福建省莆田市莆田第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题

这是一份福建省莆田市莆田第一中学2023-2024学年高一上学期期中物理试题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）

A．图甲中，港珠澳大桥全长55km，设计时速100km/h，其中55km是汽车的位移大小，100km/h是汽车的瞬时速度大小
B．图乙中，伽利略对自由落体运动的研究中，猜想物体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．图丙中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
D．图丁中，铁块所受重力方向垂直斜面向下
2．近年来，高空抛物、坠物事件不断发生，严重危害公共安全最高人民法院发布的相关意见指出:对于故意高空抛物的，根据具体情形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，特定情形要从重处罚。一天，某小区居民发现一个苹果从高空坠落，所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像，分析发现苹果在落地前最后0.1s内，下落的高度约为2m。已知每层楼高约为3m。若苹果做自由落体运动，g取10m/s2，根据以上数据推算该苹果最可能来自哪个楼层（ ）
A．4层B．6层C．8层D．10层
3．如图所示，只有B物体左面是光滑的，其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动，则物体A受到的摩擦力的情况是（ ）
A．左、右都受向上的摩擦力
B．左侧受向上的摩擦力，右侧受向下的摩擦力
C．左、右都受向下的摩擦力
D．左侧受向下的摩擦力，右侧受向上的摩擦力
4．为推动新农村建设，很多乡村道路上都安装了太阳能路灯，若某路段为直线且任意相邻两路灯的间距均为12m，某一新能源汽车做匀加速直线运动过程中经过第一盏路灯到第二盏路灯所用时间为2s，经过第二盏路灯到第三盏路灯所用时间为1s，则下列说法正确的是（ ）
A．该车经过第一盏路灯速度为0
B．该车运动的加速度为
C．该车经过第三盏灯到第四盏灯用时为0.5s
D．该车经过第三盏路灯速度为14m/s
二、多选题
5．如图所示，一弹射游戏装置由固定在水平面上的弹射器和5个门组成，两相邻门间的距离均为1m。现滑块（可视为质点）从O点弹出后做匀减速直线运动，全程不与门相碰且恰好停在门5的正下方。已知滑块在门4和5之间滑行的时间为1s，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块由门1滑至门5所用的时间为4s
B．滑块经过门1时的速度大小为4m/s
C．滑块的加速度大小为
D．滑块在门1和门5之间滑行的平均速度与经过门4的速度相等
6．物体甲从地面上的C点竖直上抛，同时物体乙从甲正上方的A点自由下落，经过时间t两者在B点相遇，相遇时两者速度大小相等都是v，空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物体甲从B点再经过3t将回落到地面
B．AB之间距离等于BC之间的距离
C．B点距离地面高度为
D．A点距离地面高度为
7．如图所示，质量为的木块在质量为m2的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则（）

A．木块受到木板的摩擦力的大小等于F
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1m1g
C．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m1＋m2）g
D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
8．甲、乙、丙、丁四个物体做直线运动，它们运动的、、、图像分别如图所示，其中图像表示的物体在时的速度为零，则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内运动位移最大的是甲物体B．0~4s内有3个物体运动的位移为零
C．第4s末加速度最大的是乙物体D．第4s末速度最大的是丁物体
三、填空题
9．如图所示，n块厚度均为d质量为m的相同砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠迭起来，全部叠完这堆砖，砖的重心升高了 ．
10．如图是由六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知，水平向左，则这六个力的合力的大小为 N。
11．如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起，用一水平向右的力F=kt（k为常数）作用在B物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则t1~t2时间内，水平面与B之间的摩擦力大小 （选填“保持不变”或“逐渐增加”或“逐渐减小”）；A、B之间的最大静摩擦力大小为 。（用题中已知量字母表示）
四、实验题
12．（1）在研究匀变速直线运动的实验中，小车拖着纸带通过计时器记录下的运动情况如图所示，图中A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10s，标出的数据单位是厘米，则在打C点时小车的速度是 m/s，小车运动的加速度是 m/s2．(结果均保留两位有效数字)
（2）小文利用打点计时器研究甲和乙两个物体的运动，分别得到2条纸带．对每条纸带，均选择合适的点作为第一个计数点，再依次每5个点取1个计数点，并在各计数点处将其剪断，然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上，最后将纸条上端中心连起来，如图甲、乙所示．由图可判断（____）
A．乙物体的加速度比甲大
B．两物体均做匀速直线运动
C．打第三个计数点时，甲物体的速度比乙大
D．打第一个计数点时，物体的速度有可能为零
13．某同学用如图甲所示的装置来探究弹簧弹力F和长度x的关系。将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻线跟O点对齐，在弹簧的下端A处做一标记（如固定一个指针），记录弹簧自由下垂时指针在刻度尺上指示的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和指针在刻度尺上指示的刻度x。实验中弹簧始终未超过弹性限度。请回答下列问题。
（1）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系，根据实验数据作出F-x图像，如图乙所示。由图像可知：弹簧自由下垂时的长度L0= m，弹簧的劲度系数kA= N/m；
（2）如果将指针固定在A点的下方P处，再作出F随x变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是( )
A．大于kA B．等于kA C．小于kA D．无法确定
（3）如果将指针固定在A点的上方Q处（图中未标出位置），再作出F随x变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是
A．大于kA B．等于kA C．小于kA D．无法确定
五、解答题
14．如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材。遇到突发情况时，逃生者可以将安全带系于腰部，通过钢丝绳等安全着陆，如图乙所示。一幢高层商住楼的层高均为2.5 m，某次演练中，逃生者从31楼由静止开始下滑，到达地面时速度恰好为零。该楼房所装救生缓降器材运行速度的最大值为15 m/s，加速度大小不超过5 m/s2。不计空气阻力。求：
（1）逃生者由静止以最大加速度加速下滑的位移x1；
（2）逃生者从31楼到地面的最短时间。
15．如图所示，木块A、B分别重40N和80N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，栓接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了4cm，弹簧的劲度系数为200N/m，系统置于水平地面上静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求A所受摩擦力的大小及方向；
（2）现用F=22N水平向右的拉力作用在木块B上后，求B所受摩擦力大小及方向。
16．强行超车是道路交通安全的极大隐患之一，如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车分别以10m/s和16m/s的速度在路面上匀速行驶，其中甲车车身长L1=5m、货车车身长L2=8m，某时货车在甲车前s=3m处，若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2，假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度，求：
（1）甲车超过货车之前经过多长时间与货车的距离达到最大；
（2）甲车完成超车至少需要多长时间；
（3）若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者车头相距208m，乙车速度为12m/s，甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车；若甲车恰好不能安全超车，则乙车至少以多大的加速度减速才能使甲车安全超车。
参考答案：
1．C
【详解】A．55km是汽车沿大桥运动轨迹的长度，故55km是路程不是位移，100km/h是瞬时速度大小，故A错误；
B．伽利略猜想做自由落体运动的物体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行理想化推理，故B错误；
C．球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变，故C正确；
D．铁块所受重力方向竖直向下，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】设苹果下落时间为t，根据自由落体运动规律有
，
由上式解得
H=21m
所以根据以上数据推算该苹果最可能来自7楼楼顶，则可能来自第8层。所以C正确；ABD错误；
故选C。
3．D
【详解】B物体左面是光滑的，说明B左侧只受水平力F的作用，B右侧受到向上的摩擦力，与其重力平衡，A物体左侧受B右侧施加的向下的摩擦力，A还受到向下的重力，则A物体右侧一定受向上的摩擦力，ABC错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．通过第一盏路灯到第二盏路灯中间时刻的瞬时速度为
通过第二盏路灯到第三盏路灯中间时刻的瞬时速度为
则车的加速度为
设该车经过第一盏路灯速度为，根据运动学公式可得
解得
故AB错误；
CD．设该车经过第三盏灯的速度为，根据运动学公式可得
解得
设该车从第三盏灯到第四盏灯时间为，根据运动学公式可得
解得
故C错误，D正确。
故选D。
5．BD
【详解】A．滑块做末速度为零的匀减速运动，设滑块依次滑过两相邻门的时间间隔分别为、、和，由逆向思维知
而
故滑块由门1滑至门5所用的时间
故A错误；
C．滑块由门5到门4，由
得
故C错误；
B．滑块经过门1的速度
故B正确；
D．滑块在门1和门5之间滑行的平均速度
滑块经过门4的速度
滑块在门1和门5之间滑行的平均速度与经过门4的速度相等，故D正确。
故选BD。
6．AC
【详解】A．因为经过时间t两者在B点相遇，则物体甲上升时间为2t，下落时间为2t，那么从B点再经过3t将回落到地面，故A正确；
B．因为AB之间的时间等于BC之间的时间，根据比例关系，BC之间的距离等于AB之间距离的3倍，故B错误；
C．AB之间的距离为
根据比例关系，
解得
故C正确；
D．A点和B点之间的距离为
根据比例关系
解得
故D错误。
故选AC。
7．BD
【详解】试题分析：A、对分析可得，受到长木板给的摩擦力和拉力F的作用，由于受到的是滑动摩擦力，所以，A错误；
B、对木板：水平方向受到木块向右的滑动摩擦力和地面的向左的静摩擦力，因为和是一对相互作用力，所以，由平衡条件得：，故B正确；
C、由于木板处于静止状态，所以木板受到地面的摩擦力的大小是μ1m1g．不一定是μ2（m1＋m2）g，C错误；D、无论F多大时，m1给长木板的摩擦力都不可能超过，所以长木板不会发生运动，D正确；
故选BD．
考点：力的平衡、静摩擦力
【名师点睛】木块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力，大小按照滑动摩擦力公式计算．长木板处于静止状态，木板与地面之间的摩擦力是静摩擦力，大小按照平衡条件计算．无论F多大时，m1给长木板的滑动摩擦力都不可能超过，所以长木板不会发生运动．
8．ACD
【详解】AB．由图甲图像知0~4s内，甲的位移大小为8m；图乙图像围成的面积表示位移，可得乙的位移大小为0；图丙可知，物体先向前匀加速1s，接着向前匀减速1s，周而复始，一直向前运动，所以0~4s内的位移大小为
图丁，由图像可得物体位移—时间关系为
所以可得0~4s内
所以0~4s内位移最大的是甲，故A正确，B错误；
C．图甲物体做匀速直线运动，加速度大小为0；图乙4s末加速度大小为
图丙加速度大小为1m/s2；图丁，根据位移—时间关系式
可得加速度大小为
所以，第4s末加速度最大的是乙物体，故C正确；
D．图甲，物体做匀速直线运动，所以第4s末速度大小为
图乙，第4s末速度为0；图丙，由图像围成的面积表示速度的变化量，所以可判断得第4s末速度大小为0；图丁，根据位移时间关系式
可知丁的初速度和加速度为
，
所以，第4s末速度为
所以，第4s末速度速度最大的是丁，故D正确。
故选ACD。
9．（n–1）d/2；
【详解】砖块靠在一起平放在地面上时的重心高度为：，
全部叠完后砖的重心高度为：，
所以重心的高度差为：
【点晴】本题考查重心，重力在物体上的作用点叫做重心．①质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关（外形规则的重心，在它们几何中心上）；②质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量分布有关；③重心可在物体上，也可在物体外．
10．10
【详解】依据力的三角形法则可知，F1、F2、F3三个力的合力大小等于F4，方向向右；F5、F6两个力的合力大小也等于F4，方向向右；所以这六个力的合力的大小也等于F4，即大小等于10N，方向向右。
11． 保持不变
【详解】[1]0~t1内，A不受水平拉力，说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值，t1~t2内力传感器的示数逐渐增大，说明水平面对B的静摩擦力达到最大值，故B受地面的最大静摩擦力为kt1，t1~t2内水平面与B之间的摩擦力大小保持不变，A与B之间的静摩擦力逐渐增大；
[2]分析可知，B对A有向右的静摩擦力，t2时刻后力传感器的示数不变，说明B相对A向右运动，A受到滑动摩擦力，则t2时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值，且为
12． 0.19；0.20； A
【详解】（1）打C点时小车的速度是，小车运动的加速度是；
（2）．如果将将纸条上端中心连起来，得到的直线是纸带的v-t图象，该图象斜率表示加速度，所以乙物体的加速度比甲大，故A正确；相等的时间间隔内位移增大，所以两物体均做加速直线运动，故B错误；根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，所以打第三个计数点时，甲物体的速度比乙小，故C错误；根据图象在纵轴上的截距不为零，所以打第一个计数点时，物体的速度不可能为零，故D错误；故选A．
13． 0.04 50 B A
【详解】（1）[1]由胡克定律可得，由图象可知横轴截距为弹簧原长，即
[2]斜率为劲度系数，即
（2）[3]如果将指针固定在A点的下方P处，弹簧的劲度系数不变，得出弹簧的劲度系数仍等于kA。故选B。
（3）[4]如果将指针固定在A点的上方Q处，则记录的伸缩量只是部分弹簧的伸缩量，但记录的弹力还是整个弹簧的弹力，所以得出的劲度系数与kA相比，要大于kA。故选A。
14．（1）22.5 m；（2）8 s
【详解】（1）31楼距地面的高度为
x=30×2.5m=75m
设加速下滑的时间为t1，加速下滑的位移为x1，根据匀变速直线运动规律得
v=at1
x1=a
解得
t1=3s
x1=22.5m
（2）逃生者应先做加速运动，后做匀速运动，最后做减速运动。在匀减速阶段，所需时间为
t2==3s
通过的位移为
x2=＝22.5m
所以在匀速阶段所需时间为
总时间为
t=t1+t2+t3=8s
15．（1）8N，方向向左；（2）14N，方向向左
【详解】（1）木块A与地面间的最大静摩擦力为
木块B与地面间的最大静摩擦力为
弹簧弹力为
所以A、B均不动
A受到的摩擦力为8N，方向向左；
（2）用水平向右的拉力作用在木块B上后
则物块B仍不动，则所受的摩擦力为14N，方向向左。
16．（1）3s；（2）8s；（3）1m/s2
【详解】（1）两车距离达到最大时应满足的条件是
设所需时间为，由
解得
（2）设甲经过时间刚好完成超车，在时间内甲车的位移为
货车的位移为
超车时两车的距离关系为
联立上式，代入数据解得
（3）在最短8s内甲车的位移为
乙车的位移为
由于
故不能安全超车。
要使甲车安全超车，乙车的位移至多为
设乙车减速到，则由
解得
则乙车的加速度至少为
即乙车至少以大小为1m/s2的加速度减速才能使甲车安全超车。