2022-2023学年广东省广州中学高一（上）期中物理试卷（含答案解析）

2022-2023学年广东省广州中学高一（上）期中物理试卷

1.     2020年11月24日，我国成功发射探月工程“嫦娥五号”月球探测器，实现了中国航天史上首次在月球表面自动采样的任务。下面有关“嫦娥五号”运动过程的描述正确的是(    )

A. “嫦娥五号”刚刚发射升空的时候速度很小，加速度也很小
B. 研究探测器在月球表面运动的姿态时，可以将其看成质点
C. 研究“嫦娥五号”飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点
D. 探测器静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的

2.     如图，建筑工人为检查墙砌得是否符合要求，通常拿起半块砖头拴在细线的一端并挂在墙角来进行。这是利用了(    )

A. 重力的作用点在重心上
B. 重力的大小与质量成正比
C. 重力的方向总是竖直向下
D. 重力的方向总是垂直向下

3.     如图，车轮半径为的自行车，在水平地面上不打滑并沿直线运动．气门芯从最高点第一次到达最低点，位移大小约为(    )

A.  B.  C.  D.

4.     以的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为的加速度，刹车后第2s内，汽车走过的路程为(    )

A. 12m B. 8m C. 4m D. 2m

5.     某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中、为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧。下列说法正确的是(    )

A. 缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B. 垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小不相等
C. 垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D. 垫片向右移动时，两弹簧长度的改变量不相等
 

6.     电梯经过启动、匀速运行和制动三个过程，从低楼层到达高楼层，启动和制动可看作是匀变速直线运动．电梯竖直向上运动过程中速的变化情况如表：

则前5秒内电梯通过的位移大小为(    )

A.  B.  C.  D.

7.   如图是高速公路的ETC电子收费系统，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以的速度匀速进入识别区，ETC天线用了的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为，刹车的加速度大小为，则该ETC通道的长度约为(    )
    

A.  B.  C.  D.

8.   如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是(    )

A. M处受到的支持力垂直MN向上
B. N处受到的支持力竖直向上
C. M处受到的摩擦力沿水平方向
D. N处受到的摩擦力竖直向下

9.   如图，用两根等长的细绳把奖牌悬在天花板上，两细绳所受作用力大小等于奖牌重力大小的是(    )

A.  B.
C.  D.

10. 人用一个水平力推讲台，但没有推动，则下列判断正确的是(    )

A. 水平推力小于讲台受到的摩擦力
B. 讲台相对于地面的运动趋势方向与水平推力的方向相同
C. 摩擦力与讲台对地面的压力成正比
D. 人受到的摩擦力等于水平推力大小

11. 如图所示，甲、乙两人在粗糙地面上“拔河”。两人中间地面有一分界线，约定先使对方越过分界线者为赢，若绳子质量不计，甲乙与地面的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是(    )

A. 甲对绳的拉力与绳对乙的拉力是一对平衡力
B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对相互作用力
C. 若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力

12. 完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：
    
    如图甲，用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，记下结点O点的位置、两弹簧测力计的读数、以及两细绳套的方向．
    如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到______ ，记下细绳套的方向如图丙中的，读得弹簧测力计的示数______ .
    如图丙，按选定的标度作出了力、的图示，请在图丙中：
    按同样的标度作出力F的图示
    按力的平行四边形定则作出、的合力
13. 在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验中，某实验小组采用传感器进行实验探究。实验装置如图甲所示，将力传感器和位移接收器固定在铁架台上，弹簧竖直悬挂，两端分别与力传感器和位移发射器连接。实验过程中在位移发射器的挂钩上依次挂上钩码，如图乙，待稳定后通过电脑采集力传感器和位移传感器的数据。力传感器记录力F，位移传感器记录发射端到接收端的距离两个端口间的位移可以看成竖直方向，采集到的数据如表。
     

悬挂钩码数为4时，由悬挂的所有钩码引起的弹簧伸长量为______ cm。
为了探究弹簧弹力和伸长量的关系，实验小组成员将悬挂1至6个钩码时的力和位移分别减去未悬挂钩码时的力和位移，通过电脑拟合得到的关系图像。
由图像可得弹簧的劲度系数______。结果保留小数点后一位
取下所有钩码，用手托住位移发射器，使位移发射器恰对弹簧无拉力，发现此时位移传感器采集到的数据为，由此可计算位移发射器所受重力为______ N。结果保留小数点后两位

14. 如图所示，斧头的纵截面是一个等腰三角形，斧头侧面边长为l，背宽为d，自身重力为G。现用竖直向下的力F将斧头敲入木柴中，忽略斧头侧面与木柴间的摩擦，则斧头的侧面推压木柴的力的大小为______ 。

15. A球从塔顶自由落下，当落下距离为5m时，B球从与塔顶距离为25m的地方开始自由落下，两球同时落地，则塔高为______ m。
16. 如图所示，两个小孩提起一装满水的水桶并保持静止，已知手臂对水桶拉力的方向均与竖直方向成角，水和水桶总质量为20kg，右边小孩的质量为40kg，重力加速度，求：
    小孩手臂受到水桶拉力的大小？
    右边小孩所受地面支持力和摩擦力的大小。
17. 2018年2月15日，百度Apollo无人车亮相春晚，在港珠澳大桥开跑。
    无人车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方一定范围内车辆和行人的“气息”。若无人车刹车时的加速度大小为，发现平直正前方80m处有一静止障碍物，无人车立即刹车，为不撞上障碍物，无人车在该路段匀速行驶时的最大速度是多大？以该速度行驶开始刹车后，6s内无人车通过的距离是多少？
    某时刻无人车正在以速度在平直公路上前进，“嗅”到前方有一辆自行车以的速度做同方向的匀速直线运动。当两车距离S时无人车开始刹车做匀减速直线运动，3s后无人车恰好不会碰上自行车，则无人车匀减速的加速度大小为多少？距离为多少？
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、嫦娥五号在刚刚升空的时候速度很小，但是速度变化很快，加速度很大，故A错误；
B、研究探测器在月球表面运动的姿态时，探测器的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；
C、研究“嫦娥五号”飞往月球的运行轨道时，嫦娥五号的大小和形状可以忽略，可以看成质点，故C正确；
D、探测器静止在月球表面时，相对月球是静止的，相对地球是运动的，故D错误。
故选：C。
根据发射瞬间的特点分析；当物体的大小形状在研究的问题中可以忽略，物体可以看成质点；在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫参考系。
解决本题的关键知道加速度的物理意义，掌握物体能看成质点的条件，关键看物体的大小和形状在研究的问题中能否忽略。
 

2.【答案】C 

【解析】解：砖头受重力和细绳的拉力作用，因重力的方向总是竖直向下，则细线的拉力是竖直向上的，即细线是竖直的，由此来判断墙面是否竖直。
故选：C。
根据重力方向总是竖直向下确定方向。
本题主要考查了重力的方向问题，根据重力竖直向下来确定在砌墙时是否竖直，在做实验时重锤的原理也是如此。
 

3.【答案】C 

【解析】解：气门芯从最高点第一次到达最低点过程中，位移分解为水平方向和竖直方向两个分位移，因为轮胎刚好转半圈，沿直线运动不打滑时故水平位移大小等于轮胎的半周长，即
，而竖直分位移为，由勾股定理得合位移为
，故C正确，ABD错误。
故选：C。
气门芯的位移分解为水平和竖直分位移，用勾股定理求解。由于轮胎不打滑，水平位移等于轮胎转半圈的弧长。
位移是矢量，气门芯参与了水平运动和竖直运动，由平行四边形定则求合位移的大小。
 

4.【答案】C 

【解析】解：汽车速度减为零的时间：
，
刹车后第2s内汽车的位移：
，故C正确，ABD错误。
故选：C。
汽车刹车后做匀减速直线运动，应用匀变速直线运动的速度-时间公式求出刹车时间，然后应用匀变速直线运动的位移-时间公式求出汽车的位移。
本题考查了运动学公式的应用，根据题意分析清楚汽车的运动过程是解题的前提，应用运动学公式即可解题。
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、由胡克定律，知F相同时，k不同，x不同，可知缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A错误；
B、当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力大小相等，故B错误；
CD、当垫片向右移动时，垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联，弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不相等，长度的改变量不相等，故C错误，D正确。
故选：D。
缓冲效果与弹簧的劲度系数有关。
垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力相等。
由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同。
此题考查了弹簧的弹力、弹性势能及劲度系数的关系，知道两弹簧串联弹力大小相等。
 

6.【答案】B 

【解析】解：由由表格看出电梯做匀速运动，速度为
内电梯做匀加速运动的加速度为
则电梯匀加速运动的总时间为
则前内的位移：

后做匀速直线运动，位移：
前5s内的位移：
故选：B
由表格看出电梯做匀速运动，求出速度，电梯做匀加速运动，根据表格数据求出加速度和加速的时间，匀加速运动的末速度就等于匀速运动的速度，即可由速度求出匀加速运动的时间，再根据表格数据，由运动学公式求出总位移即可．
本题是一道实际问题，关键要从表格数据中分析电梯的运动情况，运用牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解．
 

7.【答案】A 

【解析】解：汽车的速度，汽车在前内做匀速直线运动，位移为，随后汽车做减速运动，位移为，所以该ETC通道的长度为，故A正确，BCD错误；
故选：A。
汽车在前内做匀速运动，先求匀速的位移，第二阶段汽车刹车到停止，求出刹车位移，ETC通道的长度等于汽车匀速位移和刹车位移之和。
本题考查匀变速运动位移公式，需要由题意给出的情景，提炼运动规律，分阶段运用运动学公式加以解决。弄错运动情景，是处理较复杂直线运动时易犯的错误。
 

8.【答案】C 

【解析】解：AB、M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，N处受到的支持力垂直MN向上，不是竖直向上，故AB错误；
C、原木P相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面水平向右，故C正确；
D、因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误。
故选：C。
根据支持力的方向是垂直于接触面指向被支持的物体，静摩擦力的方向是与相对运动趋势的方向相反判断。
解决本题的关键要掌握支持力和静摩擦力方向的特点，并能正确分析实际问题，支持力是一种弹力，其方向总是与接触面垂直，指向被支持物，静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：设奖牌的重力为G，绳子的拉力为F，当每根绳子与水平方向的夹角为时，则由平衡条件可得：，两细绳所受作用力大小等于奖牌重力大小时，即，则，解得。
根据四个图象可知，A和C图每根绳子与水平方向的夹角为，B和D图每根绳子与水平方向的夹角为，两细绳所受作用力大小等于奖牌重力大小的是A和C，故AC正确、BD错误。
故选：AC。
当每根绳子与水平方向的夹角为时，则由平衡条件求解角度的大小，再结合图象进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
 

10.【答案】BD 

【解析】解：A、讲台没有被推动，则水平方向二力平衡，即推力大小等于静摩擦力，故A错误；
B、在水平推力的作用下，讲台相对于地面有往水平推力方向上的运动趋势，故B正确；
C、静摩擦力由外力决定，与讲台与地面间的压力无关，故C错误；
D、人没有推动讲台，自己也没动，因此人也是受力平衡，人受到的讲台的推力跟人受到地面的摩擦力相等，讲台对人的推力和人对讲台的水平推力是一对作用力与反作用力，大小相等，故人受到的摩擦力跟人对讲台的水平推力大小相等，故D正确。
故选：BD。
一对平衡力大小相等，方向相反；静摩擦力由外力决定，方向与相对运动趋势方向相反；一对作用力与反作用力总是大小相等，方向相反。
本题考查摩擦力。知道静摩擦力的方向和大小，知道作用力与反作用力和平衡力是解题的关键。
 

11.【答案】CD 

【解析】解：A、绳子静止时，甲对绳子的拉力与乙对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，故A错误；
B、甲对绳的拉力与乙对绳的拉力只是大小相等，但并不是一对相互作用力，故B错误；
C、若甲的质量比乙大，根据甲与地面的压力大于乙对地面的压力，根据
则甲的最大静摩擦力大于乙的，在相同的拉力作用下，最大静摩擦力大的，能赢得比赛，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故C正确。
D、甲对绳的拉力和绳对甲的拉力是在相互作用的两个物体上，为一对作用力和反作用力，故D正确；
故选：CD。
作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失；在拉力一样的情况下，质量大的，最大静摩擦力大，可以赢得比赛。
本题主要考查了相互作用力和二力平衡的区别，解题关键是掌握作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不会同时产生和消失。
 

12.【答案】同一位置O；；
 

【解析】

【分析】
根据验证力的平行四边形定则的实验注意事项分析答题，按照力的图示法作出力的图示，根据平行四边形定则作出合力
本题考查了实验注意事项、作力的图示等问题，掌握基础知识即可正确解题，平时要注意基础知识的学习，要掌握力的图示的作图方法．
【解答】
如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，
记下细绳套的方向，由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数；
按力的图示方法作出力F的图示如图所示；
根据力的平行四边形定则，作出、的合力，如图所示．
  

13.【答案】 

【解析】解：由题意可知，无悬挂钩码时，弹簧长度为，悬挂4个钩码时，弹簧长度为，因此，由悬挂的所有钩码引起的弹簧伸长量为：；
由的关系图像可知，斜率为弹簧劲度系数，根据胡克定律可得：；
取下所有钩码，用手托住位移发射器，使位移发射器恰对弹簧无拉力，此时为弹簧原长；无钩码时，只有位移发射器，此时弹簧长度为，因此弹簧长度变化量为：，再根据二力平衡及胡克定律可得：，解得：。
故答案为：；；。
根据题意可知，无悬挂钩码时，即只有位移发射器，弹簧长度为，从而悬挂钩码时弹簧长度与无悬挂钩码时弹簧长度相减即为弹簧伸长量；
由图丙可知，弹簧的劲度系数为图像斜率，即，结合公式计算出弹簧的劲度系数；
取下所有钩码，用手托住位移发射器，弹簧不受力的情况下，此时弹簧长度为原长，再结合胡克定律及平衡状态受力关系，算出位移发射器所受重力大小。
本题主要考查了弹力与弹簧伸长量间的关系，解题的关键是理解题目所给出的信息，熟练应用胡克定律和计算斜率及弹力大小。
 

14.【答案】 

【解析】解：将F与G之和的力分解为、两个分力，如下图所示：

这两个分力分别与劈的两个侧面垂直，
根据对称性，两分力、大小相等，这样，以、为邻边的平行四边形就是一个菱形，
因为菱形的对角线互相垂直且平分，
所以根据三角形相似：

所以：；
故答案为：。
力F产生两个作用效果，向两侧面推压物体，将力F按照力的平行四边形定则分解，由力三角形找几何关系，得到两个分力。
力的分解通常要根据力的作用效果分解，遵守平行四边形定则，然后根据几何关系确定各个分力的大小。
 

15.【答案】45 

【解析】解：根据，A球下降5m的时间为：
设塔高H，则b球下落的时间为：
对a球有：
联立解得：，；
故答案为：45
A球下落5m高度的时间即为A球下落的时间比B球下落的时间长的时间，分别对A、B两球运用自有落体位移时间公式即可解题．
解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题．
 

16.【答案】解：水和水桶总质量为，右边小孩的质量为。
两拉力相等，对水桶进行受力分析如图1所示，则由平衡条件得：
解得：；
根据作用力与反作用力的关系可知，手臂所受水桶拉力大小为；
以水、水桶和右边小孩整体为研究对象，受力分析如图2所示，
水平方向由平衡条件得摩擦力大小为：
竖直方向根据平衡条件可得：
解得：。
答：小孩手臂受到水桶拉力的大小为；
右边小孩所受地面支持力大小为500N，摩擦力大小为。 

【解析】对水桶进行受力分析竖直方向根据平衡条件求解手臂对水桶的作用力，再根据牛顿第三定律求解手臂所受水桶拉力大小；
以水、水桶和右边小孩整体为研究对象，水平方向、竖直方向根据平衡条件列方程求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
 

17.【答案】解：无人车刹车时匀减速运动，根据速度-位移公式得：
代入数据解得无人车在该路段匀速行驶时的最大速度为：
根据速度-时间公式，可得无人车从刹车开始到减速为零的时间为：

由于
根据位移-时间公式，可得6s内无人车通过的距离为：

无人车恰好不会碰上自行车，即两车相遇时无人车减速到与自行车同速：

根据加速度的定义，可得无人车加速度为：
根据平均速度公式，可得无人车的位移为：
由运动学公式，可得自行车的位移为：
由题意可知无人车刹车前的距离为：
答：无人车在该路段匀速行驶时的最大速度是，以该速度行驶开始刹车后，6s内无人车通过的距离是75m；
无人车匀减速的加速度大小为，距离为9m。 

【解析】无人车刹车时做匀减速运动，根据匀变速直线运动的速度-位移关系式求得最大速度，根据位移-时间公式，求得6s内无人车通过的距离；
无人车恰好不会碰上自行车，两车速度相等，根据加速度的定义式求解加速度，根据运动学公式分别求出无人车和自行车的位移，根据位移关系即可求解刹车前两车间的距离。
本题以百度Apollo无人车亮相春晚为情景载体，考查了运动学中的追及问题，关键抓住临界状态，结合运动学公式灵活求解，难度不大。