2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县第三中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省株洲市茶陵县第三中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析），共13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.如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果绳的质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是( )
A. 绳对乙的拉力始终大于绳对甲的拉力
B. 甲把乙加速拉过去时，绳对乙的拉力大于绳对甲的拉力
C. 只有当甲把乙匀速拉过去时，绳对乙的拉力大小才等于绳对甲的拉力大小
D. 绳对乙的拉力大小始终等于绳对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
2.一质点做匀加速直线运动，其位移随时间的关系为：x=4t+2t2(m)，那么物体运动的加速度为( )
A. 0.4m/s2B. 2m/s2C. 4m/s2D. 5m/s2
3.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
4.2023年武汉市举办了第48届7⋅16武汉国际渡江节，比赛前某运动员热身时游过一段宽d=320m的河道，河水的流速v1与离河岸的距离d变化的关系如图所示，运动员在静水中的速度为v2=2m/s，若运动员以最短的时间渡河，则
( )
A. 运动员在渡河过程中，v2的方向应与上游河岸成45°角
B. 运动员运动的轨迹是直线
C. 运动员渡河的最短时间是80s
D. 运动员在河水中的最大速度是4m/s
5.如图所示，在水平地面上，一物体沿两个半径为R的圆弧轨道由A经B、D到C位置，且AB垂直BD，则下列说法正确的是( )
A. 由A到D的路程为πR
B. 由A到C的路程为2πR
C. 由A到C的位移大小为 10R，方向由C指向A
D. 由A到D，位移的大小为2 2R，方向偏离AB斜向下45°
6.如图所示，重型自卸车装载一巨型石块，当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．在石块还没有下滑时，随着自卸车车厢倾角变大，以下说法正确的是( )
A. 车厢对石块的支持力变大B. 车厢对石块的摩擦力变大
C. 车厢对石块的摩擦力变小D. 车厢对石块的作用力变小
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度减小，物体的速度一定减小
B. 恒力作用下物体可以做曲线运动
C. 物体做圆周运动，所受合力一定指向圆心
D. 曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化
8.质量m=1kg的物体静止于粗糙水平地面上，现对物体施加平行于水平地面的恒定拉力F，作用4s后撤去恒定拉力F。物体运动的速度—时间(v−t)图像如图所示，重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 物体运动的总位移大小为24m
B. 物体在0∼4s内与4s∼6s内的加速度大小之比为2∶1
C. 恒定拉力F的大小为2N
D. 物体与地面间的动摩擦因数为0.4
9.如图所示，电线 AB下有一盏电灯，用绳子BC将其拉离墙壁。在保证电线AB与竖直墙壁间的夹角θ不变的情况下，使绳子 BC由水平方向逐渐向上转动，则AC绳和BC绳中的拉力的变化情况是( )
A. AB绳的拉力逐渐减小B. BC绳的拉力逐渐增大
C. AB绳的拉力先增大，后减小D. BC绳的拉力先减小，后增大
10.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱
( )
A. 运动周期为2πRωB. 线速度的大小为ωR
C. 受摩天轮作用力的大小始终为mgD. 所受合力的大小始终为mω2R
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行，拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小，打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)关于本次实验的注意事项，下列说法正确的是______。
A.实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
B.实验时为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高
C.实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车
(2)正确完成实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小vB=_____m/s，小车的加速度大小a=_____m/s2(结果保留两位有效数字)。
12.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
(1)在图1中用小锤敲击铁片，观察到A、B两个小球_________________ ，则说明平抛运动在竖直方向上做__________________运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在____方向上做__________运动。
(3)图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有_________(多选)。
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一位置由静止释放
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.临近春节，一位家政工人用不计重力的拖把杆推动质量为0.26kg的拖把头在竖直玻璃上擦灰尘。假设拖把头与玻璃之间的动摩擦因数恒定，该工人始终用沿拖把杆方向的力推动拖把使拖把头竖直向上匀速运动，当拖把杆与竖直玻璃夹角为θ=37°时，工人对拖把的推力大小为F=10N。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)求：
(1)拖把头对玻璃的压力大小；
(2)拖把头与玻璃接触面间的动摩擦因数；
(3)擦玻璃时有这样的现象：灰尘位置太高时，已经用力较大却还是不容易擦干净，请用物理知识简要解释。
14.如图所示，半径R=3m的地球仪上有同一经度的A、B两点，其中A点处在赤道上，B点和A点与地心连线的夹角为θ=30∘，若地球仪绕地轴逆时针做匀速圆周运动，且vB=3m/s。求：
(1)地球仪旋转的角速度ω；
(2)A点的向心加速度大小an。(sin30∘=12,cs30∘= 32)
15.跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，当距离地面125 m时打开降落伞，伞张开后运动员就以大小为12 m/s2的加速度做匀减速直线运动，到达地面时的速度为5 m/s，取g=10 m/s2。问：
(1)运动员打开降落伞时的速度是多少？
(2)运动员离开飞机时距地面的高度为多少？
(3)离开飞机后，运动员经过多长时间才能到达地面？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
“押加”比赛中两队对绳子的拉力等大反向，之所以甲获胜，原因是甲受到的摩擦力比绳的拉力大。
由此题的知识我们可以知道，在拔河比赛中要挑选一些体重大的同学，以增加与地面之间的最大静摩擦力．
【解答】
ABC.绳的张力处处相等，故绳对甲、乙的拉力大小相等。故ABC错误；
D.分析两人水平方向受力情况，除了受到绳的拉力外，还受到地面的摩擦力，甲获得比赛胜利，说明甲受到的摩擦力比绳的拉力大。故D正确。
故选D。
2.【答案】C
【解析】由匀变速直线运动位移和时间规律关系式
x=v0t+12at2
对比
x=4t+2t2
可得加速度关系为
12a=2
解得
a=4m/s2
故选C。
3.【答案】B
【解析】【分析】
汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是对的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
【解答】
汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，故ACD错误，B正确。
故选B。
4.【答案】D
【解析】【分析】
将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．当水流速最大时，船在河水中的速度最大，根据矢量合成求解最大速度。
解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解。
【解答】
AC.运动员以最短的时间渡河，可知运动员在渡河过程中， v2 的方向垂直河岸，运动员渡河的最短时间为
tmin=dv2=3202s=160s
故AC错误；
BD.运动员在渡河过程中，垂直于河岸方向做匀速直线运动，沿河岸方向做变速直线运动，则运动员的合运动为曲线运动，运动员运动的轨迹是曲线，运动员在河水中的最大速度为
vm= v1m2+v22= (2 3)2+22m/s=4m/s
故B错误，D正确。
故选D。
5.【答案】D
【解析】A.由A到 D 的路程为
s1=πR+πR=2πR
故A错误；
B.由A到 C 的路程为
s2=πR+34×2πR=52πR
故B错误；
C.由A到 C 的位移大小为
x1= R2+3R2= 10R
方向由A指向C，故C错误；
D.由A到 D ，位移的大小为
x2= 2R2+2R2=2 2R
方向偏离 AB 斜向下45°，故D正确。
故选D。
6.【答案】B
【解析】【分析】
对石块受力分析，列出支持力与摩擦力的表达式后结合角度变化分析二力的变化情况，由平衡条件分析车厢对石块的作用力是否变化。
【解答】
车厢缓慢倾斜时，石块处于平衡状态，受力如图
则沿斜面方向有Ff=mgsinθ，垂直于斜面方向有FN=mgcsθ，所以倾角θ增大时，车厢用对石块的支持力FN逐渐减小，摩擦力Ff逐渐增大，车厢对石块的作用力始终与重力等大、反向，保持不变。
故选B。
7.【答案】BD
【解析】【分析】
加速度等于单位时间内的速度变化量，反映速度变化快慢的物理量，当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动；明确曲线运动的性质，知道物体做曲线运动的条件，同时掌握平抛和圆周运动的性质。
解题关键是加速度的理解和对物体做曲线运动特点以及条件的掌握情况，要注意明确匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住，从而帮助我们更好地理解曲线运动。
【解答】
A.当物体的加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，不论加速度是增大还是减小，速度一定增大，故A错误；
B.恒力作用下物体可以做曲线运动，如平抛运动，故B正确；
C.物体做圆周运动时，可以存在径向的向心力和切向的分力，故合力并不一定指向圆心，故C错误；
D.曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，如匀速圆周运动，故D正确。
故选BD。
8.【答案】AD
【解析】A.由物体的 v−t 图像可知，其图像与坐标轴围成的面积为物体的位移，所以物体运动的总位移为
x=12×6×8m=24m
故A项正确；
B.有物体的 v−t 图像可知，图像的斜率代表物体的加速度，所以在 0∼4s 物体的加速度为
a1=Δv1Δt1=2m/s2
在 4s∼6s 物体的加速度为
a2=Δv2Δt2=−4m/s2
所以物体加速度大小之比为 1:2 ，故B项错误；
CD.设地面的摩擦系数为 μ ，则有拉力阶段对物体有
F−μmg=ma1
在撤去拉力后，对物体有
−μmg=ma2
解得
μ=0.4
F=6N
故C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】AD
【解析】对灯泡受力分析，由平行四边形定则可得，当保证电线 AB 与竖直墙壁间的夹角θ不变的情况下，使绳子 BC 由水平方向逐渐向上转动，则 AC绳拉力逐渐减小，BC绳中的拉力先减小后变大。
故选AD。
10.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查匀速圆周运动的基本量关系，向心力的计算等，基础题目。
根据题设和匀速圆周运动特征得出其周期，线速度，所受合力情况即可判断；根据向心力特征和向心力来源分析即可判断。
【解答】
ABD、由题知，座舱运动周期为T=2πω、线速度为v=ωR、受到的合力大小为F=mω2R，故BD正确，A错误；
C、座舱的重力为mg，座舱做匀速圆周运动的向心力(即合力)大小不变，方向时刻变化，则座舱受摩天轮作用力的大小时刻在改变，故C错误。
11.【答案】(1)BC
(2) 1.6 3.2

【解析】(1)A.绳子的拉力由拉力传感器测出，不需要用砂和砂桶的重力去代替绳子拉力，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A错误；
B.为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，故B正确；
C.为了能稳定地打出足够多的点，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，故C正确。
故选BC。
(2)[1]相邻的两个计数点之间的时间间隔为
T=2×0.02s=0.04s
打B点时小车的速度等于A到C之间的平均速度，即
vB=xAC2T=(6.19+6.70)×10−2m2×0.04s≈1.6m/s
[2]用逐差法求小车的加速度
a=xCD+xDE−(xAB+xBC)(2T)2=7.72+7.21−6.70−6.19(2×0.04)2×10−2m/s2≈3.2m/s2
12.【答案】(1) 同时落地 ；自由落体；
(2)水平 ；匀速直线 ；
(3) AC．
【解析】【分析】本题为“研究平抛运动”实验，解题关键是明确平抛运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动。实验时，斜槽末端要水平，且小球每次从同一位置由静止释放，不要求轨道光滑。
【解答】(1)由于任意高度，平抛运动和自由落体运动都会同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动；
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，观察到P、Q两个小球撞在一起，则说明平抛运动在水平方向方向上做匀速直线运动；
(3)
A.为保证小球做平抛运动初速度水平，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，故A正确；
BC.为保证小球做平抛运动初速度相同，故每次小球应从同一位置由静止释放，故B错误，C正确。
故选AC。
13.【答案】(1) 6N ；(2) μ=0.9 ；(3)见解析
【详解】(1)根据力的分解可知拖把头对玻璃的压力大小为
FN=Fsinθ=10×0.6N=6N
(2)对拖把头，在竖直方向根据平衡条件可得
Fcsθ=mg+μFsinθ
求得
μ=0.9
(3)灰尘位置太高时，拖把杆与竖直玻璃夹角较小，推力的水平分力较小，对玻璃的压力较小，拖把头对玻璃的摩擦力就很小，不容易擦干净玻璃。

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1) 2 33rad/s ；(2) 4m/s2
【解析】(1)B点运动轨迹的圆心为其所在纬度与地轴的交点，根据线速度与角速度的关系可得
ω=vBrB=vBRcsθ=2 33rad/s
(2)A点运动轨迹的圆心为球心，根据向心加速度和角速度的关系可得
an=ω2rA=ω2R=4m/s2
15.【答案】解：(1)对减速过程，由速度和位移关系可知
v22−v12=−2ax2
代入数据解得
v1=55m/s
(2)对于自由落体过程有
v12=2gx1
则总高度为
H=x1+x2=151.25m+125m=276.25m
(3)自由下落阶段由公式
v=gt
可得，该过程的时间为
t1=v1g=5510s=5.5s
对于减速过程有
t2=v1−v2a=55−512s=4.2s
故总时间为
t=t1+t2=5.5s+4.2s=9.7s
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【解析】(1)根据速度位移公式得到运动员打开降落伞时的速度；
(2)根据自由落体运动规律得到运动员离开飞机时离地面的高度；
(3)根据速度时间关系得到运动员离开飞机后，经过多长时间才能到达地面。
把握匀变速直线运动的基本规律和自由落体运动的规律是解题的关键。