河南省郑州市外国语学校2022-2023学年高一上学期期中考试 物理 Word版含解析

郑州外国语学校2022~2023学年高一上期期中考试试卷

物理

一、选择题（每小题4分，共48分。其中1~8为单选题；第9~12题有多个选项是正确的，有选错的得0分，选的对但选不全的得2分）

1. 伽利略在研究自由落体运动时，遇到了两个问题：①无精确计时仪器；②无测瞬时速度的工具。他采用了一个很巧妙的方法用来“冲淡”重力。如图所示，让铜球沿阻力很小的斜面滚下，经过实验证明小球沿斜面的运动是匀加速直线运动，且只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的。由此他推断：自由落体运动也是匀变速直线运动。伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，对这一过程的分析，下列叙述正确的是（　　）

A. 伽利略通过甲图的实验，得出小球的位移与时间的平方成正比的结论

B. 乙图、丙图的实验对证明自由落体运动是匀变速运动的结论没有意义

C. 丁图实验可“冲淡”重力的作用，更容易测时间，解决了问题①

D. 伽利略通过丁图的实验，得到自由落体运动是匀变速运动的结论

【答案】A

【解析】

【详解】A．伽利略通过甲图的实验，得出小球的位移与时间的平方成正比的结论，所以A正确；

C．在伽利略时代，没有精确的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力，即利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题①，丁图是自由落体运动，故C错误；

BD．丁图是通过甲、乙、丙三图的实验结论进行合理外推得到的结论，故BD错误。

故选A。

2. 质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系为（m），它的速度随时间t变化的关系为（m/s），该质点在第2s内的平均速度和2s末的瞬时速度的大小分别是（　　）

A. 9m/s，24m/s B. 14m/s，28m/s C. 14m/s，24m/s D. 8m/s，28m/s

【答案】C

【解析】

【详解】将将t=1s和t=2s分别代入距离随时间变化的关系式

x=4+2t3（m）

可得

x1=6m

x2=20m

则质点在2s时间内通过的位移为

x=x2-x1=20m-6m=14m

该质点在第2s内的平均速度

将t=2s代入质点的速度随时间变化的关系式

v=6t2（m/s）

得瞬时速度为

v=6×22m/s=24m/s

故选C。

3. 关于运动物体的速度和加速度的关系，以下说法正确的是（　　）

A. 物体的加速度为零，速度一定为零

B. 物体的加速度减小时，速度也一定减小

C. 加速度的方向与速度的方向相同时，速度的大小一定变大

D. 加速度的方向与速度的方向相同时，物体速度将增加的越来越快

【答案】C

【解析】

【详解】A．对于匀速直线运动的物体，加速度为零，速度不为零，故A错误；

B．物体做加速运动时，加速度减小时，速度仍在增大，故B错误；

C．加速度的方向与速度的方向相同时，速度的大小一定变大，故C正确；

D．加速度的方向与速度的方向相同时，加速度减小，物体速度将增加的越来越慢，故D错误。

故选C。

4. 若某高铁列车在行驶过程中做匀加速直线运动，速度由5m/s增加到10m/s的过程中位移为30m，则当它的速度由15m/s增加到25m/s的过程中，位移是（　　）

A. 60m B. 120m C. 140m D. 160m

【答案】D

【解析】

【详解】列车做匀加速直线运动，由

v2-v02=2ax

可得

102-52=2a×30m

252-152=2ax

解得

x=160m

故选D。

5. 如图所示，两个质量均为m的A、B小球用轻杆连接，A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触，B球放于倾角为的光滑斜面上。A、B两球均处于静止，重力加速为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则B球对斜面的作用力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由于B球没有滑动趋势，因此B球不受斜面的摩擦力，对A、B整体研究，受到挡板的弹力F、总重和斜面的支持力，如图所示

根据平衡条件可得B球受到的支持力为

根据牛顿第三定律可知，B球对斜面的作用力大小为，代入可得

故选B。

6. 重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是（　　）

A. 在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B. 自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小

C. 自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D. 石块开始下滑时，斜面对石块的作用力大于石块对斜面的作用力

【答案】C

【解析】

【详解】A．在石块下滑前，自卸车与石块整体的重心位置较高，石块下滑后整体重心高度下移，故A错误；

B．动摩擦因数是材料间的固有属性.只与材料有关，和倾角无关，故B错误；

C．车厢与石块间的正压力与物块所受重力在垂直斜面方向的分力大小相等，设车厢的倾角为，则

所以当车厢倾角变大，正压力减小，故C正确；

D．斜面对石块的作用力与石块对斜面的作用力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，一个物体在平面直角坐标系xOy的坐标原点，只受到和的作用，，，则物体的合力（　　）

A. 方向沿＋y B. 方向沿－y

C. 大小等于10N D. 大小等于

【答案】D

【解析】

【详解】因

则x方向受合力大小为F2x，方向指向x正方向，则两个力的合力大小为F2，方向与水平方向成45°偏向右下角。

故选D。

8. 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. M所受斜面支持力大小一定一直增加

B. M所受斜面的摩擦力大小一定一直减小

C. 斜面所受地面的支持力一定增大

D. 斜面所受地面的摩擦力一定增大

【答案】D

【解析】

【详解】CD．根据题意可知M、N均保持平衡状态，对N进行受力分析如图

N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，在向左拉动的时，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大；以整体为研究对象，当水平力作用在物体N上时，整体在竖直方向受力不变，即地面对斜面的支持力不变，拉力F增大，斜面所受地面的摩擦力一定增大，故C错误，D正确；

AB．对于M的受力分析如图

若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加，M所受斜面的支持力大小不变，故AB错误。

故选D。

9. 一个质点正在做匀加速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为0.5s，分析照片得到的数据，发现质点在第1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.4m；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8m，由上述条件可知（　　）

A. 质点运动的加速度是 B. 质点运动的加速度是

C. 第1次闪光时质点速度是0.6m/s D. 第1次闪光时质点的速度是0.4m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．根据

x3−x1=2aT2

得，加速度

故A错误，B正确；

CD．第2次、第3次闪光时间间隔内的位移

x2=x1+aT2=0.4+0.8×0.52m=0.6m

则第2次闪光的瞬时速度

则第1次闪光时质点的速度

v1=v2−aT=1−0.8×0.5m/s=0.6m/s

故C正确，D错误。

故选BC。

10. 如图所示，A、B两物体的质量分别为和，滑轮的质量和摩擦都忽略不计。整个系统处于静止状态时，两滑轮间的细线和水平天花板间的夹角为θ。已知，，取。则下列说法正确的是（　　）

A. 细线和水平天花板间的夹角的正弦值为0.6

B. 若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点，细线中的拉力的大小将变大

C. 若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点，细线中的拉力的大小将不变

D. 若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点，B的位置将升高

【答案】AC

【解析】

【详解】A．对A、B受力分析

mAg=T

mBg=2Tsinθ

解得

sinθ=0.6

故A正确；

BC．若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点，细线中的拉力的大小仍为mAg，不会变化，故B错误，C正确；

D．若把细线的右端由P点缓慢向右移动到Q点，拉力大小不变，则θ角度不变，B的位置将降低，故D错误。

故选AC。

11. 将一个物体竖直向上抛出，考虑空气阻力的作用，物体的速度变化快慢与物体只受重力时不同。在一次实验中，测得物体的v—t图像如下图，根据图像中所给出的信息，以下说法中正确的是（　　）

A. 上升的最大高度为0.96m

B. 上升阶段与下降阶段所受空气阻力的方向不变

C. 物体从最高点落回抛出点时间比从抛出点上升到最高点的时间短

D. 物体落回抛出点的速度比抛出时的初速度小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．物体在0-0.4s内上升，由图象与时间轴所围的面积表示位移，可得最大高度为

故A正确；

B．上升阶段与下降阶段运动方向不同，所受空气阻力方向不同，故B错误；

C．物体从最高点落回抛出点时的位移与从抛出点上升到最高点的位移大小相等，由v-t图象面积表示位移得出物体从最高点落回抛出点时比从抛出点上升到最高点的时间长，故C错误；

D．由图像可以看出，由于下降和上升过程位移大小（面积）相等，下落时间长，则物体落回抛出点的速度比抛出时的初速度小，故D正确。

故选AD。

12. 如图甲所示，现欲将一批圆筒从车厢内卸下，工人师傅利用两根等长的相同钢管搭在水平车厢与水平地面之间，构成一倾斜轨道，轨道底端连线与车厢尾部平行，该轨道平面与地面夹角，如图乙所示为某圆筒P与钢管A、B的截面图，当两钢管间的距离与圆筒的半径R相等时，轻推一下圆筒P后，圆筒P可沿轨道匀速下滑，已知圆筒P的质量为m，重力加速度为g，忽略钢管粗细，则（　　）

A. 圆筒P在下滑过程中受到钢管的摩擦力为

B. 单根钢管对圆筒P的支持力为

C. 单根钢管与圆筒之间的动摩擦因数为

D. 圆筒与钢管间的摩擦力与钢管A、B之间的距离无关

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．由于圆筒匀速下滑，圆筒P在下滑过程中受到自身重力mg、钢管的摩擦力f以钢管的支持力N，根据平衡条件得

解得

故AB正确；

C．单根钢管对圆筒的摩擦力为

动摩擦因数

故C错误；

D．钢管A、B之间的距离改变时，根据B选项分析可知，圆筒对钢管的正压力发生变化，根据

可知圆筒与钢管间的摩擦力发生变化，故D错误。

故选AB。

二、实验题（每空2分，共14分）

13. 某同学用图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律。实验步骤如下：

a．安装好实验器材，将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上；

b．接通电源后，让拖着纸带的小车沿斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，相邻两计数点的时间间隔是0.1s，如图乙中0、1、2…8点所示；

c．用最小刻度是毫米的刻度尺测量各计数点的刻度数值，分别记作x0、x1、x2、…、x8；

d．分别计算出打点计时器打下计数点1、2、3、…、7时小车的瞬时速度v1、v2、v3、…v7。

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

（1）表格记录的是该同学测出计数点的刻度数值，其中x5未测定，由图乙可知x5=______m；

（2）请结合上表中数据计算小车经过计数点6时的瞬时速度v6=______m/s；（保留两位有效数字）

（3）由实验数据判断小车的做匀加速运动，请说明依据______；

（4）计算出小车加速度a=______m/s2。（保留两位有效数字）

【答案】    ①. 0.1060    ②. 0.38    ③. 相邻相等时间间隔内的位移差是定值    ④. 0.50

【解析】

【详解】（1）[1]由图乙可知

x5= 10.60cm = 0.1060m

（2）[2]小车经过计数点6时的瞬时速度为

（3）[3][4]由各计数点的刻度值可知

相等时间间隔内的位移差是定值，故小车做匀加速直线运动。

（4）[5]由运动学公式可得小车的加速度为

14. 某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验，步骤如下：

（1）在弹簧测力计的下端悬挂一重物M，记下重物静止时弹簧测力计的示数F。

（2）将贴有白纸的木板竖直放置，三个细线套一端共系于一个结点，另一端分别系于弹簧测力计A、B和重物M上，测力计A挂于固定点P，手持测力计B的端拉动细线，使结点静止于O点，如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数、及方向。

（3）在白纸上按一定标度作出F、、的图示，根据平行四边形定则作、的合力的图示，若______，则平行四边形定则得到验证。

（4）某次实验中，该同学使弹簧测力计B处于水平方向，发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为了能够完成实验，他可以______

A．换用质量更轻的重物

B．保持弹簧测力计B的拉力方向不变，减小其拉力

C．保持弹簧测力计B的拉力不变，将其顺时针旋转一个小角度

D．保持弹簧测力计B的拉力不变，将其逆时针旋转一个小角度

（5）若在某次实验中，发现其中一个弹簧测力计损坏，只用一个弹簧测力计______（填写“可以”或者“不可以”）完成该实验。

【答案】    ①. 和在误差允许的范围内相等    ②. ABD    ③. 可以

【解析】

【详解】（3）[1]在白纸上按一定标度作出F、、的图示，根据平行四边形定则作、的合力的图示，若和在误差允许的范围内相等，则平行四边形定则得到验证。

（4）[2]弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为了能够完成实验，应减小A测力计所受拉力大小，可采取的措施有换用质量更轻的重物、保持弹簧测力计B的拉力方向不变，减小其拉力、保持弹簧测力计B的拉力不变，将其逆时针旋转一个小角度，故选ABD。

（5）[3]可以，用手指代替另一个弹簧测力计，把橡皮筋拉到结点O，读出弹簧测力计的示数1，然后反过来再测量一次，读出弹簧测力计的示数2，即可。

三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位；共38分）

15. 如图所示，某运动员做低空跳伞表演，他在离地面某高度处，由静止开始做自由落体运动。一段时间后，立即打开降落伞，以的平均加速度匀减速下降了165m落至地面，落地速度是5m/s。（g取）

（1）求运动员展开伞时的瞬时速度大小；

（2）从开始下落至打开降落伞的时间；

（3）开始运动时距地面的高度。

【答案】（1）；（2）；（3）290m

【解析】

【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度的关系，有

解得

（2）根据自由落体运动的公式有

解得

（3）自由落体运动的位移为

则总长度

16. 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5s后警车发动起来，警车的行驶速度必须控制在90km/h以内，问：

（1）若警车在追赶货车的过程中以的加速度做匀加速运动，何时两车相距最远？其最大距离是多少？

（2）若警车恰好达到最大速度时才追上货车，此时警车的加速度大小是多少？追上货车需要多长时间？

【答案】（1）4s，70m；（2）1.25m/s2，20s

【解析】

【详解】（1）警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们间的距离最大，设警车发动后经过时间两车的速度相等，则有

此时货车的位移为

警车的位移为

所以两车间的最大距离为

（2）当警车刚达到最大速度时，恰好追上货车，运动时间为

此时货车的位移为

警车的位移为

且

解得

17. 竖直墙旁放有一质量的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数，一质量为50kg的同学想移动木箱。已知重力加速度，sin10°=0.17，，木箱与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）该同学至少要用多大的水平推力才能推动木箱？

（2）若该同学找来两根等长的轻杆，将轻杆在木箱和墙壁之间搭成如图所示的形状，轻杆与水平地面的夹角为10°，通过计算说明该同学站在两杆的结点位置时能否移动木箱。

【答案】（1）；（2）能移动木箱

【解析】

【详解】（1）若该同学恰好能水平推动木箱，根据力的平衡，有

解得

（2）若该同学站在两杆结点上

根据力的作用效果可作出如图所示的力的分解则

木箱受力分析如图所示

将杆的作用力F正交分解，地面对木箱的支持力

F在水平方向的分力

地面对木箱的最大静摩擦力

由于，故能移动木箱。

18. 如图所示为学校举行的教师托乒乓球跑步比赛情景，赛道为水平直道，假设该老师在比赛过程中以速度1m/s做匀速直线运动，球拍的倾角始终为37°，质量为的乒乓球一直位于球拍中心相对球拍不动，如图所示。已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比，即（比例系数k为常数），方向与运动方向相反。重力加速度g取。

（1）若不计球与球拍之间的摩擦，求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；

（2）若考虑球与球拍之间的静摩擦力，假设最大静摩擦力大小可近似等于滑动摩擦力大小，设球与球拍之间的动摩擦因数为，求乒乓球恰好不滑动时该老师匀速运动的速度。

【答案】（1）；（2）或

【解析】

【详解】（1）在匀速运动阶段，有

解得

（2）由于摩擦力方向不确定，存在两种可能，小球刚要上滑，摩擦力沿球拍向下时，如图甲，

解得

对应速度

小球刚要下滑，摩擦力沿球拍向上时，如图

解得

对应速度