2022-2023学年重庆市西南大学附属中学高一上学期期中物理试题含解析

  西南大学附中2022-2023学年度上期期中考试

高一物理试题

（满分：100分，考试时间：75分钟）

一、单项选择题（本题共9小题，每小题4分，共36分，每小题只有一项符合题目要求。）

1. 在如图所示的照片中，关于物体或人在运动过程中的一些描述说法正确的是(     )

A. 甲图是一列在12:35~20:07之间由厦门北开往武汉的动车，12:35是指动车运动时间

B. 乙图中的a点是电风扇扇叶边缘上的一点，它在运动一周的过程中，其平均速度不为零

C. 丙图中400m跑步比赛的终点在同一直线上，但起点不在同一直线上，这样做的目的是为了使参加比赛的同学路程大小相同

D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员，台下的观众可以把她们视为质点

【答案】C

【解析】

【详解】A、12：35是指动车发车的时刻，故A错误；

B、由于运动一周的位移为零；故平均速度为零，故B错误；

C、为了比赛的公平，应使运动员跑相同的路程；因内道的半径小，故为了让所有人路程相同，内道的运动中要在后面，而外道上的运动员要在前面，故C正确；

D、研究跳舞的姿态时，其大小和形状不能忽略，故不能看作质点；故D错误；

2. “打羽毛球”是一种常见的体育健身活动。在一次羽毛球比赛中，羽毛球以水平速度飞来时，运动员迅速挥拍使羽毛球以水平速度反弹。若球拍击打羽毛球的时间为，则在运动员击球过程中，羽毛球的平均加速度为（　　）

A. ，方向与相同 B. ，方向与相同

C. ，方向与相同 D. ，方向与相同

【答案】B

【解析】

【详解】以方向为正，则在运动员击球过程中，羽毛球的速度改变量为

所以羽毛球加速度为

方向与相同。

故选B。

3. A、B两个物体在同一直线上运动，速度图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. A、B运动方向相反 B. 内A、B的位移相同

C. 时A、B的速度相同 D. A的加速度比B的加速度大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图看出，速度均为正值，说明A、B都沿正方向运动，它们的运动方向相同。故A错误；

A．根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，可知内B的位移大于A的位移，故B错误；

C．由图读出，在时，A的速度等于B的速度。故C正确；

D．图象斜率表示物体的加速度，根据图象可知AB的斜率大小相等，即二者加速度大小相等，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，物体A放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，静止时弹簧的长度大于原长，若用一个从零开始逐渐增大的水平向右的力F拉A，直到把A拉动，在A被拉动之前的过程中，令弹簧对A的拉力为F＇，地面对A的摩擦力为f。下列说法正确的（　　）

A. F＇方向保持不变，f方向保持不变

B. F＇大小保持不变，f先减小后增大

C. F＇一直在增大，f 一直在减小

D. 物体被拉动瞬间，拉力F的大小等于物体A与地面间的最大静摩擦力

【答案】B

【解析】

【详解】初始状态静摩擦力向右时，设弹簧形变量为x，由平衡条件得

解得，物体运动前，x不变，随着拉力F的增大，静摩擦力f减小，当时 ，F再增大，静摩擦力向左；当静摩擦力向左时，由平衡条件得，物体运动前，x不变，随着拉力F的增大，静摩擦力f增大；物体被拉动瞬间，静摩擦力达到最大值，；在物体运动前，，x不变，F＇不变。综上所述，F＇始终保持不变，f先减小后增大，物体被拉动瞬间，拉力F的大小等于物体A与地面间的最大静摩擦力与弹簧弹力之和。

故选B。

5. 一实心圆柱体的轴截面为矩形ABCD，底面直径，高，若有一蚂蚁沿圆柱体表面从A点爬到C点觅食，要想全程沿最短路径爬行，下列说法正确的是（　　）

A. 位移为14cm B. 位移为10cm C. 路程为14cm D. 路程为10cm

【答案】B

【解析】

【详解】蚂蚁的位移为

路程

故选B。

【点睛】将圆柱的侧面展开成矩形后进行分析解答。

6. 如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1，第四个所用的时间为t2。不计空气阻力，则满足（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】运动员起跳到达最高点瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动，根据初速度为零匀加速运动，连续相等的相邻位移内时间之比等于

可知

即

故选C。

7. 在创建文明城市过程中，我市开始大力推行文明交通“车让人”行动，如图所示，以8m/s的速度匀速行驶的汽车即将通过路口，有一位老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m。该车减速时的加速度大小为5m/s2.，则下列说法中正确的是（　　）

A. 如果驾驶员立即刹车制动，则t=2s时，汽车离停车线的距离为2m

B. 如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车能在停车线处停下

C. 如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车刚好能在停车线处停下

D. 如果驾驶员的反应时间为0.2s，汽车刚好能在停车线处停下

【答案】D

【解析】

【详解】AB．如果驾驶员立即刹车制动，则汽车停止运动时经过的时间

运动的距离

t=2s时汽车离停车线的距离为8m-6.4m=1.6m，如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车停车的位置将超过停车线，选项AB错误；

C．如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车停下时运动的位移

则汽车停下时将越过停车线，选项C错误；

D．如果驾驶员的反应时间为0.2s，汽车停下时运动的位移

则汽车刚好能在停车线处停下，选项D正确。

故选D。

8. 一质点以某以初速度做匀减速运动，经5s停下来，则它在第1秒内、第3秒内、第4秒内的平均速度之比为（　　）

A 1：3：4 B. 1：5：7 C. 9：5：3 D. 9：7：3

【答案】C

【解析】

【详解】将匀减速运动看成初速度为零的匀加速运动，根据位移公式

可知前1s内、前2s内、前3s内、前4s内、前5s内位移比值为

可知第1秒内、第3秒内、第4秒内的位移比值为

则第1秒内、第3秒内、第4秒内的平均速度之比为

故C正确，ABD错误。

故选C。

9. 如图所示，A、B、C三个物体的质量是mA=m，mB=mC=2m，A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B、C用劲度系数k2的弹簧相连，弹簧k1一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连．开始时，A、B两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦．现用竖直向下的力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧、与A、B相连的绳子始终竖直，到C物体刚要离开地面（A尚未落地，B没有与滑轮相碰）， 此时A、B两物体的高度差(　   　)

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】开始时：弹簧k2处于压缩状态，压缩量为，k1伸长量；C物体刚要离开地面时，弹簧k2的弹力为2mg，弹簧k2处于伸长状态，伸长量为；k1伸长量；A下降的距离：∆hA=（+）+2（-）=+；B上升的高度：∆hB=+=；则AB的高度差：∆hA+∆hB=+，故选C.

二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题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，）

10. 下列关于弹力和摩擦力的说法中错误的是（    ）

A. 有摩擦力的接触面间必定有弹力，有弹力的接触面也一定有摩擦力

B. 摩擦力的大小一定与物体所受的正压力大小成正比

C. 轻杆的弹力方向可以不在杆所在的直线上

D. 摩擦力的方向总是与运动方向相反，起阻碍物体运动的作用

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.根据摩擦力与弹力关系可知，有摩擦力的接触面间必定有弹力，有弹力的接触面不一定有摩擦力，故A错误符合题意．

B. 滑动摩擦力的大小与物体所受的正压力大小成正比，静摩擦力大小与压力无关，故B错误符合题意．

C. 轻杆不同于轻绳，其弹力的方向可以不在杆所在的直线方向上，故C正确不符合题意．

D. 摩擦力的方向总是与相对运动方向相反，不一定阻碍物体运动，故D错误符合题意．

11. 中国书法是一种艺术.在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带，该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇尺压住.则下列关于向右行笔过程中各物体的受力情况的说法正确的是（    ）

A. 毛笔对纸的压力可能大于毛笔的重力

B. 镇尺受到了向右的静摩擦力

C. 白纸受到了3个摩擦力

D. 桌面受到了向右的静摩擦力

【答案】AD

【解析】

【详解】A．笔在书写的过程中受到重力、手的作用力以及纸的支持力处于平衡状态，由于手对毛笔的作用力是未知的，所以不能判断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系，故A正确；

B．白纸始终是静止的，镇纸相对白纸也是静止的，没有运动趋势，则镇纸不受摩擦力作用，故B错误；

C．白纸共受到笔和桌面的两个摩擦力作用，故C错误；

D．白纸受到了毛笔的向右摩擦力作用，有向右的运动趋势，所以受到桌面的向左的摩擦力，力的作用是相互的，则桌面受到了白纸的向右的摩擦力作用，故D正确．

三、非选择题（共54分）

12. 某同学利用自由落体运动测量重力加速度，实验装置如图1所示，打点计时器接在频率为50.0Hz的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点1，2，…，8，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，，…，，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立v-t坐标系，根据重锤下落的速度作出v-t图线并求重力加速度。

（1）图2为纸带的一部分，打点3时重锤下落的速度_______m/s（结果保留3位有效数字）；

（2）除点3外，其余各点速度对应的坐标点已在图3坐标系中标出，请在图中标出速度，对应的坐标点，并作出v-t图线（  ）；

（3）根据图3，实验测得的重力加速度g=_______（结果保留3位有效数字）。

【答案】    ①. 1.15    ②.     ③. 9.79

【解析】

【详解】（1）[1]打点3时重锤下落的速度为

（2）[2]作出v-t图线如图所示

（3）[3] 根据图3，实验测得的重力加速度为

13. 在一根轻质弹簧，受到拉力作用时，其长度会变长，且拉力大小与弹簧长度的增加量之比为定值。该比值反映了弹簧的力学性质，由此定义该比值叫弹簧的劲度系数，用符号k来表示。如果将两根自然长度相同、劲度系数不同、粗细也不同的弹簧套在一起，看成一根新弹簧，设原弹簧A劲度系数为，原弹簧B劲度系数为；现将弹簧A、B的一端连接在一起，将A、B的另一端也连接在一起，作为新弹簧（记为C）的两端，弹簧C劲度系数为；关于、、的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：和电阻并联相似，可能是；乙同学：和电阻串联相似，可能是；丙同学：可能是。

（1）为了验证猜想，同学们设计了相应的实验，装置如图（a）所示。

（2）简要实验步骤如下，请完成相应填空。

A.将弹簧A悬挂在铁架台上，固定好刻度尺，测量弹簧A的自然长度

B.在弹簧A的下端挂上相同的钩码，记下钩码的个数n，并用刻度尺测量弹簧的长度，已知每个钩码的质量为m，实验室所在位置的重力加速度大小为g

C.由F=______计算弹簧的弹力，由计算弹簧的伸长量，由______计算弹簧的劲度系数

D.改变______，重复实验步骤B、C，并求出弹簧A劲度系数的平均值

E.仅将弹簧分别换为B、C，重复上述操作步骤，分别求出弹簧B、C的劲度系数的平均值、，比较、、并得出结论。

（3）在步骤A中测量弹簧的自然长度时，弹簧上端与刻度尺1cm处刻线对齐，这样会使最后测量的弹簧劲度系数______（选填“偏大”、“偏小”或者“不变”）。

（4）图（b）是实验得到的图线，由此可以判断______同学的猜想正确。

（5）相类似地，定义一个系统在受到拉力作用时，拉力大小与系统长度增加量的比值叫系统的等效劲度系数，如图（c）中的装置就是我们要研究的一个系统，外力竖直向下作用于与动滑轮相连的挂钩上。滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，细线为不可伸长的轻绳，弹簧的劲度系数为k且质量不计。若定义该系统的长度为系统静止时天花板到挂钩最低点间的距离，则该系统的等效劲度系数为______。

A.4k        B.2k        C.0.50k        D.0.25k

【答案】    ①. nmg    ②.     ③. 钩码的个数    ④. 不变    ⑤. 乙    ⑥. A

【解析】

【详解】（2）[1]根据共点力平衡可知

[2]根据胡克定律，可得

联立，可得

[3]改变钩码个数，重复实验。

（3）[4]实验中需要的弹簧伸长量是挂钩码后弹簧长度减去弹簧的自然长度，即

所以在步骤A中测量弹簧的自然长度时，弹簧上端与刻度尺1cm处刻线对齐，这样会使最后测量的弹簧劲度系数不变。

（4）[5]由图可知

整理，可得

由此可以判断乙同学的猜想正确。

（5）[6]设系统在外力作用下弹簧的伸长量为，弹簧的拉力为F，根据弹簧的劲度系数定义可知，弹簧的劲度系数

因动滑轮光滑且质量不计，挂钩质量不计，所以系统静止时，所受外力

由动滑轮的特点可知，系统长度增加量为

则该系统的等效劲度系数为

故选A。

14. 如图所示，一辆长L=8m的载货卡车质量为M=1500kg，车厢载有m=500kg的圆柱形钢锭，并用钢丝绳固定在车厢中，钢锭离车厢右端距离l=4m。卡车以的速度匀速行驶，当卡车行驶到某一十字路口前，车头距人行横道处时发现绿灯还有转为黄灯，司机决定让车以加速度加速通过这个路口，重力加速度：

（1）请通过计算判断卡车能否在绿灯转黄灯前车尾通过x=5m宽的人行横道；

（2）当卡车刚加速行驶t=2s时发现有行人要通过人行横道，司机立刻紧急刹车使车做加速度大小为减速运动，刹车瞬间车厢固定钢锭的钢丝绳脱落，钢锭匀速撞向车头（不计钢锭与车厢间的摩擦），求从卡车开始刹车到钢锭撞上车头经历的时间。

【答案】（1）能；（2）1s

【解析】

【详解】（1）设载货卡车在时间t0内做匀加速运动的位移为s，由运动学公式得

解得

由于，所以卡车能在绿灯转黄灯前车尾通过人行道。

（2）设当卡车加速行驶时速度为v1，由运动学公式得

设卡车从开始刹车到钢锭撞上车头运动时间为，位移为，钢锭位移为，可得

联立代入相关数据，解得

15. 如图所示，质量为的物块与静止的斜面间的动摩擦因数为，可以认为物块与斜面间的最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，斜面倾角，（取，，）。

（1）证明滑块如果不受其它作用力，只在重力、支持力、摩擦力作用下不可能在斜面上处于静止状态；

（2）如果物块受到水平向右的推力，分析物块将静止还是运动？并求出此时物块所受的摩擦力。

【答案】（1）见解析；（2），沿斜面向上

【解析】

【详解】（1）重力沿斜面向下的分力

物体和斜面之间的最大静摩擦力

因

则滑块如果不受其它作用力，不可能在斜面上处于静止状态。

（2）如果物块受到水平向右的推力，则沿斜面方向

方向沿斜面向下；最大静摩擦力

因为

则木块在斜面上静止，此时物块所受的摩擦力，沿斜面向上。

16. 图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭，图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，不计门及门框的厚度。

（1）求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；

（2）若人以的速度沿图中虚线s走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？

（3）若以（2）的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？

【答案】（1）；（2）l=d；（3）

【解析】

【详解】（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：

设门全部开启所用的时间为，由图可得

由速度时间关系得

联立解得

（2）要使单扇门打开，需要的时间为

人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为

联立解得

（3）依题意宽为的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a运动的距离，速度达到，所用时间为，而后又做匀减速运动，设减速时间为，门又动了

由匀变速运动公式，得

解得

或（不合题意舍去）

要使每扇门打开所用的时间为

故物体移动的速度不能超过