2022-2023学年四川省成都市树德中学高一上学期期中考试物理试题含解析

  树德中学高2022级高一上学期期中测试

物理试题

一、单项选择题（每题3分，共24分）

1. 以下关于所用物理学的思想方法叙述不正确的是（　　）

A. 当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想

B. 在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面实验的结果推广到坚直情况，这种方法被称为“合理外推”

C. 物体所受重力可认为作用在物体的重心上，“重心”概念的提出用到了假设法

D. 求匀变速直线运动位移时，将其看成很多小段匀速直线运动的累加，采用了微元法

【答案】C

【解析】

【详解】A．在变速运动中，用平均速度代替瞬时速度时，时间越短平均速度越接近瞬时速度，当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法，故A正确；

B．在探究自由落体运动规律实验中，伽利略把斜面来“冲淡重力”，将实验的结果推广到竖直情况，这种方法被称为“合理外推”，故B正确；

C．重心是物体各部分所受的重力的合力的作用点，体现了等效替代的思想。故C错误；

D．求匀变速直线运动位移时，将其看成很多小段匀速直线运动的累加，这样无数“矩形的面积”就无限接近“梯形的面积”了，因此采用了微元法，故D正确。

本题选不正确的，故选C。

2. 水平桌面上静止放置一个物块，则下列说法正确的是（　　）

A. 物块受到支持力产生的加速度大小为g

B. 物块受到支持力产生的加速度为0

C. 物块对地面的压力就是物体的重力

D. 物块重力与物块对地面的压力是一对作用力与反作用力

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据题意，对物块受力分析，由平衡条件可知，物块受到的支持力的大小等于物块重力的大小，即

由牛顿第二定律有

解得，物块受到支持力产生的加速度大小为

故B错误，A正确；

C．根据题意可知，物体对地面压力的大小等于重力的大小，但压力不是重力，故C错误；

D．根据牛顿第三定律得，作用力和反作用力的特点为，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在不同的物体上，性质相同，可知，物块重力与物块对地面的压力不是一对作用力与反作用力，故D错误。

故选A。

3. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2，从抛出开始计时5s内，下列说法中不正确的是（　　）

A. 位移大小为25m

B. 物体的路程为65m

C. 物体的速度改变量的大小为10m/s

D. 物体的平均速度大小为5m/s，方向向上

【答案】C

【解析】

【详解】A．从抛出开始计时5s内，物体的位移为

故A正确；

B．物体上升的最大高度为

需要的时间为

则从抛出开始计时5s内，物体的路程为

故B正确；

C．从抛出开始计时5s内，物体的速度改变量的大小为

故C错误；

D．从抛出开始计时5s内，物体的平均速度大小为

方向向上，故D正确。

本题选不正确的，故选C。

4. 我国自主研发的“直8”消防灭火直升机，已多次在火场大显“神威”。在某次消防灭火行动中，“直8”通过一根长绳子吊起质量为的水桶（包括水），起飞时，在2s内将水桶（包括水）由静止开始竖直向上匀加速提升了，重力加速度取，不计空气阻力，则该段时间内绳子拉力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由匀变速直线运动规律

水桶（包括水）的加速度

以水桶（包括水）为研究对象

得绳子拉力

故C正确。

故选C。

5. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是球心，碗的内表面光滑。一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分别是m1，m2；当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成60°，30°角，则碗对两小球的弹力大小之比是（　　）

A. 1：2 B. ：1 C. 1： D. ：2

【答案】B

【解析】

【详解】选取两小球和杆组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图：

由平衡条件得：F1在水平方向的分力F′和F2在水平方向的分力F″大小相等。

即

F1cos60°=F2cos30°

所以

故选B。

6. 如图甲所示，AO为弹性良好的橡皮筋（弹力与伸长成正比），BO为可绕B点自由转动的轻质细杆，A、B两点的高度差为h。当O点不挂重物时，BO杆水平，橡皮筋恰好处于原长且与细杆的夹角=30°；在O点挂上质量为m的重物，橡皮筋长度变为L（如图乙所示），则可知橡皮筋的劲度系数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由甲图可知，橡皮筋的原长

挂上重物后，对重物受力分析如图

则有几何关系可知

解得橡皮筋弹力

由胡克定律可知

联立解得

故选A。

7. 如图所示，某车间进行汽车性能测试，是装有超声波发射和接收装置测速仪，固定在地面上。为一辆测试汽车，两者开始相距。某时刻发出超声波，与此同时开始由静止开始做匀加速直线运动。当B接收到反射回来的超声波时，二者相距。由于车间内温度较高，声音的速度相较室温下时偏大，大小是，则汽车的加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设声波发出到追上A车所用时间为t，则声波返回被接收所用的时间也为t，根据题意可知声波从发出到被反射后接收的时间2t内，汽车A发生的位移为4m。由于声波从发出到追上A车与声波反射后被接收所用的时间相等。故根据连续相等时间位移的关系可知，在第一个时间t内A车的位移为

故声波从发出到追上A车所用时间为

对A车，根据

带入数据可得

故选B。

【点睛】画出运动情景图，根据声波与汽车运动的时间相等，找出两者在位移上的关系进行解答。

8. 如图，一块高为10cm地砖平放在地面上，一个半径为25cm质量为m的球与地砖左端接触，在一作用点位于球心的水平力作用下，缓慢将球移至地砖上端，在此过程中地砖一直保持静止，重力加速度为g，则（　　）

A. 地砖与球之间的弹力逐渐增大

B. 地面对地砖的摩擦力保持不变

C. 地面对地砖的作用力逐渐减小

D. 若改变外力方向，为使球离开地面，外力最小值为0.6mg

【答案】C

【解析】

【详解】A．对球受力分析如图所示

缓慢将球移至地砖上端，小球始终受力平衡，则地砖对小球的弹力N与水平作用力F的合力等于重力；随着小球的移动，由几何关系可知，N与竖直方向的夹角变小，根据力的三角形法则可知，N减小，F减小，故A错误；

B．由上述可知F减小，对球和地砖整体受力分析可知，系统处于平衡状态，则水平方向上

则摩擦力变小，故B错误；

C．对球和地砖整体受力分析可知，系统处于平衡状态，竖直方向上重力和地面对地砖的支持力相等，则支持力不变，水平方向上摩擦力和拉力平衡，摩擦力减小，地面对地砖的作用力为支持力和摩擦力，则地面对地砖的作用力减小，故C正确；

D．若改变外力方向，为使球离开地面，根据几何关系可知，当N与F方向垂直时，F最小，如图所示

则

且由几何关系可知

解得

故D错误。

故选C。

二、多项选择题（每题4分，共24分）

9. 如图所示，倾角为的粗糙斜面固定在水平地面上，一根轻绳的一端与斜面上的物块相连，另一端绕过光滑的定滑轮系在竖直杆上的点，用光滑轻质挂钩把物块挂在O点，此时竖直杆与绳间的夹角为，a与斜面之间恰好没有摩擦力且保持静止．已知物块a的质量为，物块b的质量为，重力加速度为。下列判断正确的是（　　）

A.

B. 剪断定滑轮与a之间轻绳的瞬间，a的加速度大小为

C. 将P端缓慢向上移动一小段距离，a将受到沿着斜面向下的摩擦力

D. 将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，a将受到沿着斜面向下的摩擦力

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据题意，对受力分析，由平衡条件可得

对点受力分析，由平行四边形定则可得

联立解得

故A正确；

B．根据题意可知，剪断定滑轮与a之间轻绳的瞬间，有向下滑的趋势，由于不知道摩擦因数，即没有摩擦力的大小，无法判断的运动情况，即无法求的加速度，故B错误；

C．根据题意，如图所示

和关于虚线对称，水平，将P端缓慢向上移动一小段距离，和的长度之和不变，即的长度不变，由

可知，与的夹角不变，则绳子的拉力不变，a与斜面之间仍没有摩擦力，故C错误；

D．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，变长，变大，对点有

可知，变大，有上滑的运动趋势，a将受到沿着斜面向下的摩擦力，故D正确。

故选AD。

10. 如图，一光滑小球置于车上，竖直挡板对小球的弹力大小为，小车斜面对球的弹力大小为。小车沿水平地面向左加速运动且加速度逐渐增加，则（　　）

A. 逐渐减小 B. 不变

C. 逐渐增加 D. 与合力有可能不变

【答案】BC

【解析】

【详解】以小球为研究对象，其受力如下图所示，设斜面与水平方向夹角为α，将N2沿水平和竖直方向上正交分解。结合题意，竖直方向上根据平衡条件可得

以向左为正方向，水平方向上根据牛顿第二定律可得

由上可知不变，又因小车沿水平地面向左加速运动且加速度逐渐增加，所以逐渐增加。

故选BC。

【点睛】明确研究对象，以及研究对象的运动情况。对研究对象进行受力分析，根据研究对象的运动情况，分析其受力变化情况。

11. 某人站在十楼的阳台上，同时以某相等速率抛出两个小球，其中一个小球竖直上抛，另一个小球竖直下抛，两小球从抛出到落地速度变化量大小为，它们落地的时间差为，不计空气阻力，则（    ）

A. 竖直向上抛出的小球更小

B. 竖直向上抛出的小球更大

C. 如果该人站在四楼阳台上，以同样的速率和方式抛出两个小球，不变

D. 如果该人站在四楼阳台上，以同样的速率和方式抛出两个小球，变大

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．两球从同一位置以同一速度v0分别上抛和下抛，则落地时的速度相同，设为v，则竖直下抛的小球的变化量为

竖直上抛的小球的速度变化量为

则竖直向上抛出的小球更大，选项A错误，B正确；

CD．无论人站在几楼的阳台上，只要同样的速率和方式抛出两个小球，则两球落地的时间差均为

不变，则选项C正确，D错误。

故选BC。

12. 如图所示，两个完全相同的轻弹簧、，一端固定在水平面上，另一端均与质量为的小球相连接，轻杆一端固定在天花板上，另一端与小球拴接。弹簧、和轻杆互成角，且弹簧、的弹力大小均为，为重力加速度，如果将轻杆突然撤去，则撤去瞬间小球的加速度大小可能为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】弹簧、的弹力大小均为，当弹簧的弹力为拉力时，其合力方向竖直向下、大小为，可知轻杆对小球的拉力大小为，将轻杆突然撤去瞬间，弹簧弹力保持不变，则小球合力为

根据牛顿第二定律可得，此时小球的加速度大小为

当弹簧、的弹力为推力时，其合力方向竖直向上、大小为，根据平衡条件知，轻杆上此时的力为0，将轻杆突然撤去时，小球受到的合力仍然为0，则此时加速度大小为0。

故选BD。

13. 如图1所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图象如图2所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（　　）

A. 该弹簧的劲度系数为20.0N/m

B. 当时，小球的加速度大小为20m/s2

C. 小球刚接触弹簧时速度最大

D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先增大后减小

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由小球的速度图象知，小球的速度先增大后减小，且当时，速度最大，即小球在此时的加速度为零，此时小球的重力等于弹簧对它的弹力，故此时得

解得

故A正确；

B．当时，以向上为正方向，由胡克定律可和牛顿第二定律可知

所以

故B正确；

C．由图像可知，小球接触弹簧后，速度先增大后减小，且在A点时速度最大。故C错误；

D．以向上为正方向，由胡克定律可和牛顿第二定律可知

解得

当时，小球的加速度大小为10m/s2。当时，加速度为。当时，加速度大小为51m/s2。故小球从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大。故D错误。

故选AB。

【点睛】分析小球在运动过程中的受力变化情况，再结合牛顿第二定律判断加速度的变化情况，结合图像分析图像截距及最高点的意义。

14. 图甲是由两圆杆构成“V”形槽，它与水平面成倾角放置。现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放，滑块恰好匀速滑下。沿斜面看，其截面如图乙所示，已知滑块与两圆杆的动摩擦因数为，重力加速度为，，则（　　）

A. 左边圆杆对滑块的摩擦力为

B. 左边圆杆对滑块的支持力为

C.

D. 若后来减小，匀速滑下的圆柱体将会减速下滑

【答案】BC

【解析】

【详解】ABC．滑块匀速下滑，根据平衡条件可知，在沿斜面方向

可得左边圆杆对滑块的摩擦力为

垂直斜面方向

把代入，可得左边圆杆对滑块的支持力为

滑动摩擦力为

解得

故A错误，BC正确；

D．若后来减小，由

可知左、右两边圆杆对滑块的支持力将减小，则圆杆对滑块的摩擦力将减小，匀速滑下的圆柱体将会加速下滑，故D错误。

故选BC。

三、实验题

15. 小开同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，测出计数点间的距离分别为，，，，，。已知打点计时器的频率为，每两个相邻的计数点之间还有1个计时点未画出。

（1）以下关于实验的说法正确的是_________；

A．在进行实验时，应先释放纸带，再打开电源

B．打点计时器应接在交流电源上

C．使小车运动的速度尽量小些

D．舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算

E．释放小车时，应将其靠近打点计时器，以便打出更多的点进行研究

（2）打D点时小车的速度______；小车的加速度______。（计算结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. BDE    ②. 0.79    ③. 3.0

【解析】

【详解】（1）[1]A．进行实验时，应先打开电源，再释放纸带，故A错误；

B．打点计时器应接在交流电源上，故B正确；

C．小车运动的速度太小，纸带上点迹密集，误差较大，故C错误；

D．舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的部分进行测量、计算，故D正确；

E．释放小车时，应将其靠近打点计时器，以便打出更多的点进行研究，故E正确。

故选BDE。

（2）[2]由题意可知，两相邻计数点之间的时间间隔为

由纸带可知，D点是s4和s5的中间时刻位置，则D点的速度为

[3]由逐差法，可得小车的加速度为

【点睛】

16. 某实验小组做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验时，测量弹簧原长时为了方便，把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长，然后把弹簧悬挂在铁架台上，将个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，如图甲所示，测出每次弹簧对应的伸长量，得到弹簧的伸长量与钩码质量的关系图像如图乙所示。（取）

（1）由图可知弹簧的劲度系数k_______，弹簧竖直悬挂时的原长为_______。

（2）由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点，这样测得的劲度系数k__________（“偏大”“偏小”或者“不变”）。

（3）该同学用这根弹簧和一把刻度尺做了一个简易的弹簧秤，用来测量木块和长木板之间的滑动摩擦因数。首先，他把弹簧上端固定在铁架台上，弹簧的上端与刻度尺的刻度平齐，下端用不可伸长的轻质细线连接物体，稳定后弹簧的下端与刻度尺的对应位置如图丙，然后把木块放在水平长木板上，使细线绕过定滑轮与长木板平行，拉动长木板向左运动，当弹簧秤读数稳定后，弹簧的下端与刻度尺的对应位置如图所示，则滑块与木板之间的动摩擦因数_______。

【答案】    ①. 50    ②. 10cm    ③. 不变    ④. 0.5

【解析】

【详解】（1）[1]由图可知弹簧的劲度系数为

[2]弹簧竖直悬挂时原长为

（2）[3]根据

弹簧劲度系数k跟弹簧的原长的测量无关，所以由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点，这样测得的劲度系数k不变。

（3）[4]测A物体的质量时，有

测量动摩擦因数时，有

联立解得

四、计算题

17. 如图所示，在倾角为的玻璃棚上放有一质量为的物体A，连接在竖直墙壁上O点的细绳拴住物体A起保护作用，细绳质量不计，与玻璃棚的夹角为，且刚好伸直（拉力为0），重力加速度为g。则：

（1）求物体A受到的摩擦力；

（2）若由于下雨等因素导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为，导致细绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大，求此时细绳上拉力的大小T及物体所受摩擦力的大小（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

【答案】（1），方向沿斜面向上；（2），

【解析】

【详解】（1）如图所示，沿斜面方向和垂直与斜面方向建立平面直角坐标系

此时物体处于静止状态，即受到的是静摩擦力，而且受到绳子的拉力为0，有

方向沿斜面向上。

（2）依题意，可得物体A在方向有

在方向

根据滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，有

由以上三个方程解得

18. 可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾角为的倾斜冰面上，先以加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数，已知，，。求：

（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；

（2）企鹅在冰面滑动的加速度大小；

（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。（计算结果可用根式表示）

【答案】（1）；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）规定向上为正方向，则“奔跑”过程有

（2）规定向上为正方向，企鹅卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，上滑过程，摩擦力沿斜面向下，则有

下滑过程，摩擦力沿斜面向上，则有

（3）规定向上为正方向，企鹅由静止开始沿直线向上“奔跑”，时速度为

则上滑到最高点的速度，则上滑到最高点的位移由有

则由最高点退滑到出发点的位移为

则下滑到出发点的速度由有

解得

19. 如图甲所示，一个质量为0.6kg的小环挂在长为0.8m的细线中间，细线两端分别固定在水平杆上A、B两点，AB间距0.4m，g取10m/s2。

（1）求小环静止时细线上的拉力大小；

（2）对小环施加水平向左的拉力作用，使小环静止在A点正下方，如图乙所示，求此时细线上的拉力大小和水平拉力大小；

（3）恢复静止状态，现对小环施加一垂直纸面向外的水平力，使AB与小环组成的平面与竖直方向成30°角静止，求此时细线上的拉力大小。

【答案】（1）；（2）FT2=3.75N，F=3N；（3）FT3=4N

【解析】

【详解】（1）细线长为0.8m，AB间距0.4m，则两细线夹角为60°。设细线上的拉力大小，则

解得

（2）设细线竖直段长度，另一段长度为，则

解得

=0.3m

设另一段与水平方向夹角为，

则

设此时细线上的拉力大小为，水平拉力大小为，小环竖直方向平衡

FT2+FT2sin37°=mg

水平方向平衡

FT2cos37°=F

求得

FT2=3.75N

F=3N

（3）设此时细线上的拉力大小,可得细线上的拉力的合力

又

即

解得

FT3=4N

20. 一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方60m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车运动加速度随位移变化可简化为如图所示的图线。司机的反应时间t1=0.4s，在这段时间内汽车仍保持匀速行驶，x1~x2段位移为刹车系统的启动阶段，从x2位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从x2位置开始计时，汽车第1s内的位移为10.5m，第4s内的位移为1.5m。

（1）求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小；

（2）若x1~x2段位移大小为27m，求从司机发现警示牌到汽车停止过程汽车行驶的距离。

【答案】（1），；（2）57m

【解析】

【分析】

【详解】解：（1）加速度大小为

设汽车在x1位置的速度为v0，x2位置的速度为v，在第4s内

可知汽车第4s末刚好停下，则

（2）从x1~x2，取一小段位移，则有

上式相加有

其中

表示a- x图像围成面积

由

代入数据解得

则反应时间内

在匀减速阶段有

可得汽车做匀减速阶段位移为

汽车行驶总位移