安徽省安庆市桐城中学2023-2024学年高一上学期第二次物理试卷（Word版附解析）

这是一份安徽省安庆市桐城中学2023-2024学年高一上学期第二次物理试卷（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（考试总分：100分考试时长：75分钟）
一、单选题（本题共计7小题，总分28分）
1. 为众多的科学巨匠中，对经典力学合实验物理学作出了杰出贡献，被后人誉为“实验物理先驱”的科学家是谁（ ）
A. 爱因斯坦B. 伽利略C. 牛顿D. 亚里士多德
【答案】B
【解析】
【详解】伽利略因其对经典力学和实验物理学的杰出贡献，被后人誉为“实验物理学先驱”。
故选B。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态
B. 物体做竖直上抛运动，速度为负值时，位移也一定为负值
C 正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变
D. 任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且也一定在物体内
【答案】C
【解析】
【详解】A．受静摩擦力作用的物体不一定处于静止状态，比如走路时，脚受到的摩擦就是静摩擦力，故A错误；
B．物体做竖直上抛运动，以向上为正方向，下落时速度为负值时，在落回抛出点之前，位移为正值，故B错误；
C．接触面不变时，正压力越大，滑动摩擦力越大，但静摩擦力与正压力大小无关，所以只有压力增大时，静摩擦力不变，故C正确；
D．形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何中心，如果是空心物体，重心不在物体上，故D错误。
故选C。
3. 落体运动遵循怎样的规律，伽利略用斜面实验来验证自己的猜想。如图甲所示，伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与时间的关系，如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3然后用如图乙所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是（ ）
A. 伽利略认为当成立时，小球做匀变速直线运动
B. 伽利略认为当成立时，小球做匀变速直线运动
C. 伽利略用图乙中小倾角的斜面做实验，是为了增大小球运动的位移，延长运动时间
D. 在伽利略那个时代，可直接测量小球自由下落的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A．由速度时间关系
v=at
可得
三次下落中的加速度相同，故表达式
正确，但不是当是伽利略用来证用匀变速直线运动的结论，故A错误；
B．由运动学公式
可知
故三次下落中位移与时间平方向的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，故B正确；
C．使用小倾角的斜面并不能增大位移，而是冲淡重力的影响，减慢小球运动速度，从而减小测量时间的误差，故C错误；
D．在伽利略那个时代，并没有能够准确测量时间的装置，故无法直接测量小球下落时间，故D错误。
故选B。
4. 一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度运动，同时方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为和，物块的质量为，则竖直挡板对物块的摩擦力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物块沿运动方向受挡板的摩擦压力，因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板的运动速度的大小，故物块相对木板的速度方向与挡板成角，物块受木板的摩擦力为，其方向与挡板成角，则物块与挡板之间的正压力，挡板对物块的摩擦力大小为，故B正确.
5. 如图为汽车的机械式手刹（驻车器）系统的结构示意图，结构对称，当向上拉动手刹拉杆时，手刹拉索（不可伸缩）就会拉紧，拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器，从而实现驻车的目的。则以下说法正确的是（ ）
A. 当OD、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等
B. 拉动手刹拉杆时，拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C. 若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越大
D. 若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，拉动拉索AO越省力
【答案】D
【解析】
【详解】A．当OD、OC两拉索夹角为120°时，根据平行四边形定则，可知三根拉索的拉力大小才相等。故A错误；
B．同理，拉动手刹拉杆时，当OD、OC两拉索夹角大于120°时，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力小。故B错误；
C．根据平行四边形定则可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越小。故C错误；
D．若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，则两力夹角越大，合力越小，即拉动拉索AO越省力。故D正确。
故选D。
6. 如图所示，某工厂将圆柱形工件a放在倾角为的斜面上，为防止工件滚动，在其下方垫一段半径与a相同的半圆柱体b。若逐渐减小斜面倾角，a、b始终处于静止状态，不计a与接触面的摩擦，b的质量很小。则（ ）
A. 斜面对a的弹力逐渐变小B. 斜面对a的弹力先变大后变小
C. b对a的弹力逐渐变小D. b对a的弹力大小不变
【答案】C
【解析】
【详解】设斜面对a的弹力为Fa，b对a的弹力为Fab，对a进行受力分析，如图所示
因为a、b半径相等，易得Fa与Fab的夹角为60°，所以α=120°，即无论θ如何变化，Fa与Fab的夹角始终保持不变，α也始终不变。
由平衡条件，Fa与Fab的合力大小等于圆柱体a的重力，所以由三角形正弦定理
当逐渐减小斜面倾角θ时，圆柱体a的重力始终不变，α不变，β减小，γ增大，且β和γ始终为锐角，故Fab逐渐减小，Fa逐渐增大。
故选C。
7. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验主要的步骤是:①用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数，并记下细绳的方向；②比较F'和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论；③只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F'的图示；④按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；⑤在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；⑥用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；下列实验步骤排序正确的是，其中步骤有错误的是（ ）
A. ⑤⑥①③④②；①④B. ⑤⑥①③④②；①⑤
C. ⑤⑥③①④②；①④D. ⑤⑥①④③②；①③
【答案】D
【解析】
【详解】实验步骤排序正确的顺序为：⑤⑥①④③②。错误的步骤：①中应加上“记下两条细绳的方向”；③中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”。
故选D。
二、多选题（本题共计3小题，总分18分）
8. 物理学家们在物理学的概念、规律的建构过程中应用了许多重要的科学方法，以下叙述正确的是（ ）
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法
B. 根据速度定义式，当时间非常非常短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想
C. 在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
D. “匀速直线运动”、“自由落体运动”采用了建立理想模型的科学研究方法
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误；
B．根据速度定义式，当时间非常非常短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想，故B正确；
C．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C正确；
D．“匀速直线运动”、“自由落体运动”采用了建立理想模型的科学研究方法，故D正确。
故选BCD。
9. 甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，甲车正在刹车，其v-t图像如图所示。在时刻，乙车在甲车前方x0处，在0～t1时间内甲车的位移为x，下列判断正确的是（ ）
A. 若甲车的位移为时，两车第一次相遇，则第二次相遇时，甲车位移是
B. 若甲车的位移，则甲、乙两车在t1时刻相遇
C. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车只能相遇一次
D. 若甲、乙两车在时间内能够相遇，两车可以相遇两次
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据图像，甲车加速度为
甲车速度减到零的时间为
在0～t1时间内甲车的位移为x
甲车的位移为时的速度为v
解得
甲车的位移为时的时刻为
解得
根据图像，若甲车位移为时，即两车第一次相遇，则第二次相遇刻为，此时甲车位移是
A正确；
B．t1时刻两车的位移分别为
解得
因为
所以甲车的位移，则甲、乙两车在t1时刻相遇，B正确；
CD．若甲、乙两车在时间内能够相遇，后面的乙车做加速运动，前面的甲车做减速运动，乙车一定能追上甲车，两车还能相遇一次，两车可以相遇两次，C错误，D正确。
故选ABD。
10. 在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部轻绳水平），整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是（ ）
A. 可求出空沙桶的重力
B. 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C. 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D. 可判断第50 s后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】A．t＝0时刻，力传感器显示拉力为2N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A正确；
BC．t＝50 s时静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5N，此时摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3N，BC正确；
D．此后由于沙子和沙桶总重力3.5N大于滑动摩擦力3N，故50s后小车将做匀加速运动，D错误。
故选ABC。
三、实验题（本题共计2小题，总分16分）
11. 学校物理兴趣小组在暗室中用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。

实验步骤如下：
A.在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定频率一滴滴落下；
B.用频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；
C.用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度;
D.采集数据进行处理。
（1）在步骤B中，当看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)水滴滴落的频率。
（2）若观察到水滴“固定不动”时频闪仪的闪光频率为12.5Hz，读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=______m/s2，第3个水滴此时的速度大小v3=______ m/s。 (结果均保留两位有效数字)
（3）该实验引起系统误差的原因可能是_________________________(写出一条即可)。
【答案】 ①. 等于 ②. 9.6 ③. 2.3 ④. 存在空气阻力或水滴滴落的频率变化
【解析】
【详解】（1）[1] 当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，可看到一串仿佛固定不动的水滴。
（2）[2] 频闪仪的闪光频率为12.5Hz，则闪光周期为
由逐差法可知
解得重力加速度
[3] 第3个水滴此时的速度大小
（3）[4] 由于空气阻力对水滴的作用，水滴不是严格的自由落体；或者滴水的频率改变了，都会产生误差。
12. 某实验小组用橡皮筋探究影响其伸长量的有关因素，探究方案如下：
（ⅰ）取4根材料、粗细相同的橡皮筋，其中3根等长，另一根的长度只有前三根长度的一半，将它们按图示方式悬挂（其中第1组是两根并用）；
（ⅱ）在每组下端扎线的地方各拴一个红色塑料签，并在支架衬贴的白纸上标出签的原始位置O（即橡皮筋的原长）；
（ⅲ）先分别悬挂100克钩码，然后在橡皮筋“2”下加挂100克钩码，记下各次标签的位置，测量结果如下表：
回答下列问题：
（1）以上探究过程使用了__________的实验方法；
（2）伸长量在记录数据中出现错误的是__________（填具体数据）；
（3）根据上述探究过程，橡皮筋的伸长量与相关因素可能的关系为__________；
（4）将一原长为L的橡皮筋，两端施加大小为F的拉力时，橡皮筋伸长了；把它从中央剪断，取其中的一段，给两端施加的拉力，此时这段橡皮筋的长度为__________（不超过弹性限度）。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]影响橡皮筋伸长量的因素涉及多个物理量，应使用控制变量法进行实验；
（2）[2] 伸长量在记录数据中出现错误的是2.500cm，应该测量结果精确到1mm，再估读到毫米的下一位，应为2.50cm。
（3）[3] 由实验数据可知，橡皮筋“1、2“原长相同、受力相同，横截面积越大伸长量越小，与横截面积成反比关系；橡皮筋“2、3“受力相同，横截面积相同，原长越长伸长量越大，与原长成正比关系；橡皮筋“2、4“原长相同，横截面积相同，受力越大伸长量越大，与力成正比关系；根据上述探究过程，橡皮筋的伸长量与相关因素可能的关系为
（4）[4] 设比例系数为k，横截面积为S，根据题意有
从中央剪断，橡皮筋的原长变为，此时施加的力为2F，橡皮筋的伸长量为
解得
此时橡皮筋的长度为
四、计算题（本题共计3小题，总分38分）
13. 如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的，重力加速度为g。现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于多少？
【答案】Mg＋mg
【解析】
【详解】对木块a受力分析，如图所示
受重力和支持力，由几何关系，得到
FN1＝mgcsα
由牛顿第三定律得木块a对楔形木块的压力为
FN1′＝mgcsα
同理，木块b对楔形木块的压力为
FN2′＝mgcsβ
对楔形木块受力分析，如图所示
根据共点力平衡条件，得到
FN2′csα—FN1′csβ＝0
F支—Mg—FN1′sinβ—FN2′sinα＝0
根据题意有
α＋β＝90°
解得
F支＝Mg＋mg
根据牛顿第三定律，楔形木块对水平桌面压力等于Mg＋mg
14. 如图，重物A和B的质量分别为mA=3kg、mB=2kg，斜面体质量为M=4kg，滑轮和绳质量及其之间的摩擦不计，整个装置均静止，g取10m/s2，试求：
（1）地面给斜面体的支持力大小，以及地面给斜面体的摩擦力f大小和方向；
（2）设A与斜面动摩擦因数为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求在A保持静止的情况下，重物B的质量的取值范围。
【答案】（1）80N，，方向向左；（2）
【解析】
【详解】（1）对滑轮受力分析
根据平衡条件可得
解得绳中张力F的大小
将斜面体和A视为整体，根据平衡条件可得
竖直方向
水平方向
方向向左。
（2）对A受力分析，A受到重力、斜面的支持力、绳子的拉力以及斜面的摩擦力，根据平衡条件可得，当摩擦力向下时
解得
当摩擦力向上时
解得
则重物B的质量的取值范围
15. 小巴同学在一次观看跳水比赛时，想到了一些问题。他做了如下假设：比赛时，将运动员看作1.6m长的直杆，从最高点向下运动过程中始终保持竖直方向，不转动。运动员在距水面10m的跳台向上跳起，运动员到达最高点时人的最高点离跳台约2.85m，然后自由下落。小巴同学上网查得其空中自由下落过程，重力加速度大小10m/s2，运动员从接触水面到身体全部入水过程视为做减速直线运动，其速度与入水深度关系为，（其中l为运动员的身长，h为入水的长度，v0为入水时的速度）；身体全部入水后做匀减速直线运动，加速度大小为25m/s2，直到停止时触底。请你帮小巴同学计算：
（1）运动员从最高点落至水面时的时间；
（2）运动员身体全部入水时的速度；
（3）运动员从顶点与到达池底的过程中，全程的平均速度是多少？（结果保留两位小数）
【答案】（1）1.5s；（2）7.5m/s，方向向下；（3）7.1m/s，方向向下
【解析】
【详解】（1）由
可得运动员从最高点落至水面时的时间
（2）运动员刚入水时速度
身体全部入水时的速度
方向向下。
（3）运动员从接触水面到身体全部入水过程，由每一小段时间
累加而成，即做图像，利用图像的面积可得时间t，由
整理得
可知图像为一次函数

由图中梯形得面积可求得
身体全部入水后做匀减速直线运动，运动员的位移为
时间为
综上所述全程平均速度为
橡皮筋编号
1
2
3
4
原长
10.00
10.00
5.00
10.00
外力F（克力）
100
100
100
200
橡皮筋横截面积S
2
1
1
1
伸长量
2.51
5.01
2.500
10.02