2023年高一下学期物理开学考试卷A（全国通用）（解析版）

这是一份2023年高一下学期物理开学考试卷A（全国通用）（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

考试范围：必修第一册+必修第二册第五章；考试时间：100分钟；分值：100分
一、单选题（每题3分，共24分）
1．2021年10月16日，我国神舟十三号飞船成功发射，首次采用自主快速交会对接的方式径向停靠空间站。以下说法正确的是（ ）
A．对接过程中，神舟飞船与空间站均可视为质点
B．载人飞船加速上升过程中，3名航天员均处于失重状态
C．空间站环绕地球做圆周运动过程中的加速度不变
D．三名航天员在空间站内绕地球做圆周运动的过程中，处于完全失重状态
【答案】D
【解析】A．对接过程中，神舟飞船与空间站均不能视为质点，故A错误；
B．载人飞船加速上升过程中，3名航天员均处于超重状态，故B错误；
C．空间站环绕地球做圆周运动过程中的加速度大小不变，方向时刻变化且指向圆心，故C错误；
D．三名航天员在空间站内绕地球做圆周运动的过程中，该处重力全部提供向心力，处于完全失重状态，故D正确。
故选D。
2．如图所示，为港珠澳大桥上连续四段110m的等距跨钢箱梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则（ ）
A．通过cd段的时间为
B．通过ac段的时间为
C．ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
D．ac段的平均速度等于c点的瞬时速度
【答案】B
【解析】AB．汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过连续相等的位移所用时间之比为
又通过ab段的时间为t，故汽车通过cd段的时间为，通过ac段的时间为，故A错误B正确；
CD．汽车做匀加速直线运动，在一段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，b点和c点都不是ac中间时刻，所以ac段平均速度不等于b点与c点的瞬时速度，故CD错误；
故选B。
3．如图所示，用相同的细绳将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，拉力分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有（ ）
A．F4最大
B．F2最小
C．F1＝F3
D．F3＝F4
【答案】C
【解析】对甲图物块进行受力分析，根据共点力平衡得

对乙图物块进行受力分析，根据共点力平衡得
丙图根据二力平衡可得
故
F2＞F4＞F1＝F3
C正确，ABD错误。
故选C。
4．甲、乙两车在一平直公路上沿同一方向做直线运动，20s时相遇。它们的v-t图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．乙车启动时，甲车在其前方100m处B．0~20s内，乙车落后甲车的最大距离为50m
C．甲车启动10s后正好追上乙车D．乙车超过甲车后，两车还会再相遇
【答案】C
【解析】AC．根据速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移，10-20s时间内，两车的位移大小相等，20s时相遇，则10s时也相遇即甲车启动10s后正好追上乙车，乙车启动时，甲乙两车相遇，A错误，C正确；
B．15s时，两车的速度相等，乙车落后甲车距离最远，最大距离为
B错误；
D．乙车超过甲车后，由于乙的速度大，所以不可能再相遇，D错误。
故选C。
5．如图所示，两条足够长的平行直轨道相距6m，某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A，B在轨道上进行测试。某时刻，A车从点由静止开始以的加速度向右一直做匀加速直线运动，A车启动瞬间，B车以的速度经过点，B车测试时一直做匀速直线运动。已知与轨道垂直，两车的距离超过时无法实现通信，不计信号传递的时间。则从该时刻起，两车间能够通信的时间为（ ）
A．1sB．2sC．4sD．5s
【答案】C
【解析】两车的距离小于时，则两车的位移差小于
则有
可得
故两车能够通信的时间为4s，故ABD错误，C正确。
故选C。
6．如图所示为教室里可以沿水平方向滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中可移动的黑板上画线。若粉笔相对于地面从静止开始向下匀加速直线滑动，同时一同学推动黑板以某一速度水平向左匀速滑动，取水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，则粉笔在黑板上所画出的轨迹可能为下列图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】根据做曲线运动的物体受合外力一定指向曲线凹侧，黑板以某一速度水平向左匀速滑动，粉笔相对黑板在水平方向始终匀速，在竖直方向上向下匀加速直线运动，在黑板上画出的轨迹与平抛运动类似。
故选B。
7．将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v-t图象如图所示，g取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）
A．小球所受重力和阻力大小之比为6：1
B．小球落回到抛出点时的速度大小为
C．小球上升过程与下落过程所用时间之比为3：2
D．小球下落过程中，受到向上的空气阻力，处于超重状态
【答案】B
【解析】A．小球向上做匀减速运动的加速度大小
根据牛顿第二定律得
阻力为
则重力和阻力大小之比为
故A错误；
B．小球上升的高度
小球下降的加速度大小
根据
得
则小球落回到抛出点时的速度大小为
故B正确；
C．上升的时间和下落的时间之比为
故C错误；
D．下落的过程中，加速度向下，处于失重状态。故D错误。
故选B。
8．如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过小物块压缩0.4m后锁定，时解除锁定释放小物块，计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示。其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是时图线的切线，己知小物块的质量为，重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．小物块与地面间的动摩擦因数为0.3
B．时弹簧恢复原长
C．弹簧的劲度系数为175N/m
D．整个过程中小物块的位移大小为0.80m
【答案】C
【解析】A．根据图像的斜率表示加速度，由题中图像知，滑块脱离弹簧后的加速度大小
由牛顿第二定律得
解得
故A项错误；
B．由图像可知，当时，小物块的速度达到了最大值，根据分析可知，当物体的加速度为零时，其速度达到最大值，此时对物体分析，其受到的摩擦力与弹簧的弹力大小相等，所以此时弹簧没有处于原长状态，故B项错误；
C．刚释放物块时，其加速度为
由牛顿第二定律得
解得
故C项正确；
D．当物体离开弹簧后，物体水平方向只受摩擦力，且该摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，所以物体在离开弹簧后，其所受合力不变，即物体做匀减速直线运动，物体从时开始离开弹簧，此时物体的位移为弹簧压缩的长度，即，由图像可知，其图像与坐标轴围成的面积为位移，则离开弹簧后，物块的位移为
所以物体在整个过程的位移为
故D项错误。
故选C。
二、多选题（每题4分，共16分，漏选得2分、错选得0分）
9．物体A、B、C叠放在水平桌面上，用水平力F拉B，使三者一起匀速向右运动，则（ ）
A．物体B对物体C的摩擦力水平向右
B．物体B对A物体的摩擦力水平向左
C．物体A对桌面的摩擦力水平向右
D．桌面对物体A的作用力方向斜向左上方
【答案】CD
【解析】A．单独分析C，C放在静止的B上面，C没有向左或向右的运动趋势，所以B对C没有摩擦力。也可以用反证法，如果B对C有摩擦力，则C水平方向受力不平衡，不能保持静止，所以B对C没有摩擦力，A错误；
B．把BC看作整体，在F的作用下有向右的运动趋势，A对B的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律，B对A的摩擦力水平向右，B错误；
C．把ABC看作整体，在F的作用下有向右的运动趋势，地面对A的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律（力的作用是相互的），A对地面的摩擦力水平向右，C正确；
D．桌面对物体A既有竖直向上的支持力，又有水平向左的摩擦力，所以桌面对A的作用力方向斜向左上方，D正确。
故选CD。
10．在一场足球比赛中，小明将界外球掷给小华，小明将足球水平掷出时的照片如图所示，掷出后的足球可视为做平抛运动。掷出点的实际高度为，小华的身高为。两人相距约，下列说法正确的是（ ）（不计空气阻力，g取）
A．为使球恰好落在小华头顶，则小明掷出足球的初速度应约为
B．若小明降低掷出点的实际高度，则球落点一定在小华前面
C．若小明增大掷出足球的初速度，则球落点一定在小华后面
D．为使球恰好落在小华脚下，则小明掷出足球的初速度应约为
【答案】AD
【解析】A．球水平掷出后做平抛运动，为使球恰好落在小华头顶，竖直方向有
解得
水平方向有
解得
故A正确；
D．球水平掷出后做平抛运动，为使球恰好落在小华头顶，竖直方向有
解得
水平方向有
解得
故D正确；
B．若小明降低掷出点的实际高度，由于不知道掷出的初速度大小，故无法判断球落点是在小华前面还是小华后面，故B错误；
C．若小明增大掷出足球的初速度，由于不知道最开始掷出的初速度大小，故无法判断球落点是在小华前面还是小华后面，故C错误。
故选AD。
11．如图所示为某建筑工地的传送装置，传送带倾斜地固定在水平面上，以恒定的速率逆时针转动，质量的炭块无初速地放在传送带的顶端P，经时间炭块的速度达到2m/s，此后再经过的时间，炭块运动到传动带的底端Q，且到底端时的速度为。重力加速度g取10，则下列说法正确的是（ ）
A．炭块从无初速地放在传送带的顶端P到运动到Q端，一直做匀变速直线运动
B．传送带与水平面的倾角为
C．传送带的长度为
D．炭块在传送带上留下的划痕的长度为1m
【答案】BD
【解析】A．炭块在前0.2s内的加速度
在后1.0s内的加速度

则从无初速地放在传送带的顶端P到运动到Q端，炭块不是一直做匀变速直线运动，选项A错误；
B．炭块在前0.2s内
在后1.0s内
解得
μ=0.5
选项B正确；
C．传送带的长度为
选项C错误；
D．在前0.2s内炭块与传送带的相对位移
在后1.0s内炭块与传送带的相对位移
因两部分有重叠，则炭块在传送带上留下的划痕的长度为1m，选项D正确。
故选BD。
12．如图所示，质量均为m的A，B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离为h时，B与A分离。下列说法正确的是（ ）
A．B与A刚分离时，弹簧长度等于原长
B．B与A刚分离时，它们的加速度为g
C．弹簧的劲度系数等于
D．在B与A分离之前，它们做加速直线运动
【答案】CD
【解析】AB．在施加外力F前，对A、B整体受力分析，可得
A、B两物体分离时，A、B间弹力为零，此时B物体所受合力
即受力平衡，则两物体的加速度恰好为零，容易知道此时弹簧弹力大小等于A受到重力大小，弹簧处于压缩状态，故AB错误；
C．B与A分离时对物体A，有
由于
所以弹簧的劲度系数为
故C正确；
D．在B与A分离之前，由牛顿第二定律知
在B与A分离之前，由于弹簧弹力一直大于mg且在减小，故加速度向上逐渐减小，所以它们向上做加速度减小的加速直线运动，故D正确。
故选CD。
三、实验题
13．（6分）在验证力的平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是：
a．如图1所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
b．沿平行于木板的两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；
c．再用一个平行木板的弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
（1）本实验采用的科学思想是______。
A．微小形变放大法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．理想化模型法
（2）图2是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中方向一定与橡皮筋AO在同一直线上的是______。（选填“F”或“”）
（3）另一同学在做该实验时，所用弹簧测力计的量程为0 ~ 5.0N，他把橡皮筋的一端固定在木板上的A点，橡皮筋的另一端通过绳套连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，此时细绳都与木板平行，用F1和F2表示拉力的大小，记录实验数据：F1和F2方向及两力间的夹角为60°，F1= 3.00N、F2= 4.00N；该同学的操作是否合适？______，原因是______。
【答案】 C F 不合适 两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围
【解析】（1）[1]本实验采用的科学思想是等效替代法。两个弹簧秤作用效果和一个弹簧秤的作用效果相同。
故选C。
（2）[2]图2是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中方向一定与橡皮筋AO在同一直线上的是F。F是一个弹簧秤拉橡皮筋的力的图示。
（3）[3][4]该同学的操作不合适，因为两力的合力已经超出弹簧测力计的测量范围。
14．（8分）某实验小组利用图（a）所示装置探究空气阻力与速度的关系，实验过程如下：
（1）首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上，然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
（2）用垫块将木板一端垫高，调整垫块位置，平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图（b）所示（纸带上的点由左至右依次打出），则垫块应该___________（填“往左移”“往右移”或“固定不动”）。
（3）已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s，得到的记录纸带如图乙所示，图中的点为计数点，每两相邻的计数点间还有4个点没有画出，由此得D点的速度为___________m/s，小车加速度的大小a=___________m/s2（结果均保留三位有效数字）。
（4）保持小车和钩码的质量不变，在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车的图像如图（d）所示，由图像可知小车加速度大小___________（填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”）。据此可以得到的实验结论是___________。
【答案】 往左移 逐渐减小 空气阻力随速度的增大而增大
【解析】（2）[1]根据图（b）可知，小车在做减速运动，则平衡摩擦力不足，则垫块应该往左移。
（3）[2]由题意可知，两相邻计数点的时间间隔为
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度求瞬时速度，为
[3]把BE段分成两段，由逐差法求加速度为
（4）[4]根据v-t图像中图线的斜率表示加速度大小，由图（d）可知，图线的斜率越来越小，小车加速度大小逐渐变小。
[5]由图（d）可知，小车的速度越大，加速度越小，由牛顿第二定律由
可知，空气阻力增大，据此可以得到的实验结论是空气阻力随速度的增大而增大。
四、解答题
15．（8分）课间时，同学们在教室内玩要，某同学用两只伸直的手臂分别撑住桌子（桌面等高）使自己悬空，并保持如图所示姿势静止，设手臂的作用力沿手臂方向，两手臂和桌面夹角均为，若该同学质量为，每张桌子的质量为，桌脚与地面之间的动摩擦因数，桌面与地面均水平。已知，，重力加速度取。求：
（1）该同学每只手臂所承受的作用力的大小：
（2）左侧桌子对地面的压力大小；
（3）左侧桌子与地面摩擦力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对同学受力分析得
代入数据解得
（2）整体受力分析
根据牛顿第三定律得
（3）对左侧桌子受力分析得
解得
16．（10分）甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于OQ连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：
（1）篮球A抛出的初速度v；
（2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出。
【答案】（1）15m/s；（2）0.8s
【解析】（1）设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和vy则有
解得
t1=1.2s
t2=0.4s
v=15m/s
（2）B球上抛过程有
解得
t3=0.8
或
t3=1.6s（舍去）
所以篮球B延迟于篮球A的时间为
17．（12分）如图所示，两物体A、B通过轻弹簧相连，B、C两物体用不可伸长的轻绳跨接在一个光滑的轻质定滑轮两侧，C物体放在固定的光滑斜面上。开始时用手固定C使绳拉直但无张力，ab绳竖直，cd绳与斜面平行。已知B的质量为m，C的质量为4m，弹簧的劲度系数为k，固定斜面倾角ɑ=30°。由静止释放C，C在沿斜面下滑过程中，A始终未离开地面，弹簧始终在弹性限度内。重力加速度为g。求∶
（1）刚释放C时，轻绳对B的拉力大小F；
（2）C从开始释放到速度最大的过程中，B上升的高度。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）刚释放C时，设B的加速度大小为a，对B、C整体，有
得
对B物体，有
解得
（2）设初始时弹簧的压缩量为x1，则
kx1=mg
C速度最大时加速度为零，设此时绳上拉力大小为F1，弹簧伸长量为x2
对物体C，有

对B物体，有
B物体上升的高度
h=x1+x2
联立以上各式，解得
18．（16分）如图所示，传送带Ⅰ与水平面夹角为30°，传递带Ⅱ与水平面夹角为37°，两传送带与一小段光滑的水平面BC平滑连接，两传送带均顺时针匀速率运行。现将装有货物的箱子轻放至传送带Ⅰ的A点，运送到水平面上后，工作人员将箱子内的物体取出，箱子速度不变继续运动到传递带Ⅱ上，传送带Ⅱ的D点与高处平台相切。已知箱子的质量m=1kg，传运带Ⅰ的速度，AB 长，与箱子间的动摩擦因数为，传送带Ⅱ的速度，CD长。箱子与传送带Ⅱ间的动摩擦因数为，已知sin37°= 0.6，cs37°= 0.8。求：
（1）装着物体的箱子在传送带Ⅰ上加速运动的加速度大小；
（2）装着物体的箱子在传送带Ⅰ上运动的时间；
（3）通过计算说明箱子能否被运送到高处平台上（能达到D点就认为可运送到平台上）。
【答案】（1）2.5m/s2；（2）3.5s；（3）能被运送到高处平台上
【解析】（1）将装有货物的箱子轻放至传送带Ⅰ的A点，其将加速上升，则有
解得
（2）当加速至时有
此过程的位移
之后装着物体的箱子匀速运动到AB上，则
装着物体的箱子在传送带Ⅰ上运动的时间为
（3）箱子在传送带Ⅱ上先做匀减速直线运动，对箱子有
解得
箱子减速至过程有
解得
此过程的位移
由于
则此后箱子继续向上做匀减速运动，对箱子有
解得
减速至0的位移
由于
说明箱子能否被运送到高处平台上。