2023-2024学年四川省兴文第二中学校高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年四川省兴文第二中学校高一（下）开学考试物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.2014年在俄罗斯举办的第22届冬季奥运会比赛项目中：冰壶运动员需要运用多种旋转技术推出冰壶；冰球运动员需要用力将冰球打入对方大门；短道速滑运动员在弯道处要控制好身体的倾斜程度；自由式滑雪空中技巧运动员在高空中需要做出各种高难度翻转．在这些项目中可以看成质点的是( )
A. 冰壶比赛中运动的冰壶B. 冰球比赛中运动的冰球
C. 短道速滑中的运动员D. 高空翻腾技巧运动中的运动员
2.一只海鸥幼鸟在水平沙滩上进行飞行练习，从静止开始匀加速直线助跑2.5s后成功起飞，起飞时的速度大小为8m/s，则该助跑过程中的加速度大小为( )
A. 1.6m/s2B. 3.2m/s2C. 5m/s2D. 10m/s
3.下列现象中，为了防范惯性带来危害的是( )
A. 列车进站前撤去动力B. 跳远运动员在起跳前助跑
C. 通过拍打窗帘清除它上面的浮灰D. 小型客车司乘人员系上安全带
4.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。如图甲所示，我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行．t=0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0∼50s内潜艇竖直方向的v−t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力，则( )
A. 潜艇在t=20s时下沉到最低点
B. 潜艇竖直向下的最大位移为750m
C. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为5:2
D. 潜艇在0∼20s内处于超重状态
5.固定在水平地面上的斜面PQO上方的弧形轨道末端水平，小球从弧形轨道上某处滑下水平飞出后，恰好落在Q点。已知PO=0.8m，PQ=1.0m，取重力加速度大小，则小球做平抛运动的初速度大小为
( )
A. 1.0 m/sB. 1.5m/sC. 2.0m/sD. 2.5m/s
6.某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为θ，筷子与小球表面间的动摩擦因数为μ(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为( )
A. mg2μsinθ−csθB. mg2μcsθ−sinθC. mg2μcsθ+sinθD. mg2sinθ−μcsθ
7.如图所示，水平地面上有一车厢，车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平的顶板上，已知A、B与接触面间的动摩擦因数均为μ，车厢静止时，两弹簧长度相同，A恰好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现使车厢沿水平方向加速运动，为保证A、B仍相对车厢静止，则
( )
A. 速度可能向左，加速度可大于(1+μ)gB. 加速度一定向右，不能超过(1−μ)g
C. 加速度一定向左，不能超过μgD. 加速度一定向左，不能超过(1−μ)g
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是
A. B对A的摩擦力大小等于FB. A对B的摩擦力大小等于F/2
C. B对C的摩擦力大小等于FD. 地对C的摩擦力大小等于F
9.一辆汽车以12m/s的速度行驶，遇到情况紧急刹车，司机采取制动措施，使汽车做匀减速直线运动，若制动后汽车的加速度大小为6m/s2，则( )
A. 经3 s，汽车的速度为0B. 经3 s，汽车的速度为6 m/s
C. 经3 s，汽车的位移为9 mD. 经3 s，汽车的位移为12 m
10.如图所示，某同学在进行投篮训练时，将篮球从距水平地面高度为1.95m、距篮板水平距离为4m处投向篮板，篮球恰好沿水平方向击中篮板上离地高度为3.2m处，篮球反向弹回后又恰好落在该同学脚下，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 篮球刚离开手时的速度大小为10m/s
B. 篮球击中篮板前瞬间的速度大小为8m/s
C. 篮球反向弹回时的速度大小为6m/s
D. 篮球落地时的速度方向与水平方向夹角的正切值为1.6
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律．某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz.分别测出A点到B、C、D、E点之间的距离，x1、x2、x3、x4，以打A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值xt，并作出xt−t图象如图丙所示．
(1)实验中下列措施必要的是________(填正确答案标号)
A.打点计时器接220V交流电源B.平衡小车与长木板间的摩擦力
C.细线必须与长木板平行 D.小车的质量远大于钩码的质量
(2)由图内中图象求出小车加速度a=________m/s2，打A点时小车的速度vA=_________m/s.(结果均伓留两位有效数字)
12.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置。
(1)本实验应用的实验方法是_______。
A.控制变量法 B.假设法 C.理想实验法
(2)下列说法中正确的是_______。
A.在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小
B.在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量
C.在探究加速度a与质量m的关系时，作出a−1m图像容易更直观判断出二者间的关系
D.无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小
(3)在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M=0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是_______。
A.m1=4g B．m2=10g C．m3=40g D．m4=500g
(4)在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起。每5个点取一个计数点，由纸带上打出的某一点开始，每5个间隔剪下一段纸带，如图所示，每一条纸带下端与x轴相重合，纸带左边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中。量出相邻计数点之间的距离。根据图中给出的数据求出该小车的加速度a=_______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(5)如图所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时。根据测量数据作出的a−F图像，说明实验存在的问题是_______。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
13.交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”规定的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚．如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，司机发现一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m，该车刹车制动可视为匀减速直线运动，加速度的最大值为。则：
(1)如果司机立即以最大加速度刹车制动(不计反应时间)，求1s内汽车前进位移；
(2)如果考虑司机的反应时间，若该司机的最长反应时间为0.1s，通过计算判断汽车车头能否刚好停在停车线处。
14.足球比赛时，在罚球区的本方队员故意犯规，判由对方队员罚点球。如图为某运动员罚点球。已知球门框ABCD，球门AB宽l=5 m，AD高h=2 m，点球点距球门线中点垂直距离为8 m，一球员将足球以斜向上的初速度从O点踢出，到达球门横梁E点反弹，且速度方向恰好在水平面内，DE=2 m，反弹后落到地面上的F点，AF恰好垂直于球门线AB，AF=4 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2(计算结果可带根号)。求：
(1)足球从E点反弹至第一次落地的时间t；
(2)足球第一次落地时速度v的大小。
15.如图所示，质量为M的长木板静止在粗糙水平地面上，一个质量m=3kg的物块(可视为质点)在某一时刻以v0=3m/s的水平初速度从木板的左端滑上木板，经t1=2s时间后两者恰好达到共同速度，此时开始对木板施加方向水平向右的恒力F=8.25N的作用，又经过t2时间后物块恰好从木板的左端滑出。已知物块与木板间的动摩擦因数µ1=0.1，木板与水平地面间的动摩擦因数µ2=0.05，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块滑上长木板达到共速前，物块与长木板各自的加速度大小；
(2)长木板的质量M以及两者共速瞬间物块离长木板左端的距离；
(3)恒力F开始作用到物块从木板左端滑出所经历的时间t2。(本小问结果可以保留根号)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、冰壶比赛中运动的冰壶不能看做质点，否则就无法研究其旋转，所以A错误。
B、冰球比赛中运动的冰球，可以当作质点来研究他运动的快慢，所以B正确；
C、短道速滑中的运动员不可以看做质点，否则就没有倾斜程度可言，所以C错误；
D、运动员在表演时看的就是运动员的动作，此时不能看成质点，所以D错误。
故选：B。
质点是只计质量、不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能否看作质点物体本身无关，要看所研究问题的性质，．
质点是运动学中一个重要概念，要理解其实质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略，不能停在表面．
2.【答案】B
【解析】该过程的加速度大小
a=ΔvΔt=82.5m/s2=3.2m/s2
故选B。
3.【答案】D
【解析】A.列车进站前撤去动力，还能继续前行一段距离，是利用惯性，A不符合题意；
B.助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度，起跳时，人由于惯性还要保持他起跳前的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性，B不符合题意；
C.拍打窗帘前，窗帘和灰尘一起静止，当拍打时，窗帘运动，灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态，所以灰尘从窗帘上掉下来，是利用惯性，C不符合题意；
D.汽车急刹车或减速时，人由于惯性会继续向前运动，使用安全带，避免造成人体伤害，是为了避免惯性造成的伤害，D符合题意。
故选D。
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查v−t图像的理解及应用。解决问题的关键是理解v−t图像的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与坐标轴所围的面积表示位移。知道超失重的本质。
【解答】
A.在50s内先向下加速后向下减速，则t=50s潜艇向下到达最大深度，故A错误;
B.由图像可知潜艇竖直向下的最大位移为h=12×30×50m=750m，故B正确;
C.潜艇在“掉深”时向下加速，则由图像可知加速度大小为a=3020m/s2=1.5m/s2，在自救时加速度大小为a′=3030m/s2=1m/s2，故加速度大小之比为3:2，故C错误；
D.潜艇在0∼20s内向下加速，加速度向下，则处于失重状态，故D错误。
5.【答案】B
【解析】【分析】
根据平抛运动的规律分析即可。
本题考查平抛运动基本规律的应用，基础题目。
【解答】根据几何关系得出，水平位移为
根据PO=12gt2
得t=0.4s
小球平抛运动的初速度大小为，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】B
【解析】本题考查基本受力分析和正交分解法。
【详解】
对小球受力分析
2fcsθ=mg+2Nsinθ
f=μN
解得
N=mg2μcsθ−sinθ
故选B。
7.【答案】B
【解析】【分析】
当车静止时，对A、B受力分析；当车运动时，分析其运动情况，当达到临界状态时，最大摩擦力等于滑动摩擦力，根据牛顿第二定律求出其最大加速度。
本题关键是找出物体的临界状态，即最大静摩擦力等于滑到摩擦力。
【解答】
车厢静止时，两弹簧长度相同，
对Ａ分析，A恰好不下滑，如图所示，
F=N，f=G=μN
对B分析，B处于静止，
F=N′+G
现使车厢沿水平方向加速运动，但A、B仍相对车厢静止，故弹簧弹力不变，即F不变，所以车厢只能向右加速运动，
对A分析，
竖直方向：f′=G；水平方向：N−F=ma
对B分析：
竖直方向F=N′+G，水平方向，f=ma
因为B相对车静止，故f=ma≤μN′=μ(F−G)=μ(mgμ−mg)
所以a≤(1−μ)g，故B正确，ACD错误。
故选B。
8.【答案】CD
【解析】【分析】
分别以A、AB整体和ABC整体为研究对象，根据平衡条件研究A与B间，B与C间、C与地面间的摩擦力。
本题关键在于灵活选择研究对象，处理多个物体平衡的问题，要注意两个物体之间不存在摩擦力，接触面可能粗糙，也可能光滑。
【解答】
A.以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对A没有摩擦力，故A错误；
B.由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力也为零，故B错误；
C.以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力大小等于F，方向向右，故C正确；
D.以A、B、C三个物体组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，故D正确。
故选CD。
9.【答案】AD
【解析】解：汽车速度减为零的时间为：t0=0−v0a=−12−6s=2s<3s，
A、可知经过3s，汽车的速度为零，故A正确，B错误。
C、汽车3s内的位移等于2s内的位移，则有：x=v02t0=122×2m=12m，故C错误，D正确。
故选：AD。
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，再结合速度公式和位移公式进行求解．
本题考查了运动学中的追及问题，是道易错题，注意汽车速度减为零后不再运动．
10.【答案】BD
【解析】【分析】
本题主要考查平抛运动规律的应用，明确平抛运动的规律是解决问题的关键，平抛运动在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动。篮球上升过程中，做斜上抛运动，篮球恰好沿水平方向击中篮板，可逆向看作平抛运动；篮球反向弹回后做平抛运动，结合题意，根据平抛运动的规律，由运动学公式和几何关系即可正确求解。
【解答】
AB.篮球上升过程中，上升的高度h1=3.2m−1.95m=1.25m，由h1=12gt12，得上升时间t1=0.5s，水平方向上，由x=v1xt1，解得篮球出手时的水平速度v1x=8m/s，竖直方向上，由v1y=gt1，得篮球出手时的竖直分速度v1y=5m/s，由几何关系可得，篮球刚离开手时的速度大小v1= v1x2+v1y2= 89m/s，故A错误，B正确；
C.竖直方向上由h2=12gt22，得篮球反弹后下落的时间t2=0.8s，可得篮球反弹后的水平速度v2x=xt2=5m/s，故C错误；
D.竖直方向上，由v2y=gt2，解得篮球落地时的竖直分速度v2y=8m/s，篮球落地时的速度方向与水平方向的夹角的正切值tanθ=v2yv2x=1.6，故D正确。
11.【答案】 C 5.0 0.40
【解析】(1)根据实验的原理以及实验注意事项选择必要的措施；(2)根据x=v0t+ 12 at2可得 xt=v0+12at 结合图像的斜率和截距求解初速度和加速度．
【详解】(1)电磁打点计时器接4−6V交流电源，选项A错误；实验时不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项B错误；细线必须与长木板平行，选项C正确；实验中小车做匀加速运动即可，没必要小车的质量远大于钩码的质量，选项D错误；故选C．
(2)根据x=v0t+ 12 at2可得 xt=v0+12at ，由图像可知：v0=vA=0.4m/s； a=2k=2×1.4−
12.【答案】 A C D 0.80 由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的
【解析】(1)[1]探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法。
故选A。
(2)[2] A.在探究加速度与质量的关系时，应控制小车所受拉力的大小不变，故A错误；
B.在探究加速度与外力的关系时，应控制小车的质量不变，故B错误；
C.由牛顿第二定律得
a=1mF
在力 F 一定时 a 与 1m 成正比，为方便实验数据处理，在探究加速度 a 与质量 m 的关系时，作出 a−1m 图像更容易直观判断出二者间的关系，故C正确；
D.小车与砝码和砝码盘一起做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，细线的拉力小于砝码与砝码盘的重力，因此细线对小车的拉力大小小于砝码盘和砝码的总重力大小，故D错误。
故选C。
(3)[3]当小车质量远大于砝码与砝码盘质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码与砝码盘的重力，在探究加速度与力的关系时，若取车的质量 M=0.5kg ，改变砝码质量 m 的值， m 的取值最不合适的一个是：D. m4=500g 。
故选D。
(4)[4]计时器打点的时间间隔为 0.02s ，每 5 个点取一个计数点，相邻两计数点之间的时间为
t=0.02×5s=0.1s
由匀变速直线运动的推论 Δx=at2 可知，该小车的加速度
a=x6+x5+x4−x3+x2+x13t2=61.5+53.5+45.5−37.5+29.5+21.5×10−39×0.12m/s2=0.80m/s2
(5)[5]由图所示 a−F 图像可知，图像在 F 轴上有截距，当 F≠0 时 a=0 ，说明小车受到的合力小于拉力，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的
13.【答案】(1) 5.5m ；(2)不能
【解析】(1)汽车匀减速运动可知加速度
根据运动学公式 x=v0t+12at2 代入数据可得
x=5.5m
(2)司机反应时间内汽车做匀速运动，则匀速位移为
x1=v0t=0.8m
设司机刹车后汽车做匀减速运动最大位移为 x2 ，根据运动学公式 v2−v02=2ax2 代入数据可得
x2=6.4m
联立可得汽车前行最大位移为
7.2m<8m
所以汽车车头不能刚好到达停车线。
14.【答案】解：(1)足球反弹后做平抛运动，竖直方向h=12gt2①
得t= 105s ②
(2)设足球反弹后速度为v0，落地时竖直方向的速度为vy
vy= gt ③
v0=lGFt ④
其中lGF= lAF2+lAG2 ⑤
v = υ02+vy2 ⑥
得v =3 10m/s ⑦

【解析】解决本题时，要理清足球的运动过程，把握各个过程的运动规律，同时，要搞清两个过程之间的联系。
(1)足球反弹后做平抛运动，竖直方向可得足球从E点反弹至第一次落地的时间；
(2)由vy=gt求出石子第一次落地时竖直分速度，再与水平分速度合成求出足球第一次落地时速度v的大小;
15.【答案】解：(1)设物块的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有μ1mg=ma1，
解得a1=μ1g=1m/s2，
物块滑上长木板达到共速前做匀减速直线运动，因为经t1=2s时间后两者达到共速，此时物块速度大小v1=v0−a1t1=1m/s，
长木板由静止做匀加速直线运动，加速度大小a2=v1t1=0.5m/s2；
(2)物块滑上长木板达到共速前，对长木板，由牛顿第二定律有μ1mg−μ2m+Mg=Ma2，
解得M=1.5kg，
t1=2s内物块对地位移大小为x1=v0+v12t1=4m，长木板对地位移大小为x2=v12t1=1m，
则两者共速瞬间物块离长木板左端的距离为d=x1−x2=3m；
(3)施加拉力F后，设长木板加速度大小为a3，由牛顿第二定律有F−μ1mg−μ2M+mg=Ma3，
解得a3=2m/s2，
物块从木板左端滑落，则有v1t2+12a3t22−v1t2+12a1t22=d，即12a3−a1t22=d，
代入数据解得t2= 6s。

【解析】详细解答和解析过程见答案