2023-2024学年辽宁省沈阳市重点高中联合体高一（上）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年辽宁省沈阳市重点高中联合体高一（上）期中物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.下列物体能够看作质点的是( )
A. 10米跳台比赛中，研究运动员的跳跃和中动作
B. 研究100米赛跑时，运动员的起跑动作
C. 研究一列高铁列车通过一座大桥所用的时间
D. 研究中国空间站绕地球飞行时的运动轨迹
2.如图所示为某同学一次远足活动的路线图，他用地图计算出直线AC、CB的距离分别为8km、4km。实线为该同学从A点出发的运动轨迹，从A到C用时100min，在C处休息了20min，从C到B用时60min，路标指示该同学从A到C通过的路程为12km，从A到B通过的路程为18km。下列说法正确的是( )
A. “休息了20min”，这里的“20min”指的是时刻
B. 整个过程中，该同学的位移大小为12km
C. 整个过程中，该同学的平均速度大小为6km/h
D. 整个过程中，该同学的平均速度大小为4.5km/h
3.下列说法正确的是( )
A. 同一物体在地球上不同位置所受的重力是一样的
B. 小齐的爸爸开车在路上行驶，看到路边的树木飞快地向后移动，他是以自己所开的汽车为参考系的
C. 由胡克定律可得k=Fx，可知弹簧的劲度系数k与弹力的大小F成正比，与弹簧的形变量x成反比
D. 物体重心的位置只与物体的形状有关
4.如图所示，下列各图中的物体A均处于静止状态，关于物体A是否受到弹力作用的说法错误的是( )
A. 若图甲中地面是光滑且水平的，则物体A与B间不存在弹刀
B. 图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，两斜面对物体A均有弹力性作用
C. 无论图丙中的水平地面是否光滑，物体A与竖直墙壁之间一定存在弹力
D. 图丁中物体A受到斜面B对它的弹力的作用
5.一质点沿直线运动的v−t图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 在2s～4s内，质点处于静止状态
B. 质点在0～2s内的加速度比在4s～6s内的加速度大，且加速度方向相同
C. 在2s～6s内，质点的平均速度为5m/s
D. 在第4s末，质点离出发点最远
6.如图所示，有一根长L1=0.8m的木棍，悬挂在某房顶上的O点，它自由下落时经过一高为L2=1.4m的窗口，通过窗口所用的时间t=0.2s，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则窗上边缘离悬点O的距离h为( )
A. 5.8m
B. 3.6m
C. 3m
D. 5m
7.如图甲所示，重25N的木块放在水平桌面上，给木块施加一随时间逐渐增大的水平拉力F，根据传感器收集到的信息绘出木块受到的摩擦力Ff随F变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 当拉力F增大到10N时，木块开始做匀速直线运动
B. 当拉力F增大到11N时，木块受到的合力大小为1N，方向与拉力F相同
C. 当拉力F增大到13N时，木块受到的摩擦力大小为10N
D. 木块与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一个小滑块以10m/s的初速度自由冲上足够长的光滑斜面，2s末速度大小变为5m/s，则在这段时间内小滑块的加速度可能是( )
A. 方向沿斜面向上，大小为2.5m/s2B. 方向沿斜面向上，大小为7.5m/s2
C. 方向沿斜面向下，大小为7.5m/s2D. 方向沿斜面向下，大小为2.5m/s2
9.如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为2m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所示。则下列说法正确的是(重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度范围内)( )
A. 弹簧的劲度系数为2mgl1
B. 弹簧的劲度系数为2mgl1−l2
C. 弹簧的原长为3l1−l22
D. 若将上述两根相同的轻质弹簧的下端固定在水平面上，将物块A放在两根弹簧上端，静止后，两根弹簧的压缩量均为l=l1−l22
10.雾天气对公路、铁路、航空、航运等均产生重要影响，雾霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害，在我国治理雾霾已刻不容级。在一个雾霾天，一辆小汽车以30m/s的速度在高速公路上行驶，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车1s后又轻踩刹车进行减速。如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车的v−t图像，以下说法正确的是( )
A. 轻踩刹车进行减速后，两车会发生追尾
B. 两车会在t=5s末时发生追尾
C. 两车会在t=3s末时发生追尾
D. 若不想发生追尾，轻踩刹车减速时，小汽车的加速度大小最小为3m/s2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.小华同学在进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，将打点计时器固定在某处，把小车停在靠近打点计时器的位置。启动打点计时器，放开小车，在绳子拉力的作用下小车拖着穿过打点计时器的纸带在水平木板上运动，如图甲所示，于是打点计时器在纸带上打下一行小点。如图乙所示，在打点计时器打出的纸带上确定出八个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，并用刻度尺测出了各计数点到计数点“0”的距离，图中所标数据的单位是“cm”。

(1)小华利用家庭电源来做实验，因此应该选择______ (选填“电磁”或“电火花”)打点计时器。
(2)根据纸带提供的信息，小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度，请你帮助他计算出打下计数点6时小车的速度(结果保留3位有效数字)并填入下表中。
(3)小车运动的加速度为______ (结果保留2位有效数字)m/s2。
12.某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。
(1)(多选)实验过程中，下列操作规范的是______ 。
A.将钩码悬挂在弹簧上后即可读数，不需要等钩码和弹簧静止
B.实验前，应先观察弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置
C.随意增挂钩码，记下增挂钩码后弹簧下端在刻度尺的位置和对应的钩码总重
D.逐一增挂钩码，记下每增挂一个钩码后弹簧下端在刻度尺的位置和对应的钩码总重
(2)正确进行实验后，该同学依据实验中得到的数据作出了如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度L的关系图像。分析图像可得，该弹簧的原长L0= ______ cm，劲度系数k= ______ N/m。
(3)取下所有钩码，使弹簧自由下垂并静止，然后将一个手机悬挂在弹簧下端，最终测得弹簧的长度为7.8cm，则该手机的质量为______ g。(g取10m/s2)
四、简答题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，一张质量为40kg的办公桌放在水平地板上，因维修需要移动它的位置。经测量，至少要用120N的水平推力才能使它移动，移动以后，只要用100N的水平推力就能使它继续匀速运动。问：(g取10m/s2)
(1)办公桌与地板之间的动摩擦因数为多少？
(2)若在办公桌上放20kg的办公材料，使办公桌移动后，需要对办公桌施加多大的水平推力，才能使办公桌匀速运动？
14.如图甲所示，在一原长为3cm的轻质弹簧下端悬挂一个质量为600g的可视为质点的小物体m、弹簧的劲度系数k=200N/m，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的质量忽略不计。则：(g取10m/s2)
(1)求系统静止时弹簧的长度；
(2)如图乙所示，在甲图中的小物体m的下方挂一劲度系数未知的轻质弹簧，并在下方的弹簧下端悬挂一个相同的小物体m，松手后，当系统静止时，两根弹簧较它们的原长，增加的长度之和为7cm，求两弹簧各自伸长的长度，并求出下方弹簧的劲度系数；
(3)图乙中下方的小物体m某瞬间从弹簧上脱落后做自由落体运动，求小物体下落1s时的速度大小和第3s内下落的高度。(物体还没有落地)
15.有一架电梯，启动后匀加速上升的加速度为a1=1m/s2，制动时匀减速上升的加速度为a2=0.5m/s2，中间阶段电梯匀速运行，电梯运行的楼层高36m。则：
(1)如果电梯上升时先匀加速至v0=4m/s，则电梯匀加速上升时的位移为多少？
(2)如果电梯先匀加速上升，然后匀速上升，最后匀减速上升至楼顶，全程共用时间为15s，则电梯上升时的最大速度为多少？
(3)电梯上升到楼顶的最短时间为多少？(假设电梯上升时的最大速度小于设定的最高限速)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A.10米跳台比赛中，研究运动员的跳跃和空中动作，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将运动员看成质点，故A错误；
B.研究100米赛跑时，运动员的起跑动作，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将运动员看成质点，故B错误；
C.研究一列高铁列车通过一座大桥所用的时间，列车的形状大小不能忽略不计，不可以将列车看成质点，故C错误；
D.研究中国空间站绕地球飞行时的运动轨迹，空间站的形状大小可以忽略不计，可以将空间站看成质点，故D正确。
故选：D。
质点是在物体的形状和大小对所研究的问题可以忽略不计时的理想化物理模型，能不能看作质点是由问题的性质决定的，可据此对应做出判断。
必须掌握质点的条件，明确能不能看成质点不是由物体决定，而是由所研究的问题的性质决定。
2.【答案】B
【解析】解：A.“休息了20min”，这里的“20min”一段时间，指的是时间间隔，故A错误；
B.整个过程中，该同学的位移大小为：x=8km+4km=12km，故B正确；
CD.整个过程所用时间为：t=100min+20min+60min=180min=3h，该同学的平均速度大小为：v−=xt=123km/h=4km/h，故CD错误；
故选：B。
时间间隔是指时间轴上的一段，时刻是指时间轴上的一点；位移是描述物体位置变化的物理量，有大小有方向，大小是指初末位置间线段长度，方向由初位置指向末位置，路程是物体实际运动路径长度；平均速度等于位移与时间的比值。
本题主要考查对时间间隔和时刻、位移和路程、平均速度等概念的理解，根据各个概念的定义区别。
3.【答案】B
【解析】解：A.由于地球上不同位置重力加速度不一定相同，随纬度增大不断增大，所以物体所受的重力大小不一定相等，故A错误；
B.小齐的爸爸开车在路上行驶，看到路边的树木飞快地向后移动，他是以自己所开的汽为参考系的，故B正确；
C.弹簧的劲度系数与弹簧的材料、长度、横截面积等有关，而与弹力、形变量无关，故C错误；
D.物体的重心位置与物体的质量分布情况、物体的形状都有关，故D错误。
故选：B。
地球上重力加速度随纬度增大不断增大；路边的树木飞快地向后移动，说明将汽车视为参考系；弹簧的劲度系数是弹簧本身的性质，与弹力和形变量无关；重心位置与物体的质量分布情况、物体的形状都有关。
本题考查学生对课本知识的细节理解，学生应对相关概念有正确的物理理解，方能解决此题。
4.【答案】C
【解析】解：A、图甲中对B进行受力分析，B球受重力和弹力的作用，二力平衡B球静止，不可能再受到A对B的弹力的作用，故A正确；
B、图乙中采用假设法，若除去左侧的斜面，A将运动，去掉右侧的斜面，A也将运动，所以两斜面对球A均有弹力的作用，故B正确；
C、图丙中如果水平地面是光滑的，由物体的平衡条件知外力F与竖直墙壁对它的作用力平衡，墙对物体A有力的作用，图丙中如果水平地面是粗糙的，由物体的平衡条件知外力F与地面对它的摩擦力平衡，墙对物体A没有弹力的作用，故C错误；
D、图丁中由弹力产生的条件，A与B接触且挤压，二者之间有弹力的作用，故D正确；
本题是选择错误的，
故选：C。
根据力与运动的关系，利用假设法分析物体受力情况。
根据对图中物体的运动状态的假设，分析其受力情况是解决本题的关键。
5.【答案】C
【解析】解：A、在2～4s内，质点做匀速直线运动，故A错误；
B、根据v−t图像的斜率表示加速度，0～2s内图像的斜率绝对值小于4～6s内图像斜率的绝对值，则质点在0～2s内的加速度比4～6s内的加速度小，且加速度方向相反，故B错误；
C、根据v−t图像与时间轴所围的面积表示位移，可得在2s～6s内，质点的位移为x=2+32×10m−10×12m=20m，平均速度为v−=xt=204m/s=5m/s，故C正确；
D、质点在前5s内一直沿正方向运动，第5s后，质点沿负方向运动，所以在第5s末，质点离出发点最远，故D错误。
故选：C。
根据v−t图像直接读出质点的运动情况；v−t图像的斜率表示加速度，根据斜率大小分析加速度大小；根据图像与时间轴所围的面积表示位移，求出质点在2s～6s内的位移，再利用平均速度定义式求平均速度大小；分析质点的运动情况，判断何时离出发点最远。
解决本题的关键要理解速度—时间图线的物理意义，知道图像的斜率表示加速度，图像与时间轴所围的面积表示位移。
6.【答案】A
【解析】解：设木棍下端和窗上边缘对齐时，下落的时间为t1，木棍上端和窗下边缘对齐时，下落的时间为t2，根据运动学规律有
h−L1=12gt12
h+L2=12gt22
又
t2−t1=t
联立解得
h=5.8m，故A正确，BCD错误。
故选：A。
自由落体运动是初速度为零的加速度为g的匀加速直线运动.木棍下端到达窗口上沿的位移为x1=h−L1，根据位移一时间公式列出x1与所用时间的关系式，木棍上端到达窗口下沿的位移为x2=h+L2，再列出x2与所用时间的表达式，再联立求解h。
自由落体运动是特殊的匀变速运动，匀变速运动的规律同样适用。本题关键是选择研究的过程。
7.【答案】C
【解析】解：A.根据图象可知，当拉力F增大到10N时，木块受到静摩擦力，此时木块仍处于静止状态，故A错误；
B当拉力F增大到11N时，木块仍受到静摩擦力作用，木块处于静止状态，合力为零，故B错误；
C当拉力F增大到13N时，木块受到滑动摩擦力作用，大小为10N，故C正确；
D.滑动摩擦力大小为10N，f=μFN=μmg，所以动摩擦因数为μ=fmg=1025=0.4，故D错误。
故选：C。
根据图乙可知当拉力F增大到10N时，木块受的摩擦为静摩擦力，当拉力F增大到12N时，木块受的摩擦力为最大静摩擦力，接下来木块开始运动，受的滑动摩擦力，大小为10N，由此即可答题。
学生在解决本题时，因仔细分析图像，找到静摩擦力的过程和滑动摩擦力的过程即可解决此问题。
8.【答案】CD
【解析】解：以初速度v0的方向为正，当v与v0同向时：a1=v−v0t，解得a=−2.5m/s2，负号表示加速度方向与初速度方向相反，即沿斜面向下，当v与v0反向时：a2=v−v0t，解得：a=−7.5m/s2，方向沿斜面向下，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
末速度只知道大小不知道方向，所以分两种情况，一种是末速度与初速度同向时，另一种是末速度与初速度反向时，结合运动学公式即可求出两种情况的加速度。
学生在解决本题时，应当注意本题速度的方向是未知的，应当考虑两种情况，从而选出正确答案。
9.【答案】BC
【解析】解：AB.由胡克定律F=kx，可得ΔF=kΔx，对图乙受力分析则有：2mg=k(l1−l2)，解得：k=2 mgl1−l2，故A错误，B正确；
C.设弹簧原长为l0，由甲图分析可知mg=k(l0−l1)，解得：l0=3l1−l22，故C正确。
D.若将上述两根相同的轻质弹簧的下端固定在水平面上，受力分析则有mg=2kl，解得l=l1−l14，故D错误。
故选：BC。
利用胡克定律，对图乙分析，可求出劲度系数；对图甲分析，根据受力平衡可求出弹簧原长；两根相同的轻质弹簧的下端固定在水平面上，有mg=2kl，可求出l的长度。
本题考查了胡克定律，学生在解决本题时，应注意弹簧形变量和实际长度的区别。
10.【答案】AC
【解析】解：ABC、根据速度—时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为：sb=vbt=10×3m=30m，a车的位移为sa=12×(30+20)×1m+12×(20+15)×2m=60m，则sa−sb=30m，所以在t=3s时追尾，故AC正确，B错误；
D、在t=1s时，根据“面积”表示位移，可知两车位移之差等于Δx=12×(20+10)×2m=15m，此时小车的加速度va=20m/s，若不想发生追尾，设轻踩刹车减速时，小汽车的加速度大小最小为a，设再经t′时间两车相遇，则有：
vb=va−at′
xb′=vbt′
xa′=vat′−12at′2
xa′−xb′=Δx
联立解得a=103m/s，故D错误。
故选：AC。
当两车通过的位移之差等于30m时，两车会发生追尾，根据速度—时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，进行分析求解。
解决本题的关键要理解速度—时间图线的物理意义，知道图像的斜率表示加速度，图像与时间轴所围的面积表示位移。
11.【答案】电火花 0.570 0.43
【解析】解：(1)小华利用家庭电源来做实验，电压为220V，因此应该选择电火花计时器；
(2)根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度可知打下计数点6时小车的速度为v6=x572T=32.45−21.052×0.1×0.01m/s=0.570m/s
(3)根据逐差法可知加速度为a=x47−x149T2=32.45−15.95−(15.95−3.35)9×0.12×0.01m/s2=0.43m/s2
故答案为：(1)电火花；(2)0.570；(3)0.43
(1)电火花的电压为220V；
(2)根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度解答；
(3)根据逐差法解答。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，要注意单位的换算和有效数字的保留。
12.【答案】BD 4 50 190
【解析】解：(1)A、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧稳定后，即处于静止状态再读数，故A错误；
B、为了消除弹簧自重的影响，实验前，应该先把弹簧竖直放置测量其原长，故B正确；
CD、为了更好地找出弹力与形变量之间的规律，应逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重，故C错误，D正确。
故选：BD。
(2)根据胡克定律可得F=k(L−L0)可知，F−L图像横轴的截距等于弹簧自由下垂时的长度，则有L0=4cm；
F−L图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则有k=8(20−4)×10−2N/m=50N/m。
(3)根据平衡条件，由胡克定律F=mg=k(L−L0)，解得m=190g。
故答案为：(1)BD；(2)4，50；(3)190。
(1)根据实验步骤，选择合适的步骤；
(2)明确实验原理，利用胡克定律利用图像上的数据共同求解；
(3)根据二力平衡，求解重力，再求解质量。
弹簧测力计的原理是在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比，对于实验问题，我们要充分利用测量数据求解，这样可以有效减少偶然误差。
13.【答案】解：(1)移动以后，只要用100N的水平推力就能使它继续匀速运动，则滑动摩擦力为100N，根据牛顿第三定律及摩擦力公式
FN=mg
f=μFN
解得
μ=0.25
(2)根据共点力平衡条件可知
F=f′=μF′N
根据牛顿第三定律
F′N=(m+m0)g
代入数据解得
F=150N
答：(1)办公桌与地板之间的动摩擦因数为0.25；
(2)需要对办公桌施加150N的水平推力。
【解析】(1)由f=μmg求得办公桌与地板之间的动摩擦因数；
(2)由平衡条件求水平推力。
研究摩擦力时，首先要根据物体的状态确定是滑动摩擦还是静摩擦，静摩擦根据平衡条件求解，滑动摩擦可以根据平衡条件，也可以根据摩擦力公式求解。
14.【答案】解：(1)系统静止时，小物体处于平衡状态，弹力与重力平衡，有mg=kΔx，解得弹簧伸长量：Δx=3cm，则弹簧长度L=L0+Δx，解得：L=6cm。
(2)设上弹簧伸长量为，下弹簧伸长量为x。把两个物体和下弹簧当作一个整体，则有2mg=kx1，解得x1=6cm，又因为x2=7−x1，得：x2=1cm，对下方物体受力分析，有mg=k′x2，则：k′=600N/m。
(3)做自由落体，物体下落t1=1s时的速度大小：v1=gt1=10×1m/s=10m/s，第3秒内下落的高度：s=12gt32−12gt22，解得s=25m。
答：(1)系统静止时弹簧的长度为6cm；
(2)两弹簧各自伸长的长度为：6cm和1cm，下方弹簧的劲度系数是600N/m；
(3)小物体下落1s时的速度为10m/s，第3s内下落的高度是25m。
【解析】(1)利用平衡状态，结合胡克定律即可解得静止时弹簧长度；
(2)利用胡克定律和受力平衡关系，采用整体分析，可得出两个弹簧各自的长度以及下方弹簧的劲度系数；
(3)小物块做自由落体运动，利用运动学公式即可求解。
学生在解决本题时，应注意整体分析方法的利用，整体法也是解决问题的一个常用方法。
15.【答案】解：(1)根据速度一位移公式有
v02=2a1x1
解得
x1=8m
(2)设电梯上升时的最大速度为v，根据位移—时间的关系有
x=v2t1+v2t2+vt3
t1+t2+t3=15s
根据速度一时间公式有
v=a1t1=a2t2
联立解得
v=4m/s
(3)电梯上升到楼顶的时间最短，则先加速后减速，根据速度一时间的关系有
x=v22a1+v22a2
解得
v=a1t1′=a2t2′
最短时间为
t′=t1′+t2′
解得
t′=6 6s
答：(1)如果电梯上升时先匀加速至v0=4m/s，则电梯匀加速上升时的位移为8m；
(2)如果电梯先匀加速上升，然后匀速上升，最后匀减速上升至楼顶，全程共用时间为15s，则电梯上升时的最大速度为8m；
(3)电梯上升到楼顶的最短时间为6 6s
【解析】(1)根据速度一位移公式，可得电梯匀加速上升时的位移；
(2)根据第一问的思路，分别得到加速、减速和匀速的时间(包含v的表达式)，最后代入数据求解；
(3)根据速度一时间公式求出只有匀加速运动和匀减速运动的最大速度，再根据把两段时间相加求解电梯上升到楼顶的最短时间。
解决本题的关键理清电梯的运动过程，抓住总位移一定，灵活运用运动学公式进行求解。计数点
1
2
3
4
5
6
时间t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/(m⋅s−1)
0.358
0.400
0.440
0.485
0.530
______