平方向的夹角α=53°，PC部分水平，整个装置处于静止状态。已知物块A的质量为mA=4kg，物块B的质量mB=8kg，物块B与地面间的动摩擦因数为μ=0.45，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有绳及光滑滑轮的质量不计。cs53°=0.6，sin53°=0.8，重力加速度大小为g=10m/s2。求：
（1）PQ绳的拉力大小和PC绳的拉力大小；
（2）地面对物块B的支持力大小和地面对物块B的摩擦力大小；
（3）如果仅改变物块A的质量大小，保持其他条件不变，轻绳不会崩断，整个装置仍处于静止状态，求物块A质量的最大值。
【答案】（1）50N，30N；（2）56N，18N；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，对结点P受力分析，设PQ绳的拉力为F1，PC的拉力为F2，如图1所示，
图1 图2
由平衡条件有
解得
即PQ绳的拉力为50N，PC绳的拉力大小为30N；
（2）设地面对物块B的支持力大小为FN，地面对物块B的摩擦力大小为Ff，根据题意，对B受力分析，如图2所示，由平衡条件有
解得
（3）设物块A质量为最大值时，BC绳的拉力大小为F3，物块B受到的最大静摩擦力为Ffm，由平衡条件，对物块B在水平方向有
竖直方向有
即
解得BC绳的拉力大小为
又
得A质量的最大值
15. 如图所示，一质量、长度为薄木板（厚度不计）静置在水平地面上，与地面间的动摩擦因数。一质量的滑块（可视为质点）置于木板上的最左端，与长木板间、地面间的动摩擦因数均为。不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。
（1）若对滑块施加一水平向右推力，作用一段时间后，滑块仍未脱离薄木板，求滑块运动过程中木板与地面间的摩擦力；
（2）若对木板左端施加一水平向右推力，作用时间后撤掉，求：
①物块从木板上滑下时物块与木板各自的速度大小；
②最终滑块离木板右端的距离（计算结果保留一位小数）。
【答案】（1），方向水平向左；（2）①，，②
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，滑块与木板间最大静摩擦力为
木板与地面间最大静摩擦力
施加，木板保持静止，滑块在木板上发生相对滑动，木板上表面受到向右的、大小为6N摩擦力，根据二力平衡，地面对木板摩擦力
方向水平向左。
（2）①滑块与长木板一起运动的最大加速度
设两者一起运动的水平推力的最大值为Fm，根据牛顿第二定律有
代入数据得
故在水平推力F下，两者一起运动，无相对滑动，由
两者一起运动的加速度
撤掉F时两者的速度
撤掉F后滑块减速的加速度大小为，长木板减速的加速度大小为，对滑块有
对长木板有
代入数据得
，
撤掉推力后，经过时间t滑块从长木板右侧落下，滑块与挡板的位移分别为和，则有
，，
联立解得
则物块速度
木板速度
②物块落地后二者均做匀减速运动直到静止，则有