2022-2023学年湖南省常德市安乡县第一中学高一上学期第四次月考物理试题含解析

  湖南省常德市安乡一中2022-2023学年

高一上学期第四次月考物理试题

一、单选题

1. 下列物理问题描述正确的是（　　）

A. 质点不仅是一个理想化模型，而且是真实存在的

B. 由于运动的相对性，我们在判定物体是否运动时，必须选定一个绝对静止不动的物体作为参考系

C. 牛顿第一定律是牛顿多次通过实验总结出来的一条实验定律

D. 伽利略猜想自由落体的速度与时间成正比，但并未用实验直接验证

【答案】D

【解析】

【详解】A．质点是一个理想化模型，并不是真实存在的，A错误；

B．参考系的选取是任意的，而且也不存在绝对静止不动的物体，B错误；

C．牛顿第一定律是牛顿通过实验而推理出来的，C错误；

D．伽利略通过理想斜面实验间接验证了自由落体的速度与时间成正比，D正确。

故选D。

2. 以下情境中，划线的物体可以看作质点的是（    ）

A. 教练在训练中观察跳高运动员的跳高过程

B. 发射中心监控嫦娥五号上升器与返回器组合体交会对接

C. 小明在航空展上观摩战斗机的翻滚、爬升表演

D. 用北斗系统确定正在南极考察的科考队员的位置

【答案】D

【解析】

【详解】A．跳高运动员的跳高过程中，要依靠各种肢体动作尽量提高成绩，教练要观察运动员的动作，所以不能把运动员看作质点，故A项中的运动员不能看作质点；

B．要监控嫦娥五号上升器与返回器组合体的交会对接，就不能把二者看作质点，故B项中的两个物体不能看作质点；

C．要观摩战斗机的翻滚、爬升表演，就不能把战斗机看作质点，故C项中的战斗机不能看作质点；

D．用北斗系统确定正在南极考察的科考队员的位置时，由于队员的大小对定位精度的影响微乎其微，所以可以将队员看作指点，故D项中的队员可以看作质点。

故选D。

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

【答案】D

【解析】

【分析】

【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. 在“车让人”交通安全活动中，交警部门要求汽车在斑马线前停车让人。以匀速行驶的汽车，当车头离斑马线时司机看到斑马线上有行人通过，已知该车刹车时加速度大小为，驾驶员反应时间为，若驾驶员看到斑马线上有行人时立即紧急刹车，则（　　）

A. 汽车运动的时间是2s B. 汽车通过的距离是10m

C. 汽车运动到总位移的一半时，速度大小等于 D. 汽车不能保证车让人

【答案】C

【解析】

【详解】A．汽车刹车后匀减速的时间为

故汽车运动的时间为

故A错误；

BD．汽车通过的距离为

所以汽车能保证车让人，故BD错误；

C．汽车运动到总位移一半时，设速度为v1，则此时距离停止的位移为

所以

故C正确。

故选C。

5. 在选定正方向后,甲、乙两质点运动的x-t图象如图所示,则在0~ 时间内(    )

A. 甲质点做直线运动,乙质点做曲线运动

B. 乙质点的速度先增大后减小

C. 时刻两质点速度大小一定相等

D. 0~时间内,甲质点的平均速度大于乙质点的平均速度

【答案】B

【解析】

【详解】甲乙均做直线运动，选项A错误；乙质点运动图线的切线的斜率先增大后减小，即乙质点速度先增大后减小，选项B正确，t1时刻两质点运动图线的斜率的绝对值不一定相等，即速度大小不一定相等，选项C错误，0~t2时间内，两质点的位移大小相等，由得，甲质点的平均速度等于乙质点的平均速度，选项D错误．故选B.

【点睛】本题注意强化对x-t图象的理解

6. 木板MN的N端通过铰链固定在水平地面上，M端可自由转动．刚开始A、B两物块叠放在一起静止在木板上，如图所示，此时B物块上表面水平，木板与地面之间的夹角为．现使夹角缓慢增大，若此过程中A、B与木板始终保持相对静止状态．则

A. 物块A、B间始终没有摩擦力

B. 物块B对物块A的作用力不变

C. 木板对物块B作用力减小

D. 木板与物块B之间的摩擦力减小

【答案】B

【解析】

【详解】使夹角θ缓慢增大时，B的上表面倾斜，则物块A、B间开始出现摩擦力，选项A错误；对A受力分析可知，B对A的作用力与A的重力等大反向，可知物块B对物块A的作用力不变，选项B正确；对AB的整体，木板对B的作用力等于AB整体的重力，可知木板对物块B的作用力不变，选项C错误；对AB的整体，木板与物块B之间的摩擦力等于（mA+mB）gsinθ，可知随θ的增加，摩擦力变大，选项D错误；故选B.

【点睛】此题关键是能正确选择研究对象，利用整体法和隔离法，受力分析后利用平衡知识进行解答.

二、多选题

7. 关于自由落体运动，下面说法正确的是（　　）

A. 它是竖直向下，v0=0，a=g的匀加速直线运动

B. 在开始连续的三个1s内通过的位移之比是1∶4∶9

C. 在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1∶2∶3

D. 从开始运动起下落4.9m、9. 8m、14.7m，所经历的时间之比为

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A．自由落体运动是初速度为0，加速度为g的匀加速直线运动，A正确；

B．根据

可得，初速度为0的匀加速直线运动在前1s、前2s、前3s的位移之比为1：4：9，故在开始连续的三个1s内通过的位移之比为1：3：5， B错误；

C．根据

在开始连续的三个1s末的速度大小之比是1：2：3，C正确；

D．根据

可知开始运动起下落 4.9m、9.8m、14.7m 所经历的时间之比为，D正确。

故选ACD。

8. 一个质量为M的圆环（可视为质点）套在一个倾角为的粗糙直杆上，圆环下面通过细线悬挂一个质量为m的小球，小球受到水平向右的风力作用，此时细线与竖直方向的夹角为。整个过程中环相对于杆静止，稳定后球相对于环静止。则下列说法中正确的是（　　）

A. 若水平风力增大后，圆环受到杆的支持力不变

B. 若水平风力增大后，圆环受到杆的支持力增大

C. 当时，环受到杆的摩擦力为零

D. 当时，环受到杆的摩擦力不为零，方向沿杆斜向上

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．将圆环和小球看作整体，受力分析如图甲所示，建立如图甲所示的坐标系，由于沿x轴的分量和重力沿x轴的分量大小未知，所以摩擦力的方向不确定；y轴方向有

则

所以当增大的时候，一定增大，故A错误；B正确；

CD．当时细绳的拉力垂直于杆，对圆环受力分析如图乙所示，环受到杆的摩擦力不为零

方向沿杆斜向上，故C错误，D正确。

故选BD。

9. 甲、乙两辆汽车在同一水平公路上从静止开始做直线运动，它们的v-t图象如图所示。已知初始时刻甲车在乙车后面距离处，甲、乙两车均可以视为质点，则（　　）

A. 甲车在加速阶段的加速度大于乙车在加速阶段的加速度

B. 甲、乙两车第一次相遇的时刻为

C. 甲、乙两车速度相同时，甲车在乙车的前面

D. 甲、乙两车第二次相遇的时刻为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．v-t图象的斜率表示加速度则有：甲车在加速中的加速度

乙车在加速中的加速度

甲车的加速度小于乙车的加速度，A错误；

B．由位移公式可得，甲车在12s内的位移

x1=×1×102m+10×2m=70m

乙车在12s−10s=2s内的位移

x2=×2×22m=4m

则有

Δx=x1−x2=70m−4m=66m

因为初始时刻甲车在乙车后面距离s0=66m处，所以在t=12s时刻，甲、乙两车第一次相遇，B正确；

C．由v-t图知，甲、乙两车在t=15s时刻速度相同，此时两车的位移，甲车位移

乙车位移

则有

甲车在乙车前面，C正确;

D．在0~16s时间内甲、乙两车的位移，甲车位移

乙车位移

则有

由计算可知，在t=16s时刻甲、乙两车不是第二次相遇，D错误。

故选BC

10. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（物体B与弹簧连接，A、B不粘连），弹簧的劲度系数为k，开始时两物体均处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v—t图像如图所示。已知重力加速度为g，则（   ）

A. 施加外力前，弹簧的形变量为

B. 施加外力的瞬间，A、B间的弹力大小为M(g－a)

C. A、B在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为0

D. 弹簧弹力减小到Mg时，物体B的速度达到最大值

【答案】BD

【解析】

【详解】A．施加拉力前，弹簧的弹力为2Mg，故弹簧的形变量为

A错误；

B．施加外力瞬间，对B由牛顿第二定律得

2Mg－Mg－FN = Ma

解得

FN = M(g－a)

B正确；

C．A、B在t1时刻分离，设此时弹簧对B的弹力为FT，则

FT－Mg = Ma

解得

FT = M(g＋a)

C错误；

D．弹簧弹力减小到Mg时，物体B的加速度减为0，速度达到最大值，D正确。

故选BD。

三、实验题

11. 某实验小组同学用如图甲所示的装置测量匀变速直线运动的加速度。

（1）为使纸带在运动中受到的阻力较小，实验中使用了电火花计时器，该计时器所接电源应为___________（填正确答案标号）。

A.220V的直流电源

B.220V的交流电源

C.4V~6V的交流电源

D.4V~6V的直流电源

（2）实验前，该实验小组的同学先把长木板右端垫高，在不挂钩码的情况下，轻推小车，使小车拖着纸带做匀速运动，这样平衡摩擦力后，对测量加速度的准确性___________（选填“有帮助”或“没有影响”）。

（3）已知打点计时器打点的频率为f，图乙为实验中打出的一条纸带，实验测出的物理量已标在图上，纸带从右向左运动，则打A点时，小车的速度vA=___________；打B点时，小车的速度vB=___________，小车的加速度为___________。

【答案】    ①. B    ②. 没有影响    ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]电火花计时器接220V的交流电源，B项正确。

（2）[2]测量加速度不需要平衡摩擦力，平衡摩擦力对测量加速度的准确性没有影响。

（3）[3]小车做匀变速运动，中间时刻的瞬时速度等于这一段时间的平均速度，有

[4]同理可得

[5]根据匀变速直线运动公式可得

12. 某位同学为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，他采用了以下实验方法，器材准备：长木板、木块（其前端固定有用于挡光的很窄的遮光片）、光电计时器、光电门、米尺、游标卡尺、铁架台等。用铁架台将长板倾斜支在水平桌面上，实验装置如图甲所示，在长木板上标出A、B两点，B点放置光电门（图中未画出），用于记录遮光条通过光电门时的遮光时间。该同学进行了如下实验：

（1）用螺旋测微器测量出遮光片的宽度d如图乙所示，则______，并测量长木板上A、B两点间的距离L和竖直高度差h。

（2）将木块从A点由静止释放，使其沿斜面下滑，记录到木块上的遮光片经过光电门的时间为，由可计算出木块经B点时的速度，再利用匀变速直线运动规律，可计算出木块的加速度的表达式________（用题中所给的字母d、、L表示）

（3）该同学由以上测量出的数据和通过物理规律计算出的物理量，得出木块与长木板间的动摩擦因数的表达式为________。（用题中所给的字母d、、h、L和重力加速度g表示）

【答案】    ①. 5.699（5.698~5.702均可）    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，遮光片的宽度为。

（2）[2]根据

v2=2aL

可得

（3）[3]设长木板与水平方向的夹角为，下滑时由牛顿第二定律有

联立以上各式可解得

四、解答题

13. 北京时间2022年6月5日搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭由静止发射竖直升空时最初以的加速度做匀加速运动，第末从火箭表面掉下一可视为质点的碎片，忽略空气阻力，取，求：

（1）碎片最高可上升到的高度；

（2）碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间及落地时的速度大小。

【答案】（1）60m；（2），

【解析】

【详解】（1）火箭做匀加速运动的加速度大小为

第4s末火箭上升的高度为

碎片的速度大小为

碎片继续上升的高度为

碎片最高可上升到的高度为

（2）碎片从掉出到上升到最高点所用时间为

从最高点落回地面所用时间为

所以碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间为

落地时的速度大小为

14. 如图所示，用细线OC的一端将质量m=0.5kg的物体系住，另一端与细线AO、BO系在一起，O为结点，A端系在竖直的墙壁上，OA与墙壁间的夹角为30°，B端与另一个质量M=6kg的物体相连，物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，OB与斜面平行，整个系统处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2，求：

（1）细线OA、OB的拉力大小。

（2）物体M与斜面间的动摩擦因数的最小值。

【答案】（1）4.33N，2.5N；（2）0.63

【解析】

【详解】（1）对结点O进行受力分析，如图所示

受OC向下的拉力（大小等于mg）和OA、OB的拉力、，有

（2）M在四个力的作用下处于静止状态，根据力的平衡，有

解得

15. 如图所示，倾角的斜面下端与一足够长的水平面相接，在斜面上距水平面高度分别为和的A、B两点上，各静置一小球甲和乙。某时刻由静止开始释放甲球，经过一段时间后，再由静止开始释放乙球。已知两球在斜面上运动时的加速度均为，重力加速度取，取。

（1）为使两球在斜面上运动过程中相碰，求时间的取值范围；

（2）若将乙球移至C点，从静止释放甲球的同时，乙球开始在水平面上向右做初速度为零、加速度为的匀加速运动；当甲球运动到水平面上时，甲球立即做加速度大小为的匀减速运动；为使两球相碰，求的大小应满足的条件。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）若两球在斜面上最低点相碰，设甲、乙两球下滑到斜面底端所用时间分别为和，则有

，

解得

，

时间应满足

若两球在B点相碰，设甲球运动到B点所用时间为，则有

解得

为使两球在斜面上运动过程中相碰，时间的取值范围为

（2）甲球运动到斜面底端时，有

设甲球在水平面上再经追上乙球，则

即

甲球要追上乙球，方程必须有解，则有，即

解得

为使两球相碰，的大小应满足