2024荆州荆州中学高一上学期期中物理试题含解析

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全卷满分100分 考试用时75分钟
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 质点是理想化模型，力学中为了研究方便，所有体积小的物体都可以看成质点
B. 高速运动的汽车不能很快地停下来，是因为汽车的速度越大，惯性也越大
C. 静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故
D. 根据速度定义式，当时间非常小时，可以表示物体在某时刻的瞬时速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．质点是理想化模型，力学中为了研究方便，当物体的大小和形状对研究的问题影响很小，可以忽略时，物体可以看做质点，并不是所有体积小的物体都可以看成质点，故A错误；
B．高速运动的汽车不能很快地停下来，是因为汽车的质量大，惯性大，故B错误；
C．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为火车质量大，惯性大的缘故，故C错误；
D．根据速度定义式，当时间非常小时，可以表示物体在某时刻的瞬时速度，故D正确。
故选D。
2. 智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活，如图所示为某地图app的一张截图，其推荐方案二的路线中有两个数据，15分钟、5.3公里，关于这两个数据，下列说法正确的是（ ）
A. 5.3公里表示了此次行程的位移的大小
B. 15分钟表示到达目的地的时刻
C. 15分钟表示通过这段路程可能需要的时间
D. 根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】A．5.3公里表示了此次行程的路程，A错误；
BC．15分钟表示通过这段路程可能需要的时间，B错误，C正确；
D．平均速度是位移与时间的比值，平均速率是路程与时间的比值，故根据这两个数据，我们可以算出此次行程的平均速率，D错误。
故选C。
3. 如图所示，下列四种情景中，物体（球或杆）均处于静止状态，它与外界的接触面（接触点）均光滑，物体所受弹力示意图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．如果存在F1，球将无法平衡，A错误；
B．物体受到两个力平衡，所以杆给物体的作用力竖直向上才能与重力平衡，B错误；
C．杆的左端点与曲面接触，根据弹力方向垂直接触面指向受力物体，所以F2应指向圆心O，C错误；
D．物体只受到重力和拉力，才能保持平衡，如果斜面存在支持力，物体将无法保持平衡，D正确。
故选D。
4. 图甲为一女士站立在台阶式（台阶水平）自动扶梯上，图乙为另女士站立在履带式自动扶梯上，假设两位顾客均站立于扶梯，且手不与其他物体接触，两位顾客相对于扶梯静止，随扶梯一起匀速上升，下列关于两人受力情况判断正确的是（ ）
A. 两位顾客始终受到静摩擦力的作用
B. 图乙中的女士不一定受到静摩擦力的作用
C. 两位顾客受到的支持力大小均等于重力大小
D. 扶梯对两位顾客的作用力均是竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对于甲图，顾客相对电梯没有运动趋势，不受静摩擦力，对于乙图，顾客相对电梯有沿斜面向下的运动趋势，故受静摩擦力，静摩擦力方向沿斜面向上，AB错误；
C．对于甲图，顾客只受支持力和重力，所以支持力大小等于重力大小，对于乙图，顾客受垂直斜面向上的支持力，竖直向下的重力，以及沿斜面向上的静摩擦力，故支持力大小不等于重力大小，C错误；
D．对于甲图，扶梯对顾客的作用力即为支持力，和重力等大反向，竖直向上；对于乙图，扶梯对顾客的作用力即为支持力和静摩擦力，二力的合力与重力等大反向，竖直向上，故D正确；
故选D。
5. 一辆汽车做匀加速直线运动，从A到B用时为，位移为；从B到C用时为，运动的位移为，若D点是汽车从B运动到C过程的中间时刻的位置（图中未标出），则汽车从B点运动到D点的位移为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设AB段中间时刻的速度为，则
BC段中间时刻D点的速度
根据加速度的定义式可得
联立解得
由逆向思维，则D到B的逆过程有
联立解得
故C正确。
故选C。
6. 物体做直线运动的图像可以灵活选取横纵轴所代表的物理量，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，物体在这段时间内的位移等于
B. 乙图中，物体的加速度为
C. 丙图中，物体在内速度先增大后减小
D. 丁图中，时物体的速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．v-t图像与时间轴围成的面积表示位移，故物体在这段时间内的位移大于，故A错误；
B．根据
可知，图像斜率
得
故B错误；
C．加速度方向与速度方向相同时物体做加速运动，相反时做减速运动，由于不知道速度方向，无法判断速度增减性，故C错误；
D．由图可知函数关系式为
即
对比
时物体的速度为
故D正确。
故选D。
7. 试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是（ ）
A. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左
B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
C. 最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力为零
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．前一张答题卡相对后一张答题卡向右运动，后一张答题卡相对前一张答题卡向左运动，摩擦力的方向与相对运动方向相反，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右，故A错误；
B．当第1张答题卡向右运动时，第1张答题卡对第2张答题卡的压力为，则1、2间滑动摩擦力大小为
此时下面的答题卡均处于静止状态，对第2~5张答题卡整体进行受力分析，由平衡条件可得第6张答题卡对第5张答题卡的静摩擦力与第1张答题卡对第2张答题卡的滑动摩擦力平衡，大小为，故B正确；
C．搓纸轮沿逆时针方向转动，带动答题卡向右运动的过程中，最后一张答题卡相对摩擦片向右运动的趋势，则其受到摩擦片的摩擦力向左，故C错误；
D．对第1张答题卡受力分析，第1张答题卡能向右运动，需满足
则。为了保证“每次只进一张答题卡”，当最后还剩余两张答题卡时，倒数第二张答题卡向右运动时最底部的答题卡不能动。对最底部的答题卡受力分析，则有
正常情况下，则。当剩最后一张答题卡时，需满足
则，故，D错误。
故D错误。
故选B
8. 如图所示，将弹性小球以10m/s的速度从距地面3m处的A点竖直向下抛出，小球落地后竖直反弹经过距地面2m高的B点时，向上的速度为7m/s，从A到B，小球共用时0.5s，则此过程中（ ）
A. 小球发生的位移的大小为1m，方向竖直向下
B. 小球速度变化量的大小为17m/s，方向竖直向上
C. 小球平均速度的大小为8.5m/s，方向竖直向下
D. 小球平均加速度的大小为6m/s2，方向竖直向上
【答案】AB
【解析】
【详解】A．位移是指起点到终点的有向线段，由图可知，小球发生的位移为1m，方向竖直向下，故A正确；
B．设速度向下为正，则速度变化量
即小球速度变化量的大小为，方向竖直向上，故B正确；
C．小球的平均速度
方向竖直向下，故C错误；
D．根据加速度的定义可知
即小球平均加速度的大小为，方向竖直向上，故D错误。
故选AB。
9. 如图所示，有一倾角的斜面B，质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A，在F由零逐渐增加至再逐渐减为零的过程中，A和B始终保持静止。重力加速度为，对此过程下列说法正确的是（ ）
A. 地面对B的支持力等于
B. A对B压力的最小值为，最大值为
C. A所受摩擦力的最小值为0，最大值为
D. A所受摩擦力的最小值为，最大值为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．对AB组成的整体受力分析，整体受力平衡，竖直方向受到重力和地面对B的支持力所以地面对B的支持力等于(M + m)g。故A正确；
B．对A受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用，垂直于斜面方向有
N=mgcs30°+Fsin30°
当F=0时，N最小，最小为
当时，N最大，最大为
根据牛顿第三定律可知对B压力的最小值为，最大值为。故B正确；
CD．沿着斜面方向，当
即时，摩擦力为零，当时， 静摩擦力方向沿斜面向上，如图所示
摩擦力为
f = mgsin30°-Fcs30°
当F=0时，f最大
当，静摩擦力方向向下，则摩擦力为
f’= Fcs30°-mg sin30°
当时，f’为
综上可知，所受摩擦力的最小值为0，最大值为。故CD错误。
故选AB。
10. 甲乙两车在平直公路上两相邻车道行驶，乙车在前，甲车在后。两车运动的图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. 甲车刹车加速度大小是乙车的2倍
B. 两车第一次平齐的时刻可能发生在12s末
C. 若t=15s时两车平齐，则t=0时两车沿运动方向距离为18.75 m
D. 若t=0时刻两车沿运动方向距离为12 m，两车平齐的时刻只有一次
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．图像的斜率表示加速度，斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可得甲乙的加速度大小分别为
，
可知，甲车刹车的加速度大小是乙车的2倍，A正确；
B．由于乙车在前，甲车在后，甲车追乙车，则两车第一次相遇时，甲车的速度一定大于或等于乙车的速度，结合图像可知，两车第一次平齐的时刻不可能在10s之后，即两车第一次平齐的时刻不可能发生在12s末，B错误；
C．t=15s时两车的位移分别为
，
则t=0时两车沿运动方向距离为
112.5m-93.75=18.75m
C正确；
D．根据图像可知，甲乙两车速度相等时，甲乙两车通过的位移的差值为
若t=0时刻两车沿运动方向距离为12m，令相遇时刻为t0，作图如图所示
可知，四边形ABCG的面积为12m，则三角形CDG的面积为
25m-12m=13m
根据图像可知，三角形DEF的面积为
表明两车第一次相遇后甲车减速至0的位移大于乙车减速至0的位移，而第一次相遇时甲车的速度大于乙车的速度，即第一次相遇后甲车在前，乙车在后，由于相遇后甲车减速至0的位移大于乙车减速至0的位移，可知之后乙车不能追上甲车，即若t=0时刻两车沿运动方向距离为12m，两车平齐的时刻只有一次，D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验时。
（1）下列说法正确的是（ ）
A.电火花打点计时器使用交流电源
B先接通电源，让打点计时器正常工作时，再松开纸带
C.纸带上的打点密集说明纸带运动速度较大
D.从纸带上能看清的点开始选择计数点，并测量处理数据
（2）该同学按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，用刻度尺量得、、、。由此可知，打点时纸带的速度大小为___________，纸带运动的加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．电火花打点计时器使用交流电源，A正确；
B．先接通电源，让打点计时器正常工作时，再松开纸带，更利于数据的采集和处理，同时可以使打点更稳定，提高纸带利用率，B正确；
C．纸带上的打点密集说明纸带运动速度较小，C错误；
D．从纸带上能看清的点开始选择计数点，并测量处理数据可以减小实验的误差，D正确。
故选ABD。
（2）[2]由于每隔4个点取1个计数点，所以两相邻计数点的时间间隔为
利用匀变速直线运动的推论得
[3]根据题意可以知道
相邻计数点之间的位移差为
根据匀变速直线运动的推论
得
12. 在“探究两个互成度的力的合成规律”的实验中，提供了以下器材：薄木板一块，量程为的弹簧测力计两个，橡皮条（带有两个较长的细绳套），白纸，刻度尺，图钉若干个。
（1）关于实验及操作建议，正确的有___________；
A.两个测力计示数必须相同
B.用两个测力计拉橡皮条时必须互成
C.读数时视线应正对测力计刻度
D.拉橡皮条时，测力计、橡皮条、细绳必须与木板平面平行
（2）某次测量时测力计的示数如图所示，则其读数为___________。
（3）某同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置、力的标度、分力和合力的大小及表示力的方向的点，如图2所示。其中最能提高实验精度且符合实验事实的是___________。
A. B.
C. D.
【答案】 ①. CD ②. 3.00 ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验采用的是作图法求合力，两个分力可以取任意大小，则两个测力计示数不需要相同，故A错误；
B．实验采用的是作图法求合力而不是利用勾股定律求出，故两个测力计拉橡皮条时不必互成90°，B错误；
C．为了减小读数时的误差，要求读数时视线应正对测力计刻度，C正确；
D．为了正确记录力的方向，拉橡皮条时，测力计、橡皮条、细绳必须与木板平面平行，D正确。
故选CD。
（2）[2]测力计的最小刻度为0.1N，需要估读到最小刻度的下一位，故读数为3.00N。
（3）[3]A．记录方向时两点太近，误差较大，故A错误；
B．标度不合适，且两绳夹角较小，故B错误；
C．测合力的实验值时方向偏离橡皮条所在方向，误差太大，故C错误。
D．记录方向时，两间距离合适，标度合适，故D正确；
故选D。
13. 荆州方特东方神画距离荆州中学仅12分钟车程，其中的游乐项目神州塔惊险刺激，是放松娱乐、释放压力的不二之选，令人流连忘返！巨型娱乐器械的环形座舱套装在竖直柱子上，座舱被升降机送到离地面的高处由静止自由落下。落到离地面高时，制动系统开始启动，使座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停下。不计空气阻力，重力加速度取。求：
（1）此过程中的最大速度大小；
（2）座舱减速过程中的加速度的大小；
（3）座舱下落过程的总时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设此过程中座舱最大速度是，自由落体运动的末速度即为最大速度，自由落体运动的位移为
由
得
（2）座舱匀减速运动的位移为
设座舱匀减速运动时的加速度为，由
得
负号表示加速度的方向向上。
（3）设座舱自由落体运动的时间为，由自由落体运动规律可知
解得
设减速阶段时间为t2，则根据匀减速直线运动规律有
座舱运动的总时间为
14. 如图，质量为的物体，在倾角足够长的斜面上受到水平向右的推力的作用，从静止开始从斜面底部沿斜面向上运动，后撤去推力，物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，g取，，，求：
（1）物体沿斜面向上加速运动阶段的滑动摩擦力的大小；
（2）物体沿斜面向上运动阶段的最大速度的大小；
（3）物体沿斜面向上运动阶段的总位移；
【答案】（1）10N；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据
联立得
（2）匀加速阶段，根据牛顿第二定律
最大速度的大小为
联立得
（3）匀加速运动的位移为
撤去推力后，物体匀减速运动，根据
匀减速运动的位移为
物体沿斜面向上运动阶段的总位移为
联立得
15. 如图所示为车辆行驶过程中常见的变道超车情形。图中A车车长 LA=4m，B车车长 LB=6m，两车车头相距L=26m时，B车正以vB=10m/s的速度匀速行驶，A车正以vA=15m/s的速度借道超车，此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来，其速度为，C车和B车车头之间相距d=94m，现在A车司机有两个选择，一是放弃超车，驶回与B相同的车道，而后减速行驶；二是加速超车，在B与C相遇之前超过B车，不考虑变道过程的时间和速度的变化。
（1）若A车选择放弃超车，回到B车所在车道，则A车至少应该以多大的加速度匀减速刹车，才能避免与B车相撞；
（2）若A车选择加速超车，求A车能够安全超车的加速度至少多大；
（3）若A车选择超车，但因某种原因并未加速，C车司机在图示位置做出反应（不计反应时间），则C车减速加速度至少多大才能保证A车安全超车。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）若A车选择放弃超车， 回到B车所在车道，根据动力学公式有
解得A车的最小加速度为
（2）A车加速超车最长时间为
A车安全超车，根据动力学公式有
解得A车能够安全超车的加速度至少为
（3）C车做减速运动最长时间为
A车安全超车，根据动力学公式有
解得C车减速的最小加速度为