重庆市外国语学校2023-2024学年高一上学期期中物理试题(Word版附解析)
展开一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个途项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列表述中正确的是( )
A. 半期测试老师监考时可以将每个考生看作质点
B. 物体沿直线运动,通过的路程等于其位移的大小
C. 加速度变大,物体不一定做加速运动
D. 伽利略认为物体下落快慢与物体的重量有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.监考时不可以将每个考生看作质点,因为要关注学生的动作,故A错误;
B.物体沿直线运动,可以是往返直线运动,路程可能大于位移,故B错误;
C.物体加速度变大,但与初速度方向相反,物体减速,故C正确;
D.亚里士多德认为物体下落快慢与物体的重量有关,故D错误。
故选C。
2. 以下说法正确的是( )
A. 重力的方向垂直地面向下
B. 重力加速度在不同地点可能不相等
C. 重心的位置只与物体的形状有关
D. 书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力方向为竖直向下,故A错误;
B.重力加速度随海拔增大而减小,随纬度增大而增大,故B正确;
C.重心是物体重力的等效作用点,与物体形状,质量分布等有关,故C错误;
D.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
3. 下列图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况,其中完全正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.当水平面光滑时,根据平衡条件可知,该图中小球A只受竖直向上的弹力,故A错误;
B.该图中小球只受竖直向上的弹力F1,若受F2,小球A不能平衡,故B错误;
C.该图中小球A受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对A沿圆心连线斜向上方向的弹力,故C正确;
D.该图中小球A受绳的拉力和球面对A通过圆心斜向上的弹力,故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,外力F作用在A端,可拉可压,取水平向左为正方向,则外力F随弹簧长度的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长
B. 弹簧的劲度系数为
C. 时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
D. 时,弹簧对墙壁的弹力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知,当
时,弹簧处于自然伸长状态,即自然长度
故A错误;
B.由胡克定律可得
故B错误;
C.由题意知,弹簧长度为10 cm时,F方向向左,弹簧处于压缩状态,弹簧对墙壁的弹力水平向左,故C错误;
D.由题意知,弹簧长度为20 cm时,F方向向右,弹簧处于伸长状态,弹簧对墙壁的弹力水平向右,大小为
故D正确。
故选D。
5. 如图,光滑固定斜面AE被分成AB,BC、CD、DE相等的四段,一物体(可视为质点)由A点静止释放后沿斜面匀加速下滑,则( )
A. 经过该四段的每一段物体速度增量均相同
B. 物体通过AB、BC、CD、DE段的平均速度之比1:::2
C. 物体到达各点的速度大小之比为1:2:3:4
D. 若该物体从A点运动到E点共用时4秒,则物体在第2秒末的速度等于物体在B点速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体由A点静止释放后做匀加速直线运动。经过相同位移所用时间Δt越来越小,根据
经过每一部分时,其速度增量不相同,故A错误;
B.根据匀变速直线运动的位移时间公式
可得
因为AB、AC、AD、AE的位移之比为1:2:3:4,则有
可知物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比为,根据平均速度的计算公式
可得物体通过AB、BC、CD、DE段的平均速度之比,故B错误;
C.根据匀变速直线运动速度位移公式可得
因为AB、AC、AD、AE的位移之比为1:2:3:4,则有
故C错误;
D.若该物体从A点运动到E点共用时4秒,则物体在第3秒初或第2秒末的速度即为AE段的中间时刻点速度,所以物体在第2秒末的速度等于物体在B点速度,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,两个长度相同的轻绳在中点处垂直交叉形成一个“绳兜”,重力为G的光滑球静置于“绳兜”中。绳端挂于O点静止,为每根绳与球面相切的点,,为球的半径,则绳中的拉力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设OA、OB、OC、OD与竖直方向夹角为,OA、OB、OC、OD绳子拉力为T根据受力分析及几何关系可知
竖直方向夹角余弦值为
联立可得
故选A。
7. 在平直路面的两条平行车道上有甲、乙两辆玩具小车,甲在前乙在后,二者沿车道方向相距x0=6m,从t=0时刻开始,两辆轿车运动的位移x和时间t的比值跟时间t的关系图像如图所示。两车在车道上并列行驶时视为相遇,下列判断正确的是( )
A. 甲车做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2
B. 在t=4s时,甲、乙两车距离最大,且最大距离为16m
C. 在t=2s时,两车速度相等,且两车间距离为2m
D. 整个运动过程中,两车相遇,且只相遇一次
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像,对甲有
解得
根据匀变速直线运动规律可知,甲车做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为4m/s2,故A错误;
B.对乙有
则
可知乙做匀速直线运动,速度为8m/s,在t=4s时,甲、乙两车运动的位移为
两车相距6m,故B错误;
CD.两车相遇时,有
则有
解得
或
所以两车会相遇两次;t=2s时二者速度相等,均为8m/s,此时两车间的距离为
故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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,有错选的得0分。
8. 伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 让小球沿长直斜面滚下,目的是使运动时间变长,方便更准确地观察与测量
B. 实验中需要测量的物理量是加速度,并且需要验证加速度是否恒定
C. 实验中需要验证从静止开始滚下的小球,运动的位移与时间是否成正比
D. 实验发现,沿不同倾角的斜面运动,小球都做匀变速直线运动,由此类推至斜面倾角为90°(即自由下落)时,小球仍做匀变速直线运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.让小球沿长直斜面滚下,可减小其加速度,使运动时间变长,方便更准确地观察与测量,故A正确;
BC.实验中需要测量的物理量是位移和时间,验证从静止开始滚下的小球,运动的位移与时间的平方是否成正比,得出小球做匀变速直线运动的结论,故BC错误;
D.实验发现,沿不同倾角的斜面运动,小球都做匀变速直线运动,由此类推至斜面倾角为90°(即自由下落)时,小球仍做匀变速直线运动,故D正确。
故选AD。
9. 如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,关于物体A、B所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 图甲中物体A受摩擦力,且方向与F相同
B. 图甲中物体A不受摩擦力
C. 图乙中物体A受摩擦力,且方向与F相同
D. 图乙中物体B受到斜面的摩擦力,且方向和F相反
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.因为物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,所以A物体所受合力为0,对甲图而言,A水平方向没有受到力,所以也不受摩擦力;故A错误,B正确;
C.而对乙图中的A物体受力分析可知,A沿斜面方向合力为0,则摩擦力与重力沿斜面向下的分力等大反向,即摩擦力方向沿斜面向上,即摩擦力方向与F相同。故C正确;
D.乙图中,B沿斜面向上运动,斜面对B沿斜面向下的滑动摩擦力作用,即摩擦力方向和F相反。故D正确。
故选BCD。
10. 从地面竖直上抛一物体A的同时,在离地面高H处有相同质量的另一物体B开始做自由落体运动,两物体在空中同时到达距地面离h处时,A的速率是B的速率的2倍(假设两物体不会相撞),不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.
B. 物体A竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的倍
C. 物体A、B在空中运动的时间之比为1:3
D. 两物体之间的间距一直减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.设A、B两物体达到距地面高h时所用时间为t,根据自由落体运动的规律,对B,有
设A物体竖直上抛的初速度为v0,有
解得
,,,
故A正确;
B.物体A竖直上抛的初速度为
设物体B落地时的速度为v′,则有
解得
所以
故B正确;
C.根据竖直上抛的对称性可知物体A在空中运动的时间为
物体B在空中运动的时间为
物体A、B在空中运动的时间之比为
故C错误;
D.两球的加速度相同,在相同时间内速度变化量相同,落地前相对速度保持不变,故两球间距先减小后增大,故D错误。
故选AB。
三、实验题
11. 某同学在“用打点计时器测连度”的实验中,让小车做匀加速度线运动,得到如图所示的纸带,按黑打点的先后顺序,纸带上的计数点依次用A、B、C、D、E、F、G表示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来,打点计时器所使用的电源频率为50Hz。
(1)实验开始时,应该先__________(选填“释放纸带”或“接通电源”)。
(2)小车经过AD段的平均速度是__________m/s,小车运动的加速度是__________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 ①. 接通电源 ②. 0.44 ③. 0.80
【解析】
【详解】(1)[1]为了避免纸带上出现大量的空白段落,实验时先接通电源,再释放纸带运动;
(2)[2] AD段的平均速度为
[3]根据逐差法,加速度为
12. 在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳套和弹簧测力计。
(1)下列是某同学在做该实验时的想法,其中正确的是__________;
A.拉橡皮条的细线稍微长一些,以便更准确的测量拉力方向
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
C.当把结点拉到达某一设定位置O点时,拉力F1和F2的夹角越大越好
D.在每组实验中O点位置可以改变
(2)某次实验中,弹簧测力计C的指针位置如图甲所示,其示数为__________N。
(3)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是__________(填“F”或“F′”)。
(4)图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力F=8N,分力F2方向确定、与合力F夹角为θ=30°,则另一分力F1的最小值是__________N。
【答案】 ①. AB##BA ②. 2.10 ③. F′ ④. 4
【解析】
【详解】(1)[1]A.拉橡皮条的细绳长一些,以便记忆力的方向,实验效果较好,故A正确;
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,故B正确;
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力大小以及拉力F1和F2的夹角大小要适当,并非越大越好,故C错误;
D.在实验中O点位置不能变,以保持等效性,故D错误。
故选AB。
(2)[2]根据弹簧秤的读数原则,最小分度值为0.1N,向下估读一位,弹簧秤上的示数为2.10N。
(3)[3]图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是F′,因为F′是一个弹簧秤作用时的拉力。
(4)[4]当F1与F2垂直时,F1最小,如图
根据几何关系可得
四、计算题,本题共3小题,共41分。解答对应写出必要的文字说明、公式、方程式和式要的演算步现,只写出结果的不得分,有数值计算的题,答案中必须写出明确的数体和单位。
13. 某物体A静止于水平地面上,若给它一个水平向右的初速度 ,使其在粗糙水平地面上做加速度大小为2m/s2 的匀减速运动. g=10m/s2.求:
(1)物体A向右滑行的最大距离:
(2)若物体A右方 处有一辆汽车B,在物体A获得初速度v0的同时,汽车B从静止开始以a=2m/s2的加速度向右运动,通过计算说明物体A能否撞上汽车B?
【答案】(1)25m;(2)见解析,能追上
【解析】
【分析】
【详解】(1) 根据
解得
(2)假设二者不相撞,设经过时间t二者有共同速度v
则对物体A
对汽车B
解得
共同速度
该过程中物体A的位移
该过程中汽车B的位移
因
故物体A能撞上汽车B.
14. 固定在水平面上的粗糙斜面,倾角37°一个重力为mg的物体恰能沿斜面匀速下滑;已知sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)若用一水平推力F作用在物体上,使物体匀速上滑,如图所示,求推为F的大小。(用mg表示)。
【答案】(1)0.75;(2)
【解析】
【详解】(1)对物体受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
解得
(2)根据平衡关系有
解得
15. 由于私家车的数量剧增,堵车已成为现代国家尤其是发展中国家的通病,严重影响了人们的工作效率和社会发展。如图甲所示,在某平直公路的十字路口,红灯拦停了许多列车队,拦停的汽车排成笔直的一列。为了使研究的问题简化,假设某一列的第一辆汽车的前端刚好与路口停止线平齐,汽车长均为L=4.4m,前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离均为d1=2.0m,如图乙所示。为了安全,前面汽车的尾部与相邻的后一辆汽车的前端距离至少为d2=6.0m时,相邻的后一辆汽车才能开动,若汽车都以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动。绿灯亮起的瞬间,第一辆汽车立即开动,忽略人的反应时间。求:
(1)第11辆汽车前端刚到达停止线时的速度大小v;
(2)从绿灯刚亮起到第11辆汽车前端与停止线平齐所需最短时间t;
(3)在某个路口第一辆车以a=2m/s2启动后达到20m/s就会开始做匀速直线运动,第二辆车车主因不遵守交通规则玩手机耽误了时间,当他发现第一辆车车尾离自己车头18m时才开始以a1=4m/s2启动,他的车速到达20m/s时,第二辆车的前端到第一辆车的车尾的距离是多少?(结果可含根号)
【答案】(1)16m/s;(2)28s;(3)33m
【解析】
【详解】(1)第11辆汽车前端与停车线的距离为
根据速度位移关系有
解得
(2)前一辆汽车行驶
之后,后一辆车才能开始运动,两车运动的间隔时间满足
解得
故第11辆汽车开始运动时已经过去的时间为
第11辆汽车开始运动到与停止线平齐所需时间
所以总时间为
(3)根据题意,第二辆车开始运动时,第一辆车已经行驶了
根据速度位移关系
此时第一辆车的速度为
耗时
第一辆车加速到20m/s还需要的时间
第二辆车由静止加速到20m/s需要的时间
所以,第二辆车由静止加速到20m/s时,第一辆车还在加速,此时两车的距离为
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