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云南省开远市第一中学2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题(Word版附解析)
展开(本试卷分为第I卷和第II卷两个部分,满分:100分 考试用时:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的相关信息填写在答题卡相应位置上。
2.作答时,将答案填写在答题卡上。写在试卷上、草稿纸上无效。
3.考试结束后请将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、单选题(本大题共8小题,每题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 近年来,登山步行成为越来越多的人的健康习惯.如图为某地生态公园的登山步行道线路图,从图中可以看出,从丁家楼子村到目的地九仙山观景台可以选择不同的路线,小王和小张两人选择了不同的路线,结果小王比小张先到达目的地.对于此过程,下列说法正确的是( )
A. 小王与小张的路程相同
B. 小王的位移小于小张的位移
C. 小王的平均速度大于小张的平均速度
D. 在比较平均速度时,两人不能看作质点
【答案】C
【解析】
【分析】位移为初位置到末位置的有向线段,路程是运动的轨迹的长度.平均速度为位移与时间的比值,平均速率为路程与时间的比值.
【详解】A.路程是运动的轨迹的长度.他们选择不同的路线,路程可能不同.故A错误;
B.位移为初位置到末位置的有向线段,他们的起点与终点是相同的,所以位移相等.故B错误;
C.平均速度是由位移与时间的比值,小王与小张的位移相同,但由于小王用时较短,故小王的平均速度较大,故C正确;
D.在比较平均速度时,两人的大小可以忽略不计,能看作质点.故D错误.
故选C.
2. 把A和B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A。关于此过程和实验结果,下列说法正确的是( )
A. 测力计A的读数大于测力计B的读数
B. 用手拉测力计A,测力计A先给测力计B作用力
C. 测力计A拉测力计B的力与测力计B拉测力计A的力为一对平衡力
D. 作用力和反作用力的性质一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.根据牛顿第三定律,测力计A拉测力计B力与测力计B拉测力计A的力为一对作用力与反作用力,等大反向,同时产生,同时消失,则测力计A的读数等于测力计B的读数,用手拉测力计A,测力计A给测力计B作用力与测力计B给测力计A作用力同时产生,故ABC错误;
D.由牛顿第三定律可知,作用力和反作用力的性质一定相同,故D正确。
故选D。
3. 人们出行常用打车软件呼叫快车,快车司机为方便操作手机,用支架将手机固定在汽车中控台上方,如图所示。某次司机接单后去目的地接乘客,在汽车匀速直线行驶阶段,手机支架对手机的作用力为F,则下列说法正确的是( )
A. F方向竖直向上
B. F方向与汽车运动方向相同
C. F大小小于手机重力
D. F大小大于手机重力
【答案】A
【解析】
【详解】根据平衡条件,手机支架对手机的作用力F与重力等大反向。
故选A。
4. 关于下列四幅图片的说法,正确的是( )
A. 甲图中足球对球网的作用力是球网发生形变产生的
B. 乙图中重力分力就是物块对斜面的压力
C. 丙图中桌面对书的支持力与书对桌子的压力是一对平衡力
D. 丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中足球对球网的作用力是足球发生形变产生的,所以A错误;
B.乙图中重力分力大小等于物块对斜面的压力,但不是压力,性质不一样,所以B错误;
C.丙图中桌面对书的支持力与书对桌子的压力是一对相互作用力,所以C错误;
D.丁图中轮胎上的花纹是为了增大接触面的粗糙程度,所以D正确。
故选D。
5. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,时刻同时经过公路旁的同一个路标,如图所示,图线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况。下列说法正确的是( )
A. 在0~10s内两车都做减速直线运动
B. 在10~20s内乙车加速度0.5
C. 在5~15s内甲车的平均速度大小为5
D. 在时乙车速度比甲车大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.0~10s内甲车做匀速直线运动,乙车做减速直线运动,A错误;
B.图线的斜率表示加速度,故乙车的加速度为
B错误;
C.因为甲车做匀速直线运动,所以平均速度等于任意时刻的瞬时速度,故为5,C正确;
D.在时两者速度相同,D错误。
故选C。
6. 如图所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,小车左边紧贴墙壁,若在小车斜面上放着一个物体m,当m沿着小车的斜表面下滑时,小车M始终静止不动,则小车M受力个数为( )
A. 2个
B. 3个
C. 4个
D. 6个
【答案】C
【解析】
【详解】C.由于m的运动状态不详细,所以要讨论:若m匀速下滑,则m受到重力、支持力和摩擦力的作用,其中支持力与摩擦力的合力的方向竖直向上,与重力大小相等,方向相反.根据牛顿第三定律可知,m对M的压力与摩擦力的方向竖直向下;以M为研究的对象,M受到重力、地面的支持力、m对它的压力和摩擦力,水平方向没有其他的力;所以M受到4个力的作用,故C正确;
ABD.若m加速下滑,则以整体为研究对象,M静止,设m的加速度为a,斜面的倾角为θ,则m沿水平方向的加速度为acsθ,方向向右,由于水平方向的加速度的存在,所以整体水平方向要受到向右的作用力,该作用力只能有墙壁提供,所以墙壁对M由向右的作用力,此时M受到重力、地面的支持力、墙壁的弹力、m对M的压力和摩擦力,共5个力的作用;若m减速下滑,以整体为研究对象,M静止,则m沿水平方向的加速度为acsθ,方向向左,所以整体受到向左的作用力。显然,墙壁对M的弹力的方向只能向右,而水平地面又是光滑的,所以墙壁与水平地面都不可能通过系统向左的力,所以该种假设是错误的;由以上的分析可知,m只能匀速下滑或加速下滑,不能减速下滑,M不可能受到2个力、3个力或6个力的作用,故ABD错误。
故选C。
7. 一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧短0.20m,它们的下端固定在地面上,上端自由,如图甲所示。当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则大弹簧和小弹簧的劲度系数分别是( )
A. 100N/m,200N/m
B. 200N/m,100N/m
C. 100N/m,300N/m
D. 300N/m,200N/m
【答案】B
【解析】
【详解】依据胡克定律F=kx可知,当x=0.2m时有
20=k1×0.2
当x=0.3m时有:(这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧大0.2m)
50= k2×0.1+ k1×0.3
解得
k1=100N/m,k2=200N/m
故选B。
8. 如图所示,用细线将重力为100N的物块悬挂在O点,在物块上施加力F,在力F由水平方向逆时针缓慢转至竖直方向的过程中,物块始终处于静止状态,且细线与竖直方向成30°角,则力F的最小值为( )
A. 0B. 50NC. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对物块受力分析,作出如图所示的矢量三角形,可知在F由水平方向逆时针缓慢转至竖直方向的过程中,力F先减小后增大,F的最小值
故选B。
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是正确的,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错的不得分。)
9. 关于速度、速度变化和加速度的关系,下列说法中正确的是( )
A. 物体的速度在增大但加速度可能在减小
B. 速度变化很大,加速度一定很大
C. 加速度很大,速度可能很小
D. 速度、速度变化和加速度三者方向总是相同的
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若物体做加速度减小的加速直线运动时,此时速度方向与加速度方向相同,虽然加速度在减小,但速度仍在增大,因此物体的速度在增大但加速度可能在减小,故A正确;
B.根据加速度的定义式
可知,速度变化很大,加速度不一定很大,还与时间有关,若引起这个速度变化的时间很长,加速度可能很小,故B错误;
C.物体的加速度很大,速度可能很小,甚至可能为零,故C正确;
D.根据加速度的定义
可知,加速度的方向与速度变化量的方向一致,但加速度的方向与速度的方向不一定相同,若做加速直线运动,速度方向与加速度方向相同,若做减速直线运动,则加速度方向与速度方向相反,故D错误。
故选AC。
10. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在t1时刻两车速度相等
B. 从0到t1时间内,两车走过的位移相等
C. 从t1到t2时间内,两车平均速率相等
D. 在t1到t2时间内的某时刻,两车速度相等
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示速度,在t1时刻乙图像的斜率大于甲图像的斜率,所以乙车的速度大于甲车速度,A错误;
B.从0到t1时间内,两车走过的位移是乙车大于甲车,B错误;
C.从t1到t2时间内,两车走过的位移均为
时间相等,则平均速度相等,C正确;
D.根据图像可知,在t1时刻乙图像的斜率大于甲图像的斜率,在t2时刻乙图像的斜率小于甲图像的斜率,在t1到t2时间内的某时刻二者的斜率相同,此时两车速度相等,D正确。
故选CD。
11. 如图所示,质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间动摩擦因数为,则物体受到的摩擦力的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对物体受力分析,由于匀速运动所以物体所受的合力为零,在水平方向有摩擦力
故A错误,B正确;
CD.对物体受力分析,竖直方向上有
又有
解得
故D错误,C正确。
故选BC。
12. 汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则( )
A. 车从出发到B杆所用时间为9sB. 车的加速度为
C. 经过A杆时的速度为10m/sD. 出发点到A杆的距离为7.5m
【答案】AD
【解析】
【详解】BC.由于
故
物体的加速度
故BC错误;
A.车从出发到B杆所用时间
故A正确;
D.从出发点到A杆的距离
故D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题,共52分)
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
13. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到点,如图甲所示。
(1)如果没有操作失误,图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示,则图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是______。
(2)在同一对比实验的两次操作中,点位置______(选填“可以”或“不可以”)变动。
(3)如图丙,使弹簧测力计从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持点位置和弹簧测力计的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计、的读数变化是______。
A.增大,减小 B.减小,增大
C.减小,先增大后减小 D.减小,先减小后增大
【答案】 ①. ②. 不可以 ③. D
【解析】
【详解】(1)[1]是用一个弹簧测力计拉细绳套至O点的力,即是通过实验方法得出的合力,其方向一定沿橡皮条拉伸的方向,即与AO方向相同。
(2)[2]在同一次实验的两次操作中,为了保证合力与分力的作用效果相同,点位置不可以变动。
(3)[3]对点受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,作出受力动态三角形如图所示
其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,Oa弹簧拉力方向不变,弹簧拉力方向和大小都发生改变。根据上述动态三角形可以看出b的读数先变小后变大,的读数不断变小.
故选D。
14. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中,小明同学作了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,添加了用力传感器来测细线中的拉力。
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是__________。
A. 必须用天平测出砂和砂桶的质量 B. 不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C. 应当先释放小车,再接通电源 D. 需要改变砂和砂桶的总质量,打出多条纸带
(2)实验得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源的频率为,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,打下点时速度大小为__________,小车运动的加速度大小是__________(计算结果保留三位有效数字)。
(3)由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示,则小车与轨道的滑动摩擦力__________。
【答案】 ①. BD ②. 0.721 ③. 2.40 ④. 1.0
【解析】
【详解】(1)[1]AB. 拉力可以由力传感器测出,不需要用天平测出砂和砂桶质量,也无需保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,故A错误,B正确;
C. 打点计时器在使用时应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故C错误;
D. 该实验探究加速度与力和质量的关系,需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,故D正确。
故选BD。
(2)[2]打下点时速度大小为
[3]小车运动的加速度大小为
(3)[4]根据牛顿第二定律,有
当时,有
四、计算题(15题10分,16题12分,17题16分,共38分。注意:按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 一辆汽车在十字路口遇红灯,当绿灯亮时汽车以4m/s2的加速度开始行驶,恰在此时,一辆摩托车以10m/s的速度匀速驶来与汽车同向行驶,汽车在后追摩托车,求:
(1)汽车从路口开始加速起,在追上摩托车之前两车相距的最大距离是多少;
(2)汽车经过多长时间能追上摩托车。
【答案】(1)12.5m;(2)5s
【解析】
【详解】(1)当摩托车速度与汽车速度相等时,两者距离最大;设所用时间为t,由
at=v
得
此时间内汽车行驶距离
x1=at2=×4×2.52m=12.5m
此时间内摩托车行驶距离
x2=vt=10×2.5m=25m
两者最大距离为
∆x=x2-x1=12.5m
(2)两车位移相等时汽车追上摩托车,令所用时间为t1
由位移关系有
解得
【点睛】本题若采用相对运动的方法,运动过程大为简化,本方法适用于研究两个或多个物体相向或同向运动的问题,注意所有对地物理量:速度、加速度和位移都要用相对量。
16. 一物体从月球表面某高处由静止释放,自开始下落计时,得到物体离月球表面高度h随时间t变化的图像如图所示,求:
(1)月球表面重力加速度大小;
(2)物体落到月球表面的速度大小;
(3)第4s内物体的下落高度及平均速度大小。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)1.6m/s2;(2)11m/s;(3)5.6m,5.6m/s
【解析】
【详解】(1)根据图像,物体的位移和时间分别为h=40m和t=7s,根据自由落体的公式
得
(2)根据自由落体公式
得
(3)前4s内物体的位移
前3s内物体的位移
第4s内物体下落的高度
故平均速度
17. 湖南某景区的彩虹滑道的结构简图如图所示,该滑道由倾角的倾斜轨道AB和水平轨道BC组成,其中AB与BC轨道在B点处平滑连接。游客坐在垫子上(整体可视为质点)从A点由静止开始匀加速下滑,进入水平轨道BC后运动至D点(图中未画出)停下,整个运动过程的时间。已知垫子与倾斜轨道AB、水平轨道BC间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,,求:
(1)游客在倾斜轨道AB上运动时的加速度大小;
(2)游客运动到B点时的速度大小。
(3)D点距离B点的水平位移。
【答案】(1);(2);(3)40m
【解析】
【详解】(1)在倾斜轨道上,对游客和垫子受力分析,由牛顿第二定律
解得,游客在倾斜轨道AB上运动时的加速度大小为
(2)在水平轨道上,由牛顿第二定律
解得,游客在水平轨道BC上运动时的加速度大小为
由运动学公式
其中
联立解得
,,
所以,游客运动到B点时的速度大小为。
(3)可以看做从D点到B点初速度为零的匀加速直线运动,由
知
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