2022-2023学年福建省莆田第一中学高一上学期第一学段考试物理试题含解析

  莆田一中 2022-2023 学年度上学期第一学段考试试卷

高一物理必修 1  （第一章至第三章）

（考试时间： 75 分钟   满分： 100 分）

一、 单项选择题： 本题共 6 小题， 每小题 4 分， 共 24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1. 如图所示，小物体在竖直向上的恒力F作用下保持静止，则下面对物体受力情况分析正确的是（　　）

A. 物体a可能受四个力作用

B. 物体a一定受两个力作用

C. 物体a与墙壁间一定存在弹力

D. 物体a与墙壁间存在静摩擦力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】物体静止，根据受力平衡，水平方向上墙壁对a没有弹力，没有弹力也就没有摩擦力，竖直方向有F=G，所以物体a只受到2个力的作用，选项 B正确。

故选B。

2. 如图所示，三个相同的长方形物体A、B、C叠放在水平面上。水平向右的恒力F作用在B上。三个物体静止在地面上。下列说法中正确的是（　　）

A. B对A的摩擦力水平向右，大小为F

B. B对C的摩擦力水平向左，大小为F

C. C对B的摩擦力水平向左，大小为F

D. A与B间、B与C间、C与水平面间都不可能是光滑的

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．对A受力分析，由于A静止，所以A只受重力和B对A的支持力，即B对A的摩擦力为0，故A错误；

BC．对B受力分析，在水平方向上受力为：恒力F、C对B的摩擦力，由于B物体静止，即B受力平衡，根据平衡条件可知C对B的摩擦力水平向左，大小为F，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力是一对相互作用力，等大反向，故B对C的摩擦力方向向右，大小为F，故B错误，C正确；

D．以ABC整体为研究对象，由平衡条件可知，地面对C的摩擦力水平向左，大小为F，可知B与C之间、C与地面之间不可能是光滑的，而A与B之间无摩擦有可能是光滑的，故D错误。

故选C。

3. 如图所示，做匀加速直线运动的质点先后经过A、B、C三个位置，已知质点从A到B的时间为2s，从B到C的时间分别为4s，AB间的距离x1=4m，BC间的距离x2=20m，由此可求得（　　）

A. 该质点的加速度为2m/s2

B. 该质点经过A点时的速度大小为2m/s

C. 该质点经过B点的速度大小为3m/s

D. 该质点经过C点的速度大小为5m/s

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据平均速度公式

根据速度公式

解得

A错误；

B．逆向思维，该质点经过A点时的速度大小为

B错误；

C．该质点经过B点的速度大小为

C正确；

D．该质点经过C点的速度大小为

D错误。

故选C。

4. 在一根轻绳的两端各拴一个小球，一人用手拿着绳上端的小球站在五层楼的阳台上，放手让小球自由下落，两个球相继落地的时间差为。如果站在九层楼的阳台上，同样放手让小球自由下落，则两球相继落地的时间差将会（　　）

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 由于层高不知，无法比较

【答案】B

【解析】

【详解】设轻绳长度为L，第一个小球着地后，第二个小球运动位移为L，在L内运行的时间，即为两球落地的时间差，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度，由

可知，高度h越高，落地的速度v0越大，即第二个小球在位移L内的初速度越大，根据

可知，初速度v0越大，时间差越短，即

故选B。

5. 有几位同学为了测试某款汽车的性能，记录了该汽车沿平直公路启动、匀速行驶和制动三个过程速度的变化情况如表，若汽车启动和制动可看作是匀变速直线运动，则下列说法正确的是（ ）

A. 汽车加速到6s末才开始匀速运动

B. 加速阶段位移为90m

C. 前8s内汽车通过的位移大小为145.6m

D. 制动过程加速度大小一定为10m/s2

【答案】C

【解析】

【详解】由图中表格分析，可知汽车加速阶段加速大小为，匀速阶段速度为，汽车加速时间，加速位移，故AB错误；前8s内汽车位移大小为，故C正确；由表格数据无法确定制动的初始时刻，汽车在t=16.0s之前速度可能早已为0.制动过程加速度不一定为10m/s2，故D错误．

6. 三个重力均为10 N的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p，q用细线连接如图，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（  ）

A. 4 cm B. 6 cm

C. 8 cm D. 10 cm

【答案】C

【解析】

【详解】原来q弹簧压缩

当c木块刚好离开水平地面时，q弹簧伸长量

弹簧p的伸长量

p弹簧的左端向左移动的距离

故选C。

二、多项选择题： 本题共 4 小题， 每小题 4 分， 共 16 分。在每小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。

7. 如图所示，物块A，木板B叠放在水平地面上，B的上表面水平，A，B的质量均为m=1kg，A，B之间和B与地面间的动摩擦因数μ=0.1，用一根轻绳跨过光滑定滑轮与A、B相连，轻绳均水平，轻绳和木板B都足够长．当对物块A施加一水平向左的恒力F时，物块A在木板B上向左做匀速直线运动．在这个过程中，绳上拉力大小用T表示，（g=10m/s2），则（ ）

A. T=2N B. T=3N C. F=3N D. F=4N

【答案】BD

【解析】

【详解】隔离对A分析，根据平衡有

F=T+μmg

对B分析，根据平衡有

T=μmg+μ•2mg

代入数据解得

T=3N

F=4N

故选BD。

8. 将小球a从地面以某一初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从a球正上方距地面h处由静止释放，两球恰在 处相遇（不计空气阻力）．则以下说法正确的是（　 ）

A. a物体的初速度为

B. a、b两球从开始到相遇的过程中，平均速度大小相等

C. 两球同时落地

D. 相遇时两球速度大小相等

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】A．b两个球在相等的时间内，运动距离都是，加速度大小也相等，所以说明在处相遇时a球的速度刚好为0，而b球的速度刚好为v0，b球是自由落体运动，在竖直方向上有

得

a球做的是竖直上抛运动，有

解得

A正确；

B．从题目内容可看出，在处相遇，此时a球和b球的位移相同，时间相同，它们的加速度也相同，所以ab两个球的运动的平均速度大小相等，B正确；

C．a球做的是竖直上抛运动，b球是自由落体运动，它们的运动状态不同，不可能同时落地， C错误；

D．相遇时，a的速度

b的速度

两个球的速度的大小不同，D错误。

故选AB。

9. 几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，子弹进入第一个水球时速度为，它恰好能穿出第四个水球，则可以判定（　　）

A. 子弹在每个水球中速度变化快慢不相同

B. 子弹穿过第二个水球时的速度大小是

C. 子弹穿过最后两个水球的时间之比为

D. 子弹穿过第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等

【答案】CD

【解析】

【详解】A．子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，即加速度恒定，所以速度变化的快慢相同，A错误；

C．全程逆向思考，子弹做初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动的比例式可知，经过连续4段相等位移所用时间之比为

故子弹穿过最后两个水球的时间之比为，C正确；

B．子弹穿过第二个水球时处于位移的中点，据匀变速直线运动的推论可得

B错误；

D．全程的平均速度为

设子弹穿过每一个水球的位移为L，逆向思维结合位移速度公式可得

联立解得子弹穿过第三个水球的瞬时速度为

即子弹穿过第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，D正确。

故选CD。

10. 在遇到暴雨、雾霾等恶劣天气时，高速公路上能见度不足100m．在这样的恶劣天气时，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，乙在前、甲在后同向行驶．某时刻两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，结果两辆车发生了碰撞．图示为两辆车刹车后若不相撞的v-t图像，由此可知（  ）

A. 刹车过程中甲车的加速度是乙车加速度的2倍

B. 两辆车一定是在刹车后的20s之内的某时刻发生相撞的

C. 两车相撞可能发生在乙车停止后

D. 两车刹车时相距的距离一定小于100m

【答案】ABD

【解析】

【详解】A、由v-t图像的斜率可求出，，A项正确．

B、C、t＝20s时，两车速度相等，相距最近，两车一定是在刹车后的20s之内相撞，B项正确，C项错误．

D、在t=20s时，甲的位移，，可得s甲-s乙＝100 m，因而两车若相撞，刹车前距离应小于100 m，D项正确．

故选ABD．

【点睛】根据速度时间图线求出甲乙的加速度，抓住速度相等时，结合位移时间公式分别求出两车的位移，结合位移之差求出两者不发生碰撞的最小距离，从而分析判断．通过两者的速度大小关系，判断之间距离的变化，从而得出发生碰撞发生的大致时刻．

三、填空题： 本题共 2 小题共 10 分。把答案写在答题卡中指定的答题处。

11. 如图所示，木块B放在水平地面上，质量为的物体A放在它的水平上表面；弹簧测力计一端固定在墙壁上，另一端与物块A相连，重力加速度。当用水平力匀速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧测力计的示数为，弹簧伸长量为，物块A与木板B间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______。若加速抽出木板B，弹簧的伸长量______（填增大、减小或不变）。

【答案】    ①. 0.2    ②. 100    ③. 不变

【解析】

【详解】[1]当匀速抽出木板B时，A物体保持静止，故可知A受B摩擦力

f=F=4.0N

由于AB之间为滑动摩擦力

f=μFN

故

[2]由胡克定律

F=kx

可得

[3]因A对B物体的压力不变，故A、B间的摩擦力不会发生变化，故加速拉动时摩擦力也为4.0N；物体A在弹簧秤的作用下仍保持静止，故弹簧秤对A的拉力仍为4.0N，即弹簧秤的示数大小仍等于4.0N，弹簧的伸长量也不发生变化。

12. 调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一水滴刚碰到盘时，恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有3个正在下落的水滴，测出水龙头到盘子间的距离为h，当第一滴水滴落到盘中时，第二滴水滴离水龙头的距离为__________；从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第n滴水滴落到盘中，秒表测得时间为t，可知当地的重力加速度g为__________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]设相邻两水滴的时间间隔为T，则

第二滴水滴离水龙头的距离

；

[2]从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第n滴水滴落到盘中，秒表测得时间为t，则：

又：

解得：

四、实验题： 本题共 2 小题共 14 分。把答案写在答题卡中指定的答题处。

13. 小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验：

（1）由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：打点计时器、直流电源、纸带、毫米刻度尺、钩码和小车、一端附有定滑轮的长木板。小明看后觉得不妥，请你思考一下不妥之处是______。

（2）小明在实验过程中正确的做法是______（多选）。

A.先接通电源，后释放纸带

B.释放纸带的同时接通电源

C.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

D.使小车运动的加速度尽量小些

（3）小明经过实验获得如图所示的纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点A，然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点，得到了A、B、C、D、E、F、G等几个计数点，测得，，，，，。打点计时器使用交流电的频率为50Hz。两计数点之间的时间间隔为T=0.1s，则打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为______，计算结果为______m/s（保留两位有效数字）。

（4）小车加速度表达式为______，计算结果为______（保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 直流电源应更换为交流电源    ②. AC##CA    ③.     ④. 0.80    ⑤.     ⑥. 0.40

【解析】

【详解】（1）[1]仪器中直流电源应更换为交流电源。

（2）[2]AB．应先接通电源，后释放纸带，A正确，B错误；

C．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，这样能充分在纸带上打点，C正确；

D．使小车运动的加速度尽量大些，相同时间间隔内的位移差大些，能减小测量误差，D错误。

故选AC。

（3）[3]打点计时器在打F点时小车的瞬时速度表达式为

[4]代入数据解得

（4）[5]据逐差法可得，小车加速度表达式为

[6]代入数据解得

14. 某学习小组用如图甲所示的装置来“探究弹簧弹力与形变量的关系”。主要步骤如下：

(1)把弹簧平放在水平桌面上，测出弹簧的原长l0；

(2)测出一个钩码质量m0；

(3)将该弹簧悬吊在铁架台上让弹簧自然下垂；

(4)挂上一个钩码，测出此时弹簧长度l1；

(5)之后逐渐增加钩码的个数，并测出弹簧对应的长度分别为li（i为钩码个数）；

(6)计算出x=li-l0。用x作为横坐标，钩码的总质量作为纵坐标，作出的图线如乙所示。请根据以上操作、记录和图像回答以下问题：

①你认为m-x图像不过原点的原因是________；

②已知钩码质量m0=0.20kg，重力加速度g=9.8m/s2，利用图乙求得弹簧劲度系数k=________N/m（保留两位有效数字）。

③m-x图像没过坐标原点，对于测量弹簧的劲度系数________（选填“有”或“无”）影响。

【答案】    ①. 弹簧自身有重力    ②. 2.6×102    ③. 无

【解析】

【详解】①[1]m-x图像不过原点的原因是弹簧自身有重力；

②[2]弹簧的劲度系数为

③[3]忽略弹簧自身重力时

解得

不忽略弹簧自身重力时，设弹簧自身重力M0g，使弹簧伸长x0

解得

对比两式，斜率不变，对于测量弹簧的劲度系数无影响。

五、计算题：本题共 3 小题，共 33 分。把解答写在指定的答题处，要求写出必 要的文字说明、方程式和演算步骤， 答案中必须明确写出数值和单位。

15. 一小球由静止沿斜面以恒定的加速度滚下来，依次通过斜面上A、B、C三点，已知，，小球通过、所用的时间均为，则：

(1)求出小球运动的加速度？

(2)小球通过A、B两点时速度分别是多少？

(3)斜面A点以上部分至少有多长？

【答案】（1）0.8m/s2；（2），；（3）0.4m

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据匀速直线运动中两个连续相等时间内通过的位移关系，有

解得

所以小球加速度为0.8m/s2。

(2)小球经过B点时的瞬时速度为

根据位移和速度关系式有

联立以上二式，解得

，

故通过A、B点的速度分别为0.8m/s2和1.6m/s2。

(3)设A点以上部分的斜面长度为x，有

解得

故斜面A点以上部分至少为0.4m。

16. 甲、乙两辆车并排在同一直轨道上向右匀速行驶，甲车的速度为m/s，乙车的速度为，乙车在甲车的前面。当两车相距L=6m时，两车同时开始刹车，从此时开始计时，甲车以的加速度刹车，7s后立即改做匀速运动，乙车刹车的加速度为，求：

(1)从两车刹车开始计时，甲车第一次追上乙车的时间；

(2)两车第一次速度相等时，甲在前还是乙在前；

(3)两车相遇的次数和最后一次相遇的时间。

【答案】(1)2s；(2)甲车在前；(3)2，6s

【解析】

【详解】(1)在甲减速时，设经时间t相遇，甲和乙的加速度分别为a1、a2，位移分别为x1、x2，则有

，，

联立解得

，

即在甲车减速时，相遇两次，第一次相遇的时间为2s

(2)第一次速度相等的时间为t3，则有

解得

甲车运动的位移为

乙车运动的位移为

由于

所以甲车在前

(3)当t2=7s时，甲车的速度为

乙车的速度为

甲车的速度小于乙车的速度，但乙车做减速运动，设再经△t甲追上乙，有

解得

此时乙车已停止，所以甲、乙两车共相遇2次，最后一次相遇的时刻为6s

17. 如图所示，在离地面高H处以的速度竖直向上抛出一个小球，地面上有一长L=5m的小车，其前端M距离抛出点的正下方s=4m，小球抛出的同时，小车由静止开始向右做匀加速直线运动。已知小球落地前最后1s内下落的高度为25m，忽略空气阻力及小车的高度，求：

（1）小球抛出点离地面的高度H；

（2）试分析小车能否接住小球；

（3）当小车末端N到达抛出点正下方时，便立即做加速度大小恒为，方向与此时速度方向相反的匀变速直线运动，为了让小车接住小球，试确定加速度的范围。

【答案】（1）；（2）不能；（3）

【解析】

【详解】（1）设小球从最高点下落的时间为，则

联立解得

，

小球上抛高度为

则小球抛出点离地面的高度为

（2）小球做上抛运动所用时间为

小车车头到达抛出点正下方所用时间为，则

解得

小车车尾到达抛出点正下方所用时间为，则

解得

由于

不能接住小球

（3）小车车尾到达抛出点正下方速度为

当小车车尾刚好接住小球，则

解得

当小车车头刚好接住小球，则

解得

故