河南省部分学校2024-2025学年高一下学期开学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份河南省部分学校2024-2025学年高一下学期开学质量检测物理试卷（解析版），共17页。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 人类自古以来就对自然界充满好奇，对自然规律进行着不懈的探索。物理学就是在这些探索过程中结出的最重要的果实之一、则下列说法正确的是（ ）
A. 质点是真实存在的，只要人类需要可以将任何物体在任何情况下视为质点
B. 牛顿提出惯性的大小只与质量有关，是最早提出力不是维持物体运动的原因观点的人
C. 力是指物体间的相互作用，所以任何力的产生物体间必须相互接触
D. 一个质量不变的物体所受的合外力越大，则其速度变化一定越快
【答案】D
【解析】A．质点是理想化模型，并不实际存在，在某些情况下，当物体的形状大小可以忽略不计时，可以将物体看成质点，反之则不能，故错误；
B．在牛顿之前的伽利略和笛卡儿就已经提出力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C．地球对物体的吸引力，不需要接触就可以产生，故C错误；
D．由牛顿第二定律可知，质量不变，合外力大，则加速度一定大，加速度大则表示速度变化快，故正确。
故选D。
2. 雷诺数是流体力学中表征流体特征的物理量，其表达式为，式中为流体密度、为流体流速、为一特征长度、为黏性系数。已知黏性系数的单位为。则下列关于雷诺数的单位说法正确的是（ ）
A. 是基本单位
B. 雷诺数是一个无量纲量（即没有单位的物理量）
C. 雷诺数Re的单位与力的单位相同
D. 雷诺数的单位与加速度的单位相同
【答案】B
【解析】A．“”是导出单位，故A错误；
BCD．由雷诺数的表达式为
则雷诺数的单位为
故B正确，CD错误。
故选B。
3. 郑钦文在2024年夏季的巴黎奥运会中夺得中国历史上第一枚网球金牌。如图所示，某次发球时，郑钦文将球以一定速度竖直向上抛出，上升到最高点后下落。已知网球在空中运动过程中所受的空气阻力大小与速率成正比。则下列关于网球在空中运动的速度随时间变化的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】上升过程受竖直向下的重力和空气阻力，根据题意，设空气阻力与速度的关系为
上升过程由牛顿第二定律有
上升过程的加速度大小为
由于速率减小，故加速度在减小，上升到最高点时速度减为0，但加速度大小为，此后下降过程受竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，下落过程由牛顿第二定律有
下落过程的加速度大小为
由于速率增大，故加速度也在减小，再由图像的斜率表示加速度，可知上升过程图像斜率减小，下降过程图像斜率也减小。
故选C。
4. 如图所示，用长为的轻绳的两端各拴一个小球A、B（均可视为质点），用手捏住A、B竖直悬挂，站在一定高处，某时刻由静止释放，测得B、A两球先后落地的时间差为，不计空气阻力，重力加速度。则小球的释放点到地面的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设球落地时间为，则有
解得
则球释放点离地高度为
故选B。
5. 如图所示，用三脚支架固定智能手机。手机和脚架的承重杆始终在同一竖直面内，、、为等长的三脚支架的脚架，可绕点自由转动，脚架与竖直方向夹角均为。若三根脚架质量不计，每根脚架的弹力大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 保持端不动，增大，则增大
B. 保持端不动，减小，则增大
C. 保持端不动，增大，则不变
D. 保持端不动，减小，则不变
【答案】A
【解析】保持端不动，在合力不变情况下，根据力的合成与分解可知
则增大夹角，三根脚架的弹力逐渐变大；反之，保持端不动，减小夹角，合力不变，则三根脚架的弹力应减小。
故选A。
6. 某同学将手机平放于一居民楼电梯的地板上，在电梯从1楼运行到17楼的过程中，利用手机上的加速度传感器得到如图所示图像，以竖直向上为正，已知时，电梯处于静止状态，则（ ）
A. 内手机处于失重状态
B. 电梯运行的最大速度为
C. 电梯上升高度为
D. 该居民楼的平均层高为
【答案】D
【解析】A．1~2s内，电梯加速度方向为竖直向上，手机处于超重状态，故A错误；
B．根据图像与轴所围的面积表示速度的变化量，所以电梯运行的最大速度为
故B错误；
C．由图可知内电梯做匀加速运动，内电梯做匀速运动，内电梯做匀减速运动，则电梯上升的高度为
故C错误；
D．平均层高为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示是一种自助餐厅的保温储盘装置的内部结构示意图，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接一托盘，现在托盘上放着6个相同的盘子处于静止状态，并从上到下编号依次为1、2、3、4、5、6.托盘与盘子的质量相等，不计任何摩擦阻力，弹簧在弹性限度内。则某人快速取走1号盘子的瞬间，托盘对6号盘子的作用力与每根弹簧的弹力大小之比等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设托盘和每个盘子的质量为，某人快速取走1号盘子的瞬间，托盘和剩余盘子的整体所受合力为，则有
设托盘对6号盘子的作用力大小为，对剩余的盘子为整体有
解得
取走1号盘子的瞬间，弹簧还未来得及发生形变，故此时弹力大小与取走1号盘子前大小相等，则由平衡条件有
解得每根弹簧的弹力大小为
则有
故选。
二、选择题：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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 滑块以某一初速度从斜面底端O上滑到最高点D，用频闪仪记录的上滑过程如图所示，则（ ）
A. 滑块在B点的速度大小为在C点的两倍
B. 滑块在A点的速度大小为在C点的两倍
C. AB和CD的距离之比为
D. AB和CD的距离之比为
【答案】AD
【解析】AB．滑块从O到D做匀减速运动，可看成从D到O的初速度为零的匀加速直线运动，设频闪仪记录的时间间隔为T，滑块的加速度为a，则
，，
滑块在B点的速度大小为在C点的两倍，滑块在A点的速度大小为在C点的三倍，故A正确，B错误；
CD．由初速度为零的匀加速直线运动推论知AB和CD的距离之比为，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示是一小型吊车的简化示意图，为一端固定在车上的支撑杆（不可转动），顶端固定有光滑定滑轮，质量不计的钢索绕过定滑轮，一端连接电动机，另一端悬挂重物，在电动机的带动下竖直向上匀速运动（吊车始终静止），滑轮两侧钢索间的夹角为。不计滑轮的质量和大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 钢索对定滑轮的作用力方向一定沿杆方向
B. 钢索对定滑轮的作用力方向一定沿的角平分线方向
C. 钢索对定滑轮的作用力大小一定等于重物重力的2倍
D. 钢索对定滑轮的作用力大小一定小于重物重力的2倍
【答案】BD
【解析】AB．由于定滑轮光滑，重物匀速上升，故跨过滑轮的钢索两侧拉力大小均等于重物的重力，所以钢索对定滑轮的作用力一定沿的角平分线方向，与的大小无关，不一定沿杆的方向，故错误，正确；
CD．设重物重力为，由平行四边形定则，可得钢索对定滑轮的作用力大小为
故C错误，正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，质量为的长木板A静置于光滑水平地面上，时刻，小物块B（可视为质点）以水平向右的初速度从A的左端滑上木板，此后两者的速度随时间变化的图像如图乙所示，时刻两者速度均变为，且B恰好到达A的右端。重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. A的长度为
B. B的质量为
C. B与A间的动摩擦因数为
D. 若B以水平向右的初速度从A的左端滑上木板，最终B与A右端的距离为
【答案】ACD
【解析】A．根据速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，由图乙可知，时刻两者相对静止，且B恰好到达A的右端，则此段时间内两者的相对位移大小即为A的长度，大小为
故A正确；
BC．根据速度时间图像的斜率表示加速度，由图乙可知，A的加速度大小为
B加速度大小为
根据牛顿第二定律，对A有，
对B有，
由牛顿第三定律可知
联立可得，
故B错误，正确；
D．改变B滑上木板的初速度大小，但相对滑动过程中A、B的加速度大小不变，设两者共速时经历的时间为，则有
解得
此过程B对地位移大小为
A对地位移大小为
故最终B与A右端的距离大小
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为了直观的显示电梯运行时的加速度，某实验小组制作了一个“竖直加速度测量仪”，其构造如图甲所示。把一根轻弹簧上端固定在支架横梁上，当下端悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为的位置，当悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为的位置。现将重为的小球固定在弹簧下端，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。（以下涉及计算时取重力加速度）
（1）该小组先利用图乙装置测量当地的重力加速度，但该同学未找到低压电源，打点计时器应选图丙中的_____（填“A”或“B”）；
（2）若刻度尺未标出刻度，但已知每小格长是，则弹簧的劲度系数是_____；
（3）该小组结合（2）中测得的数据，利用图甲装置测量一电梯运行的加速度，指针指在刻度板上点时电梯的加速度大小为_____。
【答案】（1）A （2）20 （3）1
【解析】
【小问1解析】
电火花打点计时器接220V交流电源，该同学未找到低压电源，而电磁打点计时器必须使用低压交流电源，故打点计时器应选图丙中A；
【小问2解析】
设每小格长为，当下端悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为的位置，则有
当悬吊的重物，静止时弹簧下端的指针指在刻度为的位置，则有
解得
因为
所以
【小问3解析】
指针指在刻度板上点时，弹簧的弹力为
此时根据牛顿第二定律有
解得
负号表示加速度方向竖直向下，即加速度大小为。
12. 利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。

（1）图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出，相邻计数点的间距已在图中给出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度___________（用、、、、、、表示）；
（2）实验得到的理想图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况。则图线①的产生原因是___________；图线②的产生原因是___________；图线③的产生原因是___________；（均填下列选项字母）
A．未平衡阻力
B．未满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量
C．平衡阻力时长木板的倾角过大
（3）实验小组的某同学在探究小车加速度与小车质量间关系时，遗漏了补偿阻力这一步骤（其他操作均规范正确），若此时长木板水平，保持砝码盘和砝码总质量不变（满足），测得多组小车加速度与其质量的数据，并作出小车加速度与其质量倒数的图像如图丁所示，已知图中直线在纵轴的截距为，重力加速度为，则小车与长木板间的动摩擦因数___________（用题中字母表示）。
【答案】（1）
（2） B C A （3）
【解析】
【小问1解析】
每相邻两计数点间有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问2解析】
根据牛顿第二定律可得，
可得
当满足时，图像的斜率近似等于保持不变，当不满足时，图像的斜率将随的增大而逐渐减小，图线出现弯曲，则图线①的产生原因是未满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量，故选B。
由图线②可知，当时，小车已经有了一定的加速度，所以图线②的产生原因是平衡阻力时长木板的倾角过大，故选C。
由图线③可知，只有当达到一定数值时，小车才开始有一定的加速度，所以图线③的产生原因是未平衡阻力，故选A。
【小问3解析】
由牛顿第二定律可得
可得
则有
解得
13. 滑梯是非常受儿童欢迎的娱乐设施；其简化模型如图所示，可看成一倾角为的倾斜轨道，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。
（1）若一质量为的儿童坐在轨道上处于静止状态，求此时儿童受到的摩擦力和支持力的大小；
（2）若儿童能从A点由静止下滑，则儿童的衣物与滑梯间的动摩擦因数应满足什么条件？
【答案】（1）， （2）
【解析】
小问1解析】
儿童受重力、支持力、摩擦力三个力作用，由平衡条件有，
代入数据解得，
【小问2解析】
若儿童能下滑，则有
即
即
14. 如图所示是一种弹射装置的简化示意图，由弹射器（可使被作用物体瞬间产生速度）、滑杆和套在滑杆上的滑块（视为质点，可沿杆滑动）组成。现将整个装置竖直立在水平地面上，开始时滑块静止在A处，某时刻，启动弹射器，滑块瞬间以初速度向上弹出，滑块恰好能运动到滑杆的上端处，滑块向上运动过程中受到滑杆恒定的阻力（大小未知）。已知A、间距离为，滑块质量为，滑杆和弹射器（两者固定连接）的总质量为，重力加速度为，整个装置始终未离开地面，空气阻力不计。求：
（1）阻力的大小；
（2）滑块向上运动的过程中，整个弹射装置对地面的压力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设滑块向上运动过程的加速度大小为，由匀变速直线运动规律有
解得
对滑块由牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
对滑杆和弹射器整体，由平衡条件有
又
解得
由牛顿第三定律可知，整个弹射装置对地面的压力大小
15. 利用如图所示的组合传送带装置运送货物。水平传送带1与倾斜传送带2在处平滑连接，两传送带均逆时针匀速运行。已知传送带1的长度，运行速率为，倾斜传送带2的倾角，长度，运行速率为，货物与传送带2间的动摩擦因数。现在传送带1的右端处轻放一可视为质点的货物，货物到达处时刚好与传送带1的速率相等，为传送带2的顶端。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，，。
（1）求货物与传送带1之间的动摩擦因数；
（2）求货物从运送至所用的时间；
（3）若改变传送带1、2的运行速率，求使货物从运送到处所用的最短时间。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
设货物在传送带1的加速度大小为，由牛顿第二定律有
从到过程有
联立解得
【小问2解析】
由于，故货物滑上传送带2的开始阶段匀减速，设加速度大小为，由牛顿第二定律有
解得
设经过时间货物与传送带2达到共速，有
此过程货物沿传送带2上滑位移大小为
故货物还未到处，此后继续匀减速运动，设加速度大小为，由牛顿第二定律有
解得
设继续减速至零经过时间为，则有
此过程货物上滑位移大小为
由于
说明此时货物刚好能运送到处
故从到运送货物的时间为
【小问3解析】
传送带1过程从到始终加速，则此过程时间最短，有
解得
当传送带2的速度足够大，使货物在2上一直做加速度大小为的匀减速直线运动，则此过程时间最短，有
解得
则整个过程最短时间为