2023-2024学年湖北省公安县第三中学高一（上）考试物理试卷（11月）（含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省公安县第三中学高一（上）考试物理试卷（11月）（含解析），共12页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.速度、加速度的测量通常比位移的测量要复杂些，有时候比较两个物体的速度和加速度大小，并不需要知道具体的数值。例如比较两辆汽车的加速性能，已知两辆汽车在相同时间内从静止开始做匀加速直线运动的位移大小分别为x1和x2，则它们的末速度和加速度大小之比分别为
( )
A. v1v2= x1 x2B. v1v2=x1x2C. a1a2=x1x2D. a1a2= x1 x2
2.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中( )
A. M所受斜面的支持力大小一定一直增加B. M所受斜面的摩擦力大小一定一直减小
C. 斜面所受地面的支持力一定增大D. 斜面所受地面的摩擦力一定增大
3.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中，B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间t0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的x-t图象。则下列说法正确的是( )
A. 超声波的速度v声=x2t2B. 超声波的速度v 声=x12t1
C. 物体的平均速度v=2(x2-x1)t2-t1+t0D. 物体的平均速度v=2(x2-x1)t2-t1+2t0
4.亚洲第19届运动会于2023年9月23日在杭州隆重开幕，比赛精彩纷呈。关于比赛过程中的下列说法正确的是( )
A. 教练员在研究排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点
B. 教练员在研究乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点
C. 教练员在研究网球运动员回击网球动作时，网球大小可以忽略
D. 裁判员在给体操运动员的平衡木项目评分时，可将运动员视为质点。
5.关于加速度的描述中，下列说法正确的是( )
A. 加速度为正时，物体一定在加速
B. 速度变化率越大，加速度可能越小
C. 速度方向为正时，加速度方向一定为正
D. 加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量
6.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置．右图中是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔0.04s闪光一次．(照片中的数字是小球距起始落点O的距离，单位：cm)根据已知的信息，可得小球运动的加速度为_________m/s2，小球经过B点时的速度为____________m/s(保留三位有效数字)．
7.如图所示，木块A和B用劲度系数为k的轻弹簧相连，木块A的质量为m，木块B的质量是A的两倍，最初系统处于静止状态，现用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，则在这一过程A上升的高度为( )
A. mgkB. 2mgkC. 3mgkD. 4mgk
8.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车在刹车过程中位移和时间的比值xt与t之间的关系图像，下列说法正确的是( )
A. 动力车的初速度为10m/s
B. 刹车过程动力车的加速度大小为0.5m/s2
C. 刹车过程持续的时间为8s
D. 从开始刹车时计时，经过8s，动力车的位移为40m
9.如图所示，粗糙的长方体木块A、B叠在一起，放在水平桌面上，B木块受到一个水平向右的力F的牵引。当木块A、B一起向右做匀速直线运动时( )
A. 木块A仅受到重力和支持力两个力的作用
B. 木块B对木块A作用的摩擦力方向水平向右
C. 木块A对木块B作用的摩擦力方向水平向左
D. 桌面和木块A对木块B作用的摩擦力方向均向左
10.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则
A. F一直减小B. F一直增大C. F的功率减小D. F的功率可能不变
二、实验题（本题共2小题，共24分）
11.某物理兴趣小组用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和弹簧长度l的关系，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。通过分析数据得出实验结论。
(1)某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图乙所示，该处的读数为_______cm；
(2)实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变，这会导致弹簧劲度系数的测量结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)以弹簧弹力F为横轴、弹簧长度l为纵轴建立直角坐标系，作出l-F图像，如图丙所示，则弹簧自由下垂时的长度为________cm；弹簧的劲度系数为_______N/m。(结果保留两位有效数字)
12.利用如图甲所示的装置可以测出滑块经过光电门位置时的瞬时速度。在滑块上安装宽度为d的遮光片，滑块在钩码牵引力作用下做直线运动，通过光电门时，配套的数字毫秒计可以记录遮光片通过光电门的时间Δt，则：

(1)滑块通过光电门的速度可以表示为v=__________(用相应物理量的符号表示)。
(2)用毫米刻度尺测得遮光片宽度d如图乙所示，读数为d= ___________cm
(3)若滑块通过光电门的时间为Δt=0.20s，v= ___________m/s (结果保留两位有效数字)
(4)实验中实际是利用了遮光片过光电门这段时间的平均速度近似代表滑块通过光电门这一位置时的瞬时速度。为使平均速度更接近瞬时速度，下列做法正确的是__________。(填选项代号)
A.换用宽度更宽的遮光条 B.换用宽度更窄的遮光条
C.增大滑块的质量 D.增大光电门与滑块间的距离
三、计算题（本题共3小题，共36分）
13.随着智能手机的使用越来越广泛，一些人在驾车时也常常低头看手机，然而开车时看手机是一种危险驾驶行为，极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以v0=18m/s的速度匀速行驶，它正前方x0=20m处有一辆货车以v1=20m/s的速度同向匀速行驶，货车由于故障而开始匀减速，而出租车司机此时开始低头看手机，3.5s后才发现危险，司机经0.5s反应时间后，立即采取紧急制动措施开始匀减速直线运动，若货车从故障开始，需向前滑行100m才能停下，求：(1)货车加速度的大小
(2)当出租车开始刹车时，两车之间的距离；
(3)若欲使出租车不和货车发生追尾，则出租车刹车的加速度为多大？
14.如图所示，木块的质量为m，斜面体固定不动，木块恰好能沿倾角为θ的斜面匀速下滑，现用一水平推力F将木块沿斜面匀速向上推，求
(1)木块与斜面间的滑动摩擦因数；
(2)推力F的大小。
15.一辆小汽车做初速度为零、加速度为1m/s2的匀加速直线运动，与此同时，在小汽车的后面200m处，有一辆货车正以速度v做同向匀速运动(设小汽车与货车处在两条相邻的平行直车道上)，则：
(1)v满足什么条件时两车不相遇；
(2)若v=25m/s，两车是否相遇；若能相遇，相遇几次，相遇时小汽车的速度多大。
答案和解析
1.【答案】BC
【解析】由位移时间关系可得x=12at2，时间相同，则有x1x2=a1a2
由速度时间关系可得v=at，时间相同，则有v1v2=a1a2=x1x2
故BC正确
2.【答案】D
【解析】解：AB.设斜面倾角为θ，对于M的受力，开始时可能是T=mgsinθ-f，当T不断增大的时候，f减少，当T>mgsinθ时，随着T的增大，f将反向增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；
也可能是T=mgsinθ+f，当T不断增大的时候，摩擦力f增大；
垂直于斜面方向有：N=mgcsθ，一直不变，故AB错误。
CD.根据题意可知M、N均保持平衡状态，进行受力分析，受力分析图如下图所示
当向左拉动时，绳子拉力T和水平拉力F都在一直增大；
对整体受力分析可知，水平方向只受到水平拉力F及地面静摩擦力作用而平衡，故二者等大反向，由于F逐渐增大，故地面的摩擦力一定增加，竖直方向支持力与整体重力平衡，故支持力不变，故D正确，C错误；
故选：D。
对M物体受力分析可知M受到的摩擦力和支持力的变化；以物体N受力分析，由共点力的平衡条件可求得拉力变化，再对整体受力分析可知斜面与地面的作用力变化情况。
本题考查学生受力分析能力，解题过程要注意正确选择研究对象，正确进行受力分析，再根据共点力平衡中的动态平衡分析各力的变化情况。
3.【答案】C
【解析】【分析】
超声波在空中匀速传播，根据发射和接收的时间差求出速度。根据图象，分析得到物体通过的位移为x2-x1时，再得出对应的时间，即可求解物体的平均速度。
本题是物理规律在实际中的应用问题，要能读懂图象反映的物体的运动情况，正确得到运动的时间，从而理解现代科技装置的工作原理。
【解答】
AB、由乙图可知，超声波在t12时间内通过位移为x1，则超声波的速度为：v声=x1t12=2x1t1，故AB错误；
CD、由题：物体通过的位移为x2-x1时，所用时间为t2-t02-t12+t0=12(t2-t1+t0)，所以物体的平均速度为：v-=x2-x112(t2-t1+t0)=2(x2-x1)t2-t1+t0，故C正确，D错误。
故选：C。
4.【答案】B
【解析】A.教练员在研究排球运动员扣球动作时，排球的形状和大小不能忽略，排球不能看成质点，故A错误；
B.教练员在研究乒乓球运动员的发球技术时，要考虑乒乓球旋转，乒乓球不能看成质点，故B正确；
C.教练员在研究网球运动员回击网球动作时，网球大小不可以忽略，故C错误；
D.裁判员在给体操运动员的平衡木项目评分时，要考虑体操运动员的动作，不能将运动员视为质点，故D错误；
故选B。
5.【答案】D
【解析】A.加速度为正时，如果速度为负，则物体会减速，A错误；
B.速度变化率越大，加速度越大，B错误；
C.速度方向为正时，加速度方向不一定为正，C错误；
D.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化量，D正确。
故选D。
6.【答案】 10.0 1.99
【解析】(1)根据△h=gT2，其中△h=1.6cm得 g=▵hT2=1.6×10-20.042m/s2=10m/s2 ．
(2) vB=xAC2T=(28.4-12.5)×10-22×0.04m/s=1.99m/s ，故小球经过B点时的速度为1.99m/s．
点睛：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的两个重要推论，在相邻相等时间内的位移之差是一恒量；某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．
7.【答案】C
【解析】初始状态时，对A受力分析，弹簧的压缩量为
x=mgk
由于缓慢拉动，该过程A、B始终处于平衡态，当B恰好离开地面时，弹簧的伸长量为
x'=2mgk
故A上升的高度为
x+x'=3mgk
故选C。
8.【答案】D
【解析】AB.由题图可得该图像的函数关系式为
解得
x=-2.5t2+20tm
上式与匀变速直线运动的位移时间关系公式 x=v0t+12at2 对比，可得
即动力车的初速度为 20m/s ；刹车过程动力车的加速度大小为 ，AB错误；
C.由速度时间公式 v=v0+at ，可得刹车过程持续的时间为
t=-v0a=-20-5s=4s
C错误；
D.从开始刹车时计时，经4s动力车停止，则8s的位移等于4s的位移，可得
x=v02t=202×4m=40m
D正确。
故选D。
9.【答案】A
【解析】解：先以A为研究对象受力分析，处于静止即平衡状态，根据平衡条件所受合力为零，则A水平方向不受摩擦力，否则合力将不为零，即AB之间没有摩擦力，所以A只受重力与B给的支持力，故A正确，BCD错误；
故选：A。
先对A受力分析，判断AB之间是否有摩擦力
本题考查受力分析的方法，要注意按重力、弹力及摩擦力的顺序进行分析；注意平衡条件的应用。
10.【答案】C
【解析】【分析】
在θ从0逐渐增大到90∘的过程中，木箱的速度保持不变，说明物体受力始终平衡，受力分析后正交分解表示出拉力F，应用数学方法讨论F的变化，再由P=Fvcsθ判断功率的变化．
本题为平衡条件的应用问题，受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的变化。
【解答】
AB.因为物体匀速运动，水平竖直方向均受力平衡：
Fcsθ=μ(mg-Fsinθ)
则得：F=μmgcsθ+μsinθ
令：sinβ=1 1+μ2，csβ=μ 1+μ2，即：tanβ=1μ
则：F=mμg(sinβcsθ+csβsinθ) 1+μ2=μmgsin(θ+β) 1+μ2
当θ+β=90∘时，sin(θ+β)最大，F最小，则根据数学知识可知θ从0逐渐增大到90∘的过程中，F先减小后增大，故AB错误。
CD.功率：P=Fvcsθ=μmg(csθ+μsinθ)×v×csθ=μmgv(1+μtanθ)，
θ从0逐渐增大到90∘的过程中，tanθ一直在变大，所以功率P一直在减小，故C正确，D错误。
故选C。
11.【答案】(1)18.00；(2)不变；(3)8.00；50
【解析】(1)刻度尺读数为18.00cm；
(2)由胡克定律F=kx，计算k时用的是差值，所以实验中未考虑弹簧在自身重力下的形变，对弹簧劲度系数的测量结果没有影响；
(3)根据胡克定律可得F=kx=k(l-l0)
变形可得l=Fk+l0
由乙图可知，当F=0时，弹簧自由下垂时的长度l0=8.0cm
图像斜率大小等于劲度系数 k 的倒数，则
12.【答案】dΔt 2.00cm 0.10m/s BD
【解析】(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门的瞬时速度
v=dΔt
(2)[2]毫米刻度尺的精度为1mm，所以遮光片的宽度
d=2.00cm
(3)[3]若滑块通过光电门的时间为Δt=0.20s，则
v=dΔt=0.10m/s
(4)[4]利用平均速度等效替代瞬时速度；故只能尽量减小计算平均速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条，滑块的质量对滑块的速度大小的测定没有影响，而若增加光电门与滑块间的距离，则滑块到达光电门时的速度会变大，则此时遮光时间变短，则此时的平均速度更接近于瞬时速度。故选 BD。
13.【答案】(1)设货车的加速度大小为 a货 ，根据匀变速直线运动位移-速度关系，即由
0-v12=-2a货x
代入数据可得
a货=2m/s2
(2)当出租车开始刹车时，货车在
t=3.5+0.5=4s
时间内运动的位移为
x货=v1t-12a货t2=64m
出租车运动的位移为
x出=v0t=72m
当出租车开始刹车时，两车之间的距离为
Δx=x0+x货-x出=12m
(3)出租车开始刹车时，货车的速度为
v2=v1-a货t=12m/s
设再经 t1 时间二者速度相等时，此时两车均未停止，恰好不相碰，有速度关系
v0-a出t1=v2-a货t1
位移关系
v0t1-12a出t12=Δx+v2t1-12a货t12
解得出租车的加速度为
a出=3.5m/s2>a货
经验证此时两车速度均为4m/s，未停止，出租车不会和货车发生追尾。

【解析】(1)根据匀变速直线运动与位移关系式求解；
(2)明确二者的运动过程，根据位移公式可求；
(3)假设二者速度相等时，由位移关系可判断能否相撞，可知两车在共速前已经相撞，再由位移关系可求得加速度。
注意解决追及相遇问题时，两物体速度相等是能否追上的临界条件要抓住此关键点进行分析讨论。
14.【答案】解：(1)由木块在斜面上匀速向下滑动，可得：mgsinθ=μmgcsθ
代入数据得：μ=tanθ；
(2)对木块受力分析，受到重力、支持力、推力和摩擦力，如图所示，
物块沿斜面方向根据平衡条件可得：Fcsθ=mgsinθ+f
垂直斜面方向根据平衡条件可得：N=mgcsθ+Fsinθ
根据摩擦力的计算公式可得：f=μN
联立解得：F=2mgsinθcsθcs2θ-sin2θ
【解析】(1)由木块在斜面上匀速向下滑动，根据平衡条件求解动摩擦因数；
(2)对木块受力分析，沿斜面方向、垂直斜面方向根据平衡条件列方程求解。
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。
15.【答案】(1) v<20m/s ；(2)相遇两次，10 m/s ，40 m/s
【解析】(1)如果货车追上小汽车时，速度v刚好与汽车相等，则v为临界速度，小于这个速度将无法追上。设经过 t0 时间恰好相遇，则有
v=at0 ， x0+12at02=vt0
解得
t0=20s
则恰好相遇时v=20m/s，故当 v<20m/s 时两车不相遇。
(2)设经过t时间相遇，则有
x0+12at2=vt
解得
t=10s 或者 t'=40s
故相遇两次，相遇时小汽车速度分别为
v1=at=10m/s 或 v2=at'=40m/s