2023-2024学年吉林省长春实验中学高一（上）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年吉林省长春实验中学高一（上）期中物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 电流有大小和方向，所以是矢量
B. 电源是将电能转化为其他形式能的装置
C. 奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
D. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
2.物体以某一初速度v0(v0≠0)做匀加速直线运动，则( )
A. 第2s内的速度变化量比第1s内的速度变化量大
B. 第2s内的速度变化量与第1s内的速度变化量相等
C. 第2s内的位移与第1s内的位移之比为3：1
D. 第2s内的位移与第1s内的位移之比为4：1
3.关于摩擦力下列说法正确的是( )
A. 滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反
B. 静止的物体不可能受到滑动摩擦力
C. 滑动摩擦力一定是阻力
D. 静摩擦力不可能是动力
4.下列现象属于完全失重状态的是( )
A. 电梯里的小孩随电梯一起下降时B. 天宫二号以加速度g向上做匀加速运动
C. 火箭点火加速升空离开地面时D. 宇航员在太空舱中“飘浮”时
5.2016年11月1日，在珠海航展上，空军试飞员驾驶“歼−20”战机进行了飞行展示，这是我国自主研制的新代隐身战斗机的首次公开亮相，如图是“歼−20”战机以大约65°的仰角沿直线加速爬升的情况，G表示战机受到的重力，F表示除重力外的其他力，则战机在沿直线加速爬升过程中受力的示意图大致是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，A、B 两物块叠放在一起，现对 A 施加一个竖直向下的压力 F，A、B 仍保持静止状态，则下列说法中正确的是( )
A. 物块 A 受到 3 个力的作用
B. 物块 A 受到 4 个力的作用
C. 物块 B 受到 3 个力的作用
D. 物块 B 受到 5 个力的作用
7.甲物体的重量比乙物体大5倍，甲从H高处自由落下，乙从2H高处与甲物体同时自由落下，忽略空气阻力，在它们落地之前，下列说法中正确的是( )
A. 两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大
B. 各自下落1m时，它们的速度相同
C. 下落过程中甲的加速度比乙的加速度大
D. 甲乙经过同一高度处，它们的速度相同
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
8.如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A. A物体受的摩擦力不是零，方向向右B. 三个物体只有A物体受的摩擦力是零
C. B、C受的摩擦力大小相等，方向相同D. B、C受的摩擦力大小相等，方向相反
9.质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5t+t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( )
A. 第1s内的位移是6mB. 质点的加速度为1m/s2
C. 第2s内的位移是8mD. 前2s内的平均速度是7m/s
10.一个小球以20m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g=10m/s2，则3s内小球的( )
A. 路程为35mB. 位移大小为30m，方向向上
C. 速度改变量的大小为30m/sD. 平均速度大小为5m/s，方向向上
11.一辆汽车沿着一条平直的公路行驶，公路旁边与公路平行有一行电线杆，相邻电线杆间的间隔均为50m，取汽车驶过某一根电线杆的时刻为零时刻，此电线杆作为第1根电线杆，此时刻汽车行驶的速度为5m/s，若汽车的运动为匀变速直线运动，在10s末汽车恰好经过第3根电线杆，则下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度为1m/s2
B. 汽车继续行驶，经过第7根电线杆时瞬时速度大小为25m/s
C. 汽车在第3根至第7根间运动所需要的时间为20s
D. 汽车在第3根至第7根间的平均速度为20m/s
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
12.某同学在探究“求两个力的合力”的实验中：
(1)有下列操作，其中叙述正确的是______ ．
A.同一次实验过程中，结点的位置必须都拉到同一位置O点，不能随意变动
B.用两只弹簧秤拉橡皮条时，应使两细绳之间的夹角总为90°，以便于算出合力的大小
C.为了减小实验误差，实验时应尽量使两弹簧秤的示数达到量程的最大值
D.为保证验结果尽可能的好，每次拉橡皮条时，两弹簧秤必须保持与木板平行
(2)如果实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细蝇．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．其中F为以F1、F2为邻边作出的平行四边形的对角线所对应的力，F′为用一把弹簧秤拉的时候对应的力，则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO的方向是______ ．
13.某同学用图(a)所示的实验装置进行实验，已知木板水平，打点计时器电源频率为50Ha，得到如图(b)所示的纸带．
①打点计时器在打下B、C两点时木块的速度分布为vB= ______ m/s和vC= ______ m/s，小车的加速度a= ______ m/s2(保留两位有效数字)．
②若小车的质量保持不变，改变沙和沙桶的质量，通过实验得到如图(c)所示的a−F图象，该图象不过坐标原点，其原因是______ ，图中F1表示的是______ ．
四、简答题：本大题共3小题，共9分。
14.如图所示，重为3N的导体棒，放在间距为d=1m的水平放置的导轨上，其中电源电动势E=6V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R0=11.5Ω，其它电阻不计。
求：(1)若磁场方向垂直导轨平面向上，大小为B=2T，此时导体棒静止不动，导轨与导体棒间的摩擦力为多大？
(2)若磁场大小不变，方向与导轨平面成θ=60°角(仍与导体棒垂直)，此时导体棒所受的摩擦力多大？
15.如图所示，倾角为θ的光滑斜面与光滑水平面平滑连接，在斜面底部有一物体B自静止开始向左做匀加速直线运动，与此同时在斜面顶端有一物体A，自静止开始自由下滑．试求：
(1)物体A在斜面上运动时的速度与下滑时间的关系式；
(2)为使A不能追上B，物体B的加速度a的取值范围．(重力加速度为g)
16.跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升飞机定在离地224m的空中时，运动员自由落下，运动一段时间后立即打开降落伞改做加速度大小为12.5m/s2的匀减速运动，为了安全，要求运动员落地时的速度不得大于5m/s(取g=10m/s2)，求：
(1)运动员应在多高处打开降落伞；
(2)运动员在空中运动的最短时间。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、电流强度有大小和方向，但它为标量，运算不符合平行四边形定则；故A错误；
B、电源是将其他形式的能转为化电能的装置，故B错误；
C、奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C正确；
D、磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，通电导体受力的大小与导体的放置方式有关。一小段通电导体在磁场中平行磁场放置，不受磁场力作用，但该处磁感应强度并不为零，故D错误。
故选：C。
明确矢量和标量的区分，注意只有运算规律符合平行四边形定则的物理量才是矢量；电源是将其他形式的能转为化电能的装置；奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系；磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度。此比值与磁场力及电流元均无关。
熟悉并深入理解各个概念，以及物理学史，对于物理学上重大发现、著名理论，要加强记忆，这些都是考试内容之一。
2.【答案】B
【解析】解：AB：由：a=△v△t得：△v=a×△t，故只要时间间隔相等，速度的变化量就相等．故A错误，B正确．
CD：初速的为零的匀加速运动在连续相等的时间内位移之比为：1：3：5…，题目中的运动初速度不为零，故位移之间的关系不确定，故CD错误．
故选：B
物体做以某一初速度不为零的匀加速直线运动，围绕运动特点逐个选项分析即可．
熟练掌握匀变速直线运动的规律及重要的推论，是解决这类问题的基础．
3.【答案】A
【解析】解：A、滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反；故A正确；
B、静止的物体也可受到滑动摩擦力，如地面上有物体在滑动时，地面会受到摩擦力；故B错误；
C、滑动摩擦力可以是动力也可是阻力；故CD错误；
故选：A．
滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体与相对运动方向相反．所谓相对，仍是以施加摩擦力的施力物体为参考系的． 滑动摩擦力及静摩擦力均可以作动力也可以作阻力．
本题考查了滑动摩擦力的性质及方向；要抓住产生滑动摩擦力产生的条件，以及摩擦力的效果--阻碍物体的相对运动．
4.【答案】D
【解析】解：A、电梯里的小孩随电梯一起下降时，加速度并不为g，所以不会处于完全失重状态，故A错误；
B、天宫二号以加速度g加速上升，加速度方向向上，处于超重状态，故B错误
C、火箭点火加速升空时，加速度向上，故处于超重状态；故C错误；
D、宇航员在太空舱中“飘浮”时，受到的万有引力充当向心力，此时处于完全失重状态，故D正确。
故选：D。
当物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体重力的现象，叫做失重，产生失重现象的条件是：物体的加速度方向向下。
物体只受重力时处于完全失重状态。
判断是超重还是失重现象，关键看加速度的方向，与速度方向无关，注意宇航员在太空中的漂浮和地面上气球在空气中的漂浮不同。
5.【答案】C
【解析】解：“歼−20”战机以大约65°的仰角沿直线加速爬升，说明加速度方向与速度方向相同，合外力方向与加速度方向又相同，所以合力方向与速度方向相同，根据力的合成可知，受到的其它力的方向斜左上，故C正确
故选：C．
“歼−20”战机以大约65°的仰角沿直线加速爬升，说明加速度方向与速度方向相同，合外力方向与加速度方向又相同，根据力的合成即可判断
该题考查了加速直线运动加速度与速度方向的关系及合外力与加速度方向的关系，根据力的合成即可判断，难度不大，属于基础题．
6.【答案】B
【解析】解：
AB、地球表面的一切物体都受到重力，故AB物体一定受重力；对A物体分析可知，A受重力、支持力、压力作用，由于支持力垂直于接触面，故A受斜向右上的支持力，因支持力有向右的分量，因此A一定受沿斜面的摩擦力作用，故A受4个力作用，故A错误，B正确；
CD、对B分析可知，B受重力、支持力、A的压力和A的摩擦力；再对整体分析可知，整体没有水平方向上的外力作用，故B和地面没有摩擦力，故B受四个力作用，故CD错误．
故选：B．
分析：
分别对整体、A和B进行受力分析，按重力、弹力和摩擦力的顺序进行分析，从而确定AB的受力个数．
本题考查受力分析和共点力平衡条件的应用，解题的关键在于正确确定研究对象，明确整体法和隔离法的应用，从而确定受力个数．
7.【答案】B
【解析】解：A、两物体同时做自由落体运动，根据v=gt知，在同一时刻速度大小相等，故A错误．
B、根据v= 2gh知，下落1m时，两物体的速度相同，故B正确．
C、两物体均做自由落体运动，加速度大小相等，故C错误．
D、甲乙经过同一位置时，下落的高度不同，根据v= 2gh知，速度不同，故D错误．
故选：B．
自由落体运动做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动，结合运动学公式分析判断．
解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式分析求解，基础题．
8.【答案】BC
【解析】解：A、A物体做水平方向的匀速直线运动，水平方向不受摩擦力，A错误；
B、BC物体有向下滑动的趋势，受到沿斜面向上的静摩擦力，大小等于mgsinθ，BC正确，D错误；
故选：BC。
利用假设法判断A物体是否受摩擦力，BC两物体有向下滑动的趋势，有关受摩擦力。
产生摩擦力的条件是相互接触的物体间有相对运动或相对运动趋势。
9.【答案】ACD
【解析】解：B、根据匀变速直线运动的位移时间关系公式x=v0t+12at2，可得质点的初速度：v0=5m/s，加速度a=2m/s2故B错误
A、第1s内的位移：x=5×1t+12=6m，故A正确；
C、第2s内的位移是x2=5×2+22−5×1−12m=8m，故C正确
D、前2s内的平均速度v=5×2+222m/s=7m/s，故D正确
故选：ACD。
对照匀变速直线运动的位移时间关系公式x=v0t+12at2，即可求得质点的初速度和加速度，求出前2s内的位移之后，与时间相比即可求得平均速度。
本题关键要掌握匀变速直线运动的位移时间关系公式x=v0t+12at2、推论△x=aT2等运动学公式的基本规律，并能灵活应用。
10.【答案】CD
【解析】解：AB、设经时间t小球的速度为零，则t=vg=2010s=2s，小球上升过的距离为h1=v22g=2022×10m=20m，方向向上。小球开始下降1s内下降的距离为h2=12gt′2=12×10×12m=5m，方向向下。所以在3s内小球经过的路程为x=h1+h2=20m+5m=25m，在3s内经过的位移为h=h1−h2=20m−5m=15m，方向向上，故AB错误；
C、在3s内速度的改变量大小为△v=gt0=10×3m/s=30m/s，故C正确；
D、平均速度为v−=ht0=153m/s=5m/s，和位移方向一致，方向向上，故D正确。
故选：CD。
分别计算出小球上升和下降的距离，即可得到小球经过的路程；位移为初末位置间的距离；速度该变量等于加速度与时间的乘积；平均速度等于位移与时间的比值。
注意路程是小球经过的运动轨迹的长度，而位移是初末位置的距离。平均速度等于位移与时间的比值，不是路程与时间的比值。
11.【答案】ABD
【解析】解：A、汽车在10s内的位移是：x13=50×2=100m，由x=v1t+12at2，代入数据解得：a=1m/s2.A正确；
B、由v2−v02=2ax，v22−v12=2ax，即：v22−52=2×1×6×50，解得：v2=25m/s，B正确；
C、汽车从第1根到第7根电线杆的时间是t7，则：x17=6×50m=300m
由匀变速运动规律得：x17=v1t7+12at72
代入数据解得：t7=20s
汽车在第3根至第7根电线杆间运动所用的时间：△t=t7−t3=20−10s=10s，C错误；
D、汽车从第3根至第7根电线杆间的平均速度为：
v=xt7=200m10s=20m/s
故选：ABD。
根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度．根据位移公式得出汽车从第一根到第7根的时间，从而得出第3根到第7根的时间，通过平均速度的定义式求出平均速度的大小，根据速度时间公式求出通过第7根电线杆的速度．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间关系公式、速度时间关系公式以及位移速度关系公式，并能灵活运用．
12.【答案】AD；F′
【解析】解：(1)A、为了使弹簧两次拉橡皮条的效果相同，要求在同一次实验中，O点位置不动，故A正确；
B、实验中对两弹簧之间的夹角没有具体要求，只要夹角适当，便于作图即可，有利于减小误差即可，并非要求夹角总为90°，故B错误；
C、在实验中两个分力的大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非要达到量程，故C错误；
D、为了体现合力和分力的效果相同，同时便于作图比较合力的理论值和实验值，要求分力与合力在同一平面内，所以每次拉橡皮条时，两殚簧秤必须保持与木板平行，故D正确．
故选：AD．
(2)F1与F2合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值(实际值)是指通过平行四边形得出的值，故F′是力F1与F2合力的实验值，其方向一定沿AO方向．
故答案为：(1)AD；(2)F′．
(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中：需要注意的问题是：①弹簧秤与木板平面平行；②确定力的方向时取点越远越好，即绳越细越长越好；③确定方向时不能碰到线；④夹角既不能太大也不能太小；⑤画力的图示时使用同一的标度；⑥将节点拉到相同的位置保证效果相同，了解这些注意事项即可正确解答本题．
(2)明确“实验值”和“实际值”的区别即可正确解答本题．
该题比较全面的考察了验证平行四边形定则中的基础知识，对于这些基础知识和要求即要通过实验进行切身体会，同时也要通过练习加深理解．
13.【答案】①0.40；0.50；5.0；②没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足；重力的下滑分力，或重力下滑分力与摩擦力的合力
【解析】解：(1)根据匀变速直线运动特点，可知C点的瞬时速度为：
vB=xACtAC=0.0162×0.02=0.40m/s
vC=xBDtBD=0.022×0.02=0.50m/s
根据vC=vB+at，
则有：a=vC−vBt
带入数据解得：a=0.50−．
(2)由图象可知，当F≠0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足；
而图象的横截距表示：重力的下滑分力，或重力下滑分力与摩擦力的合力；
故答案为：(1)0.40，0.50，5.0；(2)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足，重力的下滑分力，或重力下滑分力与摩擦力的合力．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B、C点时小车的瞬时速度大小，再根据vC=vB+at，即可求解加速度大小；
由图象可知，当F≠0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够．
本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力，同时加强实际操作，提高实验技能．
14.【答案】解：(1)根据全电路欧姆定律得
电路中电流为I=ER0+r=611.5+0.5A=0.5A
磁场方向垂直导轨平面向上，根据左手定则判断得知，导体棒所受的安培力方向水平向右，如图1，大小为FA=BIL
要使导体棒静止不动，必须满足安培力不大于最大静摩擦力，即有：
FA≤μmg
得到μ≥BILmg
代入解得，μ≥13
(2)若磁场大小不变，方向与导轨平面成θ=60°角，导体棒受力如图2，根据平衡条件得
f=FAcs30°=BILcs30°
代入解得f= 32N
答：
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上，要使导体棒静止不动，导轨与导体棒间的摩擦因数μ>13。
(2)若磁场大小不变，方向与导轨平面成θ=60°角，此时导体棒所受的摩擦力为 32N
【解析】(1)根据欧姆定律求出电路中电流。导体棒静止不动，受力要平衡，分析导体棒的受力情况，作出力图，根据平衡条件求出导轨与导体棒间的摩擦因数。
(2)分析导体检的受力情况，根据平衡条件求解导体棒所受的摩擦力。
本题通电导体在磁场中平衡问题，关键是安培力的分析和计算，是力学和磁场知识的综合。
15.【答案】解：(1)A在斜面上运动的加速度为：a1=gsinθ
设到达底部的时间为t1，速度为v1，则有：v1=gsinθ⋅t1
(2)设A在水平面上运动时间为t2，A恰好追上B的条件为位移和速度满足：
v1t2=12a(t1+t2)2
v1=a(t1+t2)
解得：t2=t1=v1gsinθ
所以：a=v12t1=12gsinθ
故A追不上B的条件为：a>12gsinθ
答：(1)物体A到达斜面底端的速度与下滑时间的关系式为v1=gsinθ⋅t1
(2)为使A不能追上B，物体B的加速度a的取值范围为a>12gsinθ
【解析】(1)通过受力分析，由牛顿第二定律求解出下滑加速度，利用运动学公式求解出速度时间关系
(2)通过运动学公式判断出刚好追上B上的条件．
本题是物体平衡问题，根据力学的解题方法和思路进行分析研究．其中临界值是关键
16.【答案】解：(1)设打开降落伞时离地的高度为h，此时速度为v1，则运动员做自由落体运动过程有：
v12=2g(H−h)
匀减速过程有：v2−v12=2ah，其中：v=5m/s，a=−12.5m/s2
联立解得：h=99m，v1=50m/s；
(2)自由落体运动中，v1=gt1，解得t1=5s，
匀减速运动中：t2=v−v1a，解得：t2=3.6s
空中最短时间为：t总=t1+t2=5s+3.6s=8.6s。
答：(1)运动员应在99m处打开降落伞；
(2)运动员在空中运动的最短时间为8.6s。
【解析】(1)前后两个阶段分别根据速度—位移关系列方程解答；
(2)根据速度—时间关系分别求出自由落体运动中和匀减速运动中的时间即可求解总时间。
复杂运动过程都是由简单过程组成的，因此解答复杂运动问题，关键是分析清楚其运动过程，搞清运动形式，然后根据相应规律列方程求解。