2023-2024学年湖北省咸宁市崇阳县第二高级中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省咸宁市崇阳县第二高级中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析），共15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。

1.下列说法中正确的是
A. 图甲中，伽利略对自由落体运动的研究中，猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B. 图乙中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
C. 图丙中，铁块所受重力可以分解为下滑力和对斜面的压力
D. 图丁中，轰炸机水平匀速飞行中等时间隔投弹，不计空气阻力，所投炸弹落到平地的落地点不等间距
2.如图所示，一位摄影师拍下了苍鹰的俯冲图片，假设苍鹰正沿直线朝斜向右下方匀速运动。用G表示苍鹰所受的重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中苍鹰受力情况的是
( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，一只蜗牛沿着圆弧型葡萄枝从位置M向位置N缓慢爬行的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 葡萄枝对蜗牛的弹力可能不变B. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力先减小后变大
C. 葡萄枝对蜗牛的摩擦力一直减小D. 葡萄枝对蜗牛的作用力一定改变
4.对一些生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以分析，其中正确的是( )
A. “强弩之末，势不能穿鲁编”，是因为强弩的惯性减小了
B. 汽车超速行驶易引发交通事故，是因为速度大的汽车惯性大
C. 车辆转弯时适当减速，是为了减小车辆的惯性，使行驶更安全
D. 货运列车在有些车站加挂车厢，这会增大它的惯性
5.如图所示，轻绳一端连在水平台上的玩具小车上、一端跨过光滑定滑轮系着皮球(轻绳延长线过球心)。小车牵引着绳使皮球沿光滑竖直墙面从较低处上升，则在球匀速上升且未离开竖直墙面的过程中( )
A. 玩具小车做匀速运动B. 玩具小车做减速运动
C. 绳对球的拉力逐渐减小D. 球对墙的压力大小不变
6.如图所示，m2叠放在m1上，m1位于光滑水平面上，m1、m2间的动摩擦因数为μ，现在m2上施加一个随时间变化的力F=kt(k为常数)，则下列图中能定性描述m1、m2的加速度a1、a2关系的是
( )
A. AB. BC. CD. D
7.一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力 ( )
A. t=2s时最小B. t=3s时小于人的重力
C. t=5s时大于人的重力D. t=8.5s时最小
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，质量分别为2m和m的A、B两物块，用一轻弹簧相连，将A用轻绳悬挂于某处，调整细绳的长度，当系统处于静止状态时，物块B恰好对地面没有压力，此时轻弹簧的形变量为x。已知重力加速度为g，若突然剪断细绳，则下列说法正确的是( )
A. 剪断细绳后，A物块向下运动x时速度最大
B. 剪断细绳后，A物块向下运动3x时速度最大
C. 剪断细绳瞬间，A物块的加速度大小为1.5g
D. 剪断细绳瞬间，A物块的加速度大小为g
9.路灯维修车如图所示，车上带有竖直自动升降梯。若一段时间内车匀加速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升，则关于这段时间内站在梯子上的工人的描述正确的是( )
A. 工人运动轨迹可能是曲线B. 工人运动轨迹可能是直线
C. 工人一定做匀变速运动D. 工人可能做非匀变速运动
10.建筑工人为了方便将陶瓷水管由高处送到低处，设计了如图所示的简易滑轨，两根钢管互相平行斜靠、固定在墙壁上，把陶瓷水管放在上面滑下。实际操作时发现陶瓷水管滑到底端时速度过大，有可能摔坏，为了防止陶瓷水管摔坏，下列措施可行的是( )
A. 在陶瓷水管内放置砖块
B. 适当增加两钢管间的距离
C. 适当减少两钢管间的距离
D. 用两根更长的钢管，以减小钢管与水平面夹角
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“探究求合力的方法”的实验中
①已有实验器材：木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋、铅笔，如甲图所示的器材中还需要选取______(多选)；
②某实验室老师提供的橡皮筋和细绳套如乙图所示，在实验过程中需要记录的“结点”应该选择______(选填“O点”或“O′点”)；
③关于此实验的操作，说法正确的是______(多选)；
A.b、c两细绳套应适当长一些
B.实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触
C.重复实验再次探究时，“结点”的位置可以与前一次不同
D.只有一把弹簧测力计也可以完成此实验
12.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小华同学做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. 不必用天平测出砂和砂桶的质量
B. 需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
C. 一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
(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50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，B点的瞬时速度是__________m/s，小车运动的加速度大小是__________m/s2；(计算结果保留三位有效数字)

(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=__________N；
(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为__________m/s2(g取10m/s2)。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图所示。某同学测出一棵苹果树树干部分的高度约为1.6m，一个苹果从树冠顶端的树梢上由于受到扰动而自由下落，该同学测出苹果经过树干所用的时间为0.2s，已知重力加速度取10m/s2，不计苹果下落中所受阻力。则：
(1)苹果树树冠部分的高度约为多少？
(2)苹果下落到地面的时间？
(3)苹果落地时的速度为多大？
14.如图所示，一子弹从O点水平射出，初速度大小为v0=10m/s，子弹在两张竖直薄纸上留下了两个弹孔A、B。前一张薄纸到O点的距离为s=4m，两张纸之间的距离为L=3m。不考虑空气阻力，不考虑薄纸对子弹运动的影响，重力加速度g取为10m/s2，求，
(1)子弹从A孔运动到B孔所花的时间；
(2)A，B两孔的竖直高度差。
15.如图所示，倾角θ=30∘的光滑固定斜面AB与水平传送带BC通过一小段光滑圆弧平滑连接，传送带左、右两端的距离L=4m，以大小的速率沿顺时针方向转动．现将一滑块(视为质点)从斜面上的A点由静止释放，滑块以大小的水平速度滑上传送带，并从传送带的右端C点飞出，最终落至水平地面上的D点．已知C、D两点间的高度差h=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度大小，不计空气阻力．
(1)求A点到斜面底端B点的距离s1；
(2)求滑块从C点飞出时的速度大小v′；
(3)求C、D两点间的水平距离s2；
(4)改变滑块在斜面上由静止释放的位置，其他情况不变，要使滑块总能落至D点，求滑块释放的位置到B点的最大距离smax．
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合；弹力是物体发生弹性形变产生的力，弹力产生的两个必备条件是：①相互接触；②物体发生了弹性形变；物体垂直于斜面方向的分力不是物体对斜面的压力，性质不同；匀速飞行的轰炸机上释放的炸弹都做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。
【解答】
伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故A错误；
网中的足球受到弹力是网发生了形变，足球发生形变是对网有弹力的作用，故B正确；
物体所受重力可以分解为沿斜面的力和垂直斜面的力，垂直于斜面方向的分力不是物体对斜面的压力，只是在大小上相等，故C错误；
由于惯性炸弹和飞机水平方向具有相同水平分速度，因此炸弹落地前排列在同一条竖直线上；由于炸弹水平方向是匀速运动(设为v0)，前一个炸弹落地，再过相等时间后一个炸弹落地，故间距为v0t，恒定不变；故D错误。
2.【答案】B
【解析】解：
苍鹰做匀速直线运动，处于平衡状态，合力为零，故空气对它的作用力竖直向上，和重力大小相等，方向相反，故B正确，ACD错误。
故选：B。
本题关键明确平衡条件的应用，注意明确力和运动的关系，知道物体匀速运动时受到的合力为零。对苍鹰进行分析，明确苍鹰在做匀速运动，根据平衡条件进行分析，从而明确重力和空气作用力的方向。
3.【答案】B
【解析】解：A.对蜗牛受力分析，有重力，葡萄枝对其的支持力和摩擦力，设蜗牛在葡萄枝上某点时过该点的切线与水平方向夹角为θ，由平衡条件FN=mgcsθ
蜗牛从位置M向位置N缓慢爬行，θ角先减小后增大，葡萄枝对蜗牛的弹力先增大后减小，故A错误；
BC.由平衡条件Ff=mgsinθ
当蜗牛从位置M向位置N缓慢爬行的过程中，θ角先减小后增大，所以葡萄枝对蜗牛的摩擦力先减小后变大，故B正确，C错误；
D.葡萄枝对蜗牛的作用力是支持力与摩擦力的合力，等于蜗牛所受重力，所以应保持不变，故D错误。
故选：B。
蜗牛沿着葡萄枝从左向右缓慢爬行过程，坡角先变小后变大，根据平衡条件列式分析．
本题关键是明确蜗牛的受力情况以及坡角的变化情况，然后根据平衡条件列式分析．
4.【答案】D
【解析】A.物体的惯性只与质量有关，与速度大小无关，“强弩之末，势不能穿鲁编”，强弩的惯性不变，故 A错误；
BC.物体的惯性只与质量有关，与速度大小无关，无论速度大小，汽车惯性不变，故 BC错误；
D.货运列车在有些车站加挂车厢，质量变大，这会增大它的惯性，故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查运动的分解与共点力平衡，解题关键掌握速度的分解方法，注意合运动与分运动的区别。
根据运动的分解可分析小车的运动情况，根据受力分析和力的平衡条件可分析绳对球的拉力大小和球对墙的压力变化。
【解答】
AB、设绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示：
将球的速度v分解，可知沿绳方向的分速度(即绳子的速度)为v绳=vcsθ，因球匀速上滑过程中θ角将增大，则v绳将减小，小车做减速运动，故A错误，B正确；
CD、球受三力作用处于平衡状态，设球重为G，则绳对球的拉力大小T、球对墙的压力大小N′分别为T=Gcsθ，N′=N=Gtanθ，可见随着θ的增大，T、N′均增大，故CD错误。
6.【答案】B
【解析】当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得a=Fm1+m2=ktm1+m2
a∝t
当F比较大时， m2 相对于 m1 运动，根据牛顿第二定律得
对 m1a1=μm2gm1
μ、m1、m2 都一定，则 a1 一定
对 m2a2=F−μm2gm2=kt−μm2gm2
a2 是t的线性函数，t增大， a2 增大；由于F随时间增大，木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，所以 a2 大于两物体相对静止时的最大加速度
故选B。
7.【答案】D
【解析】【分析】
当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度，合力也向上；根据加速度的方向确定速度的变化情况。
本题是对图象的考查，掌握住加速度−时间图象的含义，知道超重和失重的特点即可解答本题。
【解答】
A.由于t=2s时人向上的加速度最大，此时地板对人的支持力最大，故此时人对地板的压力最大，A错误；
B. t=3s 时人有向上的加速度，处于超重状态，地板对人的支持力大于人的重力，因此人对地板的压力大于人的重力，B错误；
C. t=5s 时物体的加速度为0，地板对人的支持力与重力大小相等，因此人对地板的压力与人的重力大小相等，C错误；
D.t=8.5s时人向下的加速度最大，故地板对人的支持力最小，即人对地板的压力最小，D正确。
故选D。
8.【答案】BC
【解析】CD.剪断细绳前，物块B恰好对地面没有压力，B物块受力平衡，则有mg=kx
剪断细绳瞬间，弹簧弹力保持不变，以A为对象，根据牛顿第二定律可得a=2mg+kx2m=3mg2m=1.5g
故C正确，D错误；
AB.剪断细绳后，B物块落地，刚开始A物块受到竖直向下的重力和弹力，物块加速下落，下落过程中弹力变小，加速度减小。当弹簧恢复原长后，A物块继续向下运动，压缩弹簧，当弹簧弹力等于重力时，物块加速度减为零时，速度最大，此时弹簧压缩量为 x1 ，对A物块有2mg=kx1
解得x1=2x
可知A物块速度最大时，向下运动的总距离为x总=x+x1=3x
故A错误，B正确。
故选BC。
9.【答案】ABC
【解析】工人运动的合速度为v= vx2+vy2
加速度为a= ax2+ay2
如果合速度方向与合加速度方向在一条直线上就做直线运动，不在一条直线上就做曲线运动，由于车和梯子的初速度未知、加速度未知，所以工人相对地面的运动轨迹可能是曲线，也可能是直线，由于车匀加速向左沿直线运动的同时梯子匀加速上升，加速度恒定，则工人一定做匀变速运动。
故选ABC。
10.【答案】BD
【解析】设陶瓷水管的质量为 m ，钢管与水平面夹角为 θ ，钢管对陶瓷水管的支持力与竖直方向的夹角为 α ，陶瓷水管与钢管间的动摩擦系数为 μ ，则
mgsinθ−f=ma
2Ncsα=mgcsθ
f=μN
陶瓷水管在钢管上运动的加速度为a=gsinθ−μgcsθ2csα
设钢管长度为 L ，则陶瓷水管滑到底端时速度为v= 2aL
A.在陶瓷水管内放置砖块，陶瓷水管加速度不变，陶瓷水管滑到到达底端时速度不变，故A不符合题意；
BC.适当增加两钢管间的距离，陶瓷水管受到的钢管支持力的夹角增大，陶瓷水管受到钢管支持力增大，陶瓷水管受到的摩擦力增大，即适当增大两钢管间的距离可以在不改变重力分量的情况下增大摩擦力，陶瓷水管加速度减小，陶瓷水管滑到到达底端时速度减小。反之，适当减小两钢管间的距离可以在不改变重力分量的情况下减小摩擦力，陶瓷水管滑到到达底端时速度增大。故B符合题意，故C不符合题意；
D.用两根更长的钢管，以减小钢管与水平面夹角，陶瓷水管受到钢管支持力增大，陶瓷水管受到的摩擦力增大，则陶瓷水管下滑过程中重力做功不变，摩擦力做的负功增大，据动能定理可得陶瓷水管滑到到达底端时速度减小，故D符合题意。
故选BD。
11.【答案】AC O′点 ABD
【解析】解：(1)做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力进行比较。所以我们需要的实验器材有：方木板(固定白纸)，白纸(记录方向画图)、刻度尺(选标度)、绳套(弹簧秤拉橡皮筋)、弹簧秤(测力的大小)、图钉(固定白纸)、三角板(画平行四边形)、橡皮筋(让力产生相同的作用效果的)。要完成该实验，必须要有刻度尺画力的图示，拉时要用弹簧秤。故AC正确，BD错误。
故选：AC
②由图可知，O点为橡皮筋原长时结点的位置，O′点为橡皮绳拉长后结点的位置，所以需要记录的是O′点；
③A、实验时，b、c两细绳套应适当长一些，可以减小画方向时的误差，故A正确；
B、实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触，以保证拉力大小测量准确，故B正确；
C、做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，所以重复实验再次探究时，“结点”的位置必须与前一次相同，故C错误；
D、若只有一个弹簧秤，实验需要记录两个分力的大小，第二次时先应弹簧秤与一根细绳将橡皮筋拉到同一位置O点，然后再把弹簧秤换到未记录的一边测出该力的大小，所以只有一把弹簧测力计也可以完成此实验，故D正确。
故选：ABD
故答案为：①AC； ②O′点；③ABD
①做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，测出两个力的大小和方向以及一个力的大小和方向，用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，结合原理判断需要的器材；
②根据该实验的实验原理以及实验目的可以明确该实验需要记录的数据以及进行的实验步骤；
③根据该实验的实验原理以及实验的注意事项分析即可。
“探究求合力的方法”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，实验中需记录两分力和合力的实际值，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解。
12.【答案】 (1)AB； (2)0.721；2.40；(3)1.0；(4)5.0。
【解析】【分析】
(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项。
(2)根据匀变速直线运动的推论：一段时间内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度，来求打下B点时小车运动的速率。根据推论：△x=aT2，结合逐差法求得加速度。
(3)根据牛顿第二定律求滑块受到的摩擦力。
(4)根据实验原理可知小车的加速度是砂和砂桶加速度的 12 ，由此求解即可。
本题对于探究性实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去理解，特别要理解实验条件是如何控制的，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等等。
【解答】
(1)AC.对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故A正确，C错误；
B.探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，故B正确。
故选AB。
(2)相邻两计数点之间还有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s
B点的瞬时速度为vB=xAC2T=18.01−3.60×10−22×0.1m/s=0.721m/s
根据逐差法 Δx=aT2 可得加速度为a=xBD−xOB4T2=0.2881−0.0961−0.09614×0.12m/s2=2.40m/s2
(3)根据牛顿第二定律可知2F−Ff=Ma，由图像知， a=0 时， F=0.5N ，可得Ff=1.0N；
(4)根据实验原理可知小车的加速度是砂和砂桶加速度的 12 ，而砂和砂桶的加速度最大为重力加速度，即可判断小车的加速度趋近值为a=g2=5.0m/s2。
13.【答案】解：(1、2)设开始下落到达树干的上沿的时间为t，树干的高度为Δh，有：
Δh=12g(t+0.2)2−12gt2，
代入数据解得：t=0.7s。
总时间为t1=t+t0=0.7s+0.2s=0.9s
则：H=12gt12=12×10×0.92m=4.05m。
(3)苹果落地的速度为：v=gt1=10×0.9m/s=9m/s
答：(1)苹果树树冠部分的高度约为4.05m；
(2)苹果下落到地面的时间为0.9；
(3)苹果落地时的速度为9m/s。
【解析】(1、2)设开始下落到达树干的时间为t，结合位移关系列式，从而根据位移—时间公式求出树冠的高度，
(3)根据v=gt求出末速度。
解决本题的关键知道自由落体运动是初速度为零。加速度为g的匀加速直线运动，结合位移−时间公式进行求解，难度不大。
14.【答案】解：(1)子弹水平射出后做平抛运动：水平方向做匀速直线运动，故子弹从A孔运动到B孔所花的时间t=Lv0=0.3s；
(2)子弹从O点运动到A的时间为t1=sv0=0.4s，
子弹从O点运动到B的时间为t2=s+Lv0=0.7s，
因子弹竖直方向做自由落体运动，故有A，B两孔的竖直高度差，
解得。

【解析】本题主要考查了平抛运动基本规律的直接应用，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，难度适中。
15.【答案】解：
(1)设滑块的质量为m，滑块沿斜面下滑的加速度大小为 a1 ，
根据牛顿第二定律有mgsinθ=ma1
解得
对滑块沿斜面下滑的过程，根据匀变速直线运动的规律有v02=2a1s1
解得s1=0.4m。
(2)因为 v0设其加速度大小为 a2 ，
根据牛顿第二定律有μmg=ma2
解得
设该过程所用的时间为t，
根据匀变速直线运动的规律有v=v0+a2t
该过程中滑块通过的距离x=v0t+12a2t2
解得t=0.5s ， x=1.25m
因为 x(3)设滑块从C点运动到D点的时间为 t′ ，
在竖直方向有h=12gt′2
在水平方向有s2=v′t′
解得s2=0.6m。
(4)经分析可知，当滑块释放的位置到B点的距离最大时，滑块通过B点时的速度最大(设为 vmax )，且滑块匀减速滑动到C点时的速度恰好为v，
对滑块沿传送带向右滑动的过程，
根据匀变速直线运动的规律有vmax2−v2=2a2L
解得
对滑块沿斜面下滑的过程，
根据匀变速直线运动的规律有vmax2=2a1smax
解得smax=2.5m。

【解析】(1)根据牛顿第二定律和速度位移公式求解，也可以用动能定理求解；
(2)利用牛顿第二定律和运动学公式解水平传送带问题求C点速度；
(3)根据平抛运动规律求解；
(4)分析临界条件求解。