黑龙江省七台河市勃利县中学2022-2023学年高一物理下学期开学考试试题（Word版附解析）

2022-2023学年度第一学期期末考试高一物理（时间：90分钟　满分：100分）一、选择题（每题4分，共48分。1～6题为单选题，7～12题为多选题）1.爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力比作侦探小说中警员破案。牛顿第一定律就是科学家集体智慧的成果，下列说法正确的是（　　）A.牛顿第一定律揭示了力是维持物体运动状态的原因B.物体速度越大惯性越大C.物体的质量是惯性的唯一量度D.给物体施加外力能改变物体的惯性【答案】C【解析】【详解】A．牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动规律，说明力不是维持物体运动状态的原因。故A错误；B．惯性是物体的固有属性，惯性大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体运动的速度无关，故B错误；C．惯性与物体外部因素无关，质量是惯性的唯一量度，故C正确；D．惯性只与质量有关，与其他任何因素无关，故D错误。故选C。2.在以下四个受力示意图中，各接触面均光滑，其中物体M在各接触面所受到的弹力正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】A．根据受力分析，可知，M只与水平面有相互挤压的效果，与斜面没有力的作用，若受斜面弹力的作用，则不能平衡，所以只受到地面的弹力作用，故A正确；B．根据受力分析，可知，M的两端分别与地面和细绳相接触，由于重力作用，M与地面间有相互的挤压作用，受到竖直向上的弹力；由于细绳被拉紧，所以还会受到绳子的拉力作用，方向沿绳子收缩的方向，不是沿杆的方向，故B错误； C．根据受力分析，可知，与M相接触的地方有两处，M的下端与半圆形凹槽有相互挤压的效果，受到指向圆心的弹力F1作用；在半圆凹槽的上端，与M也有相互挤压的效果，所以M受到弹力F2的作用，方向垂直于细杆向上，不是指向圆心，故C错误；D．根据受力分析，可知，与M相接触的物体有两个，分别是细绳和斜面，由于重力竖直向下，所以M一定会受到沿绳竖直向上的弹力作用；假设M与斜面间有垂直于斜面向上的弹力作用，则M在水平方向上合力不为零，不会处于静止状态，所以M不会受到斜面的弹力，故D错误。故选A。3.某质点的位移随时间变化的关系式是：，x和t的单位分别是m和s，则质点的初速度和加速度分别为（　　）A.2m/s和3m/s2B.2m/s和-3m/s2C.2m/s和6m/s2D.2m/s和-6m/s2【答案】D【解析】【详解】根据匀变速直线运动的位移时间公式得，质点的初速度v0=2m/s，加速度，ABC错误，D正确。故选D。4.如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上．开始时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是(　　)A.小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B.小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C.弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D.弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动【答案】C【解析】 【分析】【详解】小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动，也可以向左匀减速运动，弹簧测力计读数即大于小球重力；竖直方向整体受力平衡，则小车对地面压力等于系统总重力；故C正确，ABD错误。故选C。5.在地铁进站前的某段减速过程中，细绳偏离了竖直方向，用手机拍摄下当时情景的照片如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，已知当地的重力加速度为g，若测得细绳与竖直方向的夹角为q，则（　　）A.当时地铁列车加速度的大小为gsinqB.当时地铁列车加速度的大小为gcosqC.当时地铁列车正向图中的左方向行驶D.当时地铁列车正向图中的右方向行驶【答案】D【解析】【详解】AB．被拉物体受到重力和细线的拉力，如下图所示根据牛顿第二定律可得mgtanθ=ma解得 a=gtanθ故AB错误；CD．列车减速，加速度水平向左，则速度水平向右，C错误，D正确。故选D。6.如图所示，杂技表演中，绕过光滑定滑轮的轻绳一端吊着重物，另一端吊着表演者，开始时表演者拉着绳不动结果他以大小为a1的加速度下降；然后表演者快速地沿绳向上爬，结果他不再下降，而是相对地面保持静止，此时重物以大小为a2的加速度竖直向上运动。若表演者与重物所受重力的大小之比为k，不计空气阻力，则为（　　）A.B.C.kD.k+1【答案】B【解析】【详解】设表演者拉着绳不动以大小为a1的加速度下降时，绳中的张力大小为T1，则对表演者和重物根据牛顿第二定律分别有当表演者快速地沿绳向上爬，相对地面静止时，根据平衡条件可知，绳对表演者的作用力大小为对重物根据牛顿第二定律有由题意可知 联立以上各式解得故选B。7.如图所示，A、B两长方体木块放在水平面上，它们的高度相等，长木板C放在它们上面.用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，则()A.A对C的摩擦力向右B.C对A的摩擦力向右C.B对C的摩擦力向右D.C对B的摩擦力向右【答案】AD【解析】【详解】由于用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，即若把ABC看做一个整体，即该整体向右运动，故该整体所受的摩擦力是向左的；对于C来说，是由于A的摩擦力导致C向右运动，故A对C的摩擦力是向右的，据物体间力的作用是相互的，所以C对A的摩擦力是向左的；对于C和B来说，B是在C的摩擦力的作用下向右运动，故C对B的摩擦力是向右的，同理，B对C的摩擦力是向左的，AD正确．【点睛】摩擦力的方向是与物体间的相对运动方向和相对运动趋势方向相反，但不一定与物体的运动方向相反，即摩擦力的方向和物体运动方向没有关系，所以摩擦力可以是动力也可以是阻力，在判断摩擦力的方向时，一定首先判断两者之间的相对运动方向或者相对运动趋势方向8.某商场为了节能安装了智能化电动扶梯。在无人乘梯时，扶梯缓慢运转；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速再匀速运转。如图所示，一顾客乘该扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，则下列说法正确的是（　　）A.顾客仅在加速阶段受摩擦力的作用B.顾客受到摩擦力作用时，摩擦力的方向斜向右上方C.顾客受到支持力总是大于重力 D.扶梯对顾客作用力的合力方向先指向右上方，再竖直向上【答案】AD【解析】【详解】A.顾客仅在加速阶段受摩擦力的作用，A正确；B.顾客的加速度沿斜面向上，有水平向右的分量的加速度，此时水平方向受到的摩擦力方向水平向右，B错误；C.匀速阶段，顾客受到的支持力等于重力，C错误；D.加速阶段，扶梯对顾客支持力大于重力，摩擦力水平向右，支持力和摩擦力的合力方向指向右上方，匀速阶段没有摩擦力，扶梯对人的作用力就是支持力，竖直向上，D正确。故选AD。9.甲、乙两辆汽车先后从同一地点、沿同一条直线运动，它们的图像如图所示，由图可知（　　）A.在时甲乙之间的距离为B.在时乙追上甲C.在时甲乙之间的距离与时相等D.在时乙在甲之前【答案】CD【解析】【详解】A．甲、乙两辆汽车从同一地点出发，在时乙刚好出发，甲车的位移为则甲乙之间的距离为，故A错误；B．在时甲和乙的速度相等，甲的位移大于乙的位移，是乙追甲出现最大距离的时刻，故B错误；C．图像从到甲和乙围成的面积相等，表示位移相等，则在时甲乙之间的距离与时相等，故C正确； D．在时甲的位移为乙的位移为则两者的距离为即乙在甲之前，故D正确；故选CD。10.如图，倾角α=60°的斜面体置于水平面上，在斜面体顶端固定一轻质小定滑轮，一根轻质细线跨过滑轮，一端与置于斜面上的质量为2m的物块相连，另一端与质量为m的小球相连，与物块相连的细线与斜面平行。现用一拉力F拉小球（图中未画出），使与小球相连的细线偏离竖直方向θ=30°，且拉力F最小，整个装置保持静止，重力加速度为g。则（　　）A.拉力F沿水平方向向右时，拉力F最小B.地面对斜面体的摩擦力大小为mg，方向水平向左C.斜面对物块的摩擦力大小为mg，方向沿斜面向下D.细线上的拉力大小为mg【答案】BD【解析】【详解】AD．对小球进行受力分析，当拉力F方向垂直于绳子时，拉力F最小，做出力的矢量三角形如图所示： 所以绳子拉力拉力F=mgsin30°=0.5mg故A错误，D正确；B．把两个物体和斜面看成是一个整体，对整体受力分析，根据平衡条件，在水平方向，F在水平方向的分量等于地面对斜面的摩擦力，即f=Fcos30°=mg方向水平向左，故B正确；C．对物块进行受力分析，如图所示：根据力的平衡条件FT+f=2mgsin60°解得f=mg方向沿斜面向上，故C错误故选BD。11.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数为 μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（　　）A.当F<μmg时，A、B都相对地面静止B.当F=2μmg时，A的加速度为μgC.无论F为何值，B的加速度不会超过μgD.当F>3μmg时，A不相对B滑动【答案】AC【解析】【详解】A．设物块B对A的摩擦力为f1，A对B的摩擦力为f2，地面对物块B的摩擦力为f3。由牛顿第三定律可知f1与f2大小相等，方向相反，f1和f2的最大值均为2μmg。f3的最大值为，故当时，物块A、B均保持静止，继续增大F，在一定范围内物块A、B将相对静止以共同的加速度开始运动，故A正确；B．当F=2μmg时，拉力正好等于物块A受到的最大静摩擦力，故物块A相对B静止，物块A、B一同相对地面运动，则有解得物块A、B的加速度为故B错误；CD．当时，物块A、B将以共同的加速度运动，根据选项B的分析可知，最大加速度为；当时，拉力大于物块A、B间的最大静摩擦力，物块A、B之间发生相对运动，则时，物块A、B之间已经相对滑动，对物块B进行分析，则有 解得故无论F为何值，B的加速度最大为，故C正确，D错误；故选AC。12.如图所示，带有固定挡板P和定滑轮的木板垫高后与水平面夹角为θ=30º，质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧（弹簧与P、A不连接），细线跨过定滑轮，一端连接着质量为m的B，另一端连接着轻质挂钩（细线在滑轮左侧部分与木板平行、右侧部分竖直），A、B处于静止状态。现将钩码C挂于挂钩上，静止释放后，发现C的速度最大时，A、B恰好分离。已知木板足够长，所有摩擦不计，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）A.C质量大小为B.C轻挂于挂钩瞬间，A、B间挤压力变为原来的一半C.细绳张力最大值为D.只要C的质量足够大，就可以在C挂上去的同时A、B就分离【答案】CD【解析】【详解】A．C的速度最大时，加速度为0，此时有对C受力分析可知绳子拉力对B受力分析可知联立解得 故A错误；B．未挂C时，A、B静止，以A、B整体为研究对象，由平衡方程可知弹簧弹力方向沿斜面向上，隔离B物体，由受力平衡可知挂上C时，对C由牛顿第二定律对A、B整体，由牛顿第二定律两式联立解得隔离A，对A由牛顿第二定律将加速度代入上式，解得故B错误；C．由A选项分析可知，绳子最大拉力为故C正确；D．若挂上C的瞬间，AB分离，则对A有可得BC作为整体有 可得如果AB瞬间分离，则有即当C的质量大于B的质量时，挂上C，AB瞬间分离，故D正确。故选CD。二、实验题（共16分，其中13题10分，14题6分。）13.某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究小车加速度与受力和质量的关系”。图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，小车的质量为m1，小盘（及砝码）的质量为m2。（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源B．每次改变小车质量后，应重新补偿阻力C．本实验中应满足m2远小于m1的条件D．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作a-m1图像（2）实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的计算式a=___________。（3）某同学补偿好阻力后，在保持小车质量不变情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F的图像如图丙所示。若牛顿第二定律成立，重力加速度g=10m/s2，则小车的质量为___________kg，小盘的质量为___________kg。（保留两位有效数字）（4）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为___________m/s2。（g=10m/s2）【答案】①.C②.③.2.0④.0.060⑤.10【解析】【详解】（1）[1]A．实验时先接通打点计时器的电源，后释放纸带，故A错误；B．平衡摩擦力后，重力的下滑分力与摩擦力平衡，即改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；C．本实验中应满足远小于的条件，使得绳子的拉力近似等于小盘（及砝码）的重力，故C正确；D．在用图像探究小车加速度与受力的关系时，应作图像得到一次关系图像，说明加速度与质量成反比，故D错误。故选C。（2）[2]由逐差法可得小车加速度（3）[3]根据牛顿第二定律得由图可知小车质量为[4]由图知当时 解得（4）[5]当砝码的质量很大时14.一实验中学的物理兴趣小组用光电门测重力加速度，实验装置如图甲所示，电磁铁与光电门B固定不动，光电门A可上下调节。实验时先用电磁铁吸住小铁球，然后撤走磁性使小铁球由静止释放，记录下小铁球经过两光电门的时间差t以及小铁球经过光电门B的时间△t，两光电门之间的距离h可从图中的刻度尺直接读出，已知小铁球的直径为d。分析下列问题：（1）小铁球经过光电门B时的速度大小v=______，不计空气阻力，重力加速度用g表示，则h、g、v、t之间的关系式应为h=______；（2）调节光电门A的位置，改变两光电门之间的距离h，测出多组h、t的实验数据，并以为纵轴、t为横轴作出图线如图乙所示，则重力加速度g的大小为______m/s2。【答案】①.②.vt﹣gt2③.9.78【解析】【详解】（1）[1]小铁球的直径比较小，小铁球经过光电门时的瞬时速度等于平均速度，小铁球经过光电门B时的速度v= [2]小铁球做匀加速直线运动，小铁球经过光电门A时的速度为v0，小铁球经过光电门B时的速度则从光电门A到光电门B过程，位移==（2）[3]小铁球从光电门A到光电门B过程整理得由图示图象可知，图象斜率的绝对值m/s2解得g=9.78m/s2三、计算题（共36分，其中15、16、17题每题8分，18题12分）15.太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6000m的高空静止下落，可以获得持续25s的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10m/s2，试求：（1）飞船在失重状态下的加速度大小；（2）飞船在微重力状态中下落的距离．【答案】（1）9.6m/s2（2）3000m【解析】【详解】试题分析：根据牛顿第二定律求出飞船在失重状态下的加速度大小，结合位移时间公式求出在微重力状态中下落的距离．（1）根据牛顿第二定律得，解得．（2）根据位移时间公式得：．16.雨滴从屋檐上由静止开始竖直滴下。已知屋檐距地面高度为5m，空气阻力可以忽略。 （1）求雨滴从离开屋檐到到达地面全程的平均速度大小；（2）若屋檐正下方站有一人，一滴水从屋檐滴到他头顶用时0.8s，求此人的身高H。【答案】（1）5m/s；（2）1.8m【解析】【分析】【详解】（1）根据代入数值得v=10m/s则平均速度（2）根据代入数值得x=3.2m则此人身高=1.8m17.在平直的公路上有一辆电动自行车以6m/s的速度匀速行驶，当经过某电线杆时，有一辆同向行驶的汽车恰好也经过，并开始计时。已知此时汽车的速度为12m/s，并以大小为0.5m/s2的加速度开始减速，直到停车。求：（1）电动自行车追上汽车需要的时间。（2）电动自行车追上汽车前，两者之间的最大距离。【答案】（1）24s；（2）36m【解析】【详解】（1）汽车停止用时为，有解得 假设电动自行车追上汽车时，汽车未停止运动，设追上用时为。电动自行车的位移为汽车位移为追上时两者的位移相等，有解得即经过24s电动自行车追上汽车，追上时汽车恰好停下，故经24s追上汽车。（2）两者的速度相等时，它们之间的距离最大，用时为。由解得电动自行车的位移为汽车的位移为两者间的最大距离为解得18.在一化肥厂有如图所示的传送装置，AB水平，长度m，顺时针传动的速率m/s，CD为靠近AB的倾斜传送带，，长m，两表面动摩擦因数，一袋标准化肥的质量 kg，已知、、m/s2．（1）若化肥从A端轻放上去，并使CD顺时针以速率v传动，v应满足什么条件才能使化肥送至顶点D？（2）CD传送带不动时，一袋化肥从离A端的位置轻放上去，则在CD上上升的最大距离为，求与的关系。【答案】（1）v≥4.5m/s；（2）x2＝2－0.5x1。【解析】【详解】（1）化肥在水平传送带上，根据牛顿第二定律有μmg＝ma1代入数据，解得a1＝5m/s2又＝2a1s1可得s1＝2.5m＜l1＝4m然后化肥匀速运动，滑上CD。设CD传送带速度v2时，化肥恰好达D端，设v2＜v1，化肥经历了两个减速阶段，第1阶段由C点减速到v2，以加速度大小a2达到v2后再以加速度大小a3继续减速为0，则有mgsinθ+μmgcosθ＝ma2代入数据，可得a2＝10m/s2又mgsinθ－μmgcosθ＝ma3代入数据，解得a3＝2m/s2 由得v2＝4.5m/s并验证了假设成立，故条件为v≥4.5m/s（2）离A端x0处轻放化肥时，刚好在B端与传送带达到速度相同，则有x0＝L1－s1＝1.5m当x1≤x0处放上化肥，能在CD传送带上上升的距离相同，可得代入数据，解得x2＝125m当x0≤x1≤l1，在拐点处速度为vx，有得x2＝2－0.5x1综上所述，当0≤x1≤1.5m时x2＝1.25m当1.5m≤x1≤4m时