四川省成都市北京第二外国语学院成都附属中学2023-2024学年高一上学期11月半期考试物理试题（解析版）

这是一份四川省成都市北京第二外国语学院成都附属中学2023-2024学年高一上学期11月半期考试物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（选择题，共44分）
一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意。）
1. 如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球，若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的（ ）
A. 1和4B. 3和4C. 2和4D. 2和3
【答案】B
【解析】
【详解】小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按此两个方向分解，分别是3和4。选项B正确。
故选B。
2. 从铁路售票网12306查询到C6021次列车的信息如图所示，利用电子地图测得成都东站与重庆西站的直线距离为268.5km，则下列说法正确的是（ ）
A. “”表示时间，“1小时31分”表示时刻
B. 268.5km表示列车从成都东站到重庆西站的路程更多免费优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 C. 研究列车在地图上的位置时，可将列车视为质点
D. C6021次列车行驶过程中的平均速率约为179km/h
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意，可知“”表示一个瞬间，为时刻；“1小时31分”表示一个过程，为时间间隔，即时间，故A错误；
B．由题意知，268.5km表示从成都东站到重庆西站的直线距离，所指为位移大小，故B错误；
C．研究列车在地图上的位置时，列车的形状和大小可以忽略不计，可将列车视为质点，故C正确；
D．根据平均速度等于位移与时间的比值，可求得该列车的平均速度大小为
而平均速率为路程与所用时间的比值，所以该列车的平均速率应该大于179km/h，故D错误。
故选C。
3. 同一平面内的三个力，大小分别为3N、8N、12N，方向未确定。若这三个力同时作用在某一物体上，则该物体所受这三个力的合力的不可能为（ ）
A. 0.99NB. 1.99NC. 9.99ND. 19.99N
【答案】A
【解析】
【详解】三个共点力方向相同时，合力最大，所以最大值为
3N+8N+12N=23N
3N、8N合力范围是
3N、8N、12N最小值为1N，即3N、8N、12N合力范围是
故选A。
4. 伽利略研究自由落体运动时，采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法，下图大致反映了这一研究过程，下列说法正确的是（ ）
A. 甲是真实的实验现象，丁也是真实的实验现象
B. 利用斜面做实验，解决了下落过程中加速度很快，在当时难以进行实验测量的问题
C. 由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随位移均匀增大
D. 伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量加速度
【答案】B
【解析】
【详解】AB．因为物体自由下落时太快，伽利略很难测量物体下落时间，为了使物体运动速度变慢，伽利略转向探究物体在斜面上的运动情况，伽利略的“斜面实验”可以冲淡重力的作用，铜球沿斜面下滑时加速度较小，所用时间较长，所以容易测量，因此甲、乙、丙三个图都是真实的实验现象，而丁图是在此基础上经过合理外推得到的结论。故A错误；B正确；
C．“斜面实验”可以冲淡重力的作用，用不同倾斜角的斜面实验，则观察其运动的规律性，由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随时间均匀增大，而不是随位移均匀增大。故C错误；
D．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，提出落体运动的速度与时间成正比的观点，伽利略时代不能直接测出物体运动的速度，通过若初速度是零位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同的位移所用的时间，就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化，伽利略巧妙地将研究速度与时间的关系转换为研究位移与时间的关系，因此伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量位移与时间的关系。故D错误。
故选B。
5. 如图，长100m的列车匀加速通过长1000m的平直隧道，车头刚进隧道时速度是10m/s，车尾刚出隧道时速度是12m/s，则列车通过隧道所用的时间是（ ）
A. 81.8sB. 90.9sC. 100 sD. 109.1s
【答案】C
【解析】
【详解】列车通过隧道走过的位移为
设所用时间为t由：
解得
故选C。
6. 如图，为测量水平导轨上小车的加速度，小车上安装了宽度为3.0cm的遮光板。小车先后通过A、B两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过光电门A、B的时间分别为0.30s和0.10s，遮光板从开始遮住光电门A到开始遮住光电门B的时间为4.00s。规定小车运动的方向为正方向，则小车的加速度约为（ ）
A. -0.05B. 0.05C. -1.66D. 1.66
【答案】B
【解析】
【详解】小车在A的速度为
小车在B速度为
故小车的加速度为
故选B。
7. 一根轻质弹性绳（产生的弹力与其伸长量满足胡克定律）的一端固定在水平天花板上，其自然伸直的长度为72cm，若将一钩码挂在弹性绳的下端点，平衡时弹性绳的总长度为80cm；若将弹性绳的两端固定在天花板上的同一点，用同样的钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（ ）
A. 74cmB. 76cmC. 80cmD. 88cm
【答案】B
【解析】
【详解】将轻质弹性绳看为两个一半长度的弹性绳串联，半个轻质绳的原长设为x0，劲度系数设为k，则第一次悬挂重物时，有
第二次悬挂重物时，有
解得
故此时长度为
故选B。
8. 如图所示，一物体受到恒力F1作用，同时受到从0开始增大的F2作用，两力之间的夹角θ不变，则随着F2从0开始增大，物体受到的合力（ ）

A. 逐渐增大B. 先减小后增大
C. 始终大于F1D. 始终小于F1
【答案】B
【解析】
【详解】根据平行四边形定则，作出与的合力，如图所示

由图可知，随着从0开始增大，物体受到的合力先减小后增大，一开始合力小于，之后合力大于。
故选B。
二、多项选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9. 甲、乙两质点做直线运动的x—t图像分别如图（a）、图（b）所示，由图可知（ ）
A. 甲在前3s和后3s的位移之比为
B. 甲在前3s和后3s的速度之比为
C. 乙在前4s的位移大小为6m
D. 乙在4s末的速度大小为0.5m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据图像可知甲在前3s内的位移大小
甲在后3s内的位移大小
可知
A错误；
B．由于图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小，则甲在前3s的速度为
甲在后3s的速度为
解得
B正确；
C．乙在前4s的位移大小
C正确；
D．图像中图线切线的斜率的绝对值表示速度大小，根据图（b）所示，乙在4s末图线的切线与时间轴平行，即乙在4s末的速度为0，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，甲、乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则（ ）
A. 甲受到三个力的作用B. 甲对扶梯没有摩擦力的作用
C. 乙受到三个力的作用D. 扶梯对乙的作用力方向竖直向上
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB. 甲图中电梯匀速上升，由平衡条件知，人只是受重力和支持力两个力的作用，人与扶梯之间没有摩擦力，故A错误，B正确；
CD．乙图中电梯匀速上升，人受重力、支持力和摩擦力三个力的作用，由平衡条件知，扶梯对乙的作用力与乙受到的重力等大反向，故方向应竖直向上，故CD正确。
故选BCD
11. 如图所示，A、B物块放在粗糙的水平面上，受到一个向右的外力F施加在B上（图中未标出），一起向右做匀速运动，则（ ）
A. 物体A受到物体B的的摩擦力沿着斜面向上
B. 地面受到物体B的摩擦力水平向左
C. 物体B受到5个力的作用
D. 物体B同时受到静摩擦力和滑动摩擦力
【答案】AD
【解析】
【详解】A．依题意，物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，有相对物体B沿斜面下滑的运动趋势，所以受到物体B的的摩擦力沿着斜面向上。故A正确；
B．依题意，地面相对物体B向左运动，所以地面受到物体B的摩擦力水平向右。故B错误；
CD．物体B受到6个力的作用分别是自身重力、地面的支持力、物体A的压力、地面的滑动摩擦力、物体A的静摩擦力和外力。故C错误；D正确。
故选AD。
12. 蛀牙是口腔中多种因素复合作用所导致的牙齿硬组织进行性病损。蛀牙患者就餐时，把沙粒嚼到牙洞处容易使牙齿裂开，图（a）为上述过程的示意图。将沙粒视为球形，牙洞视为小角度V形槽，建立如图（b）所示的物理模型，下列说法正确的是（ ）
A. 其它条件一定，沙粒越大牙齿越容易裂开
B. 其它条件一定，沙粒越小牙齿越容易裂开
C. 其它条件一定，牙洞越大牙齿越容易裂开
D. 其它条件一定，牙洞越小牙齿越容易裂开
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设沙粒受到牙洞的作用力与竖直方向夹角为，就餐时咀嚼的力F一样，沙粒越大作用力与竖直方向夹角越小
沙粒越小越大，其它条件一定，沙粒越小牙齿越容易裂开，故B正确A错误；
CD．其它条件一定，牙洞越大越大，作用力越大，所以牙洞越大牙齿越容易裂开，故C正确D错误。
故选BC。
13. 游乐场有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由驱动装置将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面49m高处，然后由静止释放。可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定的制动力而立即做匀减速运动，且下落到离地面13m高处时速度刚好减为零，然后再让座椅非常缓慢的平稳下落，将游客送回地面。g取10m/s2，则（ ）
A. 在下落过程中，游客加速度方向竖直向下
B. 座椅在匀减速阶段的时间是1.6s
C. 在下落过程中其加速度大小为
D. 要避免整个装置撞击地面，自由落体的时间不能超过
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在下落过程中，游客先是做自由落体运动，加速度方向竖直向下，然后做匀减速直线运动，加速度方向竖直向上，最后做匀速直线运动，加速度为零。故A错误；
BC．依题意，座椅自由落体过程的位移和末速度分别为
匀减速过程的位移为
根据
解得
根据
解得
故B正确；C错误；
D．要避免整个装置撞击地面，设自由落体的时间不能超过t，则有座椅到达地面时速度恰好减到零，即
解得
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、实验探究题（本题共2小题，共14分。）
14. 某同学利用打点计时器的装置研究小车的运动规律，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示，且图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02s。
（1）从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小vB=______m/s，小车在运动过程中的加速度a=______m/s2。（结果均保留两位小数）
（2）A点的瞬时速度大小为______m/s。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由纸带是数据可知，小车做匀加速直线运动，打出B点时小车的速度大小为
[2]由逐差法可得小车在运动过程中的加速度为
（2）[3]由纸带数据可知，A点和B点的时间间隔为0.02s，由匀变速直线运动速度与时间的关系有
解得
15. 某同学在家中做实验验证力的平行四边形定则。他从学校实验室借来两只弹簧测力计，按如下步骤进行实验。
①在竖直墙面上贴一张白纸来记录弹簧弹力的大小和方向；
②如图（a），将弹簧测力计A上端挂于固定点P，下端用细线挂一水杯M，细线与水杯系于O点，记下静止时弹簧测力计的读数F；
③如图（b），将另一弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。读出弹簧测力计A和B的示数分别为、，并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）从图（a）中可得F=______N。
（2）在步骤③中测得和，两个力的方向如图（c）所示，用5mm长度的线段表示1N的力，在答题卡上与图（c）对应的图中画出力、的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力。______
（3）合力=______N，若与F的大小及方向的偏差在实验允许的范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。
（4）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出一个解决办法______。
【答案】 ①. 4.00 ②. ③. 3.8±0.2或3.80±0.20 ④. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为4.00N。
（2）[2]选定适当的标度，作出力的图示，以、为邻边作平行四边形，对角线即为合力，作图如图所示
（3）[3]根据上述，结合选择标度，可知合力
（4）[4]若弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，可以保持OB水平，并使B的拉力减小；减小水杯重力（或换用重力更小的重物）；保持O点不动，使OB绕O点顺时针旋转等。
四、计算题（本题共4小题，共42分。解答应当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，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
16. 如图，手拉着平行于斜面的轻绳使小车静止在倾角为θ的光滑斜坡上。已知小车的质量为m，重力加速度大小为g。求：
（1）轻绳对小车的拉力大小；
（2）小车对斜面的压力大小；
（3）若斜面粗糙动摩擦因数μ=0.25，小车质量为1kg，斜面倾角为30°，释放小车之后，判断其受到的摩擦力多大？（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）依题意，小车静止在斜面上，受力平衡，可得轻绳对小车的拉力大小为
（2）同理，斜面对小车的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知小车对斜面的压力大小为
（3）依题意
即释放小车后，沿斜面下滑，受到的摩擦力为滑动摩擦力
17. 为测试图（a）所示无人机的垂直起降性能，某同学利用传感器测得的数据，作出了图（b）所示某段时间内该机在竖直方向做直线运动的速度－时间图像（以竖直向上为正方向）。求：
（1）无人机分别在1s末和9s末的加速度；
（2）无人机在0~14s内上升的最大高度。
【答案】（1），方向竖直向上，，方向竖直向下；（2）100m
【解析】
【详解】（1）由图像知，前2s无人机向上做匀加速运动，0s末、2s末的速度分别为0和20m/s；8s~10s内无人机向下做匀加速运动，8s末、10s末的速度分别为0和-10m/s，由加速度定义式，代入数据解得1s末的加速度
方向竖直向上
9s末的加速度
方向竖直向下；
（2）由图像知，8s末无人机达到最大高度，由图像面积的物理意义有
18. 如图，一个质量的弹性球（可视为质点）从距地面高处静止下落，与地面发生碰撞后反弹至离地面的最高处。设弹性球运动过程中下落时加速度大小为，上升过程中加速度大小为，且弹性球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度取
（1）求弹性球第一次与地面碰撞时的碰前速率；
（2）求弹性球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；
（3）弹性球从H高度处静止下落后，每次反弹至最高点时会受到一次拍击（拍击时间不计），瞬间使其获得一个竖直向下、大小相等的速度v，若每一次拍击后，弹性球反弹的高度始终为h，求v的值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设竖直向下为正方向，下落过程中弹性球的加速度大小为，第一次与地面碰的碰前速率为，由运动学规律有
解得
（2）设弹性球第一次与地面碰撞的碰后速率为，上升过程中弹性球的加速度大小为，与地面撞的后速率与碰前速率之比为，上升过程由运动学规律有
解得
则有
（3）由题意知，每次到达最高点受到拍击后，只要满足弹性球落地前的速度为即可，则有
解得
19. 甲、乙两车相距18m，同时沿平直公路做直线运动，甲车在前，以初速度、加速度做匀减速直线运动，乙车在后，以初速度、加速度与甲同向做匀加速直线运动。求：
（1） 经过多长时间甲、乙两车相遇前的距离达到最大，最大距离为多少？
（2） 乙车追上甲车经历的时间（结果可以用根式表示）；
（3） 若乙车加速时加速度大小为​，但是燃油有限，用尽后将做加速度大小为的匀减速运动，其他条件不变，若要乙能够追上甲车，燃油至少要能坚持多长时间？
【答案】（1）4s，42m；（2）；（3）3s
【解析】
【详解】（1）设经过时间t1，甲、乙两车相遇前的距离达到最大，此时甲、 两车速度相同，则
解得
在t1时间内，甲、乙两车的位移大小分别为
所以最大距离为
（2）甲车做匀减速运动的总时间为
在t2时间内，甲、乙两车的位移大小分别为
甲停下时，甲、乙之间的距离为
乙的速度大小为
设甲停下后，乙追上甲还需要的时间为t3，则
解得
所以乙车追上甲车经历的时间为
（3）假设甲、乙两车同时速度减为零，乙车加速时间为，则
解得
乙车的总位移大小为
由此可推知乙追上甲一定发生在甲、乙速度都减为零之前，当乙车在减速过程中刚好能够追上甲车时，加速时间最短，燃油坚持时间最短，设为t5，再设乙车减速时间为t6时恰好追上甲车，此时甲、乙两车速度相等，根据位移关系有
根据速度关系有
解得