2022-2023学年四川省成都东部新区养马高级中学高一上学期期中考试物理试题含解析

  成都东部新区养马高级中学2022-2023学年度（上）高2022级期中考试物理试题

（时间：90分钟   总分：100分 ）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题只一个选项是符合题意的。）

1. 某学习小组的同学从网上找到几幅照片，根据照片所示情景，请你判断他们对这四幅图的理解正确的是（　　）

A. 当火药爆炸炮弹还没发生运动瞬间，炮弹的加速度一定为零

B. 轿车紧急刹车时，加速度方向可能与速度方向相同

C. 高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零

D. 根据图中数据可求出苏炳添在100米比赛中任一时刻的速度

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．炮弹发射瞬间，尽管速度为零，但速度的变化率较大，即加速度不是零，A错误；

B．汽车刹车做减速运动，a与v反向， B错误；

C．当磁悬浮列车匀速行驶时

C正确；

D．根据苏炳添100米用时9秒99，可以求出苏炳添运动的平均速度，求不出任意时刻的速度，D错误。

故选C。

2. 如图示，人用手施加水平力将物体压在竖直墙壁上，在物体始终保持静止的情况下，下列分析正确的是（　　）

A. 墙壁所受压力是手形变所产生的弹力

B. 当人用手施加水平力减小，物体受的摩擦力也减小

C. 只要物体静止，物体所受摩擦力不变，与压力大小无关

D. 不论物体的压力改变与否，只要物体静止，物体受到的静摩擦力总大于重力

【答案】C

【解析】

【详解】A．弹力是由相互接触的物体间发生的弹性形变产生的，所以墙壁所受压力是物体形变所产生的，A错误；

BCD．物体始终保持静止，通过受力平衡分析可得摩擦力与重力相等，人用手施加水平力减小，摩擦力不变，只要物体静止，就始终等于重力，BD错误，C正确。

故选C。

3. 反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间。一辆汽车以36km/h的速度匀速直线行驶，突然发现前方30m有障碍便立即刹车，加速度大小为2m/s2。为确保不撞上障碍物，驾驶员的反应时间最长为（　　）

A. 0.3s

B. 0.4s

C. 0.5s

D. 0.8s

【答案】C

【解析】

【详解】汽车匀速运动时的速度

设驾驶员所允许的反应时间最长为t，刹车后的加速度大小为a=-2m/s2．根据题意，由于反应时间的存在，汽车先做匀速运动，后做减速运动，所以有：汽车的位移

代入数据：

解得：

t=0.5s

故ABD错误，C正确。

故选C。

4. 一物体沿粗糙斜面以初速度v0向上滑动，在上滑的过程中，（G表示物体的重力，FN表示支持力，Ff表示摩擦力），下面物体受力分析的示意图正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】对物体进行受力分析可知物体受重力G，方向竖直向下；物体沿粗糙的斜面以初速度v0向上滑动，所以受沿斜面向下的滑动摩擦力Ff；斜面对物体有垂直斜面向上的支持力FN。

故选D。

5. 一个做初速度为零的匀加速直线运动的物体，由静止开始通过连续三段位移所用的时间分别为1s、2s、3s。这三段位移之比是（　　）

A. 1∶8∶27 B. 1∶3∶5 C. 1∶4∶9 D. 1∶2∶3

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据x＝at2得

x1＝a

x2＝a·32－a＝a

x3＝a·62－a·32＝a

所以位移之比为

1∶8∶27

故选A。

6. 某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2.5s内物体的（　　）

A. 路程为63m B. 位移大小为25m，方向向上

C. 速度改变量的大小为10m/s D. 平均速度大小为13m/s，方向向上

【答案】B

【解析】

【详解】A．初速度30m/s，只需要3s即可上升到最高点，位移为

再自由落体2s时间，下降高度为

故路程为65m，A错误；

B．此时离地面高度

位移方向竖直向上，B正确；

C．规定向下为正，此时速度为

速度该变量为

C错误；

D．平均速度为

D错误。

故选B。

7. 如图，四根完全相同的轻质弹簧，它们的上端受到大小均为F的拉力作用，而下端的情况各不相同：①弹簧的下端挂物体静止在空中；②弹簧的下端挂物体在空中匀速下降；③弹簧的下端固定在水平地面上；④弹簧的下端施以同样大小的拉力F。以、、、依次表示四根弹簧的伸长量，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由于四根轻质弹簧完全一致，且一端拉力均为F，根据弹簧弹力的决定式F=kx，四根弹簧形变量均相同。

故选C。

8. 科技馆中有一个展品，如图所示。在较暗处有一个不断均匀滴水的龙头，在一种特殊的灯光照射下，可观察到一个个下落的水滴。缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况，可看到一种奇特的现象，水滴似乎不再往下落，而是固定在图中A、B、C、D四个位置不动，一般要出现这种现象，照明光源应该满足（g取10m/s2）（　　）

A. 普通光源即可 B. 间歇发光，间隙时间为0.14s

C. 间歇发光，间隙时间2.4s D. 间歇发光，间隙时间0.2s

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知，光源间歇发光，间歇时间等于相邻两滴水的时间间隔的整数倍，根据

Δy=gT2

解得

故选B。

二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中有多个选项正确的。全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错误选项的不得分。）

9. 如图为仰韶文化时期的某款尖底双耳汲水瓶，展现出我国古代劳动人民的伟大智慧。在双耳处用轻绳将瓶子竖直悬挂，重心的位置随着瓶中的水位改变而发生改变，出现“虚则欹（“欹”通“倚”，斜倚，斜靠）、中则正、满则覆”的现象。下列说法正确的是（　　）

A. 重心概念的建立用到了“等效替代”的物理方法

B. 瓶子所受重力的施力物体是瓶中的水

C. 轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向

D. 从空瓶到装满水后倾覆的过程中，瓶子重心的位置一定不断上升

【答案】AC

【解析】

【详解】A．重心是物体各部分所受重力等效替代，故A正确；

B．瓶子所受重力的施力物体是地球，故B错误；

C．由绳拉力方向的定义可知轻绳对瓶子的拉力沿轻绳的收缩方向，故C正确；

D．由于空瓶倾斜，装半瓶水竖直，满瓶水会倾覆，所以瓶子由倾斜到竖直再到倾斜直至倾覆，瓶子重心位置先下降再上升，故D错误。

故选AC

10. 有四个物体A、B、C、D，物体A、B从同一地点沿同一方向运动的x-t图像如图甲所示，物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图像做出的以下判断中正确的是（　　）

A. 物体A和B均做匀速直线运动

B. 在0～3s的时间内，物体A、B的间距逐渐减小

C. t=3s时，物体C、D的速度相同

D. 在0～3s的时间内，物体C与D的间距逐渐减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．由甲图看出：物体A和B位移图像都是倾斜的直线，斜率不变，速度不变，说明物体A和B都做匀速直线运动，故A正确；

B．A图线的斜率大于B图线的斜率，A的速度比B的大，则知在0～3s的时间内，A在B的前方，两者间距逐渐增大，故B错误；

C．t=3s时，物体C、D的图线相交，两者速度相同，故C正确；

D．由乙图看出：0-3s内，D的速度比C的大，C、D是从同一地点沿同一方向开始运动的，所以D在C的前方，两者间距增大。故D错误。

故选AC。

11. 如图所示，当木块A放在粗糙水平桌面上的某点处于静止状态，弹簧秤读数为6 N，所挂的托盘和砝码总质量为0.2 kg，不计绳与滑轮摩擦。若轻轻增加托盘的砝码，使托盘和砝码总质量增加为0.7 kg时，（取g=10N/kg）。将会出现的情况是（　　）

A. A受桌面的摩擦力增大了 B. A受桌面的摩擦力减小了

C. A将可能发生运动了 D. 弹簧秤的读数不变

【答案】BD

【解析】

【详解】开始时所挂的托盘和砝码总质量为0.2 kg木块受到的拉力为2 N，此时弹簧秤读数为6 N，受力分析可得此时木块受到的静摩擦力为4N，方向水平向右，说明木块与桌面的最大静摩擦力大于或等于4N；当轻轻增加托盘的砝码时，静摩擦力慢慢减小，当托盘和砝码提供的拉力大于6 N时，静摩擦力反向，水平向左；所以当托盘和砝码总质量增加为0.7 kg时，此时右边绳子的拉力为7N，根据前面分析可知，此时有

得此时静摩擦力方向水平向左，大小为1N，过程中弹簧秤的拉力不变，木块仍静止。

故选BD。

12. 为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是动力车整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图象，下列说法正确的是（　　）

A. 动力车的初速度为20m/s

B. 刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2

C. 刹车过程持续的时间为10s

D. 从开始刹车时计时，经过6s，动力车的位移为30m

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．根据得

结合图象有

，

解得

a=－5m/s2，v0=20m/s

故AB正确；

C．刹车过程持续的时间

t==4s

故C错误；

D．从开始刹车时计时，经过6s，动力车的位移等于其在前4s内的位移

x4=t=40m

故D错误。

故选AB。

三、实验探究题：本题共2小题，共14分。

13. 某同学在“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验中，按正确操作方法测出的数据如下表。其中，他选择的轻质弹簧的原长是10cm，实验中弹簧的伸长始终未超过弹性限度。

（1）若以拉力F为纵坐标，以弹簧的伸长x为横坐标，请你在下图中描点并作出该弹簧的F—x图线______。

（2）若以x为自变量，且F的单拉用N表示，x的单位用m表示，则上述图线所代表的函数为_______。

（3）弹簧的劲度系数k=______________。

【答案】    ①.     ②. F=200x    ③. 200N/m

【解析】

【详解】(1)[1] 弹簧的F—x图线如图

(2)(3)[2][3]由图线得

F=kx

在图线上取间隔较远且能准确读数的两点，用其坐标求出斜率k，k=200N/m，所以

F=200x

14. 某同学选用如图所示的装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验，电源的频率为50Hz。

（1）他做完实验后，写出了如下的操作步骤：

A．把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，并连接在直流电源上

B．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码

D．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面

E．把小车停在靠近打点计时器处，放开小车，启动打点计时器，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次

F．从纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位。在选好的开始点下面记作A，每隔4个点取一个计数点，依此标出计数点B、C、D、E、F、G，并测算出相邻两点间的距离

G．根据公式a1＝ ，a2＝ ，a3＝及＝ ，求出

其中，把你认为有错的步骤序号选出________，

（2）该同学根据打出的纸带认为不用匀变速直线运动规律进行计算就能得到的物理量有两个，请帮他选出_______。

A．时间间隔    B．位移   C．加速度    D．平均速度

（3）该同学选出了一条清晰的纸带，并根据纸带上的点，标出了如下图所示的计数点，其中两相邻计数点间还有4个点未画出，测得点之间的距离x1＝7.05cm，x2＝7.68cm，x3＝8.33cm，x4＝8.95cm，x5＝9.61cm，x6＝10.26cm。则：

①小车的加速度大小为__________m/s2；

②打下D点时小车的速度大小__________m/s。（两个结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. AE##EA    ②. AB##BA    ③. 0.64    ④. 0.86

【解析】

【详解】（1）[1]A错误，因为打点计时器使用交流电源；E错误，为了充分利用纸带，打出较多的点，应先接通电源，再放开小车。

故错误步骤为AE。

（2）[2]根据打点计时器打出的纸带，可以从纸带上直接用刻度尺测量得到的物理量是位移，纸带上的点与点的时间间隔根据打点计时器的打点周期可直接求出，而加速度、平均速度都需要用匀变速直线运动公式计算得出。

故选AB。

（3）[3][4]相邻计数点间还有4个点未画出，故相邻两计数点间的时间间隔

根据公式

可得

则根据

可得

代入数据可得

打下D点时小车的速度为

四、计算题：本题共4小题，共38分。

15. 据伽利略的学生记载：伽利略在比萨斜塔的塔顶，让一个重100磅和一个重1磅的铁球同时自由下落，两个铁球出人意料地几乎同时落到地上。这个实验证明，轻重不同的物体从同一高度坠落，它们将同时着地，用实践检验了自由落体运动的规律。假设在该次实验中，小球从塔顶开始做自由落体运动，从放手到落地的时间间隔为3.3s，重力加速度大小取，求：

（1）比萨斜塔的高度；

（2）小球第3s内的平均速度大小。

【答案】（1） ；（2）

【解析】

【详解】（1）设比萨斜塔的高度为h，小球下落时间为，则有

解得

（2）小球前3s内的位移大小

小球前2s内的位移大小

小球第38内的位移大小

小球第3s内的平均速度大小

16. 在香港海洋公园的游乐场中，有一台大型游戏机叫“跳楼机”。参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面H=40m高处，然后由静止释放。座椅沿轨道做自由落体一段时间后，开始受到压缩空气提供的恒定阻力而做匀减速运动，下落到离地面4.0m高处速度刚好减小到零，下落全过程经历的时间是6s（g取10m/s2）．求：

（1）座椅运动过程中的最大速度vm；

（2）在匀减速运动阶段，座椅和游客的加速度大小。

【答案】（1）12m/s；（2）-2.5m/s2

【解析】

【详解】（1）全过程下落高度为h＝36 m，历时为t＝6 s，设最大速度为vm，有

所以

vm=12m/s

（2）设自由落体阶段下落高度为h1，所以

在匀减速运动阶段有

所以

a= -2.5m/s2

17. 如图，轻质弹簧原长为35cm，沿水平方向用的恒力拉着两个质量均为5kg的物体在粗糙的水平面上匀速运动，物体b与地面的动摩擦因数为，此时弹簧长度为40cm。（）求：

（1）弹簧的劲度系数；

（2）物体a与水平地面间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对b受力分析有

，

由二力平衡得

联立得

（2）对物体a，由平衡条件得

，

又

联立得

18. 随着人们环保意识的增强和在国家政策的大力推动下，中国新能源汽车产业迅速发展，并涌现出很多高质量的车型，其中比亚迪汉EV表现不凡，其0~100km/h加速测试时的加速时间仅需3.9s，因此跻身全球量产车零百加速“3秒俱乐部”，遥遥领先于同级别的车型甚至一些跑车（如下表）。而其100km/h~0刹车测试时的刹车距离也仅需32.56m。凭借自身卓越的性能，比亚迪汉EV出口到世界多个国家，所有性能测试均视为匀变速直线运动，取100km/h=27.8m/s。求：

（比亚迪汉EV与知名跑车0~100km/h的加速时间对比）

（1）比亚迪汉EV0~100km/h加速测试时的加速度大小及100km/h~0刹车测试时的加速度大小；（均保留2位有效数字）

（2）某次性能比较测试中，比亚迪汉EV与奔驰C43 4MATIC在两根直线赛道的起点同时沿同方向出发，利用表中数据和（1）问的结果，试计算，当3.9s后比亚迪汉EV完成0~100km/h加速测试时奔驰C43 4MATIC与它的距离（保留2位有效数字）；

（3）该次性能比较测试中，比亚迪汉EV用3.9s完成0~100km/h加速测试后立马完成了32.56m的100km/h~0刹车测试，而奔驰C43 4MATIC完成0~100km/h加速测试后立即以100km/h的速度做匀速直线运动，试通过计算判断二者相遇时各处于什么样的运动阶段（静止、匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动中的哪一种）。

【答案】（1） ，；（2）10m；（3）比亚迪汉EV必处于匀减速直线运动阶段，奔驰C43 4MATIC必处于匀速直线运动阶段

【解析】

【详解】（1）根据题意

设比亚迪汉EV加速的加速度为，加速到v所用时间为t1，减速的加速度为a2，减速距离为

由

解得

由

解得

（2）设比亚迪汉EV 0~100km/h的加速距离为x2，奔驰C43 4MATIC 0~100km/h加速的加速度为，加速时间为

则

（3）由于同时同地出发，且

所以比亚迪汉EV的加速阶段二者不可能相遇，当比亚迪汉EV的速度减为0时，设其减速到0所用的时间为，从出发到速度减为0的位移为

因为

则比亚迪汉EV静止时奔驰C43 4MATIC匀速运动，奔驰C43 4MATIC加速阶段的位移大小

奔驰C43 4MATIC匀速阶段的位移大小

故相遇时比亚迪汉EV必处于匀减速直线运动阶段，而当奔胞C43 4MATIC 0~100km/h加速完成时，设比亚迪汉EV匀减速运动的位移大小为

故此时奔驰C43 4MATIC还未追上比亚迪汉EV，所以奔驰C43 4MATIC追上比亚迪汉EV时，奔驰C43 4MATIC必处于匀速直线运动阶段。