[物理]河北省保定市1+3五校2023-2024学年高一下学期5月期中考试试题(解析版)

这是一份[物理]河北省保定市1+3五校2023-2024学年高一下学期5月期中考试试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间是75分钟
第I卷（选择题）总分46分，单选每题4分，多选每题6分。
一、单选题
1. 下列实例中对部分力的方向描述正确的是（ ）

A. 甲图中，半圆面对杆有竖直向上的弹力，地面对杆有竖直向上的弹力
B. 乙图中，篮球与地面发生相互作用时，地面对篮球有竖直向上的弹力
C. 丙图中，物体A与水平传送带共同匀速向右运动，传送带对A有水平向右的摩擦力
D. 丁图中，物体A随斜传送带共同匀速上滑运动时，受到沿传送带向下的摩擦力
【答案】B
【解析】AB．弹力的方向总是垂直接触面指向受力物体，所以甲图中半圆面对杆的弹力沿半径向外，地面对杆的弹力竖直向上，乙图中弹力的方向垂直于接触面（地面）向上，故A错误，B正确；
C．物体与传送带相对静止，并做匀速直线运动，物体不受摩擦力，故C错误；
D．物体随传送带匀速上滑时，由平衡条件可知，受到传送带的摩擦力沿斜面向上，故D错误。
故选B。
2. 一辆汽车沿平直公路匀速行驶，在遇到紧急情况时刹车，取开始刹车时t=0，已知其位移随时间变化的规律满足x=32t-4t2（x的单位为m，t的单位为s），下列说法正确的是（ ）
A. t=5s时汽车的位移为60m
B. 汽车在最初的2s内的平均速度为24m/s
C. 汽车在第2s内的平均速度为24m/s
D. 汽车做匀减速运动，运动的加速度为4m/s2
【答案】B
【解析】D．根据匀变速直线运动位移与时间的关系公式
，
对比可得
，，故D错误；
A．汽车停止所用时间，故时汽车的位移为
故A错误；
B．汽车在最初内的位移为
故平均速度为
故B正确；
C．汽车在第2s内的平均速度为第1.5s时的速度
故C错误。
故选B。
3. 用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示．两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°．重力加速度为g．当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对圆筒进行受力分析知圆筒处于三力平衡状态，受力分析如图，由几何关系可知，， ．解得， 由牛顿第三定律知，故D正确
4. 如图，质量为1kg的物体在水平面上向右运动，同时受到一个斜向左下与水平夹角的的恒力作用，物体和水平面间的动摩擦因数为0.625，取水平向右为正方向，g取，则该物体所受的摩擦力f随时间t变化的关系图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】物体在运动的过程中受到的滑动摩擦力的大小为
所以在物体向右运动的过程中，受到的滑动摩擦力的大小为10N，方向向左；当物体减速到零时，由于物体受到的水平拉力大小为
小于物体的最大静摩擦力的大小10N，所以物体不会再运动，此时物体受到的摩擦力为静摩擦力，大小为8N，方向向右。
故选C。
5. 某汽车公司研发跑车在某次刹车性能测试中，根据其在时间t内所经位移大小x得到如图所示的图像，由图中相关数据可知这辆跑车（ ）
A. 开始刹车时的速度大小为
B. 刹车过程中的加速度大小为
C. 刹车过程用时5s
D. 刹车距离为50m
【答案】A
【解析】AB．根据题意，由公式
整理可得
结合图像可得
，
故A正确，B错误；
CD．由公式可得，刹车过程用时
刹车距离为
故CD错误。
故选A。
6. 工人为某小区安装空调外机时，由于操作不慎，一膨胀螺丝从与16楼的地板等高处由静止下落到1楼的草坪上。已知每层楼层高为3m，忽略空气阻力和膨胀螺丝的大小，重力加速度大小取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 膨胀螺丝的下落时间为
B. 膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为
C. 膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为
D. 膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为1:3
【答案】C
【解析】A．膨胀螺丝在空中下落的高度为
根据自由落体运动下落时间和高度的关系有
代入数据解得膨胀螺丝的下落时间为
故A错误；
B．根据速度—时间关系可知，膨胀螺丝落地前瞬间的速度大小为
故B错误；
CD．根据初速度为零的匀加速直线运动在第1x、第2x、第3x……第nx所用时间之比为
可知膨胀螺丝经过15楼和13楼所用时间之比为，膨胀螺丝经过15楼和14楼所用时间之比为。故C正确，D错误。
7. 从斜面上某一位置，每隔0.1s静止释放一个相同的小球。在放下第n个小球后，拍摄到斜面上滚动的小球照片如图所示，测得， ，则（ ）

A.
B. a球刚被释放
C. a、b、c、d球的速度之比为
D. 若d球是第一个被释放的球，则此时斜面上一共有6个球
【答案】D
【解析】A．根据
解得
故A错误；
B．根据
加速度
故B错误；
D．d球速度
d球运动时间
即若d球是第一个被释放的球，则此时斜面上一共有6个球，故D正确；
C．c球速度
故a、b、c、d球的速度之比为，故C错误。
故选D。
二、多选题
8. 如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一竖直平面内。为了使脚所受的拉力增大，可采取的方法是（ ）

A. 可以增大重物的质量
B. 可以将病人的脚向右移动
C. 可以将两定滑轮的间距变大
D. 可以将两定滑轮的间距变小
【答案】AD
【解析】A．脚所受的拉力等于动滑轮两侧绳子的合力，绳子上的拉力等于重物的重量，所以增大重物的质量，可以使脚所受的拉力增大，故A正确；
BC．将病人的脚向右移动，或者将两定滑轮的间距变大，则动滑轮两侧绳子的夹角增大，由平行四边形定则可知合力将减小，故BC错误；
D．将两定滑轮的间距变小，则动滑轮两侧绳子的夹角减小，由平行四边形定则可知合力将增大，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，a、b为两根相同的轻质弹簧，弹簧a、b下端悬挂的重物M、N质量相等，在平衡时（ ）
A. 弹簧a、b受到的拉力之比为
B. 弹簧b对重物N的拉力和重物N的重力是一对平衡力
C. 弹簧b对重物M、重物N的拉力是一对相互作用力
D. 弹簧a、b 的长度之比为
【答案】AB
【解析】AB．对重物M和N整体，根据力的平衡条件有
重物N在弹簧b对其的拉力和重力的作用下处于静止状态，所以弹簧b对重物N的拉力和重物N的重力是一对平衡力，根据力的平衡条件有
所以
故AB正确；
C．一对相互作用力的施力物体不同，所以弹簧b对重物M、重物N的拉力不是一对相互作用力，故C错误；
D．弹簧a、b 的形变量之比为
弹簧a、b 的原长相等，所以弹簧a、b 的长度之比
故D错误。
10. 某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方处停着一辆乙车，立即刹车，刹车后做匀减速直线运动，已知刹车后第1个内的位移是，第4个内的位移是，则下列说法中正确的是（ ）
A. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
B. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为
C. 汽车甲在刹车过程中，不会撞上乙车
D. 汽车甲刹车时的速度为
【答案】BC
【解析】ABD．假设8s内一直做匀减速直线运动，根据
x4-x1=3aT2
解得

根据
解得初速度为
速度减为零的时间为
可知汽车在8s前速度减为零。
设汽车的加速度大小为a，根据
得
24=2v0-2a
汽车速度减为零的时间为

采用逆向思维，最后2s内的位移为
联立解得
a=2m/s2
初速度为
v0=14m/s
故B正确， AD错误；
C．汽车刹车到停止的距离为
可知甲不能撞上乙车，故C正确。
故选BC。
第II卷（非选择题）总分15分
三、实验题
11. 某同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，实验时将打点计时器接在顺率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带如图乙所示。

（1）实验时必要措施是_____。（填正确选项前的字母标号）
A.细线必须与长木板平行
B先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）图乙中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点（每相邻两个计数点间还有四个点未画出），已知，，，，，，则打E点时小车的瞬时速度大小为______，小车的加速度大小为______。（结果均保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）AB#BA （2） 0.90 0.56 （3） 偏大
【解析】（1）AB．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平，同时为了打点稳定，应先开电源再放小车，故AB正确；
C．本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；
D．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，因此只要摩擦力恒定即可，不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，故D错误。
故选AB。
（2）相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，打E点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法，小车的加速度大小
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，则周期变大，相邻计数点之间的时间间隔变大，即实际的时间间隔大于0.1s，但是该同学不知道仍以0.1s计算，造成加速度测量值比实际值偏大。
12. 某实验小组用如图1所示装置进行验证力的平行四边形定则的实验，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。

（1）某次实验中两弹簧测力计拉力及两个拉力的合力F的示意图如图2所示，为一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力。如果没有操作失误则图2中的F与两方中，方向一定沿AO方向的是________。
（2）关于实验操作，下列步骤中必要的是________。
A.实验前要将两只弹簧测力计竖直互钩对拉，检查两弹簧测力计读数是否相同
B.实验时橡皮筋要沿同一方向拉伸相同长度，并测出橡皮筋的伸长量
C.两分力的夹角应取90°较好，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D.拉力方向应与木板平面平行，且两个分力的值要适当大些
（3）同学接着进行了如图3所示的实验，一竖直木板上固定白纸，白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计a和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录拉线的方向。则图中弹簧测力计a的示数为________N；接下来该同学将弹簧测力计a绕O点顺时针缓慢转动，弹簧测力计b始终保持水平向左的方向拉细线，且保持结点O的位置不变，直到弹簧测力计a方向转动到30°刻度处，此过程中弹簧测力计b的示数将________（填“变大”、“不变”、“变小”）。
【答案】（1） （2）D 5.80 （3）变大
【解析】（1）用一根弹簧秤拉皮筋时，拉力的方向与橡皮筋的方向在同一条直线上，即F与两个力中，方向一定沿AO方向的是。
（2）A．弹簧测力计使用前应该校零，即将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的测力计，竖直互拉会有重力的影响，故A错误；
B．实验时橡皮筋要沿同一方向拉伸相同长度，不需要测出橡皮筋的伸长量，故B错误；
C．两个分力夹角不宜过大，也不宜过小，不一定非要90°，也不用勾股定理求解合力以验证平行四边形定则，故C错误；
D．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，为了减小作图时画线的误差，弹簧秤的拉力应适当大一些，故D正确；
故选D。
（3）弹簧测力计a的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，所以示数为5.80N；
由题意，弹簧测力计a、b对O的拉力合力的大小等于Q的重力，根据平行四边形定则，故当弹簧测力计a方向转动到30°刻度处的过程中，弹簧测力计b示数变大。
四、解答题
13. 如图所示，小明用与水平方向成37°角的轻绳拉木箱，沿水平面向右运动，绳中拉力恒为F=100N，木箱重为G=300N，木箱与地面的动摩擦因数为0.3，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
（1）木箱所受支持力的大小；
（2）木箱所受的合力的大小。
【答案】（1）240N；（3）8N
【解析】（1）木箱受拉力F，重力G，地面的支持力FN和摩擦力Ff作用，如图所示
木箱所受的支持力为
（3）摩擦力为
木箱的合力为
14. 如图所示为一种运动传感器工作原理的示意图．固定在地面上的测速仪可以向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后被测速仪接收，计算机根据发射与接收脉冲的时间差可得到运动物体的加速度。某次测试中，测速仪在发射第一个脉冲，到达做匀加速直线运动的实验汽车上，经过接收到反射波；发射第二个脉冲，经过接收到反射波；发射第三个脉冲，经过接收到反射波，已知超声波在空气中传播的速度v＝350m/s。
（1）求实验汽车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的平均速度大小；
（2）求实验汽车的加速度大小。
【答案】（1）25m/s；（2）
【解析】（1）由题意得，实验小车在时刻接收到第一个脉冲，设此时实验小车距测速仪，有
实验小车在时刻接收到第二个脉冲，设此时实验小车距测速仪，有
设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间的时间内运动的距离为，则有
设实验小车在接收到第一个和第二个脉冲波之间时间间隔为，有
设这段时间内的平均速度为，则有
（2）实验小车在接收到第三个脉冲波时实验小车距测速仪为
实验小车在接收到第二个和第三个脉冲波之间的时间内运动的距离为
这段时间内的平均速度
所以为
时刻的瞬时速度，为
时刻的瞬时速度，由可得
15. 如图，在一中“子母球”表演中，同一竖直线上的小球A和小球B静止在地面上方，球B距离地面的高度h=0.8m，球A在球B的正上方，同时释放两小球。设球B与地面碰撞后原速反弹（反弹后以加速度g竖直向上作匀减速运动），重力加速度大小为g=10m/s2，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间。
(1)求球B第一次落地时的速度大小；
(2)若球B在第一次上升过程中未与球A相碰，求它的上升时间；
(3)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰，求球A起始高度H的取值范围。
【答案】(1)4m/s；(2)0.4s；(3)。
【解析】(1)球B做自由落体运动，则由位移速度公式可得
，
所以
；
(2)B球落地后原速反弹，所以竖直向上做匀减速直线运动的初速度仍为，速度减为零所用时间为t，由速度与时间关系得
，
代入数据解得
；
(3)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰，在B在最高点时A球位置最高，此时B上升高度
，
即B回到原出发点；
由(1)知球B下落的时间
；
由此可知球A自由落体运动到此的总时间为
，
下落高度为
此时A的起始高度为
，
若要球B在第一次上升过程中就能与球A相碰，则A的起始高度要大于h且小于等于4m，即
。