2024-2025学年河北省衡水市高一(上)11月期中物理试卷(解析版)

这是一份2024-2025学年河北省衡水市高一(上)11月期中物理试卷(解析版)，共15页。
1．本试卷考试时间为75分钟，满分100分。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1. 海森堡认为学习物理最重要的是建立概念，物理学不仅仅是数学和实验的结合，更重要的是对物理概念的理解和应用。在我们学过的下列各组物理量中，全部可划分为一类标/矢量的是（ ）
A. 平均速度、位移、加速度B. 路程、时间、平均速度、力
C. 位移、时间、瞬时速度、加速度D. 位移、速度、加速度、质量
【答案】A
【解析】A．平均速度、位移、加速度均既有大小又有方向，均为矢量，故A正确；
B．路程、时间均只有大小没有方向，均为标量；平均速度、力均既有大小又有方向，均为矢量，故B错误；
C．位移、瞬时速度、加速度均既有大小又有方向，均为矢量；时间只有大小没有方向，为标量，故C错误；
D．位移、速度、加速度均既有大小又有方向，均为矢量；质量只有大小没有方向，为标量，故D错误。
故选A。
2. 伽利略开启了近代自然科学发展进程。他被誉为“近代科学之父”，主要是因为他在科学实验和观察的基础上，建立了严密逻辑体系的科学方法，这一方法在当时的科学界是革命性的。伽利略在利用斜面研究自由落体运动的规律时，下列说法正确的是（ ）
A. 伽利略猜想位移和时间平方成正比，并直接用实验进行了验证
B. 伽利略理想斜面实验没有事实基础，只是科学抽象
C. 实验中，伽利略采用了抽象思维、数学推理和科学实验相结合的方法
D. 伽利略通过实验直接证明了自由落体运动是匀加速直线运动，并测出重力加速度值
【答案】C
【解析】A．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，进一步猜想位移和时间平方成正比，但并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故A错误；
B．在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律．因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故B错误；
C．实验中，伽利略采用了抽象思维、数学推理和科学实验相结合的方法，故C正确；
D．伽利略得出自由落体运动规律的核心思想是把可靠的实验和逻辑推理有机结合，进行理想化推理，证明了自由落体运动是一匀加速直线运动，故D错误。
故选C。
3. 2024年3月31日在河北省石家庄市举办的马拉松比赛中，中国选手孙晓阳以2小时17分16秒的成绩获得马拉松男子组冠军，埃塞俄比亚选手塔里库提·拉哈那耶、阿达内·班塔耶胡以2小时17分41秒、2小时18分08秒的成绩分列第二、三名，关于本次马拉松比赛的一些说法，正确的是（ ）
A. 研究孙晓阳长跑时的速度时，以他手持的手机为参考系
B. 分析孙晓阳通过冲刺终点动作时，可以将其看成质点
C. 孙晓阳佩戴的运动手环计算其跑步过程的平均配速时，显示的为平均速度
D. 用GPS对奔跑中的孙晓阳定位，用到了坐标系相关知识
【答案】D
【解析】A．研究孙晓阳长跑时的速度时，应以地面为参考系，不能以他手持的手机为参考系，因为他手持的手机与他一起运动，故A错误；
B．分析孙晓阳通过冲刺终点动作时，孙晓阳的形状、大小不能忽略不计，不可以将其看成质点，故B错误；
C．孙晓阳佩戴的运动手环计算其跑步过程的平均配速时，显示的为平均速率，不是平均速度，故C错误；
D．用GPS对奔跑中的孙晓阳定位，用到了坐标系相关知识，故D正确。
故选D。
4. 随着社会节奏加快，就业形势日益紧张，学生们也都想通过努力学习取得更好的成绩来提高自己，所以学生们也面临很大的压力，为了缓解学生学习压力，班主任往往会组织拔河比赛，帮助学生释放压力，如图所示。为了分析问题的方便，我们把拔河比赛简化为两个人拔河，如果绳质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“拔河”比赛中甲获胜，则甲获胜过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲对绳子的拉力是由于绳子发生弹性形变产生的
B. 因为甲赢了，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C. 甲对乙的拉力大小等于乙受到地面的摩擦力
D. 地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
【答案】D
【解析】A．甲对绳子的拉力是由于甲发生弹性形变产生的，故A错误；
B．甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力，大小总是相等，故B错误；
CD．因为甲获胜，所以甲对乙的拉力大小大于乙受到地面的摩擦力，地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，故C错误，D正确。
故选D。
5. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”，是一种极不文明的行为，由于物体落地速度很大，可能造成很大的危害。张三楼上就有人每次吵架都会往下扔东西，他一直很苦恼不知道是几楼，直到他在学校学习了自由落体运动后，他想通过学到的知识确定罪魁祸首。有次张三发现有东西落下，他立刻开始计时，发现有个手机在0.2 s内通过他家3 m高的落地窗，他住一楼，重力加速度g取10 m/s2，假设手机为自由落体运动，平均每层楼3 m高，那么是几楼在吵架（ ）
A. 3B. 4C. 5D. 6
【答案】C
【解析】设手机落地瞬间速度大小为v，根据逆向思维可得
代入数据可得
则手机下落时离地高度为
由于
可知5楼在吵架。
故选C。
6. 图像反映的是物体的速度随时间变化的情况。现在有两辆可视为质点的实验汽车，实验人员用传感器测得两车运动过程的图，已知实验汽车a、b从同一地点出发，下列说法正确的是（ ）
A. b车启动时，a车发生的位移B. 2s末和4s末a、b两车间距相等
C. 3s时两车相遇D. 5s时，b车已经追上a车
【答案】B
【解析】A．根据图像与横轴围成面积表示位移，由题图可知b车启动时，a车发生的位移
故A错误；
B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知内a、b两车通过的位移相等，则2s末和4s末a、b两车间距相等，故B正确；
C．由图像可知内a车速度一直大于b车速度，已知汽车a、b从同一地点出发，则3s时a车在b车的前方，故C错误；
D．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知时，汽车a、b两车的距离满足
则从到b车已经追上a车所用时间满足
故5s时，b车还没有追上a车，故D错误。
故选B。
7. 某物体做竖直上抛运动，开始2s上升的高度与最后2s内上升的高度之比为，不计空气阻力，重力加速度大小g取，则物体上升的最大高度是（ ）
A. 80mB. 45mC. 60mD. 125m
【答案】A
【解析】物体做竖直上抛运动，开始2s上升的高度与最后2s内上升的高度之比为，根据逆向思维将物块看成做自由落体运动，则有
可知物体逆向做自由落体运动连续相等时通过的高度之比为；可知开始2s和最后2s是连续的两个2s，即物体上升的总时间为
则物体上升的最大高度为
故选A。
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。
8. A、B两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，一辆刹车做匀减速运动，另一辆做匀加速运动，它们的速度的平方（）随位置（x）的变化规律如图所示，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车A的加速度大小为
B. 汽车A、B在处的速度大小为6m/s
C. 汽车A在两秒内发生的位移
D. 汽车B在3s内的平均速度为4.5m/s
【答案】BD
【解析】A．根据匀变速直线运动的速度位移关系公式
由题图可得汽车A的加速度大小为
故A错误；
B．题图可得汽车B的加速度大小为
设汽车A、B在处的速度大小为，以汽车B对对象，根据
解得
故B正确；
C．由题图可知，汽车A的初速度为
则汽车A速度减为0所用时间为
则汽车A在两秒内发生的位移
故C错误；
D．汽车B在3s时的速度为
则汽车B在3s内的平均速度为
故D正确。
故选BD。
9. 2024年7月31日和8月6日，全红婵获得巴黎奥运会跳水女子双人10 m跳台金牌和跳水女子10 m跳台金牌，成为历史上最年轻的3金得主，跳水运动又掀起一阵热潮，假设某次跳水，从运动员以10 m/s速度从10 m跳台的跳板上竖直跳起开始算起，重力加速度g取10 m/s2，当运动员位移大小为3.75 m时，下列正确的是（ ）
A. 运动员运动时间可能为0.5 sB. 运动员运动时间可能为1.5 s
C. 运动员运动时间可能为D. 此时的速度大小一定为5 m/s
【答案】ABC
【解析】以竖直向上为正方向，当运动员位移大小为3.75 m，方向向上时，根据运动学公式
代入数据整理可得
解得
或
当运动员位移大小为3.75 m，方向向下时，代入数据整理可得
解得
或（舍去）
则运动员此时的速度可能为
，，
10. 汽车市场百花齐放，各种汽车层出不穷，某次王先生去买车，测试某款汽车的性能，记录了该汽车沿平直公路启动、匀速行驶和制动三个过程速度的变化情况如表，若启动和制动可看作匀变速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车加速的加速度大小为5 m/s2
B. 加速阶段位移大小为90 m
C. 前8 s内汽车通过的位移大小为145.6 m
D. 制动过程加速度大小一定为10 m/s2
【答案】ACD
【解析】AD．由表格数据可知汽车加速的加速度大小为
汽车制动过程加速度大小为
故AD正确；
B．由表格数据可知加速阶段的末速度为v = 28 m/s，则加速阶段所用时间为
则加速阶段位移大小为
故B错误；
C．前8 s内汽车通过的位移大小为
故C正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学利用实验室一弹簧秤，测量某物体静止悬挂时对该弹簧秤的拉力大小，刻度盘标示单位：N。
（1）由于长时间不用，弹簧秤指针松动，若不挂小球时，弹簧秤指向刻度上的数字1，挂小球时该弹簧秤示数如题图所示，实际测力为______N；
（2）利用刻度尺测得该弹簧秤0 ~ 5 N的刻线总长度为10 cm；该弹簧秤使用的弹簧的劲度系数k = ______N/m（保留两位有效数字）。
【答案】（1）2.00 （2）50
【解析】
【小问1解析】
由于指针开始指在刻度线“1”上，现在弹簧测力计指针指在“3”刻度线处，由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1 N，故实际测量力的大小为
【小问2解析】
根据胡克定律可知，弹簧的劲度系数为
12. 运动学是高中物理知识的重要组成部分，我们可以通过很多方法研究物体的运动，例如，某探究小组的同学利用如图甲所示的装置“探究小车速度随时间变化的规律”，图乙是某次实验获取的一段纸带。请你根据题图回答以下问题：
（1）本实验用的打点计时器是图______（选填“丙”或“丁”）中的计时器；
（2）下列操作中正确的有______；
A. 在释放小车前，小车要靠近打点计时器
B. 打点计时器应放在长木板的有滑轮一端
C. 应先释放小车，后接通电源
D. 若使用的电磁打点计时器需要6 V电压，应将4节干电池接在计时器上
（3）打出的纸带如图乙所示，若纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，电源频率为50 Hz，则打B点时小车的速度大小是______m/s，该小车运动的加速度是______m/s2（计算结果均保留两位有效数字）；
（4）如果当时电网中交变电流的频率是51 Hz，而做实验的同学并不知道，那么该实验中加速度的测量值与实际值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（5）另一同学用如图戊所示的气垫导轨装置来测滑块的加速度，窄遮光条的宽度为d，窄遮光条依次通过两个光电门1、2的时间分别为t1、t2。在光电门1和光电门2之间运动的时间为t，滑块的加速度可以表示为______（用题中所给物理量字母表示）。
【答案】（1）丁 （2）A （3）0.40 0.80
（4）偏小 （5）
【解析】
【小问1解析】
本实验用的打点计时器是电火花打点计时器，即为图丁中的计时器。
【小问2解析】
AB．打点计时器应放在长木板有滑轮的另一端，在释放小车前，小车要靠近打点计时器，故A正确，B错误；
C．为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放小车，故C错误；
D．若使用的电磁打点计时器，则需要连接8 V左右的交流电源，故D错误。
故选A。
【小问3解析】
纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程平均速度，则打B点时小车的速度大小为
根据逐差法可得该小车运动的加速度为
【小问4解析】
如果当时电网中交变电流的频率是51 Hz，则实际打点周期小于0.02 s，而做实验的同学并不知道，则代入计算的时间偏大，使得加速度的测量值与实际值相比偏小。
【小问5解析】
滑块经过两光电门的速度分别为
，
滑块的加速度为
联立可得
13. 近年来，越来越多的热气球爱好者开始乘坐热气球旅行，某次热气球竖直上升过程中，速度，当到达离地面高处时，从热气球上掉下一个重物（不计空气阻力，重力加速度g取），求：
（1）重物落到地面所用时间；
（2）从重物掉落热气球开始计时，4s内重物平均速率。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
从热气球上掉下一个重物，重物先向上做匀减速直线运动，所用时间为
重物上升的高度为
重物到达最高点后做自由落体运动，则有
解得
则重物落到地面所用时间为
【小问2解析】
重物从最高点经过3s下落的高度为
则从重物掉落热气球开始计时，4s内重物的平均速率为
14. 生活中我们发现一个怪现象，想推走一个箱子，刚推的时候很费力，但推起来之后就变轻了，这可以用我们学过的最大静摩擦和滑动摩擦力来解释。某次实践中发现。推动质量为5 kg的箱子，放置在与箱子间动摩擦因数为0.4的水平地面上，至少要用22 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。现在用劲度系数为100 N/m的弹簧水平去拉箱子，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）弹簧伸长10 cm时，箱子受到的摩擦力的大小；
（2）弹簧伸长25 cm时，箱子受到的摩擦力的大小；
（3）箱子在向前运动过程中，突然对其施加向下20 N的力，箱子受到的摩擦力大小。
【答案】（1）10 N （2）20 N （3）28 N
【解析】
【小问1解析】
至少要用22 N的水平推力，才能使它从原地开始运动，可知箱子与地面间的最大静摩擦力大小为
弹簧伸长10 cm时，根据胡克定律可得
可知箱子处于静止状态，箱子受到的摩擦力的大小为
【小问2解析】
弹簧伸长25 cm时，根据胡克定律可得
可知箱子受到滑动摩擦力作用，大小为
【小问3解析】
箱子在向前运动过程中，突然对其施加向下20 N的力，箱子受到的摩擦力大小
15. 秋收季节，农村路边有很多野兔出没，若汽车以12m/s速度在平直公路上匀速行驶，突然一只兔子冲上公路，由于受到惊吓，兔子在同一车道立刻由静止开始与车同方向加速奔跑，兔子距车头有一定距离，司机立即刹车（忽略司机的反应时间），刹车第一秒内汽车前进10m，以司机开始刹车为计时起点，且认为加速、减速都是做匀变速直线运动。
（1）求汽车刹车的加速度大小；
（2）若兔子奔跑的加速度为，要想不撞上兔子，求刚开始汽车距离兔子最短距离；
（3）若司机反应时间为0.5s，兔子反应时间不计，且加速度仍然为，车与兔子相距16m，是否会撞到兔子？若不会，求汽车与兔子之间最近距离。
【答案】（1） （2）
（3）不会，
【解析】
【小问1解析】
根据匀变速直线运动的规律可知
代入数据解得
即汽车刹车的加速度大小，方向与初速度的方向相反；
【小问2解析】
设经过时间，二者的速度相等，则有
解得
此时汽车的位移
兔子的位移
如要汽车不撞上兔子，二者之间的最短距离
【小问3解析】
根据上述分析可知，汽车在反应时间内的位移
设再经过时间兔子的速度与汽车的速度相等，则有
解得
汽车在这段时间内的位移
汽车的总位移
兔子的位移
此时二者之间的距离
汽车不会撞上兔子，二者的最近距离为。
时间（s）
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
速度（m/s）
0
10.0
20.0
28.0
28.0
28.0
28.0
26.0
6.0
0