2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高一（下）开学物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高一（下）开学物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.为了使高速公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志．如图所示，图甲是限速标志，表示允许行驶的最大速度是110 km/ℎ；图乙是路线指示标志，表示到泉州还有100 km.上述两个数据的物理意义是( )
A. 110 km/ℎ是平均速度，100 km是位移
B. 110 km/ℎ是平均速度，100 km是路程
C. 110 km/ℎ是瞬时速度，100 km是位移
D. 110 km/ℎ是瞬时速度，100 km是路程
2.如图所示是某质点做直线运动的速度−时间图象，由图象可知( )
A. 第3s内物体处于静止状态
B. 质点在1s末与6s末的运动方向相反
C. 质点在第1s内和第6s内的加速度方向相同
D. 质点在0～2s内的加速度大于4～6s的加速度
3.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( )
A. 第1s内的位移是5 mB. 前2s内的平均速度是6 m/s
C. 任意1s内的速度增量都是2 m/sD. 任意相邻的1s内位移差都是1 m
4.飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆时的速度为60m/s，求它着陆后12s末的速度( )
A. 132m/sB. 12m/sC. −12m/sD. 0
5.一个物体由静止开始做匀加速直线运动，第1s末的速度达到4m/s，则物体在第2s内的位移是( )
A. 8mB. 6mC. 4mD. 16m
6.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京举行。高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因速度快、惊险刺激而深受观众喜爱。在一段时间内，运动员始终以如图所示的姿态加速下滑。关于运动员的受力情况，下列说法中正确的是( )
A. 运动员受到沿雪道向下的摩擦力B. 运动员受到沿雪道向上的摩擦力
C. 运动员受到竖直向上的支持力D. 运动员受到沿雪道向上的支持力
7.如图所示，一只质量为m的萤火虫停在倾角为θ的枝条上.枝条对萤火虫的作用力大小为( )
A. mgsinθB. mgcsθC. mgtanθD. mg
8.如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v−t图象，则( )
A. 物体在0～2s内处于失重状态
B. 物体在2～4s内处于超重状态
C. 物体在4～5s内处于失重状态
D. 由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态
9.物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度−时间图象如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 在1 s末，速度为9 m/s
B. 0～2 s内，加速度为6 m/s2
C. 6～7 s内，做速度方向向西的加速运动
D. 10～12 s内，做速度方向向东的加速运动
10.某质点沿x轴运动的位移—时间图像如图所示，则下列判断正确的是( )
A. 第1s末运动方向发生改变
B. 第2s末回到出发点
C. 前3s的总位移为3m
D. 第4s末物体的速度为零
11.如图所示，物块M静止于倾斜放置的木板上，使倾斜角θ缓慢增大，在M沿木板滑动之前，受力情况是( )
A. 物块对木板的压力逐渐减小
B. 物块所受摩擦力逐渐减小
C. 物块所受支持力与摩擦力的合力不变
D. 物块所受重力、支持力、摩擦力的合力逐渐变大
12.如图所示，在平直轨道做匀变速运动的车厢中，用轻细线悬挂一个小球，悬线与竖直方向保持恒定的夹角θ，则( )
A. 小车一定具有方向向左的加速度
B. 小车一定具有方向向右的加速度
C. 小车的加速度大小为gtanθ
D. 小车的加速度大小为gctθ
13.如右图甲所示，一辆遥控小车静止在水平面上，现用遥控器启动小车，使它从静止开始运动，小车运动的速度与时间关系的v−t图象如图乙所示．已知小车的质量m=2kg，小车与水平面间的动摩擦因数u=0.2，重力加速度，g取10m/s2则下列说法中正确的是( )
A. 小车位移x=1m时的速度大小为2m/sB. 小车在前2s时间内的牵引力大小为6N
C. 小车在后2s时间内的牵引力大小为5ND. 小车在后2s内的位移大小为5m
二、非选择题
14.如图是实验中得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50Hz)，依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得x1=1.22cm，x2=2.00cm，x3=2.78cm，x4=3.62cm，x5=4.40cm，x6=5.18cm。

(1)相邻两计数点间的时间间隔为T= ______s。
(2)计数点2、4之间的平均速度v24= ______m/s。
(3)打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3= ______m/s。
15.某物理兴趣小组用如图所示装置探究自由落体运动的规律。
(1)下面是该小组实验时的操作步骤，正确的顺序为______。
A.将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上
B.安放纸带
C.松开纸带让重锤带着纸带下落
D.接通电源
(2)该小组按上述步骤打出一条纸带，他们在纸带上取连续的7个点进行研究，并用刻度尺测出相邻两点之间的距离，x1=0.59cm，x2=0.97cm，x3=1.35cm，x4=1.74cm，x5=2.11cm，x6=2.49cm，电磁打点计时器的电源频率为50Hz。
①根据实验数据计算，该重锤自由下落的加速度是______m/s2(保留3位有效数字)。
②已知当地的重力加速度为9.80m/s2，请列出测量值与当地重力加速度值有差异的一个原因______。
16.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤如下：
a.如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两绳套，每个绳套上均连着一个弹簧测力计。
b.沿着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。用笔在两绳的方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两拉力的方向。
c.换用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
(1)用一个弹簧测力计和两个弹簧测力计拉橡皮筋时，要保证两次将橡皮筋的活动端拉至同一点(O点)，这样做的目的是______。
(2)实验中利用图中标记的O、a、b三点确定分力的方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是______。
(3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中______(选填F或F′)是F1和F2合力的真实值。
17.水平面上有一重50N的物体，受到F1=12N和F2=6N的两个相反方向的水平力作用而保持静止，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.(g=10N/kg，最大静摩擦等于滑动摩擦力)
(1)此物体受到的摩擦力为多大？
(2)将F1撤去后，物体所受的摩擦力为多大？
(3)将F2撤去后，物体所受摩擦力多大？
18.如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)，g取10m/s2。
19.如图所示，质量m=2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.25，现对物体施加一个大小F=8N、与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2。
(1)物体的加速度；
(2)求物体在拉力作用下5s末的速度大小；
(3)求物体在拉力作用下第5s内通过的位移大小。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：限速路标上的速度，指的是瞬时速度，意思是在此路段任何地点，任何时刻速度都不能超过这个值。路线标志中的数据，指两点间的路径长度，即路程，由此可知，ABC错误，D正确。
故选：D。
是物理知识和生活常识的考查，我们生活中的限速路标上的速度，指的是瞬时速度，意思是在此路段任何地点，任何时刻速度都不能超过这个值，而路线标志中的数据，指的都是两点间的路径长度，即表示两点间的路程，由此可以判定选项。
本题重点是对生活常识的考查，在教课的时候，老师应该会对这类知识做相应的普及。学生也可以从课外知识做了解。
2.【答案】D
【解析】解：A、第3s内物体做速度为2m/s的匀速直线运动，故A错误。
B、速度的符号表示速度的方向，则知质点在1s末与6s末的运动方向相同，故B错误。
C、图象的斜率表示物体的加速度，质点在第1s内和第6s内的加速度方向相反，故C错误。
D、斜率大小越大，加速度越大，则知质点在0～2s内的加速度大于4～6s的加速度，故D正确。
故选：D。
在速度−时间图象中，某一点代表此时刻的瞬时速度，速度的正负表示速度的方向，图象的斜率表示物体的加速度，由此分析即可。
本题是速度图象问题，关键要抓住数学知识研究图象的物理意义：斜率表示加速度，面积表示位移。
3.【答案】C
【解析】解：根据位移时间公式知：x=v0t+12at2=5t+t2，
知质点的初速度为：v0=5m/s，
加速度为：a=2m/s2，
A、第1s内质点的位移为：x=5t+t2=5+1m=6m，故A错误；
B、前2s内的质点的位移为：x=5t+t2=5×2+4m=14m，
则前2s内的平均速度为：v−=xt=142=7m/s.故B错误。
C、任意1s内速度的变化量为：△v=at=2×1m/s=2m/s。故C正确。
D、根据△x=aT2知，任意相邻1s内的位移为：△x=2×1m=2m。故D错误。
故选：C。
根据匀变速直线运动的位移时间公式得出质点的初速度和加速度，从而得出任意1s内的速度变化量；根据前2s内的位移求出前2s内的平均速度；根据加速度求出任意相邻1s内的位移之差．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用．
4.【答案】D
【解析】解：飞机速度减为零的时间t=0−v0a=0−60−6s=10s<12s，
可知飞机着陆后12s末的速度为零．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出飞机速度减为零的时间，判断飞机是否停止，再结合速度时间公式求出飞机着陆后的速度．
本题考查了运动学中的“刹车问题”，是道易错题，注意飞机速度减为零后不再运动．
5.【答案】B
【解析】解：根据v=at得，加速度a=vt=4m/s2。
则第2s内的位移等于x=12at22−12at12=12×4×(4−1)=6m。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
根据速度时间公式求出加速度的大小，抓住第2s内的位移等于2s内的位移与1s内的位移之差，结合位移时间公式求出第2s内的位移．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用．
6.【答案】B
【解析】解：运动员受到重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，运动员相对雪道下滑，则滑动摩擦力方向沿雪道向上，而支持力是垂直雪道向上，故B正确，ACD错误。
故选：B。
采用隔离法，按顺序对运动员进行受力分析，一般按照重力、弹力和摩擦力的顺序分析，不能多出力，也不遗漏力。
解决本题的关键要掌握受力分析的一般顺序：重力、弹力和摩擦力。判断一个力是否存在常常根据力的物质性，即力是物体对物体的作用，一个力找不施力物体，这个是不存在的，是凭空想象出来的。
7.【答案】D
【解析】解：萤火虫是静止的，所以处于平衡状态，它受到的重力竖直向下，大小为mg，以及来自下面枝条来的力，说明枝条对它的力与重力的大小相等方向相反，所以条对萤火虫的作用力大小为mg，方向向上。
故选：D。
由于萤火虫是静止的，所以处于平衡状态，对萤火虫进行受力分析即可得出结论．
本题关键是明确萤火虫的受力情况，然后结合共点力平衡条件列式分析，基础题目．
8.【答案】C
【解析】解：A、从加速度的角度看，0～2s内加速度为正，表示方向竖直向上，物体处于超重状态，故A错误；
B、2～4s内升降机匀速上升，加速度为零，物体处于平衡状态，故B错误；
C、4～5s内升降机做减速上升，加速度竖直向下，物体处于失重状态，故C正确；
D、不知道物体的质量，也可以通过加速度的方向来判断物体处于失重还是超重状态，故D错误。
故选：C。
速度图象的斜率等于物体的加速度．斜率的正负表示加速度的方向．根据加速度的方向判断物体的是超重还是失重，有向上的加速度为超重，反之为失重．
本题要能根据图象得出有用的信息，知道速度−时间图象中直线的斜率表示加速度是关键，同时要明确超重和失重的条件．
9.【答案】AC
【解析】解：A、由数学知识可知在1s末，速度为9m/s，故A正确。
B、0−2s内物体的加速度：a=△v△t=12−62m/s2=3m/s2，故B错误。
C、6s−7s物体运动的方向与选取的正方向相反，即向西做加速运动。故C正确；
D、10s−12s内物体运动的方向与选取的正方向相反，即向西减速运动，故D错误；
故选：AC。
速度−图象中直线的斜率表示加速度的大小，图象在时间轴的上方，表示速度为正，在时间轴的下方，表示速度为负，运动的方向与选取的正方向相反．
掌握住速度时间图象的含义，明确图象中直线的斜率表示加速度的大小．图象的正负表示物体的运动方向．
10.【答案】AB
【解析】解：AD、x−t图像的斜率表示物体运动的速度，斜率正负表示速度方向，所以1s末速度从正值变为负值，质点的运动方向发生变化，第4s末物体的速度不为零，故A正确，D错误；
B、第2s末质点回到了原点，即第2s末回到出发点，故B正确；
C、前3s的总位移为Δx=x2−x1=−2m−0=−2m，故C错误。
故选：AB。
x−t图像的斜率表示速度，根据斜率正负分析质点的运动方向。纵坐标的变化量表示位移。由此分析即可。
本题的关键要理解位移—时间图像的物理意义，知道x−t图像的斜率表示速度，纵坐标的变化量表示位移。
11.【答案】AC
【解析】解：设木板与水平面的倾角为θ，对物体进行受力分析可知物体受竖直向下的重力mg，垂直木板向上的支持力N，沿木板向上的静摩擦力F，
由于物体始终处于静止状态，故垂直木板方向合力为零，则物块所受支持力与摩擦力的合力与重力相平衡，故合力不变．
因此，N=mgcsθ
在沿斜面方向有F=mgsinθ，
由题意可知θ逐渐增大，故N逐渐减小，F逐渐增大．
故选AC
要求支持力和摩擦力如何变化，需要对物体进行受力分析，然后通过正交分解求出重力的沿木板方向和垂直木板方向的分力，再根据物体处于平衡状态求出支持力和摩擦力的表达式，最后根据倾角的变化判断出支持力和摩擦力的变化情况．
本类题目的解题步骤：确定研究对象，对研究对象进行受力分析，再进行正交分解，最后根据受力平衡写出所求力的数学表达式，从而可以根据角度的变化情况判断出力的变化情况．
12.【答案】BC
【解析】解：球随着车厢在平直轨道做匀变速运动，故加速度水平，合力水平；
对小球受力分析，受重力和拉力，如图所示：
故合力为：F=mgtanθ；
根据牛顿第二定律，有：
F=ma
联立解得：
a=gtanθ，方向水平向右；
故AD错误，BC正确；
故选BC．
对小球受力分析，受重力和拉力，合力水平方向，根据平行四边形定则作图求解出合力，然后根据牛顿第二定律求解加速度．
本题是根据受力情况确定运动情况，关键是根据平行四边形定则求解合外力，不难．
13.【答案】BCD
【解析】解：A、小车在0−2s内的位移x1=12×2×2m=2m，加速度a1=22m/s2=1m/s2，小车位移x=1m时速度v1= 2a1x= 2×1×1m/s= 2m/s，故A错误．
B、根据牛顿第二定律得，F1−μmg=ma1，解得牵引力F1=μmg+ma1=0.2×20+2×1N=6N，故B正确．
C、小车在后2s内的加速度a2=3−22m/s2=0.5m/s2，根据牛顿第二定律得，F2−μmg=ma2，解得牵引力F2=μmg+ma2=0.2×20+2×0.5N=5N，故C正确．
D、根据速度时间图线围成的面积知，小车在后2s内的位移x2=12×(2+3)×2m=5m，故D正确．
故选：BCD．
根据速度时间图线围成的面积求出位移，结合图线的斜率求出加速度，根据牛顿第二定律求出牵引力的大小．
本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，知道图线围成的面积表示位移，图线的斜率表示加速度．
14.【答案】0.1 0.32 0.32
【解析】解：(1)每5个点取一个计数点，则相邻两个计数点之间有5个间隔，故相邻两计数点间的时间间隔为
T=51f=5×150s=0.1s；
(2)根据平均速度的公式有：
v24=x3+x42T=(2.78+3.62)×10−22×0.1m/s=0.32m/s；
(3)根据匀变速直线运动的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度，有：
v3=v24=0.32m/s。
故答案为：(1)0.1；(2)0.32；(3)0.32。
(1)根据题目中条件：每5个点取一个计数点，求解相邻两计数点间的时间间隔；
(2)根据平均速度的公式求解计数点2、4之间的平均速度
(3)根据匀变速直线运动的平均速度等于这段时间的中间时刻的瞬时速度求解打点计时器打计数点3时小车的速度大小。
本题考查探究小车速度随时间变化的规律的实验，要求学生熟练掌握实验原理、数据处理和误差分析。
15.【答案】ABDC 9.53 重锤下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力作用
【解析】解：(1)将铁架台放在水平桌面上，把打点计时器固定在铁架台上，然后安放纸带，为充分利用纸带应先接通电源，再松开纸带让重锤带着纸带下落，因此合理的实验步骤是ABDC。
(2)①电磁打点计时器的电源频率为50Hz，打点时间间隔T=1f=150s=0.02s，由匀变速直线运动的推论△x=aT2知重锤自由下落的加速度：
a=x4−x1+x5−x2+x6−x39T2=(1.74−0.59+2.11−0.97+2.49−1.35)×10−29×0.022m/s2≈9.53；m/s2
②重锤下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力，重锤所受合力小于重力，因此所测加速度值偏小。
故答案为：(1)ABDC；(2)9.53；重锤下落过程受到空气阻力作用、纸带与限位孔间存在摩擦力作用。
(1)首先是安装实验的器材，然后是接通电源，放开纸带，为了取得较好的实验效果，还要更换纸带，重复实验几次，最后是数据处理．
(2)根据匀变速直线运动的推论△x=aT2可以求出加速度的大小，由于存在空气阻力和限位孔与纸带之间的阻力作用，算出的加速度会比实际重力加速度小．
本题考查了实验步骤与实验数据处理与实验误差分析等问题；理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提；应用匀变速直线运动的推论即可解题。
16.【答案】使F1、F2的共同作用效果与F相同 O、b间距太小，误差较大 F
【解析】解：(1)根据实验原理可知，保证两次将橡皮筋的活动端拉至同一点，其目的是保证了力的作用效果是相同的；
(2)根据实验操作可知b点标记不妥的原因是O、b间距太小，误差较大；
(3)由于实验误差可知F是F1和F2合力的真实值。
故答案为：(1)使F1、F2的共同作用效果与F相同；(2)O、b间距太小，误差较大；(3)F
(1)两次将橡皮筋的活动端拉至同一点，保证了力的作用效果是相同的；
(2)b点标记得不妥是因为O、b间距太小，画力的方向时误差较大；
(3)根据白纸上的结果可知，根据两分力做出来的是理论值，因此F是两合力的真实值。
本题考查验证力的平行四边形定则，解题关键掌握实验原理与实验操作，注意合力真实值与理论值的分析。
17.【答案】解：(1)物体的最大静摩擦力为：Fmax=μmg=0.2×50=10N；
F1=12N和F2=6N的两个力的合力为：F=12−6=6N，方向与F1的方向相同；合力小于最大静摩擦力，故物体处于平衡状态，故摩擦力等于F2，大小为6N；
(2)将F1撤去后，物体受力大小为6N，并且小于最大静摩擦力，故物体处于平衡状态，故摩擦力大小等于F2的大小；故摩擦力为6N；
(3)将F2撤去后，物体只受F1作用，大小为12N，大于最大静摩擦力，故物体受到的摩擦力为f=μmg=0.2×50=10N；
答：(1)此物体受到的摩擦力为6N；
(2)将F1撤去后，物体所受的摩擦力为6N；
(3)将F2撤去后，物体所受摩擦力为10N．
【解析】在求摩擦力的大小时，要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，对于静摩擦力根据平衡条件求解；对于滑动摩擦力根据公式求解．
摩擦力问题是高中物理的重点和难点，对于摩擦力的分析一定注意判断是动摩擦力还是静摩擦力，即注意根据运动状态进行分析．
18.【答案】解：滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有：
x=v0t+12at2
代入数据解得：a=4m/s2
对滑雪者进行受力分析如图所示：

根据牛顿第二定律得：沿山坡向下方向：mgsinθ−Ff=ma
根据共点力平衡条件得：垂直于山坡方向：FN−mgcsθ=0
解得：FN=375 3N
Ff=75N
根据牛顿第三定律知，人与装备对雪面的压力大小FN′=FN=375 3N
答：人与装备对雪面的压力是375 3N，方向垂直斜面向下，滑雪者受到的阻力是75N，方向沿山坡向上。
【解析】滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动，已知初速度、运动时间和位移大小，由运位移—时间公式求出加速度。对滑雪者进行受力分析，把重力在沿斜面和垂直斜面方向正交分解，根据人的运动状态，运用牛顿第二定律列出等式求解支持力和摩擦力，根据牛顿第三定律求解压力。
本题属于已知运动求力的问题，要灵活选择运动学公式求解加速度，再根据牛顿第二定律求解力的大小。
19.【答案】解：(1)根据题意，对物体受力分析，如图所示

竖直方向上，由平衡条件有
FN+Fcsθ=mg
物体运动过程中，摩擦力为
f=μFN
根据牛顿第二定律有
Fcsθ−f=ma
代入数据联立解得
a=1.3m/s2；
(2)由运动学公式可得，物体在拉力作用下5s末的速度大小为
v5=at5=1.3×5m/s=6.5m/s；
(3)由运动学公式可得，物体在拉力作用下4s末的速度大小为
v4=at4=1.3×4m/s=5.2m/s
则物体在拉力作用下第5s内通过的位移大小
x=v4+v52Δt=6.5+5.22×1m=5.85m。
答：(1)物体的加速度为1.3m/s2；
(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小为6.5m/s；
(3)物体在拉力作用下第5s内通过的位移大小为5.85m。
【解析】(1)对物体受力分析，根据牛顿第二定律求解物体的加速度；
(2)根据速度与时间的关系式求解物体在拉力作用下5s末的速度大小；
(3)根据速度与时间的关系式求解第4秒末物体的速度，再根据位移与平均速度的关系式求解物体在拉力作用下第5s内通过的位移大小。
本题考查牛顿运动定律，要求学生能正确分析物体的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。