湖南省衡阳县第四中学2022-2023学年高一上学期期中考试（A）物理试卷

这是一份湖南省衡阳县第四中学2022-2023学年高一上学期期中考试（A）物理试卷，共10页。
2022-2023学年上期衡阳县四中高一期中考试物理（A）总分：100分        时间：75分钟一  单选题（每题4分，共24分）1  甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律图像分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是(　　)A．0～t1时间内，甲的平均速度小于乙的平均速度B．t2～t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等C．0～t2时间内，甲的加速度不断减小，乙的加速度不断增大D.  t3时刻，甲、乙一定相遇 2  如图所示，A、B两物体相距x0＝7 m，物体A以vA＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度为vB＝10 m/s，向右做匀减速运动，加速度a＝－2 m/s2，那么物体A追上物体B所用的时间为(　　)A．7 s　　　　　　　　　 B．8 sC．9 s   D．10 s 3  如图所示，把静止在斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是(　　)A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力B．物体受到mg、FN、Ff、F1、F2 5个力作用C．物体受到的合力为mgsin θD．物体受到的合力为0 4  如图所示，质量为m1＝2 kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与质量为M＝5 kg的箱子B相连，箱子底板上放一质量为m2＝1 kg的物体C，不计定滑轮的质量和一切阻力，在箱子加速下落的过程中，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是(　　)A．物体A处于失重状态，加速度大小为10 m/s2B．物体A处于超重状态，加速度大小为20 m/s2C．物体C处于失重状态，对箱子的压力大小为5 ND．轻绳对定滑轮的作用力大小为80 N 5  如图1和图2所示是物体在相互垂直的x方向(图1)和y方向(图2)运动的v­t图像。以下判断正确的是A．在0～1 s内，物体做匀速直线运动B．在0～1 s内，物体做匀变速直线运动C．在1～2 s内，物体做匀变速直线运动D．在1～2 s内，物体做匀变速曲线运动 6  如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动下列说法正确的是　A．当θ＝60°时，P、Q的速度之比是∶2      B．当θ＝90°时，Q的速度最大C．当θ＝90°时，Q的速度为零                 D．当θ向90°增大的过程中Q的合力一直增大二  多选题（每题5分，共20分）7  高铁进站的过程近似为高铁做匀减速运动，高铁车头依次经过A、B、C三个位置，已知AB＝BC，测得AB段的平均速度为30 m/s，BC段平均速度为20 m/s。根据这些信息可求得(　　)A．高铁车头经过A、B、C的速度           B．高铁车头在AB段和BC段运动的时间C．高铁运动的加速度                      D．高铁车头经过AB段和BC段的时间之比 8  如图所示，质量为m的物体通过定滑轮牵引粗糙水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面体始终静止，斜面体的质量为M，重力加速度为g，则水平地面对斜面体(　　)A．支持力为(M＋m)gB．没有摩擦力C．支持力小于(M＋m)gD．有水平向右的摩擦力 9  如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中(　　)A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 10  如图所示，一质量M＝3 kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1 kg的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　)A．系统做匀速直线运动B．F＝40 NC．斜面体对楔形物体的作用力大小为5 ND．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 三  实验填空题（共14分 ） 11  （6分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴) (1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(选填“从右向左”或“从左向右”)运动的。(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______ m/s，加速度大小为________ m/s2。(结果均保留两位有效数字) 12  （8分）某同学利用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧测力计相连，实验时改变钩码的质量，读出弹簧测力计的不同示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。 (1)根据实验原理图，本实验________(选填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力；实验中________(选填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量；实验中________(选填“一定要”或“不必要”)用天平测量出所挂钩码的质量；滑块(含遮光条)的加速度________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。(2)某同学实验时，未挂细绳和钩码，接通气源，推一下滑块使其从轨道右端向左运动，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，该同学疏忽大意，未采取措施调节导轨，继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误)，则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧测力计示数F的图像可能是________(填图像下方的字母)。(3)若该同学作出的a­F图像中图线的斜率为k，则滑块(含遮光条)的质量为________。 12345678910           13  （12分）一个物体置于光滑的水平面上，受到6 N水平拉力作用从静止出发，经2 s，速度增加到24 m/s。(不计空气阻力，g取10 m/s2)求：  (1)物体的加速度多大；   (2)物体的质量是多大；(3)若改用同样大小的力竖直向上提升这个物体，它的加速度多大；(4)物体在这个竖直向上的力的作用下速度由零增大到4 m/s的过程中，物体上升的高度多大。      14  （12分）如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行。现将一质量m＝2 kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系图像如图乙所示，2 s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，取g＝10 m/s2，求：(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度的大小；(2)小物体与传送带间的动摩擦因数μ。         15  （18分）一小船渡河，河宽d＝180 m，水流速度v1＝2.5 m/s。(1)若船在静水中的速度为v2＝5 m/s，求：①欲使船在最短的时间内渡河，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？②欲使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？(2)若船在静水中的速度v2＝1.5 m/s，要使船渡河的航程最短，船头应朝什么方向？用多长时间？位移是多少？             
物理参考答案 1解析：B　根据速度—时间图像与横轴围成的面积表示位移，可知0～t1时间内，甲的位移大于乙的位移，由＝知，甲的平均速度大于乙的平均速度，故A错误；t2～t3时间内，在图线b上可以画出一条切线与图线a平行，根据速度—时间图像切线的斜率表示加速度可知，某一时刻两者的加速度相等，故B正确；0～t2时间内，甲的加速度恒定，乙的加速度不断减小，故C错误；由于题中没有说明初始位置是否相同，所以t3时刻，甲、乙可能相遇，也可能不相遇，故D错误。2解析：B　物体A做匀速直线运动，位移xA＝vAt＝4t(m)。物体B做匀减速直线运动，减速过程的位移xB＝vBt＋at2＝10t－t2(m)。设物体B速度减为零所用时间为t1，则t1＝＝5 s，在t1＝5 s的时间内，物体B的位移为xB1＝25 m，物体A的位移为xA1＝20 m，由于xA1＜xB1＋x0，故前5 s内物体A未追上物体B；5 s后，物体B静止不动，故物体A追上物体B的总时间为t总＝＝ s＝8 s，故选项B正确。3解析：D　 F1是重力的分力，不是斜面作用在物体上使物体下滑的力；F2是重力的分力，不是物体对斜面的压力，故A错误。物体只受重力、支持力和斜面对物体的摩擦力三个力，故B错误。物体处于静止状态，则物体受到的合力为零，故C错误，D正确。4解析：C　以A为研究对象，由牛顿第二定律得FT－m1g＝m1a，以B、C整体为研究对象得(M＋m2)g－FT′＝(M＋m2)a′，又FT′＝FT，a′＝a，联立以上各式得加速度a＝5 m/s2，FT＝30 N，A、B错误；隔离C有m2g－FN＝m2a，得FN＝5 N，处于失重状态，C正确；轻绳对定滑轮的作用力大小为F＝2FT＝60 N，D错误。5解析：选C　在0～1 s内，物体在水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，合运动为匀变速曲线运动，故选项A、B错误；在1～2 s内，水平方向初速度大小为v0x＝4 m/s，加速度大小为ax＝4 m/s2，竖直方向初速度大小为v0y＝3 m/s，加速度大小为ay＝3 m/s2，根据平行四边形定则可以得到合速度大小为v＝5 m/s，合加速度大小为a＝5 m/s2，而且二者方向在同一直线上，合运动为匀变速直线运动，故选项C正确，D错误。6解析：选B　P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度大小相等，则当θ＝60°时，Q的速度vQcos 60°＝vP，解得＝，故选项A错误；当θ＝90°时，即Q到达O点正下方，垂直Q运动方向上的分速度为0，即vP＝0，此时Q的速度最大，故选项B正确，C错误；当θ向90°增大的过程中Q的合力逐渐减小，当θ＝90°时，Q的速度最大，加速度为零，合力为零，故选项D错误。7解析：AD　设高铁车头在经过A、B、C三点时的速度分别为vA、vB、vC，根据AB段的平均速度为30 m/s，可得＝30 m/s；根据在BC段的平均速度为20 m/s，可得＝20 m/s；设AB＝BC＝x，整个过程中的平均速度为＝＝＝24 m/s，所以有＝24 m/s，联立解得vA＝34 m/s，vB＝26 m/s，vC＝14 m/s，由于不知道AB和BC的具体值，则不能求出在各段运动时间及其加速度的大小，选项A正确，选项B、C错误。tAB∶tBC＝∶＝2∶3，选项D正确。 8解析：CD　设绳子上的拉力为FT，选斜面体与质量为m的物体组成的整体为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件可以判断，斜面体必受到沿水平面向右的摩擦力；斜面的倾角为θ，则FN＋FTsin θ＝(M＋m)g，所以FN小于(M＋m)g，故C、D正确，A、B错误。9解析：选BD　选N为研究对象，受力情况如图甲所示，用水平拉力F缓慢拉动N的过程中，水平拉力F逐渐增大，细绳的拉力T逐渐增大，A错，B对。对于M，受重力GM、支持力FN、绳的拉力T以及斜面对它的摩擦力f。如图乙所示，若开始时斜面对M的摩擦力f沿斜面向上，则T＋f＝GMsin θ，T逐渐增大，f逐渐减小，当f减小到零后，再反向增大。若开始时斜面对M的摩擦力沿斜面向下，此时，T＝GMsin θ＋f，当T逐渐增大时，f逐渐增大，C错，D对。           甲                         乙 10解析：选BD　对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，对楔形物体受力分析如图乙所示。由牛顿第二定律有mgtan 45°＝ma，可得F＝40 N，a＝10 m/s2，A错误，B正确；斜面体对楔形物体的作用力FN2＝＝mg＝10 N，C错误；外力F增大，则斜面体加速度增加，楔形物体不能获得那么大的加速度，将会相对斜面体沿斜面上滑，D正确。 11[解析]　(1)由于小车在水平桌面上运动时必然受到阻力作用，做匀减速直线运动，相邻水滴(时间间隔相同)的位置间的距离逐渐减小，所以由题图(b)可知，小车在桌面上是从右向左运动的。(2)滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，其滴水的时间间隔为T＝ s＝ s。根据匀变速直线运动的规律，可得小车运动到题图(b)中A点位置时的速度大小为vA＝ m/s≈0.19 m/s。根据逐差法，共有5组数据，舍去中间的一组数据，则加速度a＝＝ m/s2≈－0.038 m/s2。因此加速度的大小为0.038 m/s2。[答案]　(1)从右向左　(2)0.19　0.038 12解析：(1)此实验用气垫导轨，导轨水平时滑块与导轨之间没有摩擦力，所以不需要垫高气垫导轨右端平衡摩擦力；滑块受到的拉力可以用弹簧测力计测出，故不需要满足钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量，也不需要用天平测量出所挂钩码的质量；因钩码挂在动滑轮上，则滑块的加速度等于钩码加速度的2倍，即滑块(含遮光条)的加速度大于钩码的加速度。(2)遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，说明滑块做减速运动，导轨的左端偏高，则加外力时，需达到一定的值才能使滑块加速运动，则作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧测力计示数F的图像可能是C。(3)根据a＝F，则＝k，解得m＝。答案：(1)不需要　不必要　不必要　大于　(2)C　(3) 13解析：(1)根据速度与时间公式v＝at得，物体的加速度a＝＝ m/s2＝12 m/s2。(2)根据牛顿第二定律F＝ma，得物体的质量m＝＝ kg＝0.5 kg。(3)根据牛顿第二定律得F－mg＝ma′上升的加速度a′＝＝ m/s2＝2 m/s2。(4)根据速度与位移公式有v2－v02＝2a′x得物体上升的高度x＝＝ m＝4 m。答案：(1)12 m/s2　(2)0.5 kg　(3)2 m/s2　(4)4 m 14解析：(1)传送带A、B两端间的距离L等于v­t图像与t轴所围的面积大小，所以L＝×1 m＋×1 m＝16 m小物体在A、B间运动的时间t＝2 s由平均速度的定义得＝＝ m/s＝8 m/s。(2)由v­t图像可知，0～1 s，物体的加速度为a1＝ m/s2＝10 m/s21～2 s，物体的加速度为a2＝ m/s2＝2 m/s2 根据牛顿第二定律有a1＝＝gsin θ＋μgcos θa2＝＝gsin θ－μgcos θ解得θ＝37°，μ＝0.5。答案：(1)8 m/s　(2)0.515解析：(1)若v2＝5 m/s。①欲使船在最短时间内渡河，船头应朝垂直河岸方向，当船头垂直河岸时，如图甲所示，合速度为倾斜方向，垂直分速度为v2＝5 m/s。t＝＝ s＝36 s，v合＝＝ m/s，x1＝v合t＝90 m。②欲使船渡河航程最短，合速度应沿垂直河岸方向。船头应朝图乙中的v2方向。垂直河岸过河要求v水平＝0，如图乙所示，有v2sin α＝v1，得α＝30°。所以当船头与上游河岸成60°时航程最短。x2＝d＝180 m。t＝＝＝ s＝24 s。(2)若v2＝1.5 m/s。与(1)中②不同，因为船速小于水速，所以船一定向下游漂移，设合速度方向与河岸下游方向夹角为θ，则航程x3＝。欲使航程最短，需θ最大，如图丙所示，由出发点A作出v1矢量，以v1矢量末端为圆心，v2大小为半径作圆，A点与圆周上某点的连线即为合速度方向，欲使v合与水平方向夹角最大，应使v合与圆相切，即v合⊥v2。sin θ＝＝，得θ＝37°。所以船头应朝上游与河岸成53°方向。t＝＝＝ s＝150 s。v合＝v1cos 37°＝2 m/s，x3＝＝300 m。