2023-2024学年湖南省岳阳市湘阴县知源高级中学高一（下）入学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省岳阳市湘阴县知源高级中学高一（下）入学考试物理试卷（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。

1.2023年9月30日，杭州亚运会田径女子100米飞人大战，福建选手葛曼棋以11秒23夺冠，如图所示是葛曼棋夺冠时的情景，下列说法正确的是( )
A. 11秒23是时刻，100米是位移
B. 葛曼棋的速度越大，惯性越大
C. 研究葛曼棋运动快慢时，可以把葛曼棋看作质点
D. 根据题中信息可求出葛曼棋冲到终点时的瞬时速度
2.如图所示，以50m/s高速行驶的列车急刹车时能在30s内停下来；以10m/s飞行的蜂鸟能在0.7s内停在花朵前。假设列车和蜂鸟均做匀变速直线运动，下列说法正确的是( )
A. 火车的速度变化比蜂鸟的速度变化快B. 火车的加速度大小比蜂鸟的小
C. 火车的加速度大小比蜂鸟的大D. 火车的加速度大小与蜂鸟的相等
3.如图所示，半球形的碗固定在水平地面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内外表面及碗口光滑。一根细线跨在碗口上，两端分别系有小球甲、乙且细线末端的延长线均过小球甲、乙的球心。当小球甲、乙均处于静止时，小球乙上端细线恰好竖直。下列说法正确的是( )
A. 小球乙受到三个力
B. 小球甲受到四个力
C. 小球乙受到碗壁的弹力水平向右
D. 小球甲受到碗壁的弹力方向从接触点指向О点
4.学习摩擦力时，小明同学做了一个小实验，他的实验装置如图，将一重力不计的白纸铺在水平桌面上，纸的一部分伸出桌边，再在白纸上放一本笔记本。先用水平拉力F将白纸从笔记本底下向右抽出(笔记本未从桌面滑落)，已知笔记本重力为G，所有接触面间的摩擦因数均为μ，则在白纸被抽出过程中( )
A. 白纸对笔记本的摩擦力方向向左
B. 抽动瞬间，白纸受到的摩擦力为2μG
C. 笔记本与白纸间的摩擦力大小始终等于μG
D. 瞬间拉力F越大，笔记本与白纸间的摩擦力越大
5.如图甲所示，小物块从足够长的固定光滑斜面顶端由静止自由下滑．下滑位移x时的速度为v，其x−v2图像如图乙所示，g取10 m/s2，则斜面的倾角θ为
( )
A. 30°B. 45°C. 60°D. 75°
6.如图所示，一工件放在地面的O点，将工件吊起到空中的H点，用细绳c、d系在工件上，施工队员甲、乙通过固定在横梁上的定滑轮M、N拉细绳，吊起过程甲、乙两队员位置不变，紧密配合拉细绳使工件沿OM缓慢上升到H点，已知NH与OM垂直且与滑轮N相切，工件上升过程中，下列分析正确的是( )
A. 绳d的拉力先减小后增大B. 绳c的拉力先增大后减小
C. 甲对地面的压力先增大后减小D. 乙对地面的摩擦力逐渐变小
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线，其方程分别为y=4t−6和y=−2t+140.取竖直向上为正方向，则
( )
A. EF段无人机的速度大小为4m/s
B. FM段无人机先处于超重状态，后处于失重状态
C. FM段无人机速度的变化量为−6m/s
D. N点之后，无人机一直向下做减速运动
8.小球沿着斜面向下做匀加速运动，测得各时刻小球运动轨迹之间的距离如图所示，重力加速度取g=10m/s2，下列说法正确的是
( )
A. 小球在B点的速度大小为0.9m/sB. xOB=0.16m
C. 小球做匀加速直线运动的加速度为4m/s2D. 若斜面光滑，则斜面倾角的正弦值为0.2
9.如图所示，一辆位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是( )
A. 小车静止时，F=mgsinθ，方向沿杆向上
B. 小车静止时，F=mgcsθ，方向垂直于杆向上
C. 小车向右匀速运动时，一定有F=mg，方向竖直向上
D. 小车向右匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上
10.如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2 kg的物体B(可看作质点)以水平速度v0=3m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数μ=0.2
C. 1s末物块B从木板A的右端滑落
D. 长木板A的质量是4 kg
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O。再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图甲所示。
(1)物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是_____；
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.物理模型法
(2)图甲中沿OB方向拉的弹簧测力计的示数为_____N；
(3)实验中，在白纸上画出的测量结果如图乙所示，其中O处为结点位置。图中的F与F′两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是_____；
(4)关于本实验，下列说法正确的是_____。
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C.两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可
D.拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
12.如图甲，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，某次测量得到纸带图乙，根据所测数据在坐标系中作出了如图丙所示的a−F图像。
(1)图乙是某同学在正确操作下获得的一条纸带，打点计时器的频率为50Hz，其中0、1、2、3、4每两点之间还有4个点没有标出。各计数点之间距离已在图中标出，根据图可求得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3=_____m/s，小车的加速度大小a=_____m/s2(结果均保留两位有效数字)；
(2)分析纸带数据，画出其a−F图如图丙所示，由图丙可求出小车和传感器的总质量为_____kg；
(3)图丙中图线不过坐标原点的原因可能是：_________________(写出一条即可)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图，一个热气球从地面开始向上做初速度为零的匀加速直线运动，上升的加速度为23m/s2，当热气球上升到75m时，一个质量很小的小铆钉从热气球上脱离掉落，小铆钉脱落时相对热气球静止且热气球运动的加速度保持不变。重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，求小铆钉落地时：
(1)小铆钉的速度大小以及从脱落到恰落地过程的平均速率；
(2)热气球离地的高度。

14.风洞实验是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的方法之一。如图所示为风洞实验简化的物理模型，一个用轻质细线悬挂的小球静止于风力恒定的风洞中，已知小球的质量为m，风力水平向左，细线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，不计小球在空气中受到的浮力。
(1)求细线拉力大小；
(2)若剪断细线，求小球的加速度；
(3)若已知小球离地的高度为H，求剪断细线后小球落地的时间。
15.如图，相距l=2.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接．传送带向右匀速运动，根据需要设定驱动系统的速度大小v=1m/s。质量m=10kg的货物(可视为质点)放在距传送带左侧1m处的P点，右侧平台的人通过一根轻绳用恒力F=40N水平向右拉货物。已知货物与平台间的动摩擦因数μ1=0.2，货物与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)货物运动到传送带左端时的速度大小；
(2)货物在传送带上运动的时间。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.11秒23是时间间隔，100米是位移，A错误；
B.惯性大小只与质量有关，与速度无关，B错误；
C.研究葛曼棋运动快慢时，可以把葛曼棋看作质点，C正确；
D.根据题中信息可求出葛曼棋的平均速度，不能求出冲到终点时的瞬时速度，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】BCD.利用逆向思维，根据加速度的定义式，列车与蜂鸟的加速度大小分别为
a列=5030m/s2=53m/s2
a列=100.7m/s2=1007m/s2
则可知火车的加速度大小比蜂鸟的小，故B正确，CD错误；
A.加速度是描述速度变化快慢的物理量，根据上述，火车的加速度大小比蜂鸟的小，则火车的速度变化比蜂鸟的速度变化慢，故A错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】AC.小球乙上端细线恰好竖直，说明碗壁对乙没有弹力，对乙受力分析可知，受到竖直向下的重力，细线的拉力，AC错误；
BD.小球甲受到碗壁的弹力垂直于接触的切面，指向球心O，甲受到竖直向下的重力，弹力与细线的拉力三个力的作用，B错误，D正确。
故选D。
4.【答案】B
【解析】解：A、笔记本相对白纸向左运动，因此白纸对笔记本的摩擦力方向向右，故A错误；
B、抽动瞬间，白纸受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式Ff=μFN，且白纸受到笔记本与桌面的两个滑动摩擦力，因此其大小为2μG，故B正确；
C、笔记本与白纸间在没有相对运动时，受到是静摩擦力，当有相对运动时，受到是滑动摩擦力，因此它们之间的摩擦力大小不是始终等于μG，故C错误；
D、依据滑动摩擦力大小公式，可知，笔记本与白纸间的摩擦力与拉力无关，故D错误；
故选：B。
依据滑动摩擦力与相对运动方向相反；根据滑动摩擦力公式Ff=μFN，结合受力分析，即可确定求解。
考查滑动摩擦力大小与方向的应用，掌握静摩擦力与滑动摩擦力的区别与联系。
5.【答案】A
【解析】【分析】先由匀变速直线运动的速度—位移公式写出表达式，整理出x与v2的关系式，据图像斜率的意义得小物块的加速度a，然后应用牛顿第二定律求出斜面的倾角。
本题主要考查牛顿第二定律及匀变速直线运动的速度与位移的关系。
【解答】由匀变速直线运动的速度—位移公式可得v2=2ax，整理得x=12av2，由x−v2图像可知12a=110s2⋅m−1，得小物块的加速度a=5 m/s2，根据牛顿第二定律得小物块的加速度a=gsin θ，联立解得sinθ=ag=12，解得θ=30°，故A正确．
6.【答案】D
【解析】解：AB、以工件为研究对象，受力如图：
工件沿OM向上的过程中Fc与竖直方向之间的夹角θ不变，Fd与竖直方向之间的夹角增大，由图可知绳子c的拉力Fc逐渐增大，绳子d的拉力Fd逐渐减小，故AB错误；
C、甲受到重力、绳子c的拉力、地面的支持力与摩擦力，随绳子c的拉力Fc逐渐增大，地面对甲的支持力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知甲对地面的压力逐渐减小，故C错误；
D、乙受到重力、绳子c的拉力、地面的支持力与摩擦力，随绳子d的拉力Fd逐渐减小，地面对乙的摩擦力逐渐减小，根据牛顿第三定律可知乙对地面的摩擦力逐渐变小，故D正确。
故选：D。
以工件为研究对象，结合共点力平衡分析两根绳子的拉力；再分别以甲、乙为研究对象，通过竖直方向受力平衡求支持力，水平方向受力平衡求摩擦力。
本题重点考查了平衡条件的运用，涉及的研究对象比较多，解题中注意研究对象的转换和参量的对应性。
7.【答案】AC
【解析】A.根据EF段方程
y=4t−26
可知EF段无人机的速度大小为
v=ΔyΔt=4m/s
故A正确；
B.根据 y−t 图像的切线斜率表示无人机的速度，可知FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态，故B错误；
C.根据MN段方程
y=−2t+140
可知MN段无人机的速度为
v′=Δy′Δt′=−2m/s
则 FM 段无人机速度的变化量为
Δv=v′−v=−2m/s−4m/s=−6m/s
故C正确；
D.根据 y−t 图像的切线斜率表示无人机的速度，可知N点之后，无人机一直向下运动，但不是一直做减速运动，故D错误。
故选AC。
8.【答案】BD
【解析】B.根据
xCB−xBA=xBA−xAO
可得
xOB=0.16m
选项B正确；
A.小球在B点的速度大小为
vB=xAC2T=
选项A错误；
C.小球做匀加速直线运动的加速度为
a=ΔxT2=
选项C错误；
D.若斜面光滑，则
mgsinθ=ma
可得斜面倾角的正弦值为
sinθ=0.2
选项D正确。
故选BD。
9.【答案】CD
【解析】AB.小车静止时，小球所受外力的合力为0，根据物体的平衡条件可知，此时杆对球的作用力方向竖直向上，大小等于球的重力mg，故AB错误；
C.小车向右匀速运动时，小车和小球的加速度均为零，小球所受外力的合力为0，根据物体的平衡条件可知，杆对小球的作用力方向竖直向上，大小为mg，故C正确；
D.当小车向右做匀加速运动时，小球有水平向右的加速度，对小球进行分析，杆对球的作用力F水平方向与竖直方向的分力分别为
Fx=ma ， Fy=mg
则有
F= Fx2+Fy2= (ma)2+(mg)2>mg
当有
mamg=tanθ
解得
a=gtanθ
此时，杆对小球的作用力 F 沿杆向上，故D正确。
故选CD。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
对A、B受力分析可知摩擦力的方向与运动方向的关系；由图象求得B的加速度大小，再对B由牛顿第二定律可求得A、B之间的动摩擦因数；分别对二者应用牛顿第二定律可得出质量关系。
本题考查了板块模型，结合图象明确二者的运动特点是求解的关键，知道v−t图象的斜率的含义。
【解答】
A、结合图乙可知A、B均向右运动，但B的速度大于A，即B相对于A向右运动，因此A所受的摩擦力向右，故A木板的运动方向与其摩擦力方向相同，故A错误；
B、由图象知B的加速度大小为aB=3−11m/s2=2m/s2
对B进行分析有：μmBg=mBaB，代入数据，可解得：μ=0.2，故B正确；
C、1s末物块B和长木板A一起以共同速度匀速运动，故C错误；
D、根据牛顿第二定律，对木板A，有μmBg=mAaA，
对物体B，有μmBg=mBaB，联立两式可解得：aAaB=mBmA=12，
即长木板A的质量是B物体的两倍，长木板A的质量是4kg，故D正确。
故选：BD。
11.【答案】 B 3.70 F′ BD##DB
【解析】(1)[1]本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果，应用了等效替代法，故ACD错误，B正确。
故选B。
(2)[2]弹簧测力计的精确度为0.1N，因此要估读到下一位，所以弹簧测力计的示数为3.70N。
(3)[3] F是通过平行四边形得出的值，而 F′ 是用一个弹簧拉绳套时测得的力，其方向一定沿橡皮筋方向。
(4)[4] A.通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；
B.测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；
C.本实验采用“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条的效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，即沿同一个方向拉伸相同长度，故C错误；
D.弹簧测力计标记同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故D正确。
故选BD。
12.【答案】 0.78 0.72 1.0 未补偿阻力或补偿阻力不足(未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足)
【解析】(1)[1]相邻计数点之间的时间间隔
T=5×1f=5×150s=0.10s
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下3点的速度
v3=x242T=7.44+8.162×0.10×10−2m/s=0.78m/s
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小
a=x24−x024T2=8.16+7.44−6.72−6.004×0.102×10−2m/s2=0.72m/s2
(2)[3]由图像可得
F−f=Ma
变形得
a=1MF−fM
a−F图像中的斜率
k=1M=0.5−00.6−0.1kg−1
解得小车质量
M=1.0kg
(3)[4]根据表达式 a=1MF−fM 可知，当 F≠0 时，加速度a=0，说明没有平衡摩擦力或平衡的不足(未补偿阻力或补偿阻力不足)。
13.【答案】(1)40m/s，17m/s；(2) 4003m
【解析】(1)热气球上升到75m时，根据速度与位移的关系式有
v02=2ah0
解得
v0=10m/s
之后小铆钉向上做竖直上抛运动，根据位移公式有
−h0=v0t−12gt2
解得
t=5s 或 t=−3s (舍去)
根据速度公式有
v1=v0−gt
解得
v1=−40m/s
即小铆钉的速度大小为40m/s。利用逆向思维，小铆钉上升到最高点过程
v02=2gh1
解得
h1=5m
根据对称性可知，小铆钉从脱落到恰落地过程的总路程
x=h0+2h1
则小铆钉从脱落到恰落地过程的平均速率
v=xt
解得
v=17m/s
(2)对热气球，根据位移公式有
h2=v0t+12at2
热气球离地的高度
H=h0+h2
解得
H=4003m
14.【答案】(1) mgcsθ ；(2) gcsθ ，方向沿细线向下；(3) 2Hg
【解析】(1)分析小球受力，由平衡条件可知
csθ=mgF
解得
F=mgcsθ
(2)剪断细线后，小球所受合外力与F等大反向，由牛顿第二定律有
mgcsθ=ma
解得
a=gcsθ
方向沿细线向下
(3)小球做初速度为零的匀加速直线运动，至落地位移为
x=Hcsθ
又 x=12at2 ，解得
t= 2Hg
15.【答案】解：(1)根据牛顿第二定律货物在左端平台上时加速度为a1=F−μ1mgm=2m/s2，
由运动学规律有v 12=2a1s1，s1=1m，
解得货物运动到传送带左端时的速度大小为v1=2m/s
(2)由于 v1>v ，故可知货物滑上传送带后受到的摩擦力向左，此时加速度为a2=F−μ2mgm=−1m/s2
故货物开始做匀减速运动，设经过时间 t2 与传送带共速，得t2=v−v1a2=1s
该段时间货物位移为s2=v1+v2t2=1.5m
共速后货物匀速运动，设再经过时间 t3 到达传送带右端，得t3=l−s2v=1s
故货物在传送带上运动的时间为t=t2+t3=2s。

【解析】本题考查物体在传送带上的运动，对于两个有相对运动的物体，速度慢的物体受到的摩擦力是动力，速度快的物体受到的摩擦力是阻力。
同时要明确当两个物体达到共速时，摩擦力一定会发生变化。通过受力情况结合牛顿第二定律求加速度，根据匀变速直线运动的规律分析物体的运动。