2022-2023学年广东省广州市第五中学高一下学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2022-2023学年广东省广州市第五中学高一下学期开学考试物理试题（解析版），共17页。
广州市第五中学高一年级物理学科测试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。并在答题卡相应位置上填涂考生号，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。2．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小4分，共28分。在每小给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 在2022年北京冬奥会中，我国花样滑冰运动员隋文静和韩聪以出色的表现为中国代表队夺得第9金。如图所示为比赛时的两个场景，下列说法正确的是（　　）A. 在欣赏运动员的动作时，可将运动员看作质点B. 韩聪拉着隋文静旋转时，韩聪对隋文静的力大于隋文静对韩聪的力C. 韩聪用力将隋文静抛出，说明力能改变物体的运动状态D. 韩聪拉着隋文静旋转时，隋文静受力平衡【答案】C【解析】【详解】A．在欣赏花样滑冰运动时，要欣赏运动员的动作，不能将运动员看作质点，A错误；B．根据牛顿第三定律，韩聪拉着隋文静旋转时，韩聪对隋文静的力等于隋文静对韩聪的力，B错误；C．韩聪用力将隋文静抛出，说明力能改变物体的运动状态，C正确；D．韩聪拉着隋文静旋转时，隋文静处于非平衡状态，受力不平衡，D错误。故选C。2. 当地时间2023年1月28日，法国鲁贝进行撑跳高专项赛中，中国选手姚捷以5米75的成绩夺得男子组亚军，刷新室内撑杆跳个人最好成绩。姚捷撑杆跳高过程可以简化成持杆助跑、撑杆起跳上升到最高点、越杆、下落四个阶段，以下说法正确的是（　　）A. 姚捷在撑杆起跳上升到最高点过程中先超重后失重B. 姚捷在撑杆起跳上升到最高点过程中先失重后超重C. 姚捷在撑杆起跳上升到最高点过程中一直处于超重状态D. 姚捷在最高点越杆时处于平衡状态【答案】A【解析】【详解】ABC．在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，姚捷处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，姚捷处于失重状态，故A正确，BC错误；D．姚捷上升到最高点时，其加速度不为零，方向向下，姚捷处于失重状态，不是平衡状态，故D错误。故选A。3. 如图为“猎豹”高速摄像机，在体育比赛中，“猎豹”摄像机让犯规无处遁形。在2022年北京冬季奥运会速度滑冰比赛中，摄像机和某运动员的位移x随时间t变化的图像分别如图所示，下列说法中正确的是（　　）A. 时间内摄像机在前，时间内摄像机在后B. 时间内摄像机与运动员的平均速度相同C. 时间内摄像机的速度始终大于运动员的速度D. 时间内摄像机做直线运动，运动员做曲线运动【答案】B【解析】【详解】A．由图像可知，时间内摄像机在前，时间内摄像机也在前，A错误；B．由图像可知，时间内摄像机与运动员的位移相同，根据可知摄像机与运动员的平均速度相同，B正确；C．图像的斜率表示速度，时间内并不是任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度，C错误；D．时间内摄像机做直线运动，运动员也做直线运动，D错误。故选B。4. 如图是日常生活中人们磨刀情景。若磨刀石始终处于静止状态，当人推动刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 磨刀石对刀的摩擦力方向向前B. 地面对磨刀石的摩擦力方向向前C. 磨刀石受到四个力的作用D. 地面对磨刀石的作用力大小等于磨刀石对地面的作用力大小【答案】D【解析】【详解】A．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，磨刀石对刀的摩擦力方向向后，A错误；B．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，磨刀石对刀的摩擦力方向向后，根据牛顿第三定律可知，刀对磨刀石的摩擦力方向向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力方向向后，B错误；C．磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面的摩擦力以及刀的压力（否则不会有摩擦力），共5个力作用，C错误；D．地面对磨刀石的作用力与磨刀石对地面的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，D正确。故选D。5. 戽斗是我国古代一种小型的人力提水灌田农具，早在元代《王祯农书》就有记，它用竹篾、藤条等编成。略似斗，两边有绳，靠两人拉绳牵斗取水。如图所示，若忽略绳子质量，当戽斗处于平衡状态时，两人站得越远，则（　　）A. 两边绳子对戽斗的合力越大 B. 两边绳子对戽斗的合力越小C. 戽斗对每边绳子的拉力越大 D. 戽斗对每边绳子的拉力越小【答案】C【解析】【详解】AB．戽斗处于平衡状态，故两边绳子对戽斗的合力与戽斗的重力等大反向，故两人站得越远，绳子对戽斗的合力不变，故AB错误。CD．假设绳子与水平方向的夹角为角，一根绳子的张力为，根据题意有解得两人站得越远，角越小，越大，故C正确，D错误；故选C。6. 电动汽车对环境无污染、噪声小，比汽油车还有更快的起步加速，越来越受到人们的欢迎。物理学中常用加速度对时间的变化率来表示加速度的变化快慢，称之为“加加速度”，用符号“j”表示，如果j值过大，会形成冲击力，影响乘客乘坐的舒适性。对汽车来说，人体可以承受的j值通常在之间。如图为某国产新能源电动轿车，测得其启动后a与时间t的变化关系为，则（　　）A. 国际单位制中“j”单位是 B. j为0的运动一定是匀速直线运动C. 该轿车启动后j的值大小为0.5 D. 该轿车启动后做匀变速直线运动【答案】C【解析】【详解】A．由题意，“加加速度”可表示为故国际单位制中“加加速度”的单位应是，A错误；B．j为0代表加速度保持不变，物体的运动可能为匀变速运动，也可能为匀速直线运动，B错误；C．由可得故该汽车启动后j的大小为，C正确；D．由a与时间t的变化关系可知，该汽车加速度随时间均匀变化，故该汽车做的不是匀变速直线运动，D错误。故选C。7. 如图所示，蛋糕和包装盒的总质量为m，包装盒为一长方体，上表面是边长为L的正方形，包装带与上表面的接触点均为各边的中点。现用手拉住包装带的交叉点，提起蛋糕使其静止不动，此时每一条倾斜的包装带长度都是。设蛋糕和包装盒质量分布均匀，包装带质量不计，已知重力加速度为g，则每条倾斜包装带的张力为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设每条包装带与竖直方向夹角为，由几何关系得所以则由平衡条件得解得每条倾斜包装带的张力为故选C。二、多项选择题，本共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. “水火箭”是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的水火箭如图甲所示，其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像，其中时刻为“水火箭”起飞时刻，段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（　　）A. 在时刻中，时刻加速度最大B. “水火箭”在时刻达到最高点C. 在时刻失去推力D. 时间内“水火箭”做自由落体运动【答案】AC【解析】【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，由图可知，在时刻斜率最大，则加速度最大，故A正确；B．“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，时刻后仍在上升，故B错误；C．DE段是斜率绝对值为g的直线，说明t3时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在时刻失去推力，故C正确；D．时间内“水火箭”的速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火箭”做竖直上抛运动，故D错误。故选AC。9. 中国女排是中国各体育团队中成绩突出的团队之一。中国女排具有爱国、生命不止，战斗不息、顽强战斗、勇敢拼搏、决不放弃等优秀精神。如图是女排运动员正在进行垫球训练。在排球离开手臂竖直向上运动，再下落到手臂的过程中，若手臂位置不变且空气阻力大小恒定，则排球（　　）A. 离开手臂速度大于返回手臂速度B. 上升过程位移小于下落过程位移C. 上升过程加速度小于下落过程加速度D. 上升过程时间小于下落过程时间【答案】AD【解析】详解】C．上升过程做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有解得小球下降过程，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有解得可知即上升过程加速度大于下落过程加速度，C错误B．根据题中情景可知，上升过程与下落过程的高度相等，即上升过程位移的大小等于下落过程位移大小，B错误；A．根据速度与位移的关系式，上升过程有解得下落过程有解得由于上升与下落高度大小相同，根据上述，可知离开手臂速度大于返回手臂速度，A正确；D．根据公式解得由于所以上升过程时间小于下落过程时间，D正确。故选AD。10. 如图所示为一种可折叠壁挂书架，书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′连线中点的正上方，书架含书的总重力为60N，此时斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁AO、A′O′恰水平，横梁对O、O′点拉力始终沿AO、A′O′方向，斜梁对O、O′点的弹力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　）A. 横梁AO所受的力为80NB. 斜梁BO所受的力为50NC. 若O、O′点同时向A、A′缓慢移动少许，横梁AO所受的力变大D. 若O、O′点同时向A、A′缓慢移动少许，斜梁BO所受的力大小不变【答案】BD【解析】【详解】AB．两个三角架承担的力等于书架含书的总重力，为60N，每个三角架承担的为30N，对O点受力分析，如图甲所示，A错误，B正确；CD．O、同时向A、移动少许，对O点受力分析，如图乙虚线所示三角形AOB与力三角形相似，所以有AB与BO长度未变，AO长度减小，故大小不变，大小减小，C错误，D正确。故选BD。三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。11. 某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动。    （1）实验中必要的措施是____。A．先释放小车再接通电源                    B．先接通电源再释放小车C．小车的质量要远大于钩码的质量            D．必须平衡小车与长木板间的摩擦力（2）实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，纸带打出的部分计数点如图乙所示，每隔4个点取一个计数点。图中注明了各计数点间距离的测量结果，则打B点时小车的速度大小为_____m/s，小车的加速度a=_____m/s2（以上计算结果均保留三位小数）。【答案】    ①. B    ②. 0.416    ③. 1.480【解析】【详解】（1）[1]AB．为了充分利用纸带，实验时应先接通电源再释放纸带，故A错误，B正确；CD．本实验中只是研究匀变速直线运动规律，小车只要做匀加速直线运动即可，不需要让小车的质量远大于钩码的质量，也不需要平衡摩擦力，故CD错误。故选B。（2）[2]每隔4个点取一个计数点，故相邻两计数点间的时间间隔为B点的瞬时速度等于AC间的平均速度，则有[3]根据逐差法可知，小车加速度为12. 在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。【答案】    ①. 12    ②. 0.20    ③. 0.13【解析】【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有x = 5.00cm，F = 0.610N根据胡克定律计算出k ≈ 12N/m（2）[2]根据牛顿第二定律有F = ma则a—F图像的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有则滑块与加速度传感器的总质量为m = 0.20kg（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m′ ≈0.33kg则待测物体的质量为m = m′ - m = 0.13kg13. 2022年9月，国家布《交通运输智慧物流标准体系建设指南》，其中包含多项无人机配送相关标准。如图为无人机配送快递的场景，t=0时无人机在地面上从静止开始匀加速竖直向上起飞，t=4s时无人机出现故障突然失去升力，此时离地面高度为h=40m。无人机运动过程中所受空气阻力不计，g取10m/s2（结果可用根式表示）。求：（1）无人机匀加速竖直向上起飞的加速度大小；（2）无人机从出现故障到刚坠落地面的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）无人机匀加速上升阶段解得匀加速竖直向上起飞的加速度大小（2）无人机刚失去升力时，速度为规定竖直向下为正方向，则解得或（舍去）14. 如图所示，光滑水平面上有一质量为M=4kg的斜面体，倾角，斜面上放有一质量m=8kg的小物体。已知小物体与斜面之间的动摩擦因数，且最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力，重力加速度g取。（1）若小物体和斜面体一起匀速向右运动，求斜面对小物体的摩擦力大小；（2）用力F水平向右拉斜面体，欲使小物体与斜面之间不发生相对滑动，求F的最大值。
 【答案】（1）40N（2） 【解析】【详解】（1）小物体和斜面体一起匀速向右运动时受力情况如图所示，根据平衡条件，小物体所受摩擦和大小为：，代入数据得；（2）最大时，小物体受到最大摩擦力作用，将力F分解，由牛顿第二定律有，，又，由以上各式联立得：，求出，对小物体和斜面体的整体应用牛顿第二定律有：，求得．【点睛】对运动物体受力的求解，常根据运动状态求得加速度，然后由牛顿第二定律求得合外力，即可根据受力分析求解．15. 随着网络销售额的增长，很多快递公司采用传送带装置运送快递包裹，如图甲所示。为了调节运送装置，某公司设置图乙装置进行实验，现选用动摩擦因数μ=0.5的传送带，AB段水平，长度LAB=4m，BC段是倾斜的，长度LBC=5m，设置倾角为θ=37°，AB和BC在B点通过一小段长度可忽略的圆弧连接（图中未画出圆弧），若传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转。现将一个包裹（可看作质点）无初速度放在A点进行试验，重力加速度g取10m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）则：（1）包裹第一次到达B点所用的时间；（2）包裹能否被运送到C点，说明理由；（3）在第二问的基础上，分析包裹在传送带上的最终运动状态。    【答案】（1）1.4s；（2）不能被运送到C点，见解析；（3）见解析【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律有解得设经t1时间与传送带的速度相同，则此过程的位移故包裹先加速再匀速，此后包裹将与传送带一起匀速运动至B点，令加速用时t2，则有所以第一次到达B点总时间（2）在BC段，由于可知在倾斜部分，包裹与传送带不能保持相对静止，根据牛顿第二定律有解得包裹向上匀减速至速度为0过程的位移表明包裹没有到达C点，则上升最大高度（3）包裹沿传送带向上运动的时间为包裹到达最高点后将沿斜面下滑，下滑的加速度大小仍为a2，则滑到斜面底端时的速度为4m/s，然后滑上水平传送带做匀减速运动，加速度为a1，当速度减为零时滑行的距离小于4m，物体不能回到A点，然后返回向右运动，物体向右加速，当到达斜面底端时的速度仍为4m/s，然后滑上斜面重复原来的运动。此后由于包裹在传送带的倾斜段运动时的加速度大小方向保持不变且都为a2，在传送带的水平段运动时的加速度大小方向保持不变且都为a1，故包裹将在水平和倾斜的传送带上做往复运动，其运动周期为