2022-2023学年安徽省江南十校高一上学期分科诊断摸底联考物理试题含解析

  2022年“江南十校”高一分科诊断摸底联考

物理试卷

一、选择题（本大题共10个小题，共40分。其中第1~6小题为单选题，只有一个选项正确，每小题4分；第7~10小题为多选题，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1. 如图所示，在不久前举行的学校秋季运动会上，小明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度。则下列说法正确的是（　　）

A. 研究小明在空中的姿态时可把小明视为质点

B. 小明上升到最高点时速度为零，加速度也为零

C. 小明越过横杆时，其重心可能在横杆的下方

D. 起跳时小明对地面的压力大于地面对他的支持力

【答案】C

【解析】

【详解】A．研究小明在空中的姿态时，小明的形状与大小对所研究的问题的影响不能忽略，小明不能视为质点，A错误；

B．小明上升到最高点时速度为零，但小明随后向下运动，说明此时刻的加速度不为零，B错误；

C．物体的重心位置与物体的形状和质量分布有关，小明越过横杆时，其重心可能在横杆的下方，C正确；

D．起跳时小明对地面的压力与地面对他的支持力是一对相互作用力，则小明对地面的压力大小等于地面对他的支持力，D错误。

故选C。

2. 某同学估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落底声。若考虑声音从井底传到井口的时间，则井深（不计空气阻力，重力加速度g取）（　　）

A. 略小于20m B. 略大于20m C. 略小于40m D. 略大于40m

【答案】A

【解析】

【详解】若不考虑声音从井底传到井口的时间，则井深为

若考虑声音从井底传到井口的时间，则石头下落的时间小于2s，可知井深略小于20m。

故选A。

3. 2022年6月17日，中国第三艘航空母舰“福建舰”下水。该舰采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。如图所示，舰载机借助弹射装置获得一个大小为的初速度，然后以大小为a的加速度做匀加速直线运动，正好成功起飞。已知航母始终静止，跑道的长度为L，下列说法正确的是（　　）

A. 舰载机起飞时的速度大小为

B. 舰载机在跑道上做匀加速直线运动的时间为

C. 舰载机在跑道处的速度大小为

D. 舰载机在跑道上运动的中间时刻的速度大小为

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

解得

A错误；

B．根据

解得

B错误；

C．根据

解得

C正确；

D．根据中间时刻的速度与全程的平均速度相等，则

结合上述，解得

D错误。

故选C。

4. 小明同学积极参加学校开展的家庭劳动课程，在劳动中学会劳动技能。周末小明在家擦窗，如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用沿水平方向做匀速直线运动。若拉力大小是重力大小的2倍，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（　　）

A. 大小等于mg B. 大小等于

C. 方向与拉力方向相反 D. 方向水平向右

【答案】B

【解析】

【详解】由图可知，擦窗工具受拉力F与重力的合力为

方向水平向右，则摩擦力的大小为，方向水平向左。

故选B。

5. 如图所示，甲、乙两同学通过定滑轮和细绳将重物从左侧平台运送到右侧平台，初始甲、乙拉绳使物体静止在图中位置（如实线所示），此时甲所拉细绳恰好沿水平方向。忽略滑轮与绳子间的摩擦和绳子质量，若甲缓慢释放细绳的同时保持手中细绳沿水平方向，乙缓慢收绳且始终保持静止，则下列说法正确的是（    ）

A. 甲手中细绳的拉力不断增大 B. 乙手中细绳的拉力不断增大

C. 乙对地面的压力不断增大 D. 乙受到地面的摩擦力不变

【答案】C

【解析】

【详解】AB．选结点为研究对象，设刚开始时左侧绳与竖直方向的夹角为α，则

甲手中细绳即水平绳拉力

左侧绳拉力

物体缓慢向右移动的过程中减小，可见甲手中细绳即水平绳拉力F减小，左侧绳拉力T减小，左侧绳拉力与右侧绳拉力即乙手中细绳的拉力大小相等，所以乙手中细绳的拉力减小，选项AB错误；

C．对乙受力分析，在竖直方向有

绳拉力T减小，右侧绳与竖直方向的夹角不变，则乙受到的支持力变大，根据牛顿第二定律可知乙对地面的压力不断增大，选项C正确；

D．对乙受力分析，在水平方向有

绳拉力T减小，右侧绳与竖直方向夹角不变，则乙受到地面的摩擦力减小，选项D错误。

故选C。

6. 我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，恰构成半圆形状，其中石块1、6固定。石块3、4间弹力为，石块5、6间弹力为，不计石块间的摩擦，则为（    ）

A.  B.  C. 1 D. 2

【答案】B

【解析】

【详解】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180°，每块石块对应的圆心角为30°，对石块4、5受力分析，可知与竖直方向夹角为，水平向右，如图

由三力平衡可得

解得

故选B。

7. 如图，某同学在桌面弹滑块，滑块（视为质点）瞬间获得一个水平向右的初速度，沿平行于桌边的直线做匀减速运动，经过2s，滑块从桌面的右端飞出，则桌面的长度L可能是（　　）

A. 1.8m B. 1.2m C. 1.0m D. 0.4m

【答案】BC

【解析】

【详解】要想滑块从桌面的右端飞出，滑块到右端时的速度应大于0，所以

解得

根据匀减速运动位移公式有

所以

故选BC。

8. 2022年4月16日，“神舟十三号”返回舱在预定区域安全降落。返回舱在主降落伞打开后某段时间内的速度—时间图像如下图所示。若返回舱下降过程中受到的空气阻力与速度成正比，所受空气浮力不计，且认为竖直降落。则在这段时间内，返回舱的位移x和加速度大小a随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．根据速度—时间图像可知，返回舱先做减速运动，后做匀速运动，由于图像的斜率表示速度，可知图线的斜率先减小后一定，且不为0，A错误，B正确；

CD．速度—时间图像的斜率表示加速度，根据速度—时间图像可知，返回舱的加速度大小逐渐减小为0，又由于

解得

即加速度与速度成线性关系，即图像与的斜率变化情况相同，C正确，D错误。

故选BC

9. 如图所示，在粗糙的水平面上，P、Q两物块之间用轻弹簧相连，其原长为，劲度系数为k。在水平向右的拉力作用下，一起匀速向右运动，P、Q两物块与水平面间的动摩擦因数均为。已知物块P和物块Q的质量分别为m、2m，重力加速度为g，则（    ）

A. 弹簧的长度为

B. 拉力大小为

C. 当突然撤去拉力F的瞬间，Q物块的加速度大小为

D. 当突然撤去拉力F的瞬间，P物块的加速度大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．设弹簧的伸长量为x，对Q物块受力分析，由二力平衡可得

解得

则弹簧的长度为

故A错误；

B．对整体进行受力分析，可得

故B正确；

C．当突然撤去拉力F的瞬间，弹簧的弹力没有发生突变，仍然为未撤去拉力时的数值，Q物块的受力没有发生变化，其加速度大小仍为零。故C错误；

D．同理，当突然撤去拉力F的瞬间，对P物块受力分析，有

解得

故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，一个楔形物块M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在粗糙斜面上加速下滑，加速度大小为。现在M上放一光滑小球m，从静止开始一起释放，在小球碰到斜面前，关于小球m的运动轨迹和物块M的加速度大小说法正确的是（　　）

A. 小球m的运动轨迹是竖直向下的直线

B. 小球m的运动轨迹是沿斜面方向的直线

C. 大于

D. 等于

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．小球受到的重力与物块的支持力方向均在竖直方向上，即小球的加速度方向始终在竖直方向上，可知当静止释放小球后，在小球碰到斜面前，小球m的运动轨迹是竖直向下的直线，A正确，B错误；

CD．没有放小球前，对楔形物块M进行受力分析如图所示

则有

，

解得

小球后，对楔形物块M进行受力分析如图所示

则有

，

解得

可知，大于，C正确，D错误

故选AC。

二、实验题（本大题共2个小题，每空2分，共16分）

11. 某实验小组用下图装置进行“验证力的平行四边形定则”的实验，请完成相关内容。

（1）如图（a）所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套。

（2）如图（b）所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及______。

（3）如图（c）所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数F = ______N和细绳的方向。

（4）如图（d）所示，按同一标度作出了F1、F2和F的图示，用作图法作出F1和F2的合力。实验发现合力与F偏差较大，如果此偏差仅由F1引起，则可能的原因是______（双选，填选项）。

A．记录F1的大小时，记录的数据比实际值偏大

B．记录F1的大小时，记录的数据比实际值偏小

C．记录F1的方向时，F1与OF的夹角比实际值偏大

D．记录F1的方向时，F1与OF的夹角比实际值偏小

（5）如图（e）所示，该实验小组对实验进行了创新，用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来验证平行四边形定则。三根橡皮筋在O点连接，拉长后三个端点用图钉固定在光滑水平桌面的A、B、C三点。为完成实验，下述操作中必需的是_______（双选，填选项）。

A．测量橡皮筋的原长和拉长后橡皮筋的长度

B．测量橡皮筋的劲度系数

C．记录OA、OB和OC方向

D．多次实验中O点必须位于同一位置

【答案】    ①. 两根细绳的方向    ②. 3.40    ③. AC##CA    ④. AC##CA

【解析】

【详解】（2）[1]实验时，需要确定力的大小和方向，而力的方向沿绳，因此需要记录两根细绳的方向。

（3）[2]该弹簧测力计的精度为0.1N，则该读数为3.40N。

（4）[3]由于作平行四边形时，对角线偏向于大的邻边，根据图（d）可知合力与F偏差较大，偏向于F1，则有可能记录F1的大小时，记录的数据比实际值偏大，也有记录F1的方向时，F1与OF的夹角比实际值偏大。

故选AC。

（5）[4]AB．由于橡皮筋完全相同，即原长相等，根据

F = kx

可知，能够以橡皮筋的伸长量的大小来表示相应橡皮筋的弹力大小，即需要测量橡皮筋的原长和拉长后橡皮筋的长度，不需要测量橡皮筋的劲度系数，A正确，B错误；

C．实验数据处理时，需要记录橡皮筋弹力的方向，即需要记录OA、OB和OC的方向，C正确；

D．由于每一次实验时能够同时将三个弹力的大小与方向都记录下来，则在多次实验中不需要确保O点必须位于同一位置，D错误。

故选AC。

12. 某实验小组利用图甲所示装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验。重力加速度g取。

（1）在实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.10s，则小车加速度大小为a=______；在打点计时器打出B点时，小车的速度大小为______m/s；（计算结果均保留两位有效数字）

（2）实验小组的同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在木板水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图丙所示。图线______是在轨道倾斜情况下得到的（选填“①”或“②”）；小车和木板间的动摩擦因数______。

【答案】    ①. 2.0    ②. 0.56    ③. ①    ④. 0.2

【解析】

【详解】（1）[1]根据逐差法，加速度

[2]B点时，小车的速度大小为

（2）[3]在图线①中，外力F=0时，加速度不等于0，所以图线①是在轨道倾斜情况下得到的。

[4]根据

F−μmg=ma

可得

在图像②中运动的加速度a和所受拉力F的关系图像斜率等于滑块和位移传感器发射部分的质量的倒数，结合图像得

m=0.5kg

在水平轨道上F=1N，加速度a=0，根据牛顿第二定律

F−μmg=0

解得

μ=0.2

三、计算题（本大题共4个小题，共44分）

13. 如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始匀加速下滑，经过B点后进入水平面做匀减速直线运动（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点，每隔0.2s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据，且已在图中描出。求：

（1）物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小和；

（2）物体运动的最大速率；

【答案】（1）4m/s2，2m/s2；（2）2.0m/s

【解析】

【详解】（1）设物体在斜面上的加速度为，在水平面的加速度为，由

得

则物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小分别为4m/s2，2m/s2；

（2）设在斜面上下滑时间为t1，末速度为，则

1.2s末在水平面上运动时间为1.2-t1，由

得

0.6=v1-2（1.2-t1）

解得

v1=2.0m/s

14. 如下图甲所示，木块质量m=1kg，在斜向右下方的恒定推力F作用下恰好做匀速直线运动，已知推力F=10N，与水平面夹角，取重力加速度，sin37°=0.6，cos37°=0.8。试求：

（1）木块与地面间的动摩擦因数；

（2）若仅将力F方向改为斜右上方，大小不变，如图乙所示，求木块的加速度大小a。

【答案】（1）0.5；（2）6m/s2

【解析】

【详解】（1）在图甲情景中，对木块进行受力分析如图所示

则有

，

解得

（2）在图乙情景中，对木块进行受力分析如图所示

则有

，

解得

a=6m/s2

15. 如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，质量分别为、。B的上、下表面均水平且B足够长，物体A与一固定的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的轻绳保持水平。现有一大小逐渐增大、方向水平向右的力F作用在物体B上，拉力传感器的示数T随拉力F变化的图线如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求：

（1）拉力F大小为10N时，A与B间的摩擦力大小以及B与地面间的摩擦力大小；

（2）A与B间的动摩擦因数以及B与地面间的动摩擦因数；

（3）拉力F大小为16N时，B的加速度大小a。

【答案】（1），；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）由图乙可知拉力F大小为10N时，

T=4N

此时A与B间的摩擦力为静摩擦力，大小

则B与地面间的摩擦力大小

（2）由图可知当拉力等于14N时，A与B间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为

f=8N

又

解得

此时B与地面间的摩擦力

且

解得

（3）拉力F大小为16N时，B的加速度大小

16. 2022年7月20日，北京正式开放国内首个无人化出行服务商业化设点，首批25辆北汽极狐无人驾驶的“智能车”正式获准开展常态化付费出行服务。

（1）智能车车身装有多个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，能随时“嗅”着周围80m范围内车辆和行人的“气息”。若智能车在某路段刹车的加速度大小为，为不撞上前方静止的障碍物，智能车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少?

（2）若智能车以20m/s的速度行驶，某时刻一汽车以30m/s的恒定速度突然驶入智能车的正后方10m处，智能车立即加速，求其加速度至少多大才能避免两车相撞?

（3）若智能车正以30m/s的速度在平直公路上行驶。某时刻一汽车突然变道到同一车道的正前方，速度大小为20m/s。后方智能车立即以的加速度一直做匀减速运动。减速2s后，前方汽车司机发现了后车，立即以的加速度做匀加速运动（不计司机的反应时间）。若两车最近时相距1.5m，求智能车刚开始减速时与汽车之间的距离。‍

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）对智能车，由运动学公式有

解得

（2）设加速度大小为，两车恰好不相撞，即智能车速度变为30m/s时，两车距离为零，则有

又

联立，可得

（3）智能车减速t2=2s后，其速度为

解得

设再经t3后，两车相距最近时，速度相同，则有

解得

设智能车刚开始减速时与汽车之间的距离为s，则有

解得