河北省石家庄二中教育集团2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题

这是一份河北省石家庄二中教育集团2023-2024学年高一上学期期中考试物理试题，共27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。

一、单选题
1．第19届亚运会将于今年9月在杭州举行，目前各大运动场馆均已建设完毕。如图为某运动场标准跑道的平面图，所有径赛的终点线相同。下列关于各类径赛说法正确的是（ ）
A．某运动员在比赛中的成绩是， “”指的是时刻
B．用高速摄像判断哪位运动员率先到达终点时，可将运动员看成质点
C．比赛中，每位运动员的位移大小都为
D．400m比赛时，冠军运动员的平均速率最大
2．如图所示，甲从A地由静止匀加速跑向B地，当甲前进距B为x1时，乙从距B地x2处的C点由静止出发，加速度与甲相同，最后二人同时到达B地，则AB两地距离为（ ）

A．B．
C．D．
3．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离。某汽车以21.6km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.2s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知司机的反应时间为0.6s，刹车的加速度大小为，则该ETC通道的长度约为（ ）

A．4.2mB．6.0mC．7.8mD．8.4m
4．如图所示，高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，候车线的距离均为d。若动车共有6节车厢（含车头、车尾），每节车厢长均为d，动车进站时（从左往右）做匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t，动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口（2号车厢最前端），则（ ）

A．动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动，经历的时间为4t
B．动车1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为
C．动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动，平均速度为
D．动车1号车厢头部经过3号候车线处的旅客所用的时间为
5．如图所示，从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B开始自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是（ ）

A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2v
B．两物体在空中运动的时间相等
C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度不相同
D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定在B开始下落时高度的中点下方
6．物体B、C的位置坐标x与时间t的关系如图所示。虚线A是实线C在时刻的切线，已知虚线A与实线B平行，实线C是一条开口向下的抛物线。则以下说法正确的是（ ）

A．在2s~4s内的某一时刻，物体C的速度可能大于物体B的速度
B．0~2s内，物体C的平均速度大于物体B的平均速度
C．0~4s内，物体B运动的路程比物体C运动的路程多16m
D．物体C做匀变速直线运动，加速度大小为
7．一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点，实际的悬索桥在工程上是复杂的他们进行了合理简化，悬索桥的简化模型如下：吊桥由六对钢杆悬吊，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为，靠桥面中心的钢杆长度为（即），，又已知两端钢缆CM、PN与水平方向成角，若钢杆钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同且均为T，桥面总质量为m。下列说法正确的是（ ）
A．每根钢杆拉力大小为
B．每对钢缆AD中拉力大小为
C．每对钢缆CM中拉力大小为
D．的长度为
8．水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示，圆心为O，两个可视为质点的小球固定在质量不计的刚性杆两端，开始时系统处于静止状态，与水平方向的夹角分别为37°和53°。现对小球a施加始终沿圆切线方向的推力F，使小球在圆筒内缓慢移动，直到小球b到达与圆心O等高处，已知。下列说法正确的是（ ）
A．质量之比为4：3
B．对a施力前，圆筒对的弹力大小之比为3：4
C．移动过程杆上的弹力逐渐增加，圆筒对b的弹力逐渐增加
D．b到达与圆心O等高处时，F的大小小于b的重力
9．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（ ）
A．瓦片共受到4个力的作用
B．减小檩条的倾斜角度时，瓦片与檩条间的弹力变小
C．减小檩条的倾斜角度时，瓦片与檩条间的摩擦力变大
D．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑
10．甲乙两质点在同一直线上运动，从t=0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，x-t图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的x~v2图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，甲的速度为2m/s，乙的速度为10m/s
B．甲质点的加速度大小2m/s2为，乙的加速度大小为4m/s2
C．经过s，甲追上乙
D．经过2.5s，甲追上乙
二、多选题
11．如图所示“礼让行人”是城市文明的重要标志。某汽车正以的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，驾驶员的反应时间为，刹车后汽车匀减速滑行，为了停止让行，汽车不能越过停车线。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车刹车滑行的最大距离为
B．汽车刹车的最小加速度为
C．汽车用于减速滑行的最长时间为
D．汽车行驶的平均速度不能超过
12．第19届亚运会女子10米台跳水比赛，中国选手全红婵再现“水花消失术”，震撼夺冠！如图甲所示，假设全红婵（可视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动某次从最高点到入水后匀减速到最低点的过程示意图如图乙所示，最高点至水面高度为2h，水面至最低点高度为h。不计空气阻力，重力加速度为g。则（ ）
A．全红婵下落至水面瞬间速度大小为
B．全红婵在水面上、下两过程中的平均速度大小之比为1：1
C．全红婵在水面上、下两过程中运动的时间之比为1：2
D．全红婵在水面上、下两过程中的加速度大小之比为1：2
13．如图所示，质量为M的三角形斜劈B放置在水平地面上，质量为m的木块A放在三角形斜劈B上，现用大小相等、方向相反的水平力F分别推A和B，木块A和斜劈B均静止不动，重力加速度为g。则（ ）
A．斜劈B对木块A的摩擦力方向可能沿斜面向上
B．地面对斜劈B的摩擦力方向水平向右
C．斜劈B对木块A的支持力一定小于mg
D．地面对斜劈B的支持力的大小等于
14．如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为O，半径为R，PQ为水平直径，MN为倾斜直径，PQ与MN间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为L，两端分别固定在圆环的M、N两点，轻质滑轮连接一个质量为m的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过角，下列说法正确的是（ ）
A．直径MN水平时，轻绳的张力大小为
B．图示位置时，轻绳的张力大小为
C．轻绳与竖直方向间的夹角逐渐减小
D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张力先增大再减小
三、实验题
15．某同学利用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动，实验时将打点计时器接在顺率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带如图乙所示。

（1）实验时必要的措施是 。（填正确选项前的字母标号）
A．细线必须与长木板平行
B先接通电源再释放小车
C．小车的质量远大于钩码的质量
D．平衡小车与长木板间的摩擦力
（2）图乙中A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点（每相邻两个计数点间还有四个点未画出），已知，，，，，，则打E点时小车的瞬时速度大小为 ，小车的加速度大小为 。（结果均保留两位有效数字）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
16．用如图所示的器材和方法可以探究“两个互成角度的力的合成规律”。在桌面桌上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中，滑轮，固定在桌子边，滑轮、可沿桌边移动。第一次实验中，步骤如下：
A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，并使结点O静止
B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，作出三拉力（即三条绳子所挂的重物的重力）的图示
C．以绕过、绳的两个力为邻边作平行四边形，作出O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度
D．检验对角线的长度和绕过绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上
（1）以下操作有必要的是 。
A．必须使用圆形的桌面
B．必须保证为直角
C．桌面倾斜不会影响实验结果
D．必须保证三条绳的结点O位于桌面的几何中心位置
（2）下列说法正确的是 。
A．改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点须保持不动才行
B．为保证实验成功，必须使得绳所挂重物的重力最大
C．若将细绳更换成橡皮筋进行实验不会影响实验结果
D．作三个拉力图示的时候可以采用各自不同的标度
（3）某次实验中，三条绳中拉力构成以下图形，其中绳和绳夹角、绳和绳的夹角均为，保持绳拉力大小始终不变。当绳沿着顺时针缓慢转动的同时保持O点静不动，该实验同学作出了平行四边形，角度标号如图中所示。我们可以得到 （用图中符号表示）；在绳沿着顺时针缓慢转过的过程中，的大小的变化情况是 。
四、解答题
17．如图所示，A、B、C依次是斜面上的三个点，OA间距为20m，AB=4BC。一个小球以初速度12m/s从斜面底端O冲上一固定斜面，沿斜面做匀减速直线运动。经过2s，小球第一次通过A点，又经5s第二次通过C点求：
（1）小球的加速度大小为多少？
（2）BC间的距离是多大？
（3）小球两次经过B点的时间差是多少？

18．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、货车车身长，某时货车在甲车前处，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，假设货车速度保持不变，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，且求出最大距离；
（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。

19．如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30°，物块A与斜面间的动摩擦因数为，轻绳一端通过两个滑轮与物块A相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块A的质量为m，连接物块A的轻绳与斜面平行，挂上物块B后，滑轮两边轻绳的夹角为90°，物块A、B都保持静止，重力加速度为g，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知：sin30°= ，cs30°= ，sin45°= ，cs45°= 。
(1)若挂上物块B后，物块A恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力F拉的大小；
(2)若物块B的质量为m，求物块A受到的摩擦力的大小和方向；
(3)为保持物块A处于静止状态，求物块B的质量范围。
参考答案：
1．D
【详解】A．比赛中的成绩是，指一段时间，是时间间隔，A错误；
B．高速摄像判断哪位运动员率先到达终点时，运动员形状不可忽略，不能看成质点，B错误；
C．比赛中，运动员初末位置基本相同，位移为零，C错误；
D．比赛时，运动员路程相同，冠军运动员用时最短，冠军运动员的平均速率最大，D正确。
故选D。
2．B
【详解】甲前进距B为x1时，根据位移公式有
乙从距B地x2处的C点由静止出发，根据位移公式有
甲从A到B过程，根据位移公式有
解得
故选B。
3．D
【详解】汽车的初速度
v0=21.6km/h=6m/s
汽车匀速直线运动的位移为
刹车的位移为
该ETC通道的长度约为
故选D。
4．B
【详解】A．采用逆向思维，可认为动车反向做初速度为零的匀加速直线运动，有
动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动，有
解得
故A错误；
B．根据
可得动车1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为
故B正确；
C．动车从开始经过5号候车线处的旅客到停止运动，平均速度为
故C错误；
D．动车从开始经过3号候车线处的旅客到停止运动，有
可得动车从开始经过3号候车线处的旅客到停止运动经历的时间为
动车1号车厢头部经过3号候车线处的旅客所用的时间为
故D错误。
故选B。
5．A
【详解】A．两物体相遇时速度方向一定相反，由于运动时间相同，相遇后A物体下落过程速度增加v，则物体落地速度为2v，即A抛出的初速度为2v，根据运动的对称性，B落地时速度大小也为2v，A正确；
B．A物体运动时间是B物体运动时间的2倍，B错误；
C．由A选项可知，A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同，C错误；
D．两物体相遇前后，由于B物体运动时间相等，则两段距离之比为1:3，则两物体在空中同时达到的同一高度处一定在B开始下落时高度的中点上方，D错误。
故选A。
6．D
【详解】A．因为实线C是一条开口向下的抛物线，则物体C做匀变速直线运动，速度先减小后反向增大，虚线A与实线B平行，则只有时刻与时刻物体C的速度与B速度大小相等，且是速度最大的时刻，因此在2s~4s内的某一时刻，物体C的速度不可能大于物体B的速度，故A错误；
B．0~2s内，平均速度则有
故B错误；
C．0~4s内，物体B做单向直线运动，路程
物体C在t=2s时刻运动发生反向，路程为
则有
故C错误；
D．物体C先匀减速运动、后反向匀加速运动，加速度大小
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．桥面总质量m，每根钢杆拉力均为T，由平衡条件可得
解得
故A错误；
C．对整体受力分析如图，由平衡条件可得
解得
故C正确；
B．对左边的悬索受力分析如图所示，由平衡条件可得
故B错误；
D．对A点受力分析如图所示，由平衡条件可得
由几何关系可得
故D错误。
故选C。
8．B
【详解】A．对小球a施力前，对受力分析，组成的矢量三角形如图甲所示，由正弦定理有
杆对的弹力等大反向，可得
A错误；
B．由正弦定理有
由于
有
可得
B正确；
C．移动过程对b受力分析，杆对b的弹力与圆筒对b的弹力间的夹角保持不变，画出力的矢量图如图乙所示，可以看出移动过程先增大后减小，当方向与竖直方向成45°角时达到最大，杆对b的弹力一直增加，小球b到达与圆心O等高处时，达到最大，C错误；
D．小球b到达与圆心O等高处时，小球a恰好位于圆筒最低点，对小球b受力分析，此时杆对b的弹力
对小球a受力分析，沿圆筒切线方向，有
D错误。
故选B。
9．D
【详解】A．瓦片受重力，两侧的支持力和两侧摩擦力，共5个力，故A错误；
B．减小檩条的倾斜角度时，两弹力的合力等于，瓦片与檩条间的弹力变大，故B错误；
C．瓦片与檩条间的摩擦力等于，减小檩条的倾斜角度时，摩擦力减小，故C错误；
D．根据题图可知，两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为，有
减小檩条间的距离d时，夹角变小，则瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能会下滑，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】AB．甲质点的位移表达式为
将（0，-2）、（1，0）、（2，6）代入上式，解得
乙质点的位移表达式为
将（时 ） 、（ 时 ）代入上式，解得
AB错误；
C．乙质点停止所用时间为
乙质点2.5s的位移为
甲质点经过s的位移为
因为
经过s，甲追上乙，C正确；
D．经过2.5s，甲质点的位移为
因为初始距离 ，甲没追上乙，D错误。
故选C。
11．AC
【详解】A．汽车刹车前，在内做匀速运动的位移为
则汽车刹车滑行的最大距离为
故A正确；
B．汽车刹车的最小加速度为
故B错误；
C．汽车用于减速滑行的最长时间为
故C正确；
D．汽车从发现前方有行人通过人行横道到停下来过程的平均速度不高于以最小加速度刹车时全程的平均速度
故D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】A．全红婵从最高点下落至水面的过程中做自由落体运动，则有
解得
故A错误；
B．根据匀变速直线运动的规律，有
全红婵从最高点下落至水面过程中的初速度等于其入水做匀减速直线运动的末速度，全红婵从最高点下落至水面过程中的末速度等于其入水做匀减速直线运动的初速度，则可知两个过程的平均速度大小相同，即平均速度大小之比为1：1，故B正确；
C．由于两个过程平均速度大小相同，则有
，
可得
故C错误；
D．根据匀变速直线运动的规律有
，
解得
故D正确。
故选BD。
13．AD
【详解】A．以A为研究对象受力分析，若水平推力F较小，则木块A有相对斜面下滑的趋势，则斜劈B对木块A的摩擦力方向沿斜面向上，故A正确；
B．以A和B作为整体研究分析，水平方向大小相等、方向相反的两个水平力F刚好是一对平衡力，即地面对斜劈B的摩擦力为0，故B错误；
C．以A为研究对象受力分析，若水平推力F恰好合适，斜劈B与木块A之间无摩擦力，则受力分析如图所示
有几何关系可知，此时斜劈B对木块A的支持力大于mg，故C错误；
D．以A和B作为整体研究分析，竖直方向只受重力，以及支持力，且竖直方向二力平衡，有，故D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】AB．左右为同一根绳子，拉力相等，设绳子与竖直方向夹角为，并作出辅助线，如图所示
由几何关系可知
又
整理得
对物体进行受力分析
因此
当转到水平位置时，，可得
故A正确，B错误；
C．由于、均为锐角，由
可知，越小，越大，当转到水平位置时，，此时取得最大值，因此先增大，后减小，故C错误；
D．由
可得越小，绳子拉力越大，因此当时，绳子拉力最大，因此圆环从图示位置顺时针缓慢转过2的过程中，轻绳的张力先增大后减小，故D正确。
故选AD。
15． AB#BA 0.90 0.56 偏大
【详解】（1）[1]AB．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平，同时为了打点稳定，应先开电源再放小车，故AB正确；
C．本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量，只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；
D．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，因此只要摩擦力恒定即可，不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，故D错误。
故选AB。
（2）[2][3]相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，打E点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法，小车的加速度大小
（3）[4] 如果当时电网中交变电流的频率是，则周期变大，相邻计数点之间的时间间隔变大，即实际的时间间隔大于0.1s，但是该同学不知道仍以0.1s计算，造成加速度测量值比实际值偏大。
16． C C （或） 先变小后变大
【详解】（1）[1]A．本实验是三根绳都直接拉O点，所以O点的位置可以改变，故A错误；
B．需要验证任意角度情况下均服从平行四边形定则，故B错误；
C．实验中，若桌面不水平，三个拉力的大小和它们之间的夹角不会改变，因此不会影响实验结果，故C正确；
D．只要能验证平行四边形定则即可，无需要求三条绳的结点O位于桌面的几何中心位置，故D错误。
故选C。
（2）[2]A．改变滑轮、的位置和相应绳上钩码的数量进行第二次实验，绳的结点可以移动，故A错误；
B．需要验证任意角度任意大小的力在合成时均服从平行四边形定则，很明显无需使得绳所挂重物的重力最大，故B错误；
C．将细绳更换成橡皮筋只要拉力测量准确很明显不会影响实验结果，故C正确；
D．作三个拉力图示的时候必须采用相同的标度，故D错误。
故选C。
（3）[3]由正弦定理可得
（或）
[4]在绳沿着顺时针缓慢转过的过程中，可以看出的变化情况是先变小后变大。
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）取沿斜面向上为正方向，从O运动到A过程，有
解得
小球的加速度大小为。
（2）从O开始运动到第二次通过C点，有
解得
可知
解得
（3）从O运动到B过程，有
解得
经过B点的时间差为
18．（1）3s，12m；（2）8s；（3）不能，1m/s2
【详解】（1）经过t1时间后，当甲车速度与货车速度相等，此时甲车与货车的距离达到最大，由题意有
可得
该时间内甲车的位移为
该时间内货车的位移为
则甲车与货车的最大距离为
（2）从开始到甲车恰好完成超车所经过的时间为t，则有
即
代入数据解得
故甲车完成超车至少需要8s。
（3）t时间内甲车的位移为
t时间内乙车的位移为
即有
故甲不能安全超出。若乙车以加速度减速，则乙车的位移最多为
即有
代入数据解得，乙车的加速度至少为
19．(1)；(2)，沿斜面向上；(3)。
【详解】(1)由滑轮相连轻绳的拉力处处相等，对物块A受力分析，A恰好不受摩擦力作用有：
沿斜面方向：
，
解得：
；
(2)对物块B受力分析如图：
竖直方向：
，
已知，解得：
，
在对物块A进行受力分析如图：
因为，A有向下运动的趋势，故A受到的静摩擦力f沿斜面向上。
沿斜面方向：
，
解得A受到的静摩擦力大小为
；
(3)设物块A刚好要沿斜面向上滑动时，物块B的质量最大为M1，此时对物块A、B进行受力分析如图：
沿斜面向上：
，
垂直斜面方向：
，
且，联立解得
此时B竖直方向：
，
代入数据解得
；
设物块A刚好要沿斜面向下滑动时，物块B的质量最小为M2，此时对物块A、B进行受力分析如图：
垂直斜面方向：
，
且，联立解得
，
此时B竖直方向：
，
代入数据解得
，
所以为保持物块A处于静止状态，求物块B的质量范围为：
。