山西省太原市师范学院附中2024-2025学年高一（下）开学物理试卷-普通用卷

这是一份山西省太原市师范学院附中2024-2025学年高一（下）开学物理试卷-普通用卷，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.通过学习牛顿运动定律、惯性等知识，我们可以知道( )
A. 加速度不为零的物体，其所受的力可能为零
B. 物体之间的作用力与反作用力总是同时产生同时消失的
C. 后人为了纪念牛顿，将“牛顿”作为力学单位制中的基本单位
D. 惯性的大小由速度的大小决定，速度大的物体惯性大
2.运动会上某同学参加100m赛跑项目，若将其运动过程简化为先从静止开始做匀加速直线运动，然后保持匀速直线运动到终点，则下列图像中，能正确反映其位移x随时间t变化情况的是( )
A. B. C. D.
3.新春佳节，小强把红纸铺在水平桌面上写“福”字，如图所示，为防止红纸滑动，在其左侧放一镇纸压住，当毛笔的速度方向水平向右时，下列说法正确的是( )
A. 红纸对毛笔的摩擦力向右
B. 红纸对桌面的摩擦力向右
C. 镇纸和毛笔对红纸的摩擦力是一对平衡力
D. 桌面对红纸的支持力和镇纸对红纸的压力是一对平衡力
4.某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的小球做自由落体运动的照片，将一小球从高为h=59m处静止释放，重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力，该频闪摄影的闪光频率为( )
A. 1Hz
B. 15Hz
C. 30Hz
D. 45Hz
5.杆秤是延续千年的华夏国粹，如图所示，三根轻绳与秤盘的捆绑点E、F、G将圆形秤盘三等分，每段轻绳与竖直方向的夹角为30°，秤盘的质量为80g，重力加速度g取10m/s2。某次称量药材时，保持杆秤静止，称得盘中药材的质量为120g，则此时每根绳子的拉力大小为( )
A. 4 39NB. 4 33NC. 2 23ND. 23N
6.如图所示，物体静止于光滑水平面上，在两个力作用下沿合力F方向运动，分力和F均在同一水平面上，其中F=10N，一个分力沿着OO'方向，θ=60°，则另一分力的最小值为( )
A. 5 3N
B. 10N
C. 5N
D. 0
7.一辆货车和一辆小轿车以相同的速度在同一条平直公路上运动，货车在小轿车前方x0处。货车遇紧急情况突然刹车，小轿车司机经1.5s的反应时间开始刹车，两车的v-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若两车未相撞，则从t=0时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为5：4
B. 货车和小轿车刹车的加速度大小之比为7：8
C. 若两车未相撞，则t=2.5s时两车的速度相同
D. 若两车刚好不相撞，则x0=11.25m
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.在物理学的重大发现中科学家们创造了许多物理思想与研究方法，高一上学期同学们学习了理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 质点、合力概念的建立都体现了等效替代的思想
B. 根据速度定义式v=ΔxΔt，当Δt非常小时，就可以用ΔxΔt表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想法
C. 伽利略的理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加。这里采用了微元法
9.某兴趣小组利用台秤的可视性设计出图1所示的装置模拟蹦极过程中的超失重现象，装置静止时台秤的示数如图2所示，图3、图4是装置在运动过程中不同时刻台秤的示数，则该装置在( )
A. 图3所示时刻可能加速下降B. 图4所示时刻可能减速上升
C. 图3所示时刻处于超重状态D. 图4所示时刻处于超重状态
10.如图所示，固定光滑等腰斜面的倾角θ=30°，左侧斜面上有两个质量均为m的物块A和物块B，物块A通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在斜面底端的固定挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与右侧斜面上的物块C相连，物块C的质量为2m，离斜面底端的距离足够长，物块B离滑轮足够远，弹簧与细线均与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直且无拉力。已知重力加速度为g，不计细线和滑轮质量及滑轮处阻力，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的有( )
A. 释放物块C的瞬间，A、B之间的弹力大小为mg4
B. A、B物块分离时弹簧为原长
C. A、B物块分离后，B、C均做匀加速运动
D. 从释放物块C到A、B物块分离，C的位移为mg3k
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图1所示。

(1)本实验采用的主要实验方法是______。
A.控制变量法
B.等效替代法
C.理想模型法
(2)实验操作过程中，下列说法正确的是______。
A.实验时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应平行于木板
B.拉着细绳套的两只弹簧测力计的夹角越大越好
C.实验中应保证两只弹簧测力计的拉力大小相等
D.在同一组实验中，分别用两个力和一个力拉橡皮筋时结点位置应相同
(3)某次实验结果如图2所示。在F1、F2、F、F'四个力中，不是由弹簧测力计直接测量得到的是______。
A.F1
B.F2
C.F
D.F'
(4)若仅有一只弹簧测力计，为了完成该实验至少需要______(选填“2”、“3”或“4”)次把橡皮筋的结点拉到O点。
12.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直平面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。

(1)在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。这样做的目的是______。
A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B.为达到在补偿阻力后使细绳拉力等于小车受的合力
C.防止小车在木板上运动过程中发生抖动
D.为保证小车最终能够实现匀速直线运动
(2)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。
(3)某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示，图中相邻两计数点间有4个点未画出，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。由图中数据可求得：打点计时器在打C点时小车的瞬时速度大小为______m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为______m/s2。(保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾斜冰面上，先以加速度a1=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，8s时，突然卧倒以加速度大小为a2=4m/s2肚皮贴着冰面匀减速向前滑行，直到最高点。求：
(1)企鹅向上奔跑的位移大小；
(2)企鹅在冰面向上运动的最大距离和总时间；
14.如图甲所示，质量m=2kg的木块放在水平固定的木板上，在F1=10N的水平拉力作用下恰好能沿水平木板匀速滑行，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2，求：
(1)木块与木板之间的动摩擦因数为多少？
(2)若将木板垫成倾角为θ=37°的斜面，如图乙所示，要使木块仍能静止在斜面上，则施加沿水平向右的拉力F2的最大值？
15.学校物理小组的同学试图探究板块运动的规律，他们找来了一个力的传感器，安装在木板右端，如图甲所示，用水平细绳连接传感器。开始时，使木板静止于光滑水平面上，然后把质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，同时通过光滑定滑轮对传感器施加一个恒力。多次实验，用不同的恒力拉传感器，可以从传感器中得出拉力F的大小，物块在木板上相对木板滑动的路程为s，不同的F对应不同的s，画出1s-F曲线，如图乙所示，其中AB与横轴平行，BC和DE为直线段。若木板的质量M=0.5kg、长度L=1m，物块可视为质点，与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g取10m/s2，忽略绳子和传感器的质量，绳子足够长且不可伸长，没有弯曲、传感器与滑轮没有相碰。求：

(1)若撤去细绳、传感器和恒力，物块滑上木板时，物块和木板的加速度大小；
(2)若物块恰好不滑出木板右端，传感器中F的大小；
(3)CD所对应的F的大小，以及DE段1s-F的函数关系式。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A.根据F=ma可知，加速度不为零的物体，其所受的力不可能为零，故A错误；
B.根据牛顿第三定律可知，物体之间的作用力与反作用力总是同时产生同时消失的，故B正确；
C.后人为了纪念牛顿，将“牛顿”作为力的单位，但不是力学单位制中的基本单位，故C错误；
D.惯性的大小由质量的大小决定，与其它因素无关，故D错误。
故选：B。
2.【答案】D
【解析】解：依题意，运动员先从静止开始做匀加速直线运动，然后保持匀速直线运动到终点，则运动员的速度先均匀增大后不变，根据x-t图像的斜率表示速度可知，x-t图像的斜率先增大后不变，由图可知，图像D符合要求，故ABC错误，D正确。
故选：D。
3.【答案】B
【解析】解：AB、根据题意，当毛笔的速度方向水平向右时，毛笔相对于红纸向右运动，则红纸对毛笔的摩擦力向左，根据作用力与反作用力可知，毛笔对红纸的摩擦力向右，根据受力平衡可知，桌面对红纸的摩擦力向左，则红纸对桌面的摩擦力向右，故A错误，B正确；
C、以镇纸为研究对象，根据受力平衡可知，红纸与镇纸没有摩擦力作用，以红纸为对象，桌面和毛笔对红纸的摩擦力是一对平衡力，故C错误；
D、以红纸为研究对象，竖直方向受力重力、镇纸对红纸的压力、毛笔对红纸的压力以及桌面对红纸的支持力，可知桌面对红纸的支持力和镇纸对红纸的压力不是一对平衡力，故D错误。
故选：B。
4.【答案】B
【解析】解：设频闪周期为T，则根据自由落体运动规律有h=12g(5T)2，代入数据解得T=115s，则闪光频率f=1T，解得f=15Hz，故B正确，ACD错误。
故选：B。
5.【答案】A
【解析】解：设每根绳子的拉力大小为T。以秤盘和盘中药材整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得
3Tcs30°=(m1+m2)g
解得T=4 39N，故A正确，BCD错误。
故选：A。
以秤盘和盘中药材整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件求每根绳子的拉力大小。
本题是共点力平衡问题，首先要研究对象，再分析受力，根据平衡条件解答。
6.【答案】A
【解析】解：当另两分力相互垂直时，另一分力最小，则F2=Fsin60°,解得F2=5 3N，故BCD错误，A正确。
故选：A。
7.【答案】D
【解析】解：A、全程小轿车位移为x1=12×(1.5+3.5)×20m=50m，货车位移为x2=12×4×20m=40m，若两车未相撞，则从t=0时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为4：5，故A错误；
B、小轿车加速度大小为a1=203.5-1.5m/s2=10m/s2，货车加速度大小为a2=204m/s2=5m/s2，则货车和小轿车加速度大小之比为1：2，故B错误；
C、t=2.5s时，小轿车速度v1=v0-a1t=20m/s-10×(2.5-1.5)m/s=10m/s，货车速度v2=v0-a2t=20m/s-5×2.5m/s=7.5m/s，若两车未相撞，则t=2.5s时两车的速度不相同，故C错误；
D、运用逆向思维，两车速度相等时，可得10t0=5(0.5+t0)，解得t0=0.5s，即t=3.5s-0.5s=3s时，两车速度相等，得v共=10×0.5m/s=5m/s，则x0=1.5×(20-5)2m=11.25m，故D正确。
故选：D。
8.【答案】BD
【解析】解：A.质点的概念建立体现理想化物理模型，合力概念的建立体现了等效替代的思想，故A错误；
B.根据速度定义式v=ΔxΔt，当Δt非常小时，就可以用ΔxΔt表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想法，故B正确；
C.伽利略的理想实验是抓住客观事实的主要因素，忽略了次要因素从而能够更深刻的揭示了自然规律，故C错误；
D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加。这里采用了微元法，故D正确。
故选：BD。
9.【答案】AD
【解析】解：AC、根据题意有，图3所示时刻台秤的示数小于静止时台秤的示数，则此时处于失重状态，加速度方向向下，可能向下加速，也可能向上减速，故A正确，C错误；
BD、根据题意有，图4所示时刻台秤的示数大于静止时台秤的示数，则此时处于超重状态，加速度方向向上，可能向上加速，也可能向下减速，故B错误，D正确。
故选：AD。
10.【答案】ACD
【解析】解：A、释放C的瞬间，弹簧的弹力不变，对A、B、C整体，根据牛顿第二定律有：2mgsinθ=4ma1
解得：a1=g4
对A，根据牛顿第二定律有：kx0-mgsin30°-FN=ma1
没有释放C时，对A、B整体，根据平衡条件有：2mgsinθ=kx0
解得：FN=mg4，故A正确；
B、物块A、B分离时，A、B加速度相等，A、B之间的弹力为0，
对B、C整体分析，根据牛顿第二定律有：2mgsin30°-mgsin30°=3ma2
解得：a2=g6
对A，由牛顿第二定律得：kx1-mgsin30°=ma2
解得弹簧压缩量：x1=2mg3k，此时弹簧是被压缩的，故B错误。
C、B与A分离后，B、C所受合力恒定，由牛顿第二定律可知，其加速度不变，均为匀变速直线运动，故C正确；
D、从释放到A、B分离，A、B、C三者的位移一样，其位移x=x0-x1=2mgsin30°k-2mg3k=mg3k，故D正确。
故选：ACD。
11.【答案】B AD C 3
【解析】解：(1)本实验采用的主要实验方法是等效替代法，故AC错误，B正确；
故选：B。
(2)A.橡皮筋、细绳和弹簧测力计应平行于木板，故A正确；
B.拉着细绳套的两只弹簧测力计的夹角大小要适当，并非越大越好，故B错误；
C.实验中两只弹簧测力计的拉力大小要适当，不一定要相等，故C错误；
D.在同一组实验中，为保证等效性，则分别用两个力和一个力拉橡皮筋时结点位置应相同，故D正确。
故选：AD。
(3)F1、F2和F'都是由弹簧测力计直接测量得到的；而F是根据平行四边形法则得到的F1和F2的合力。
故C正确，ABD错误；
故选：C。
(4)若只有一只弹簧秤，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧秤拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点达到某一点O，记下位置O和弹簧秤示数F1和两个拉力的方向；交换弹簧秤和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至O点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧秤的示数F2；最后再用这一个弹簧秤将结点拉至O点，并记下此时弹簧秤的示数F的大小及方向；所以若只有一只弹簧秤，为了完成该实验至少需要3次把橡皮条结点拉到O。
故答案为：(1)B；(2)AD；(3)C；(4)3
12.【答案】B 不需要 0.76 2.0
【解析】解：(1)调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行，显然是为了使拉小车的力，等于小车受到的合力，当然前提是在平衡好小车受到摩擦力的，故B正确，ACD错误。
故选：B。
(2)由于实验中有力传感器，不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量；
(3)图中相邻两计数点间有4个点未画出，则周期为T=5×0.02s=0.1s
根据匀变速直线运动规律可知vC=xBD2T=6.59+8.612×0.1×0.01m/s=0.76m/s
根据逐差法可知加速度a=xCE-xAC4T2=8.61+10.61-6.59-4.614×0.12×0.01m/s2=2.0m/s2
故答案为：(1)B；(2)不需要；(3)0.76；2.0
13.【答案】解：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小为
x1=12a1t12
代入数据解得
x1=12a1t12=12×0.5×82m=16m
(2)8s末速度大小
v1=a1t1=0.5×8m/s=4m/s
8s末减速滑行，根据v22-v12=-2a2x2可得
0-(4m/s)2=-2×4m/s2×x2
解得
x2=2m
故企鹅上滑的距离为2m。
企鹅在冰面向上运动的最大距离为
x=x1+x2=16m+2m=18m
上滑时间
t2=v1a1=44s=1s
总时间
t=t1+t2=8s+1s=9s
答：(1)企鹅向上奔跑的位移大小为16m；
(2)企鹅在冰面向上运动的最大距离为18m，总时间为9s。
14.【答案】解：(1)物体在水平面上匀速滑动，根据平衡条件，有FN-mg=0，F1-f=0，FN-mg=0
其中f=μFN联立解得μ=Fmg=102×10=0.5
(2)当F最大值时，木块在斜面上受沿斜面向下的最大静摩擦力，沿水平竖直方向将力分解，有F2-μFNcs37°-FNsin37°=0，FNcs37°-μFNsin37°-mg=0
联立解得F2=40N
答：(1)木块与木板之间的动摩擦因数为0.5；
(2)施加沿水平向右的拉力F2的最大值为40N。
15.【答案】解：(1)若撤去细绳、传感器和恒力，物块滑上木板时，由牛顿第二定律，对物块有
μmg=ma1
解得
a1=2m/s2
对木板有
μmg=Ma2
解得
a2=4m/s2
(2)若物块恰好不滑出木板右端，即物块滑倒木板右端时与木板共速，设木板的加速度为a3，运动时间为t，则有
v0-a1t=a3t，L=v0t-12a1t2-12a3t2
解得
t=0.5s，a3=6m/s2
对木板，由牛顿第二定律有
F+μmg=Ma3
解得
F=1N
(3)当F≥1N时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后，能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动，则有
F=(m+M)a，f=ma
由于静摩擦力存在最大值，所以
f≤fm=μmg
则有
am=2m/s2
此时
F=3N
即CD所对应的F的大小为3N，当F>3N时，对应图中DE段，当两物体速度相等后(达到最大相对位移Δx)，物块会继续相对于木板向左滑动，直至回到出发点从木板上滑落，所以物块相对于木板滑动的路程为
s=2Δx
在速度未相等前，木板的加速度大小满足
F+μmg=ma4
当两者具有共同速度v，历时t，根据速度—时间关系可得
v0-a1t=a4t
根据位移关系可得
Δx=v0t-12a1t2-12a4t2
联立解得
s=2Δx=8F+3(F>3N)
解得
1s=(18F+38)m(F>3N)
答：(1)物块滑上木板时，物块的加速度大小等于2m/s2，木板的的加速度大小等于4m/s2；
(2)若物块恰好不滑出木板右端，传感器中F的大小等于1N；
(3)CD所对应的F的大小等于3N，DE段1s-F的函数关系式为1s=(18F+38)m(F>3N)。