2023-2024学年A10联盟高一（下）开年考物理试卷-普通用卷

这是一份2023-2024学年A10联盟高一（下）开年考物理试卷-普通用卷，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.“神舟十七号”载人飞船于2023年10月26日17时46分成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是( )
A. 2023年10月26日17时46分是时间而不是时刻
B. 研究飞船在空中飞行的轨迹时不可将其看作质点
C. 载人飞船和空间站对接时飞船可以看作质点
D. 研究空间站绕地球运动的轨迹时空间站可以看作质点
2.物理老师上课时演示了一个实验，如图，将一细棒从苹果中间穿过，初始时细棒竖直、苹果静止，然后用铁锤猛地敲击棒的上端，对敲击过程中现象的描述，下列说法正确的是( )
A. 苹果受到向下的摩擦力，沿棒向上移动B. 苹果受到向下的摩擦力，沿棒向下移动
C. 苹果受到向上的摩擦力，沿棒向上移动D. 苹果受到向上的摩擦力，沿棒向下移动
3.小明同学在教室里做了一个小实验，如图所示，他将黑板擦金属一面贴着木板，缓慢抬起木板的一端，当木板与水平面夹角α=30∘时，黑板擦恰好下滑。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则黑板擦金属一面和木板间的动摩擦因数为( )
A. 3B. 1C. 32D. 33
4.一健身爱好者做如图甲所示的体育运动：两脚用力下压然后猛地上跳，在速度大约为0时再迅速将两脚压在两侧竖直树杆上，每次上跳高度大约20cm，上述情境可简化为图乙所示。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 人未跳起时受到两个力的作用
B. 人跳起时的速度大约为2m/s
C. 人未跳起时，树对人的摩擦力大于人对树的摩擦力
D. 人静止时，如果两腿与竖直方向的夹角增大，人受到的摩擦力也增大
5.我国某新型导弹采用的“矢量发动机”是喷口可以向不同方向偏转，产生不同方向推力的一种发动机。如图甲所示是某次发射新型导弹演习的场景，可简化为图乙所示。假设在某段时间内发动机向某方向喷气使导弹沿虚线MN方向加速飞行，那么喷出的气体对导弹的作用力方向可能沿图中的(虚线PQ沿竖直方向)( )
A. ①B. ②C. ③D. ④
6.如图，质量为1kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.2，当物体运动的速度为8m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为10N的恒力F，重力加速度取g=10m/s2，在此恒力作用下( )
A. 刚施加F时物体的加速度大小为8m/s2B. 物体经过1s时速度减为零
C. 物体经过1s时速度大小为83m/sD. 物体经过1s时位移大小为289m
7.如图甲所示，质量为2kg的长木板B静止放置于光滑水平面上，t=0时刻物块A(可视为质点)以3m/s的初速度滑上B的左端，A最终与B相对静止，A、B的速度随时间变化的图像如图乙所示，重力加速度取g=10m/s2，则( )
A. 物块A的质量为4kg
B. 物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.2
C. 长木板B的长度为2m
D. 物块A在B上滑动过程中对地的位移为1.5m
8.甲、乙两物体做直线运动，在时间t内通过的位移为x，两物体的xt与时间t关系如图所示，两图线交于P点，则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙均做匀速直线运动
B. 甲、乙的加速度大小分别为10m/s2、4m/s2
C. 甲、乙在t=3s时相遇
D. 乙的速度一直比甲的速度大
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.在武汉体育中心举行的2023年全国跳水锦标赛女子双人10米跳台决赛中陈芋汐、全红婵获得冠军。如果她们一起竖直跃起后重心升高0.45米到达最高位置然后再下落入水。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。则( )
A. 她们跃起后到最高点所用时间为0.3s
B. 她们从跳台上跃起的速度为3m/s
C. 跃起后上升过程的速度变化比下降过程的速度变化快
D. 跃起后上升过程中加速度向上、下降过程中加速度向下
10.如图，质量为m的物块放在倾角为θ的粗糙斜面体上，已知斜面体质量为M，地面光滑。现对斜面体施加一水平推力F，且F逐渐增大，在物块相对斜面静止的过程中，下列说法正确的是( )
A. 两物体加速度一定都增大B. 物块所受摩擦力一定增大
C. 物块与斜面间弹力一定增大D. m对M的作用力一定不变
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小明同学在实验室里做研究小车的匀变速直线运动实验，有以下实验器材：打点计时器、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线等。
(1)除了上述器材外，必须使用的还有__________(填选项代号)；
A.电压合适的直流电源 B.电压合适的50Hz交流电源
C.刻度尺 D.秒表
(2)在实验操作过程中，下列做法合理的是__________(填选项代号)；
A.先接通电源，再释放小车
B.在挂上重物之前，要在打点计时器这一端木板下垫上木块，使小车匀速下滑
C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
D.钩码质量应远小于小车质量
(3)小明同学实验中获得一条纸带，如图所示，其中两相邻计数点间还有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小vA=_________m/s，小车运动的加速度大小a=_________m/s2；(结果均保留2位有效数字)
(4)如果当时电网中电源的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_________。(填“大”或“小”)
12.某实验小组为测量自动笔里面被压缩弹簧的劲度系数，他们一开始设计如图甲所示的实验：将自动笔活动端竖直置于电子秤上，当竖直向下按下约0.80cm时(未触底且未超过弹簧弹性限度)，稳定后电子秤上的读数增加了37.85g(重力加速度取g=10m/s2)。
(1)此笔里的弹簧劲度系数为_________N/m(保留3位有效数字)，这支笔的重力对实验_________(填“有”或“无”)影响；
(2)由于弹簧较短，施加适当外力时长度变化不太明显，于是他们将实验设计成图乙所示：将三根相同的弹簧串起来，竖直挂在图乙所示的装置中。某次弹簧上的指针在刻度尺上对应的位置如图丙所示，该处的读数为_________cm；
(3)小组成员通过测量，作出三根弹簧的总长度l与相应所挂重物重力即拉力大小F的关系图像，则一根弹簧的劲度系数k=_________N/m(结果保留3位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.在平直的公路上.一辆小汽车发现前方48m处有一辆大客车正以10m/s的速度匀速前进，这时小汽车从静止开始做匀加速直线运动，经过2s时速度为2m/s。试求：
(1)小汽车的加速度大小;
(2)小汽车何时追上大客车?追上时小汽车的速度有多大?
(3)追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少?
14.如图，物体A、B、C的质量分别为m1=1kg、m2=2kg、m3=3kg，A、B之间用劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧连接，斜面体C置于粗糙的水平面上，斜面的倾角为37∘且光滑。某人用绕过光滑定滑轮的轻绳拉着物体B，使A、B、C整体处于静止状态。已知sin37∘=0.6，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)弹簧的伸长量；
(2)轻绳的拉力大小；
(3)C对地面的摩擦力；
(4)在人松开绳子瞬间，B的加速度大小。
15.在现代物流、车间等配送部门经常用到传送带这种设施。如图所示，倾角为θ=37∘的传送带以恒定的速率v=1m/s沿顺时针方向运行，现将一质量m=1kg的物块(可视为质点)以v0=4m/s的速度从底部滑上传送带。已知传送带与物块之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度取g=10m/s2，sin37∘=0.6，求：
(1)物块开始运动的加速度大小；
(2)物块速度减为零经过的时间；
(3)如果物块恰好能到达传送带的顶端，物块相对于传送带滑动的距离。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查描述运动的概念和物理量。解决问题的关键是清楚把物体看做质点的条件，区分时间和时刻。
【解答】A.2023年10月26日17时46分是时刻而不是时间，故A错误;
BC.研究神舟十七号载人飞船在空中飞行的轨迹时，飞船的形状和大小可以忽略，可以将其看作质点，而载人飞船和空间站对接时飞船的形状和大小不能忽略，不可以看作质点，故BC错误;
D.研究空间站绕地球运动的轨迹时空间站，空间站的形状和大小可以忽略，可以看作质点，故D正确。
2.【答案】A
【解析】A
【详解】由于在铁锤敲击棒的上端时，棒急速下降，而苹果由于惯性仍在原位置，苹果相对棒向上移动，受到的摩擦力方向向下。
故选A。
3.【答案】D
【解析】D
【详解】根据题意可知，当倾角为 30∘ 时黑板擦受到的是滑动摩擦力，则有
mgsin30∘=μmgcs30∘
解得
μ= 33
故选D。
4.【答案】B
【解析】B
【详解】A.根据题意，对健身爱好者受分析，可知，受到重力、两侧树杆的弹力、摩擦力，故A错误；
B.人向上运动时可以看作上抛运动，则跳起时的速度约为
v= 2gH= 2×10×0.2m/s=2m/s
故B正确；
C.在刚向上起跳且没离开树杆时树对人的摩擦力与人对树的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；
D.人静止时，两脚受到向上的摩擦力之和大小等于人向下的重力，故D错误。
故选B。
5.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查直线运动的受力特点。解决问题的关键是清楚当物体受到的合力的方向与物体速度方向在一条直线上时，物体做直线运动。
【解答】
由于导弹沿虚线MN方向加速飞行，则合力沿MN方向，图中只有 ②方向的动力与重力合力可能沿MN方向，根据平行四边形定则，在四个选项中，喷出的气体对导弹的作用力方向应当沿 ②方向，故B正确，ACD错误。
6.【答案】C
【解析】C
【详解】A.根据题意可知，开始时，物体受到向右的动摩擦力与拉力，由牛顿第二定律有
F+μmg=ma1
解得
a1=12m/s2
故A错误；
B.根据题意，由运动学公式可得，物体减速到零的时间为
t1=v0a1=8m/s12m/s2=23s
故B错误；
CD.物体减速到零的位移为
s1=v02t1=249m
t1 后，物体开始向右运动，由牛顿第二定律有
F−f=ma2
解得
a2=8m/s2
经过
t2=t−t1=13s
时速度为
v=a2t2=83m/s
位移为
s2=v2t2=49m
物体经 1s 时速度大小为 83m/s ，位移为
s=s1−s2=209m
故C正确，D错误。
故选C。
7.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查板块模型以及v−t图像，v−t图像的斜率表示加速度，图像面积表示位移。结合牛顿第二定律、运动学公式(a=ΔvΔt)求解。
【解答】
A.根据速度随时间变化的图像的斜率表示加速度可得，物块A与长木板B的加速度大小分别为aA=ΔvΔt=3−11.0−0m/s2=2m/s2、aB=Δv′Δt=1−01.0−0m/s2=1m/s2，两物体间因摩擦力大小相等且等于合外力，则mAaA=mBaB，得mA=1kg，选项A错误;
B.对物块A分析，则μmAg=mAaA，可得物块A与长木板B之间的动摩擦因数为μ=0.2，选项B正确;
D.根据速度随时间变化的图像面积表示位移可知，物块A运动的位移为xA=(3+1)2×1m=2m，选项D错误;
C.由于未知物块A是否恰好滑到木板的右端则长木板B的长度无法确定，选项C错误．
8.【答案】B
【解析】B
【详解】AB.图线甲的斜率为
k1=102=5
则运动规律满足
xt=k1t−5
得
x=5t2−5t
则甲的初速度 v1=−5m/s 、加速度 a1=10m/s2 ；而乙运动图像斜率
k2=10−43=2
则运动规律满足
xt=k2t+4
得
x=2t2+4t
则乙初速度 v2=4m/s 、加速度 a2=4m/s2 ，可见两物都不是匀速运动，故A错误，B正确；
C.由于两物体起始位置不知道，则无法确定在何处相遇，故C错误；
D.由于甲、乙速度与时间关系为
v甲=v1+a1t=−5+10t(m/s) ， v乙=v2+a2t=4+4t(m/s)
可知，开始甲的速度大，接着一段时间乙的速度大，最后又会出现甲的速度大，故D错误。
故选B。
9.【答案】AB
【解析】【分析】
本题主要考查了竖直上抛运动的相关知识点，同时注意整个过程的加速度保持不变，上升与下降过程加速度均为g、方向均向下，且速度变化快慢一样。
【解答】
AB、上升过程是竖直上抛运动，可逆向为初速度为0的匀加速直线运动，则初速度为v0= 2gh=3m/s，上升速度减小为0过程中所用时间为t=v0g=0.3s，选项AB正确;
CD、上升与下降过程加速度均为g、方向均向下，且速度变化快慢一样，选项 CD错误。
10.【答案】AC
【解析】【分析】
本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。
两物体一起加速运动，以两物为整体可得F增大时整体的加速度a增大，分情况分析斜面体对物块的弹力的变化；根据物块的受力情况分析斜面体对物块的作用力。
【解答】
A、由于两物体一起加速运动，以两物为整体，则整体加速度为a=Fm+M，
则F增大时加速度a增大，选项A正确;
B、设物块相对斜面静止且所受摩擦力恰为零，物块受重力和斜面的支持力，与斜面体有相同的加速度。根据牛顿第二定律，对物块有mgtanθ=ma0，则a0=gtanθ。
如果开始时力F较小整体加速度小于a0，物体有向下滑动的趋势，受到的摩擦力沿斜面向上，当F增大时，摩擦力会逐渐变成0。如果开始加速度为a0，此时力F增大，物体有向上滑动的趋势，受到沿斜面向下的摩擦力，摩擦力从0开始增大。可见题中没明确开始力F的范围，则无法确定摩擦力方向与变化，选项 B错误;
C、推力较小时，有下滑趋势，对物块进行受力分析如图甲所示，
取加速度的方向为x轴正方向，水平方向有FNsinθ−Ff1csθ=ma1、
竖直方向有FNcsθ+Ff1sinθ=mg，得FN=ma1sinθ+mgcsθ。
设推力较大时，物体有上滑趋势，对物块进行受力分析如图乙所示，
在水平方向有FN′sinθ+Ff2csθ=ma2，
竖直方向有FN′csθ−Ff2sinθ=mg，
得FN′=ma2sinθ+mgcsθ。
可见，当F增大、加速度增大时，弹力FN一定增大。综合两种情况，弹力FN总是增大，选项C正确;
D、物体m受到斜面支持力及摩擦力，将这两个力当作一个力F1，如图丙所示，
则物块重力与F1合力水平向左，且满足F1= (mg)2+(ma)2，
在F增大过程中加速度a增加，则F1增加，根据牛顿第三定律，m对M的力一定增大，选项D错误。
11.【答案】(1)BC
(2)AC
(3) 0.34 0.39
(4)大
【详解】(1)AB.打点计时器需要使用电压合适的 50Hz 交流电源，故A错误，B正确；
CD.处理实验数据时需要用刻度尺测计数点间的距离，打点计时器是一个计时的仪器，本实验不需要秒表，故C正确，D错误。
故选BC。
(2)AC.为充分利用纸带，实验前应将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，实验时应先接通电源然后再释放小车使纸带运动，故AC正确；
B.该实验只要挂上重物使小车加速运动就可以了，不需要平衡小车与木板之间的摩擦，故B错误；
D.该实验没有涉及到拉力与所挂重物重力之间的大小关系，所以无需钩码质量远小于小车质量，故D错误。
故选AC。
(3)[1]已知所用电源的频率为 50Hz ，两相邻计数点间有四个点未画出，所以
T=0.1s
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打A点时小车运动的速度大小
vA=6.74−00.2×10−2m/s≈0.34m/s
[2]由逐差法可知，小车运动的加速度
a=xBD−xOB2T2=15.05−6.74−6.74×10−22×0.12m/s2≈0.39m/s2
(4)如果当时电网中交变电流的频率是
f=49Hz
实际两次打点时间间隔偏大，但代入时用较小的周期计算将使加速度的测量值比实际值偏大。

【解析】详细解答和解析过程见答案
12.【答案】(1) 47.3 无
(2)7.20
(3)50.0
【详解】(1)[1]根据胡克定律，可得弹簧劲度系数为
k=ΔFΔx=37.85×10−3×10N0.80×10−2m≈47.3N/m
[2]没有影响，这是由于弹簧受挤压时弹力大小可借助于电子秤测出，所以与笔的重力无关。
(2)如图丙所示，刻度尺分度值为 0.1cm ，应估读到下一位，指针对应处的读数为 7.20cm 。
(3)由于有三根弹簧，则弹簧劲度系数满足
k=−0.063N/m=50.0N/m

【解析】详细解答和解析过程见答案
13.【答案】解：(1)根据匀变速直线运动规律v=v0+at，可知小汽车的加速度大小为：
a=v−0t=22m/s2=1m/s2
(2)当小汽车追上大客车时：12at12=s+v客t1，解得：t1=24s
追上时小汽车的速度为：v汽=a1t1=24m/s
(3)追上前当两车速度相同时相距最远，当两车速度相同时所需时间为：t2=v客a=101s=10s
此时两车相距：△s=s+v客t2−12at22=98m。
【解析】本题属于追及问题，分析清楚小汽车与大客车的运动过程是解题的前提与关键，应用运动学公式即可解题；解题时应知道两车速度相等时，有最大距离。
(1)应用运动学公式求出加速度；
(2)求出小汽车追上大客车时的时间再应用匀变速直线运动的速度−时间公式求出小汽车的速度大小；
(3)小汽车与大客车速度相等时距离最大，应用运动学公式求出最大距离。
14.【答案】(1) 0.06m ；(2) 18N ；(3) 14.4N ，方向水平向右；(4) 9m/s2
【详解】(1)以A为研究对象，静止时，A的重力沿斜面向下的分力与弹簧弹力相等，则
m1gsin37∘=kx
解得
x=0.06m
(2)以A、B整体为研究对象，则绳拉力与A、B沿斜面向下的分力大小相等，则拉力为
F=m1+m2gsin37∘=18N
(3)以A、B、C整体为研究对象，整体受到的B处线拉力沿水平方向分力与C受到地面的摩擦力大小相等，则
Ff=Fcs37∘=14.4N
根据牛顿第三定律可知C对地面的摩擦力大小为 14.4N ，方向水平向右。
(4)松开手瞬间，B所受弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律得
m2gsin37∘+kx=m2a
解得
a=9m/s2

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】a=9m/s2
15.(1) a1=10m/s2 ；(2) 0.8s ；(3) 0.2m
【详解】(1)物块刚开始运动时，物块速度大于传送带速度，物块所受的摩擦力沿传送带向下，
根据牛顿第二定律
mgsinθ+μmgcsθ=ma1
解得
a1=10m/s2
(2)物块与传送带速度相等所需的时间
t1=v0−va1
代入数据可得
t1=0.3s
物块速度与传送带速度相等后，物块所受摩擦力沿传送带向上，对物块根据牛顿第二定律有
mgsinθ−μmgcsθ=ma2
可得
a2=2m/s2
速度减为零还需要的时间
t2=va2=0.5s
物块速度减为零经过的时间
t=t1+t2=0.8s
(3)物块从开始运动到与传送带共速过程中
v02−v2=2a1x1
得
x1=0.75m
传送带运动的距离为
x1′=vt1=1m/s×0.3s=0.3m
则物块相对传送带向前滑动了
Δx1=x1−x1′=0.45m
物块速度等于传送带速度到速度减为零过程中
x2=v22a2=0.25m
此段时间传送带运动了
x2′=vt2=1m/s×0.5s=0.5m ，
则物块相对传送带又向后滑动了
Δx2=x2′−x2=0.25m
则最终物块相对传送带滑行了
s=Δx1−Δx2=0.2m

【解析】详细解答和解析过程见答案