2021-2022学年河南省商丘市第一高级中学高一（下）开学测试物理试题含解析

商丘市一高2021-2022学年第二学期开学考试

高一物理试卷

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。第1-7题只有一项符合题目要求，第8-12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. 下列说法正确的是（　　）

A. 在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量

B. 同一个物体在地球上的任意位置，所受重力一定相等

C. 速度越快的物体惯性越大，运动状态越不容易改变

D. 伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这里运用了实验与逻辑推理结合法

【答案】D

【解析】

【详解】A．在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量，故A错误；

B．由于地球上不同位置g值大小不一定相等，所以同一个物体在地球上的任意位置，所受重力大小不一定相等，故B错误；

C．物体的惯性只与物体质量有关，与物体速度无关，故C错误；

D．伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这里运用了实验与逻辑推理结合法，故D正确。

故选D。

2. 关于速度、速度的变化量、速度的变化率、加速度的关系，下列说法正确的是（　　）

A. 物体加速度增大时，速度也增大

B. 做曲线运动的物体加速度可以为零

C. 物体速度变化越快，则速度的变化率越大，速度也越大

D. 物体加速度不等于零时，速度一定变化

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．当物体加速度方向与速度方向相反时，即使物体加速度增大时，速度也会较小，故A错误；

B．做曲线运动的物体速度会发生变化，所以加速度一定不为零，故B错误；

C．物体速度变化越快，则速度的变化率越大，加速度也越大，但速度不一定越大，故C错误；

D．物体加速度不等于零时，速度一定发生变化，故D正确。

故选D。

【点睛】

3. 某质点做直线运动的位置时间关系式为，该质点的运动下列描述正确的（　　）

A. 质点做匀加速直线运动，加速度大小为，初速度为

B. 质点在末的速度为

C. 质点在前内的位移为

D. 质点在第内的平均速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．将质点的位置与时间关系式

与匀变速直线运动位移与时间的关系

对比可知质点的初速度，加速度为，故A错误；

B．质点在末的速度为

故B错误；

C．将t=0代入表达式，可知质点的初位置为2m，t=2s时，质点的位置为x=12m，所以2s内质点的位移为10m，故C错误；

D．第2s内的位移

根据平均速度公式可知质点在第2s内的平均速度为

故D正确。

故选D。

4. 如图所示，在平直轨道上匀加速行驶的封闭车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器，当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法正确的是（　　）

A. 三滴油依次落在O点

B. 三滴油依次落在同一位置上

C. 三滴油依次落在O到A之间，而且后滴比前一滴离O点近些

D. 三滴油依次落在O到B之间，而且后一滴比前一滴离O点远些

【答案】B

【解析】

【详解】根据牛顿第一定律，可知三滴油离开容器时的速度和车厢速度相同，即在水平方向上油滴相对于车厢，其初速度为零，在竖直方向上运动情况相同，落到车厢地板上所用的时间相同，在水平方向上油滴相对于车的加速度方向向左，所以在水平方向上油滴相对于车的位移方向向左，位移大小

所以三滴油依次落在同一位置上。

故选B。

5. 如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α，若把初速度变为kv0，则（  ）

A. 小球的水平位移和竖直位移之比变为原来的k倍

B. 夹角α将变原来的k倍

C. PQ间距一定为原来间距的k倍

D. 空中的运动时间变为原来的k倍

【答案】D

【解析】

【详解】斜面足够长，所以小球最终落在斜面上，则，即小球的水平位移和竖直位移之比不变，故A错误；根据平抛运动的推论：速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的2倍，即 由于位移偏向角不变，所以速度偏向角也不变，故B错误；根据解得：知小球在空中运动的时间变为原来的k倍，故D正确；因为初速度变为原来的k倍，运行的时间也变为原来的k倍，根据x=v0t，水平位移变为原来的k2倍，竖直位移也变为原来的k2倍，而所以PQ间距变为原来间距的k2倍，故C错误；故选D

6. 气球以的速度匀速竖直上升，距地面从气球上掉下一个物体，物体经多长时间落到地面（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】依题意，根据

取竖直向下为正方向，则物体落回地面时有

求得物体落到地面时间为

故选A。

7. 如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，轻杆的重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图（a）、（b）中的受力分别为Fa、 Fb，则下列关系正确的是（　　）

A. Fa=Fb B. Fa>Fb C. Fa<Fb D. 大小不确定

【答案】A

【解析】

【详解】对题图甲中的A点受力分析，受两绳拉力和杆的支撑力Fa′处于静止，由平衡条件可得

Fa=Fa′=2mgcos30°=mg

由图乙，三力平衡可得

tan30°=

Fb=Fb′=mg

可得

Fa=Fb

故A正确，BCD错误；

故选A

8. 如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角，用以卸下车厢中的货物，下列说法正确的是（　　）

A. 当货物相对车厢匀速下滑时，地面对货车有向左的摩擦力

B. 当货物相对车厢静止时，地面对货车无摩擦力

C. 当货物相对车厢加速下滑时，地面对货车有向左的摩擦力

D. 当货物相对车厢加速下滑时，货车对地面的压力等于货物和货车的总重力

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当货物相对于车厢匀速下滑时，对整体受力分析可知，整体处于平衡状态，在水平方向不受外力，故地面对货车没有摩擦力。故A错误；

B．当货物相对于车厢静止时，整体仍然平衡，故地面对车厢没有摩擦力。故B正确；

C．当货物相对于车厢加速下滑时，货物受重力、支持力及滑动摩擦力，因加速度沿斜面向下，则将加速度分解为水平和竖直向下两个方向，则在水平方向有向左的合外力，则由作用力与反作用力可知，货物对车厢有向右的作用力，故货车受到地面对它向左的摩擦力。故C正确；

D．当货物加速下滑时，对货物进行受力分析，受到重力、支持力，滑动摩擦力，因为加速度沿斜面向下，将加速度分解，则竖直向下的方向上，支持力一定小于重力，则根据牛顿第三定律可知，物体对车厢的压力小于重力，故货车对地面的压力小于货车和货物的总重力，故D错误。

故选BC。

9. 甲、乙两物体同时从同一地点由静止开始运动，其v-t图像如图所示，甲的图像为半圆弧，乙的图像为一倾斜直线，且与t轴成30°夹角，t1时刻甲的速度为v0，且t1刚好位于半圆弧的圆心处，以下说法正确的是（　　）

A t2时刻，两者加速度相同

B. t2时刻，两者的速度大小都为

C. 0~t3这段时间内，甲的位移一定大于乙的位移

D. 0~t3这段时间内，两者的运动方向一直不变

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．v-t图像切线斜率表示该时刻物体的加速度，甲乙两图像的交点表明两物体此时的速度相同，但在该点处各自切线斜率不同，故A错误。

B．如图连接t1与甲乙的交点

由几何知识求得t2时刻对应的速度大小为，故B正确。

C．v-t图像围成的面积可表示物体的位移，由图知0~t3这段时间内甲的图像围成的面积为，乙的图像围成的面积为，即，故C正确。

D．由图知0~t3这段时间内速度正负未变，因此速度方向一直未变，故D正确。

故选BCD。

10. 如图所示，两小球分别用轻质细绳和轻弹簧系在天花板上，两小球之间用一轻质细绳连接，细绳、弹簧与竖直方向的夹角均为，细绳水平拉直，现将细绳剪断，则细绳剪断瞬间，下列说法正确的是（　　）

A. 细绳上的拉力与弹簧弹力之比为

B. 细绳上的拉力与弹簧弹力之比为

C. A与B的加速度之比为

D. A与B的加速度之比为

【答案】BD

【解析】

【详解】依题意，可知A、B两球的质量相等，均设为m，剪断细绳L2瞬间，对A球受力分析，如图1所示

由于细绳L1的拉力突变，沿细绳L1方向和垂直于细绳L1方向进行力的分解，得

FT=mgcosθ

ma1=mgsinθ

剪断细绳L2瞬间，对B球进行受力分析，如图2所示，由于弹簧的弹力不发生突变，则弹簧的弹力还保持不变，有

Fcosθ=mg

ma2=mgtanθ

所以

FT∶F=cos2θ∶1

a1∶a2=cosθ∶1

故选BD。

11. 在斜面上，两物块A、B用细线连接，当用力F沿斜面向上拉物体A时，两物块以大小为a的加速度向上运动，细线中的张力为FT，两物块与斜面间的动摩擦因数相等，则当用大小为2F的拉力沿斜面向上拉物块A时(　　)

A. 两物块向上运动的加速度大小为2a

B. 两物块向上运动的加速度大小大于2a

C. 两物块间细线中的张力为2FT

D. 两物块间细线中的张力与A、B的质量无关

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.设斜面倾角为θ，A、B两物块的质量分别为M和m，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得两物块的加速度大小为

a＝＝－g(sin θ＋μcos θ)，

当拉力为2F时，加速度大小

a′＝－g(sin θ＋μcos θ)，

则

a′－a＝＞a，

即a′＞2a，故A错误，B正确；

CD.两物块间细线中的张力

FT＝ma＋mgsin θ＋μmgcos θ＝，

与斜面倾角和动摩擦因数无关，且当拉力为2F时，细线中的张力为2FT，但张力与两物块的质量有关，故C正确，D错误．

12. 一轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端，另一端拴往质量不计的物块为质量为的重物，弹簧的劲度系数为，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上均加速运动，已知在前内F为变力，以后F为恒力，则以下分析正确的是（　　）

A. 一起匀加速运动的加速度为

B. F的最小值为，F的最大值为

C. 分离时弹簧为压缩状态

D. 若P为有质量物体，分离时弹簧为压缩状态

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．P、Q静止时，设弹簧压缩量为x，则

0.2s时P、Q分离，由于P质量不计，合力为零，此时P、Q间无弹力，弹簧恢复原长，则Q在0.2s内

代入数据可得

故A正确，C错误；

B．设P、Q间作用力大小为FPQ，弹簧弹力为FT，对P

对Q

在P、Q加速上移过程中，FT在逐渐较小，FPQ逐渐减小，F逐渐增大，故0s时的F是最小值Fmin，0.2s时的F是最大值Fmax

0s时

联立可得

0.2s时

可得

故B错误；

D．若P有质量，则刚要分离时，P合力也要沿斜面向上，弹簧必须有沿斜面向上弹力，应处于压缩状态，故D正确。

故选AD。

二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填在横线上）

13. 用下列器材测量小车质量M。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为的交流电源，直尺，6个槽码，每个槽码的质量均为。

（1）完成下列实验步骤中的填空：

i．按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；

ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；

iii．依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；

iv．以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。

（2）已知重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：

①下列说法正确的是________；

A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放

B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行

C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量

D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为

②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小______，加速度大小______；

③写出随变化的关系式________（用表示）；

④测得关系图线的斜率为，则小车质量_______。

【答案】    ①. 等间距    ②. AB##BA    ③. 0.723    ④. 0.820    ⑤.     ⑥. 0.190

【解析】

【详解】（1）[1]若小车匀速下滑则a=0，由

故纸带上打出一系列等间距的点。

（2）①[2]A．先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放，故A正确；

B．小车下滑时，为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行，故B正确；

C．由于该实验每个槽码的质量已知道，故不需要使质量远小于小车质量，故C错误；

D．若细线下端悬挂着2个槽码，小车加速下滑，槽码加速上升，槽码超重，故细线对小车的拉力大于2个槽码的重力，所以小车下滑过程中受到的合外力小于，故D错误。

故选AB。

②[3][4]依题意，可知相邻计数点间的时间间隔为

根据图乙，点5是点4、6的中间时刻

由

解得

③[5]对于小车匀速时有

减小n个槽码后，对小车和槽码分别有

，

则

即

④[6]由③可得斜率

求得

14. 某学习小组进行如下实验：在一端封闭光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，同学们测出某时刻R的坐标为，此时R的速度大小为________。R在上升过程中运动轨迹的示意图是______。（R视为质点）

A.　B. 　C. 　D.

【答案】    ①. 5    ②. D

【解析】

【详解】[1]小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有

所以有

在x轴水平方向做匀加速直线运动，有

解得

所以R的速度大小为

[2]因匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做匀加速直线运动，根据运动的合成与分解，所以运动轨迹是曲线，且向x轴一侧弯曲，故选D。

三、计算题（本题共3小题，共36分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）

15. 2022年2月4日至2月22日第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一、图示是简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知着陆坡OB的倾角为θ，重力加速度为g。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，测得运动员从飞出到着陆的时间为t，求：

（1）运动员从飞出到着陆过程中，速度变化量的大小和方向；

（2）运动员从O点飞出到着陆点的位移；

（3）运动员到达O点时获得的速度v0的大小。

【答案】（1）Δv=gt ，方向竖直向下；（2） 方向沿斜面向下；（3）

【解析】

【详解】（（1）运动员从飞出到着陆过程中速度变化

Δv=gt        

方向竖直向下；  

（2）运动员下落的高度

根据几何关系

联立解得

方向沿斜面向下；

（3）根据几何关系可得水平位移

水平方向位移大小

x=v0t       

联立解得

16. 如图所示，一重力为10N的小球，在的竖直向上的拉力作用下，从A点由静止出发沿AB向上运动，F作用1.2s后撤去．已知杆与球间的动摩擦因数为，杆足够长，取。求：

（1）有F作用的过程中小球的加速度；

（2）撤去F瞬间小球的加速度；

（3）从撤去力F开始计时，小球经多长时间将经过距A点为2.25m的B点。

【答案】（1）a1＝2.5m/s2，方向沿杆向上；（2）a2＝7.5m/s2，方向沿杆向下；（3）t≈0.75s

【解析】

【详解】（1）小球的质量为

设小球在力F作用过程的加速度为a1，此时小球的受力如图所示

Fcos 30°＝mgcos30°＋N

Fsin30°－mgsin30°－μN＝ma1

联立解得

a1＝2.5m/s2

即大小为2.5 m/s2，方向沿杆向上；

（2）撤去F瞬间，小球的受力如图所示，设此时小球的加速度为a2，则有

N′＝mgcos 30°

mgsin30°+μN′＝ma2

联立解得

a2＝7.5m/s2

即大小为7.5 m/s2，方向沿杆向下；

（3）刚撤去F时，小球的速度

v1＝a1t1＝3m/s

小球的位移为

x1＝＝1.8m

撤去F后，小球继续向上运动的时间为

t2＝＝0.4s

小球继续向上运动的最大位移为

x2＝＝0.6m

则小球向上运动的最大距离为

xm＝x1＋x2＝2.4m

在上滑阶段通过B点，即

xAB－x1＝v1t3＋

解得

t3＝0.2s

或者t3＝0.6s（舍去）

小球返回时，受力如图所示

设此时小球的加速度为a3，有

mgsin30°－μN′＝ma3

得

a3＝2.5m/s2

即大小为2.5 m/s2，方向沿杆向下，小球由顶端返回B点时有

－（xm－xAB）＝

解得

t4＝s

则通过B点时间为

t＝t2＋t4≈0.75s

17. 如图所示，以速度v速运动的传送带与平板B靠在一起，两者上表面在同一水平面上，传送带的长度L1=2.5m，平板B的质量M=2kg、长度L2=2m，现将一质量m=2kg的滑块A可视为质点轻放到传送带的左端，滑块随传送带运动并滑到平板上，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，滑块A与平板B间的动摩擦因数μ1=0.3，平板B与地面的动摩擦因数为μ2=0.1，不计传送带与平板之间的间隙对滑块速度的影响，g取10m/s2。

（1）若滑块在传送带上一直加速，则传送带的速度至少多大？

（2）若滑块恰好不从平板上掉下，求传送带的速度大小；

（3）若传送带运动速度为6m/s，求滑块A离开平板B时的速度。

【答案】（1）；（2）4 m/s；（3）3.5 m/s

【解析】

【详解】（1）滑块A在传送带上受重力、支持力和传送带摩擦力作用，有：

N-mg=0

μN=ma1

联解得

a1=5m/s2

滑块在传送带上一直加速到传送带右端，则

A滑到右端时速度

解得

则要使滑块在传送带上能一直加速，则传送带的速度至少为。

（2）滑块A在平板B上做匀减速运动，设加速度为a2，有

μ1mg=ma2

由于μ1mg>2μ2mg，故平板B做匀加速运动，设加速度为a3，有

设滑块A从平板B左端滑至右端用时为t，共同速度为v′，平板B的位移为x，则

v′＝v－a2t       

L2＋x＝vt－a2t2 

v′＝a3t           

x＝a3t2       

联解代入数据解得

v＝4 m/s               

（3）若滑块A在传送带上一直加速，则有

v12=2a1L1

解得

v1＝5 m/s<v带=6m/s

即滑块A滑上平板B时速度为v1=5 m/s。设滑块A在平板B上运动的时间为t′，平板位移为x′，则

联解得

v2＝3.5 m/s