2023年高一下学期物理开学考试卷B（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B（全国通用）（解析版），共19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．关于速度、速度的变化和加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．加速度为负值，速度却在增加
B．速度越来越大，加速度一定越来越大
C．物体加速度增大，速度一定越来越大
D．速度变化的方向为正，加速度的方向为负
【答案】A
【解析】A．物体做加速直线运动时，若规定加速度方向为负，速度方向也为负，由于加速度方向和速度方向相同，速度却在增加，故A正确；
B．当物体加速度和速度方向相同，做加速度减小的加速直线运动时，尽管速度越来越大，加速度却在减小，故B错误；
C．当物体加速度和速度方向相反时，尽管加速度增大，速度却是不断减小的，故C错误；
D．由加速度定义可知，若速度变化的方向为正，则加速度的方向也为正，故D错误。
故选A。
2．如图所示，物体的运动分三段，第为第Ⅰ段，第为第Ⅱ段，第为第Ⅲ段，则下述说法中正确的是（ ）
A．第Ⅰ段与第Ⅲ段的平均速度相等
B．第Ⅰ段与第Ⅲ段的加速度与速度的方向都相同
C．第与第的速度方向相反
D．第的加速度大于第的加速度
【答案】A
【解析】A．设第Ⅱ段速度为v，则根据匀变速直线运动推论，第Ⅰ段的平均速度为
第Ⅲ段的平均速度为
所以第Ⅰ段与第Ⅲ段平均速度相等，故A正确；
B．由图可知第Ⅰ段做匀加速直线运动，加速度与速度的方向相同，而第Ⅲ段物体做匀减速直线运动，加速度与速度的方向都相反，故B错误；
C．第内与第内物体的速度图像都在时间轴的上方，都为正，方向相同，故C错误；
D．由图像的斜率表示加速度，加速度为矢量，正负表示反向，则第内的加速度小于第内的加速度，故D错误。
故选。
3．冰壶（Crling），又称掷冰壶、冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，属冬奥会比赛项目。冰壶被投掷出去队员不摩擦冰面时可认为冰做匀减速运动，若冰壶以1.6m/s的速度被掷出时，在冰面上滑行了8m，则冰壶以3.2m/s的速度被掷出，在冰面上滑行的距离为（ ）
A．8mB．16mC．24mD．32m
【答案】D
【解析】设冰壶在冰面上的加速度为a，则有
解得
故选D。
4．高空抛物现象会带来很大的社会危害。2019年11月，最高人民法院明确对于故意高空抛物者，根据具体情形按照以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处。小明等几位同学放学经过某高楼下时，发现一钢管笔直的插入绿化带中（如图所示），几位同学经过研究得出钢管刚接触地面时速度约为30m/s，已知每层楼的高度约为3m，重力加速度g取。以下关于钢管下落的楼层最可能的是（ ）
A．10层B．12层C．16层D．19层
【答案】C
【解析】钢管下落的高度约为
每层楼的高度约为3m，说明钢管下落的楼层最可能的是16层。
故选C。
5．如图甲所示，物块和木板叠放在水平实验台上，用一不可伸长的轻绳将物块与固定在实验台上的力传感器相连，轻绳水平，物块质量。时，木板开始受到从0开始逐渐增大的水平外力F的作用，传感器示数随时间的变化关系如图乙所示。重力加速度取10m/s2，则（ ）
A．传感器的示数等于水平拉力F的大小
B．时，物块与木板间的摩擦力大于1N
C．物块与木板相对滑动时，物块受到摩擦力大小2N，方向水平向右
D．物块与木板间的动摩擦因数大于0.2
【答案】B
【解析】A．当开始时木板在力F作用下还没有产生滑动时，传感器的示数等于木块受的摩擦力；而水平拉力F的大小等于木块对木板的摩擦力与地面对木板的摩擦力之和，选项A错误；
B．由图像可知，在0~2s内物块与木板之间为静摩擦力，在t=2s时最大静摩擦力大于2N，则t=1s时，物块与木板间的摩擦力大于1N，选项B正确；
C．由图像可知，物块与木板相对滑动时，物块受到滑动摩擦力大小2N，方向水平向左，选项C错误；
D．物块与木板间的动摩擦因数
选项D错误。
故选B。
6．短跑运动员进行训练时，常常会将阻力伞绑在腰间来对抗阻力以提高核心力量。该项训练具有易操作，不易受伤，阻力大小易控制的特点。如图2所示，当阻力伞全部打开时，阻力伞的中心轴线保持水平，共6根伞绳，每根伞绳均与中心轴线的夹角为30°，阻力伞所受的空气阻力为90N，该运动员做匀速直线运动，那么每根伞绳承受的拉力约为（ ）
A．15NB．90NC．ND．N
【答案】D
【解析】阻力伞受到空气阻力和6根伞绳的作用保持平衡，根据力的分解可得
代入数据解得每根伞绳的拉力大小约为
故选D。
7．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．在水平向右、大小恒定的推力F作用下，P、Q一起向右做匀加速运动．已知P、Q的质量分别为2m、m，与水平面间的动摩擦因数相同，则（ ）
A．弹簧弹力的大小为
B．若仅减小水平面的粗糙程度，弹簧的弹力变小
C．当突然撤去F的瞬间，P、Q的加速度都立刻发生变化
D．当突然撤去F的瞬间，P的加速度立刻发生变化，Q的加速度不变
【答案】D
【解析】A．物块 P、Q一起向右做匀加速运动，具有相同的加速度，对物块Q，根据牛顿第二定律有
对物块P、Q整体有
解得
故A错误；
B. 由A分析可知弹簧的弹力与水平面的粗糙程度无关，故B错误；
CD. 当突然撤去F的瞬间，弹簧的弹力和摩擦力不变，物块P的受力发生了变化、加速度立刻发生变化，物块Q的受力不变，加速度不变，故C错误，D正确；
8．小红站在力传感器上做下蹲、站起动作，力传感器示数F随时间t变化的图线如图所示，由图可知（ ）
A．站立过程中人一直处于超重状态
B．站立过程中人先处于失重状态后处于超重状态
C．这段时间内小红完成了一次下蹲、站立的动作，且下蹲后约2s起立
D．这段时间内小红完成了两次下蹲、站立的动作，第一次站立后约2s后再次下蹲
【答案】C
【解析】AB．站立过程中，人先加速上升后减速上升，加速度先向上后向下，先超重后失重，传感器的示数先大于重力后小于重力，AB错误；
CD．下蹲过程中，人先加速下降后减速下降，加速度先向下后向上，先失重后超重，传感器的示数先小于重力后大于重力；站立过程中，人先加速上升后减速上升，加速度先向上后向下，先超重后失重，传感器的示数先大于重力后小于重力。
根据图像，人的重力等于650N，在这段时间内，传感器的示数先小于重力后大于重力，这是下蹲过程；然后传感器的示数又先大于重力后小于重力，这是站立过程；4s末完成下蹲，6s时开始站立，且下蹲后约2s起立，C正确，D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．在距地面25m高处竖直向上抛出一个小球，小球的初速度v0=20m/s，不计小球在运动过程中的空气阻力（g取10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．上升过程与下降过程，小球的加速度大小相等，方向相同
B．小球离地面的最大高度为45m
C．小球从抛出到落地的总时间为4s
D．小球在落地时的速度为25m/s
【答案】AB
【解析】A．整个过程加速度为重力加速度g保持不变，故A正确；
B．上升过程的位移由v2=2gh，解得
故最大高度为
H=h+h0=20m+25m=45m
故B正确；
C．上抛时间有
下落
解得
t下=3s
小球从抛出到落地的总时间为
t=t上+t下=2s+3s=5s
故C错误；
D．由自由落体速度公式
解得
v地=30m/s
故D错误。
故选AB。
10．如图，将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间，两板与水平面夹角都是60°。现在使AB板固定，使AC板与水平面的夹角逐渐减小，则（ ）
A．球对AB板的压力一直减小B．球对AC板的压力先减小后增大
C．球对AC板的压力先增大后减小D．球对AC板的压力逐渐增大
【答案】AB
【解析】由题意可知，两挡板对球的弹力的合力与球的重力平衡，AB板固定，使AC板与水平面的夹角逐渐减小，由力的三角形定则，如图所示，由平衡条件可得AB板对球的弹力F2逐渐减小，AC板对球的弹力F1先减小后增大，由牛顿第三定律可知球对AB板的压力一直减小，球对AC板的压力先减小后增大，AB正确，CD错误。
故选AB。
11．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，时，滑块以的初速度从斜面的底端A滑上斜面，时滑块正好通过B点。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小g取，，。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块能在斜面上滑行的最远距离为2.25m
B．A、B两点间的距离为2m
C．时滑块通过B点的加速度大小为
D．时滑块通过B点的速度大小为1m/s
【答案】AD
【解析】A．根据题意，滑块沿斜面向上运动时，由牛顿第二定律有
解得加速度大小为
由运动学公式可得，滑块滑到最高点的时间为
此时距A点最远，由运动学公式可得，最远距离为
故A正确；
BCD．根据题意，块沿斜面向下运动时，由牛顿第二定律有
解得滑块下滑时加速度大小为
时滑块已经下滑了
由运动学公式可得，滑块的速度大小为
由运动学公式可得，滑块下滑的距离为
则A、B两点间的距离为
故BC错误，D正确。
故选AD。
12．某旅展开的实兵实弹演练中，某火箭炮在山坡上发射炮弹，所有炮弹均落在山坡上，炮弹的运动可简化为斜面上的平抛运动，如图所示，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．若将炮弹初速度由变为，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面的夹角不变
B．若将炮弹初速度由变为，则炮弹下落的竖直高度变为原来的
C．若炮弹初速度为，则炮弹运动到距斜面最大距离时所需要的时间为
D．若炮弹初速度为，则运动过程中炮弹距斜面的最大距离
【答案】ACD
【解析】A.炮弹落到斜面上时，竖直方向位移与水平方向位移关系为
可得
所以速度偏转角的正切值不变，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面夹角不变，故A正确；
B.由炮弹落到斜面竖直方向位移与水平方向位移关系，可以解得炮弹的飞行时间为
所以炮弹速度变为原来一半时，飞行时间也变为原来一半，由竖直位移公式可知，竖直位移为原来的，故B错误；
C.炮弹与斜面距离最大时，速度方向与斜面平行，此时竖直方向速度与水平速度的关系为
解得飞行时间为
故C正确；
D.建立如图所示坐标系，对炮弹初速度和加速度进行分解
，
当y轴方向速度减小为0时，炮弹距离斜面最远，则最远距离为
故D正确。
故选ACD。
三、实验题
13．（6分）图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，分别测量它们的水平坐标x和竖直坐标y。下图中y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是__________。
A． B．
C． D．
（2）图乙为某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O、A、B为轨迹上的三点，A、B两点与O点的水平距离分别为x0、2x0，A、B两点与O点的竖直距离分别为y1、y2。重力加速度大小为g，则该平抛小球的初速度大小为__________。
（3）利用频闪照相方法拍摄的频闪照片如图丙所示，O、C、D为照片上小球的三个相邻位置。若频闪照相的频率为f，利用刻度尺量得O、D两点间的距离为s，则小球位于位置C时的速度大小为__________。
【答案】 C
【解析】（1）[1]做平抛运动的小球，在水平方向有
竖直方向有
解得
可知y与x2成正比，所以y-x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是C。
（2）[2]小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
联立解得
（3）[3]小球在C点时，水平方向的分速度为
竖直方向的分速度
解得小球在C点的速度大小为
14．（8分）为了探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”，甲、乙两同学设计了如图1所示的实验装置。其中带小滑轮的小车的质量为M，小滑轮的质量为，砂和砂桶的质量为m。力传感器可测出轻绳的拉力大小。
（1）实验时，需要进行的操作是___________。（填序号）
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．用天平测出砂和砂桶的质量
C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）甲同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在C点的瞬时速度为___________m/s，加速度为___________。（结果保留两位有效数字）
（3）乙同学根据测量数据做出如图3所示的图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是___________。
【答案】 A 0.80 4.0 平衡摩擦力不足或者没有平衡摩擦力
【解析】（1）[1]A．实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故A正确；
BD．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故BD错误；
C．实验时，为充分利用纸带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，故C错误。
故选A。
（2）[2]打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电，相邻两计数点间还有四个点没有画出，则相邻两计数点间的时间间隔为
C点的速度为BD两点间的平均速度，则
[3]根据逐差法可知
（3）[4]由图中可看出当加速度为零时，拉力F不为零，可知存在的问题为平衡摩擦力不足或者没有平衡摩擦力。
四、解答题
15．（8分）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】（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
16．（10分）如图所示，质量为m的物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为的静止斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数，细绳绕过光滑定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角分别为和，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B。整个装置处于静止状态，重力加速度为g，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，不考虑动滑轮重力，求：
（1）重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？
（2）A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？
（3）重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上始终保持静止？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对物体A受力分析，受绳的拉力大小为T、重力、支持力，根据平衡条件，沿斜面方向，有
对物体B和动滑轮整体分析，受两个拉力和重力，根据平衡条件，有
故
（2）再对物体A和斜面体整体受力分析，受重力、拉力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，有
（3）如果物体A恰好不上滑，则对A，平行斜面方向
垂直斜面方向
又由于
联立解得
如果物体A恰好不下滑，则对A，平行斜面方向
垂直斜面方向
又由于
解得
由于
故物体B的质量范围为
17．（12分）如图甲，某同学打水漂，若石块每次弹跳与水面的夹角都是37°，每打一个水漂速率损失30%。打完第一个水漂后，石块的速度为10 m/s，当速度小于2.5 m/s时，石块就会落水。（如图乙）已知石块的运动在同一竖直面内，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
（1）第一个水漂到第二个水漂之间的时间；
（2）石块与水面接触的次数；
（3）第一个水漂到石块落水处的水平距离。（结果保留1位小数）
【答案】（1）1.2 s；（2）5次；（3）17.7 m
【解析】（1）石块做斜抛运动，第一个水漂到第二个水漂的时间为t1。第一个水漂后
v1y＝v1sin 37°
竖直方向
0＝v1yt1－gt12
解得
t1＝1.2 s
（2）每打一个水漂速率损失30%，即
vn＝v1×（1－0.3）n－1
vn<2.5 m/s
解得
n＝5
即石块与水面第5次接触时会落水。
（3）水平方向的位移

同理
x＝x1＋x2＋x3＋x4≈17.7 m
18．（16分）如图所示，质量的长薄木板锁定在倾角足够长的斜坡上，最初用水平向右的力F将一质量的木块推着静止在木板上，一段时间后F给木块一瞬时初速度沿斜坡方向从木板下端滑上木板，并立即撤去力F，同时解除木板锁定。经t1=0.5s木块滑离木板。已知各接触面间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，不考虑木块滑离木板落到斜坡过程的时间及速度的变化，sin53°=0.8，cs53°=0.6。求：
（1）木块刚滑上木板时，木块和木板的加速度大小、；
（2）木块静止在木板上时，求力F的取值范围；
（3）木块到达斜坡最高点时，与木板下端的距离x。
【答案】（1）a1=11m/s2，；（2）；（3）x=6.875m
【解析】（1）刚滑上木板时，分别对木块和木板受力分析，如图
对木块有
解得
对木板
解得
（2）因为。则时，物体不能静止在斜面上。当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示
沿斜面有
垂直斜面有
又因为
联立解得
代入数据得
同理当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示
沿斜面
联立解得
代入数据得
综上木块静止在木板上时力F满足
（3）木块滑离木板的过程中，设木板长为L，由运动学公式有
解得
木块滑离木板后，木块在斜坡上继续向上减速的加速度
设木块经t2时间减速至零，木板继续向下加速的加速度为，则有
联立以上各式可得