2023-2024学年湖南省岳阳市岳阳县第一中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省岳阳市岳阳县第一中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A. 图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B. 图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D. 图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
2.如图甲所示，鸟儿有多拼，为了生存几只鸟像炮弹或标枪一样一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其v−t图像如图乙所示，自由落体运动的时间为t1，整个过程的运动时间为53t1，最大速度为vm=18m/s，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. t1=1.6s
B. 整个过程下落的高度为32.4m
C. t1∼53t1时间内v−t图像的斜率为−15m/s2
D. t1∼53t1时间内阻力是重力的1.5倍
3.在一个很长的平直跑道上，有甲和乙两种型号的喷气式飞机进行飞行试验。两机同时自起点启动，甲型机沿地面做匀加速飞行，到达跑道中点起它就做匀速飞行：乙型机则在启动后始终做匀加速运动。观测中发现甲乙两喷气机用完全相等的时间从起点开始到终点完成整个试验距离。则下列说法正确的是( )
A. 甲型飞机运动过程中的加速时间与匀速时间之比为1：2
B. 甲乙两型飞机加速过程中的加速时间之比为3：4
C. 甲乙两型飞机加速过程中的加速度大小之比为9：8
D. 甲乙两型飞机加速过程中的加速度大小之比为3：4
4.一人站于宽120m的河的一岸，欲渡到河的正对岸。他有两种方法可供选择：(a)游泳方向朝上游偏一些以使得速度合方向朝向河正对岸；(b)游泳方向向正前方，当到达对岸时，由于水流把他冲向了下游，他需沿河岸向上行走，走到正对岸的地方。如果他游泳速率为1m/s，步行速度为1.6m/s，水流速度为0.8m/s，不考虑其他因素，哪种方法更快？快多少？( )
A. 方法(a)比方法快15s ( )

B. 方法(a)比方法快20s( )

C. 方法比方法(a)快15s ( )

D. 方法比方法(a)快20s( )

5.如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上。乙的宽度足够大，速度为v1。工件从滑上传送带乙至二者相对静止的过程中，下列说法正确的是( )
A. 以地面为参考系，工件做类平抛运动
B. 以乙为参考系，工件在乙上滑动的轨迹是直线
C. 工件在乙上滑动时，工件受到乙的摩擦力方向伴随工件的速度变化也发生变化
D. 工件沿垂直于乙的速度减小为0时，工件的速度还没有达到v1
6.如图，密闭玻璃水壶内有一铁球悬挂在水中。现用激光将悬挂铁球的细线烧断，请问此时台秤示数
( )
A. 变大B. 变小C. 不变D. 无法判断
7.如图，质量分别为m、2m的小球A、B在力F作用下静止在光滑的水平桌面上，弹簧处于压缩状态，轻绳恰好伸直。现在撤去外力F，然后对小球A施加方向向左，大小为F2的外力，轻绳烧断瞬间小球AB的加速度大小分别为( )
A. aA=3F2m，aB=F2mB. aA=F2m，aB=3F2m
C. aA=F2m，aB=F2mD. aA=3F2m，aB=Fm
8.如图所示，5块质量均为m的木块并排放在水平地面上，编号为3的木块与地面间的动摩擦因数为F10mg，其他木块与地面间的动摩擦因数为F20mg，当用水平力F推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法正确的是( )
A. 由右向左，两块木块之间的摩擦力依次变小
B. 木块加速度为0.2m/s2
C. 第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.90F
D. 第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.38F
二、多选题（本题共2小题，共12分）
9.从坐标原点出发的质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下面判断正确的是
A. 若x方向始终加速，则y方向可能先加速后减速
B. 若y方向始终加速，则x方向可能先减速后加速
C. 若y方向先减速后加速，则x方向可能始终匀速
D. 若x方向先加速后减速，则y方向可能始终匀速
10.如图，三个质量均为2kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行，A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力F沿水平方向拉物体C，以下说法正确的是
A. 拉力F小于22N时，不能拉动C
B. 拉力F为9N时，轻绳的拉力为1N
C. 要使A、B保持相对静止，拉力F不能超过46N
D. A的加速度将随拉力F的增大而先增大后减小
三、实验题（本题共2小题，共20分）
11.如图1所示，阿特伍德机(Atwd′smacℎine)是由英国物理学家的乔治⋅阿特伍德(GergcAtwd)在1784年发表的《关于物体的直线运动和转动》一文中提出的，用于测量重力加速度及验证牛顿运动定律的著名的力学实验装置。

某实验小组将阿特伍德机简化改装后，如图2所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重锤A和B，在B下面再挂重物C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量比较方便。
(1)实验过程中，下列操作正确的是______
A.固定打点计时器时，应将重锤A与打点计时器距离尽量远一些
B.开始时纸带应尽量竖直下垂并与系重锤A的细线在同一竖直线上
C.应先松开重锤A，然后再接通打点计时器电源
D.打点结束后先将纸带取下，再关闭打点计时器电源
(2)某次实验结束后，打出的纸带如图3所示，E、F、G、H、J连续几个点对应刻度尺读数分别为0.69cm、2.21cm、4.00cm、6.12cm、8.51cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则重锤A运动拖动纸带时的平均加速度为______m/s2(结果保留三位有效数字)；

(3)如果本实验室电源频率小于50Hz，但参与实验的同学不知道，则瞬时速度的测量值______真实值(填“大于”“等于”或“小于”)；
(4)若重锤A和B的质量均为M，重锤B下面挂质量为m的重物C。通过打点计时器得到A的加速度为a，则由以上几个物理量，推导重力加速度的公式g= ______；
(5)已知重锤A和B的质量均为M=2.00kg，某小组在重锤B下面挂质量为m的重物C。某次实验中从纸带上测量重锤A由静止上升不同高度ℎ时对应的速度v，描点作图后得到如图4所示图像，重力加速度g取9.80m/s2，则重物C质量m= ______kg(结果保留三位有效数字)。
12.为了探究平抛运动规律，小明分别做了如下两个实验：
(1)为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法正确的有_____。
A.所用两球的质量必须相等
B.应改变装置的高度多次实验
C.只做一次实验发现两球同时落地，可以得到实验结论
D.本实验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)如图所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。这说明平抛运动在水平方向做_______运动。
(3)为了进一步研究平抛运动，小明用如图所示的装置进行实验。
①为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是_____。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端必须水平
C.小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1y2___13(选填“>”、“=”或者“ x gy2−y1
【解析】(1)[1]A.自由落体运动的快慢与小球的质量无关，所用两球的质量不一定要相等，A错误；
BC.应改变装置的高度多次实验，若两球总是同时落地，可说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，B正确，C错误；
D.本实验不能说明A球在水平方向上做匀速直线运动，D正确。
故选BD。
(2)[2]只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。这说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
(3)①[3]AC.斜槽轨道不必光滑，只要小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，确保小球做平抛运动的初速度相同即可，A错误，C正确；
B.斜槽轨道末端必须水平，小球才能水平飞出做平抛运动，B正确；
D.本实验必需的器材还有刻度尺，不需要秒表，D错误。
故选BC。
②[4]初速度为零的匀加速直线运动，相同时间的位移比为 1:3:5:7⋯ ，由于在A点时小球有竖直方向的初速度，故
y1y2>13
[5]竖直方向由匀变速直线运动的推论可得
y2−y1=gT2
水平方向由位移公式可得
v0=xT
联立解得
v0=x gy2−y1
13.【答案】解：(1)剪断轻绳后，物块B沿传送带由静止加速下滑，设加速度大小为a1，对物块B，根据牛顿第二定律有：mBgsinθ−μBmBgcsθ=mBa1
解得：a1=1.2m/s2
根据匀变速直线运动的规律有：x2−L=12a1t2
解得：t=2s。
(2)物块B下滑到挡板P处时的速度大小：vB=a1t
解得：vB=2.4m/s
物块B与挡板P碰撞后先沿传送带减速上滑，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：mBgsinθ+μBmBgcsθ=mBa2
解得：a2=10.8m/s2
从物块B与挡板P碰撞到物块B与传送带达到共同速度，物块B沿传送带上滑的距离：s1=vB2−v22a2
解得：s1=0.2m
物块B与传送带达到共同速度后以大小为a1的加速度沿传送带减速上滑，从物块B与传送带达到共同速度到物块B到达最高位置，物块B沿传送带上滑的距离为：s2=v22a1
解得：s2=0.6m
又：sB=s1+s2
解得：sB=0.8m。
(3)剪断轻绳后，物块A沿传送带由静止加速上滑，设加速度大小为aA，根据牛顿第二定律有：μAmAgcsθ−mAgsinθ=mAaA
解得：aA=0.4m/s2
从剪断轻绳到物块A与传送带达到共同速度的时间：tA1=vaA=3s
该过程物块A上滑的距离xA=v2tA1，解得：xA=1.8m
从物块A与传送带达到共同速度到物块A到达M点的时间tA2=x2−xAv，解得：tA2=1s
又tA=tA1+tA2
解得：tA=4s
根据匀变速直线运动的规律可知，从物块B与挡板P碰撞到物块B与传送带达到共同速度的时间：t1=vB−va2，
解得：t1=19s
根据匀变速直线运动的规律可知，物块B与传送带达到共同速度后减速为零的时间：t2=va1=
由于tA>t+t1+t2，因此当物块B到达最高位置时，物块A尚未到达M点，根据匀变速直线运动的规律可知，物块B到达最高点后沿传送带下滑的距离：
s3=12a1(tA−t−t1−t2)2
解得：s3=0.47m
又s=x−sB+s3
解得：s=5.7m。
答：(1)从剪断轻绳到物块B第一次与挡板P碰撞的时间为2s；
(2)物块B第一次与挡板P碰撞后到达的最高位置与挡板P间的距离为0.8m；
(3)物块A到达M点时，两物块间的距离为5.7m。
【解析】对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系力和运动的桥梁。
14.【答案】解：(1)由于各接触面之间光滑，可知小球竖直向下加速运动，楔形物体沿斜面向下加速运动，若小球相对于斜面的速度大小为v，加速度大小为a，设此时楔形物体的速度大小为v′，加速度大小为a′，两者在竖直方向有相同的速度和加速度，则有v′sinθ=v，a′sinθ=a
解得：v′=vsinθ=2v，a′=asinθ=2a
(2)小球在楔形木块上运动时，设小球相对于斜面的加速度大小为a1，楔形木块的加速度大小为a2，小球与楔形木块间弹力为N
以小球为对象，根据牛顿第二定律得：mg−N=ma1
以楔形木块为对象，根据牛顿第二定律得：Mgsinθ+Nsinθ=Ma2
小球加速度与楔形物体加速度间的关系：a2sinθ=a1
解得a1=(M+m)gsin2θM+msin2θ，代入数据解得：a1=103m/s2
小球在楔形木块上运动时，相对于斜面的加速度大小为103m/s2，方向竖直向下。
答：(1)楔形物体的速度大小是2v，加速度大小是2a。
(2)当小球在楔形木块上运动时，它相对于斜面的加速度大小是103m/s2，方向竖直向下。
【解析】(1)各接触面光滑，根据小球的受力情况分析小球的运动性质，根据小球与楔形物体的速度与加速度关系分析答题。
(2)对小球与楔形物体应用牛顿第二定律求出小球相对于斜面的加速度。
本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚小球与楔形物体的受力情况，应用牛顿第二定律可以解题。
15.【答案】(1) 0 ；(2) 6mgμ
【解析】(1)根据题意，将8个木块看成整体，受力分析，受木板向上的摩擦力 f1 、墙壁向上的摩擦力 f2 和本身的重力 8mg ，由平衡条件有
f1+f2=8mg
解得
f1=f2=4mg
方向向上，同理把2、3、4、5、6、7看成整体，1对2的摩擦力为 f3 ，8对7的摩擦力为 f4 ，则有
f3+f4=6mg
解得
f3=f4=3mg
同理可得2对3，7对6的摩擦力为 2mg ，3对4，6对5的摩擦力为 mg ，设5对4的摩擦力为 f5 ，对4受力分析，由平衡条件有
f34−mg−f5=0
解得
f5=0
(2)根据题意，由公式 f=μFN ，结合上述分析可知，木板与木块之间，木板与墙壁之间的压力最小为
F1=4mg2μ3=6mgμ
木块与木块之间的压力最小为
F2=3mgμ
则施加在轻质木板上的最小水平力为 6mgμ 。