重庆市凤鸣山中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（Word版附解析）

这是一份重庆市凤鸣山中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了单项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第I卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是（ ）
A. “力，刑（形）之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因
B. “强努之末，势不能穿鲁缟也”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小
C. “劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动
D. “有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消
【答案】A
【解析】
【详解】A．力是改变物体运动状态的原因，故A正确；
B．物体的惯性只与质量有关，与速度无关，故B错误；
C．力不是维持物体运动的原因，故C错误；
D．相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 由公式可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比
B. 由公式可知，做匀变速直线运动的物体加速度大小与速度变化量成正比
C. 由公式可知，弹簧的劲度系数与弹簧弹力成正比
D. 由公式可知，做初速度为零的匀变速直线运动的物体，位移的大小与运动时间的平方成正比
【答案】D
【解析】
【详解】A．动摩擦因数只与两接触面的材料有关，与滑动摩擦力无关，选项A错误；
B．由公式可知，做匀变速直线运动的物体加速度大小可以用速度变化量与时间的∆t的比值来量度，但是加速度与速度变化量与时间∆t无关，选项B错误；
C．弹簧的劲度系数由弹簧本身决定，与弹簧弹力无关，选项C错误；
D．由公式可知，做初速度为零的匀变速直线运动的物体，位移的大小与运动时间的平方成正比，选项D正确。
故选D。
3. 甲、乙两物体在同一条直线上运动的图像如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图像上可以看出（ ）
A 乙物体先出发，甲物体后出发
B. 甲物体沿折线运动，乙物体沿直线运动
C. 甲、乙两物体在时相遇
D. 从零时刻开始到两物体相遇，甲乙位移大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图线可知，甲乙两物体同时出发，故A错误；
B．甲先做匀速直线运动，后静止，然后继续做匀速直线运动；乙一直做匀速直线运动，故B错误；
C．在时，甲、乙两物体位于同一位置，两物体相遇，故C正确；
D．设相遇位置为，从零时刻开始到两物体相遇，甲的位移为
乙的位移为
则可知甲的位移大于乙的位移，故D错误。
故选C。
4. 重庆主城有很多玻璃结构外墙的摩天大楼，给大楼做清洁时，工人用一根很长的绳索将自己悬挂在空中，由此被很多市民亲切地称为“蜘蛛侠”。如图所示，已知“蜘蛛侠”及装备的总重量为G，且可视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为θ，不计人和墙壁间的摩擦力，则墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为（ ）
A. ，B. Gtanθ，
C. Gtanθ，GcsθD. Gsinθ，Gcsθ
【答案】B
【解析】
【详解】工人受到重力、拉力F1和支持力F2，如图：
根据共点力平衡条件，有
即墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为
故选B。
5. 某物体做直线运动，其位置x（m）随时间t（s）变化的关系为，下列说法中正确的是
A. 物体做变速运动，加速度随时间逐渐增大
B. t=0时，物体速度为零
C. t=1.5s时，物体速度为零
D. 物体始终朝一个方向运动
【答案】C
【解析】
【分析】把公式与物理上的位移公式结合起来，是求解本题的关键．
【详解】AB.结合位移公式 ，可知 ， ，即加速度恒定，故AB错；
C.有速度公式： 可求得t=1.5s时，物体速度为零，故C对；
D.物体的位移公式为,结合数学知识可知物体不始终朝一个方向运动，故D错；
故选C
6. 如图所示，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则（ ）

A. a物体一定只受4个力作用
B. a物体与墙壁间可能存在摩擦力的作用
C. 恒力F大于
D. a物体对b物体的作用力垂直于接触面
【答案】A
【解析】
【详解】BC．对物体a、b整体受力分析，受重力、恒力F，水平方向墙壁对a没有支持力，否则整体不会平衡，所以墙壁对a没有摩擦力，由平衡条件得
故BC错误；
D．以b为研究对象，a对b有摩擦力和支持力，这两个力的合力竖直向上与b的重力平衡，所以a物体对b物体的作用力竖直向上，故D错误；
A．以a为研究对象，a物体受到重力、b给它的压力和摩擦力、外力F，共4个力，故A正确。
故选A。
7. 如图所示，滑块B置于水平地面上，滑块A在一水平力F作用下紧靠滑块B（A、B接触面竖直），此时B恰好不滑动，A刚好不下滑。已知A的质量为m，B的质量为M，A与B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。则下列表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．以A和B为整体作为研究对象，由于B恰好不滑动，则根据平衡条件有
故AB错误；
CD．对A物体单独分析，由于A刚好不下滑，根据平衡条件有
结合前面的式子联立起来有
故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（ ）

A. 外力F大小不变
B. 轻杆对小球的作用力大小不变
C. 地面对木板的支持力逐渐变小
D. 地面对木板的摩擦力逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．令杆长为L，杆中弹力为N，长为x，长为h，对小球进行受力分析，根据相似三角形有
解得
，
当小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方时，x减小，可知外力F大小减小，轻杆对小球的作用力大小不变，故A错误，B正确；
CD．令轻杆与水平方向夹角为，对木板B分析有
，
根据上述，轻杆 弹力大小N不变，增大，则增大，减小，即地面对木板的支持力逐渐变大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，即CD错误。
故选B。
二、多项选择题（本题包括4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 我国航天事业发展迅猛，假设2035年，我国宇航员成功登陆火星，宇航员在火星表面做落体实验，让一物块从离地2m高的空中自由下落，得到物块下落位移h与下落时间t2的h-t2图像如图所示（不计火星大气阻力），则（ ）
A. 火星表面的重力加速度大小为1.6m/s2
B. 该物块落地的时间为2.5s
C. 该物块落地时的速度大小为4m/s
D. 该物块落地时的速度大小为m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据
可知h-t2图像的斜率即为火星重力加速度的一半，即
得
g火=1.6m/s2
A正确；
B．根据
得物块落地时间为
B错误；
CD．由速度公式可得
m/s
C错误，D正确。
故选AD。
10. 在某星球表面，竖直上抛一小球，在抛出点的正上方有相距7.5m的A、B两点，小球两次通过A点的时间间隔为4s，两次通过B点的时间间隔为2s。（无空气阻力）则（ ）
A. 该星球表面的重力加速度为7.5m/s2
B. 小球通过B点时的速度大小为5m/s
C. 小球通过AB中点时的速度大于7.5m/s
D. 小球上升的最高点距A点10m
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.两次通过A点的时间间隔比通过B点的大，故B点在A点上方7.5m处，设该星球表面重力加速度a，由竖直上抛运动的对称性可知，小球从最高点落回到A点的时间tA=2s，小球从最高点落回到B点的时间间隔为tB=1s，则
可得该星球表面的重力加速度为
故A错误；
B. 小球通过B点时的速度大小为
故B正确；
C. 小球通过A点时的速度大小为
小球通过AB中点时的速度大小为
故C正确；
D. 小球上升的最高点到A点的距离为
故D正确。
故选BCD。
11. 某同学重力为G，准备做引体向上运动，图中是他初态的抓杠姿势，两手臂对称，其夹角为θ，下列分析正确的是（ ）
A. 当θ = 120°时，该同学单手对杠的拉力大小为
B. 当θ = 60°时，该同学单手对杠的拉力大小为
C. 当θ增大，手臂受到的拉力增大
D. 当θ增大，手臂受到的拉力减小
【答案】BC
【解析】
【详解】设单手对杠的拉力为F，竖直方向根据平衡条件得到拉力F的表达式，再根据角度的大小进行分析。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：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或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
设单手对杠的拉力为F，竖直方向根据平衡条件可得，解得
A．当时，该同学单手对杠的拉力大小为，A错误；
B．当时，该同学单手对杠的拉力大小为，B正确；
CD．当增大，减小，根据可知手臂受到的拉力增大，C正确、D错误。
故选BC。
12. 一个顶端固定有定滑轮的斜面放在水平地面上，斜面上放置一物块，物块通过轻绳绕过定滑轮与一个小球相连。小球受到水平力的作用，使轻绳偏离竖直方向一定角度。现在改变水平力的大小，使角度缓慢变大一些。在这个过程中，斜面和物块始终保持静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球受到的绳子拉力逐渐变小
B. 物块对斜面的摩擦力逐渐变小
C. 斜面对地面的压力保持不变
D. 地面对斜面的摩擦力水平向右，且一定逐渐变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设小球重力为G1，小球受到的绳子拉力大小为T，根据平衡条件可得
当θ逐渐变大时，T一定逐渐变大，故A错误；
B．设物块重力为G2，斜面倾角为。若开始时斜面对物块的摩擦力f沿斜面向下，则在斜面方向上根据平衡条件可得
当T逐渐变大时，f逐渐变大，根据牛顿第三定律可知此时物块对斜面的摩擦力逐渐变大，故B错误；
CD．对斜面体、小球和物块组成的整体进行分析，根据平衡条件可知地面对斜面体的摩擦力水平向右，且当整体受到的水平力F逐渐变大时，地面对斜面体的摩擦力逐渐变大。由于F不存在竖直方向的分量，所以斜面对地面的压力一定保持不变，故CD正确。
故选CD。
三、实验探究题（第13题6分，第14题8分，共14分）
13. 某同学用如图甲所示实验装置“探究弹簧的弹力和伸长量的关系”。直尺和光滑的细杆水平固定在铁架台上，一根弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接。细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出对应的弹簧总长度L，并将所挂钩码的重力大小作为弹簧的弹力大小F。弹簧伸长均在弹性限度内。
（1）把以上测得的数据描点连线，如图乙所示，则该弹簧的原长L0=_______cm，劲度系数k=_______N/m。（结果均保留3位有效数字）
（2）若该同学先把弹簧竖直悬挂，下端不挂钩码测出弹簧原长为L1，再按照图甲所示方法悬挂钩码，测出弹簧伸长后长度L，以L-L1作为弹簧伸长量x，以钩码重力大小作为弹力F大小。由于弹簧自身重力的影响，得到的图线可能是图丙中的___________。
【答案】 ①. 5.00 ②. 13.0~13.6 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]弹簧弹力为零时，弹簧总长度即为弹簧原长，故
[2] 弹簧劲度系数
（2）[3]由于弹簧自身重力的影响，当x等于零时，弹簧有一定的弹力，但弹簧劲度系数不变，则
不变，即F-x图像斜率不变。
故选B
14. 验证“力的平行四边形定则”，如图所示，实验步骤如下：
①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为O1；
②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向；
③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向；
④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3；
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F；
⑥比较F3和F的一致程度。
（1）下列说法中正确的是______；
A.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上
B.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度
C.系在橡皮条末端的两绳要一样长
D.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1
（2）本实验采用的科学方法是______；
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
（3）改变F1、F2，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，位置O2______（选填“必须”或“不必”）与位置O1相同；
（4）实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程一半。请说明这样操作______（选填“合理”或“不合理”）。
【答案】 ①. D ②. B ③. 不必 ④. 不合理
【解析】
【详解】（1）[1]A．橡皮条的方向代表合力的方向，可以是两绳之间任意方向，不一定是两绳夹角的平分线，故A错误；
B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定两绳间夹角应取、、等特殊角度，故B错误；
C．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故C错误；
D．同时改变两个弹簧测力计拉力，合力可能不变，结点可能保持在位置O1，故D正确。
故选D。
（2）[2]本实验是以两个分力与合力作用效果相同为基本原理进行实验，即等效替代的方法，故选B。
（3）[3]改变F1、F2重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，因为是两次不同的实验，则位置O2不必与第一次O1点相同。
（4）[4]用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半。这样操作不合理，理由是只当换用一个弹簧测力计拉时，弹簧会超过其量程。
四、计算题（本题共4小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 质量m=2 kg的木块放在水平木板上，在F1=8 N的水平拉力作用下恰好能沿水平面匀速滑行，如图甲所示则木块与木板之间的动摩擦因数为多少？若将木板垫成倾角为α=37°斜面（如图乙所示），要使木块仍能沿斜面匀速向上滑行，则沿平行于斜面向上的拉力F2应多大？（已知cs 37°=0.8，sin 37°=0.6，g=10 m/s2）
【答案】，
【解析】
【分析】
【详解】木块沿水平面匀速滑行时，根据共点力平衡条件知，木块所受的滑动摩擦力为
根据
解得
木块沿斜面匀速向上滑行时，合力为零。根据共点力平衡条件有，在沿斜面方向上有
垂直斜面方向上有
又
代入数据，联立解得
16. 如图所示，在一条平直的公路上有一辆长的电动自行车正以的速度向前行驶，在其车尾后方远处的另一条车道上有一辆长的公共汽车正以同向驶来。由于公共汽车要在前方处的站点停车上下旅客，便在此时开始刹车使之做匀减速运动，结果车头恰停在站点处。求：
（1）公共汽车刹车的加速度的大小；
（2）从汽车开始刹车计时，公共汽车（车头）从后方追至自行车车尾所需的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，汽车刹车从刹车到处的站点停车，则由速度与位移的关系式可得
可知汽车刹车加速度为
即汽车刹车加速度的大小为。
（2）公共汽车从刹车到静止的过程，设所用时间为，则有
解得
汽车相对自行车做初速度为
加速度大小为的匀减速运动，设车头到达自行车尾历时为，则有
代入数据解得
或（舍去）
17. 如图所示，质量为m物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数为。细绳绕过光滑定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角、，细绳左端固定在天花板上，为细绳上一光滑轻质动滑轮，下方悬挂着重物B，整个装置处于静止状态，重力加速度为g，物块A与斜面间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，求：
（1）若A与斜面间恰好没有摩擦力作用，重物B的质量；
（2）要使物块A能在斜面上保持静止，重物B的质量需满足的条件。
【答案】(1) ； (2)
【解析】
【详解】(1)若A与斜面间恰好没有摩擦力作用，A受重力、支持力和拉力，受力分析如图所示
根据平衡条件
对B受力分析如上图所示，根据平衡条件
2
联立可得
(2)如果物体A恰好不上滑，则对A，有
平行斜面方向
T1-mgsin30°-f=0
垂直斜面方向
N-mgcs30°=0
摩擦力为
对B根据平衡条件
2
联立可得
如果物体A恰好不下滑，则对A，有
平行斜面方向
T2-mgsin30°+f=0
垂直斜面方向
N-mgcs30°=0
摩擦力为
对B根据平衡条件
2
联立可得
由上可知物体B的质量范围为
18. 假设在某公路的十字路口，红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为l=8m，若汽车起动时都以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，加速到v=8m/s后做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间t=34s，而且有按倒计时显示的时间显示灯。另外交通规则规定：原在绿灯时通行的汽车，红灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许通过。请解答下列问题：
（1）一停在停车线内的第一辆汽车完全通过路口时间为8s，已知车长为5m，问路口长度为？
（2）若绿灯亮起瞬时，所有司机同时起动汽车，问有多少辆汽车能通过路口？
（3）事实上由于人反应时间的存在，绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车，现假设绿灯亮起时，第一个司机滞后t0=0.9s起动汽车，后面司机都比前一辆车迟后△t=0.5s起动汽车，在该情况下，有多少辆车能通过路口？
【答案】（1）43m；（2）31辆；（3）21辆
【解析】
【详解】（1）汽车加速时间
s=4s
8s时间，汽车能行驶的位移为
所以路口长为
根据题意，路口长为43米；
（2）汽车加速时间
s=4s
经过t=34.0s时间，汽车能行驶的位移为
所以
根据题意，则第32辆汽车能通过；
（3）设能通过k辆汽车，则第k辆汽车能通过路口要满足
数据代入后解得：