2023-2024学年湖南省长沙市德成学校高一（下）入学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省长沙市德成学校高一（下）入学考试物理试卷（含解析），共11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.如图所示，水平面内一轻绳的一端固定在O点，另一端系一小球P，现使小球P绕O点做半径为L的顺时针转动，下列说法正确的是( )
A. 小球P从A点运动到B点的位移大小为2L
B. 小球P从A点运动到B点的路程为1.5πL
C. 小球P从A点运动到C点的路程为2L
D. 小球P从A点运动到D点的位移大小为 2L
2.质量为2吨的小汽车以80km/h的速度行驶，质量为20吨的大货车以60km/h的速度行驶。下列说法正确的是( )
A. 小汽车的质量小，惯性大B. 小汽车的速度大，惯性大
C. 大货车的质量大，惯性大D. 大货车的速度小，惯性小
3.一物体做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动。该物体在1s末、2s末的速度之比为( )
A. 1:2B. 1:4C. 1:6D. 1:8
4.一物体沿直线运动，其v−t图像如图所示。该物体1s末和4s末的速度大小分别为v1和v4，加速度大小分别为a1和a4。下列关系正确的是( )
A. v1>v4B. v1a4D. a15.如图，两个共点力互成90°角，大小分别为3N和4N，这两个力的合力大小为( )
A. 1NB. 3NC. 4ND. 5N
6.新疆长绒棉因纤维较长而得名，无人机为长绒棉喷洒农药。无人机悬停在某一高度，由静止开始沿水平方向做匀加速直线运动，3 s末的速度大小为6 m/s，然后无人机沿水平方向做匀速直线运动并开始喷洒农药。若喷洒农药前无人机和农药的总质量为90 kg，取重力加速度大小g=10 m/s2，则在加速阶段，空气对无人机的作用力大小约为
( )
A. 180 NB. 900 NC. 918 ND. 1080 N
7.某运动员在自由式滑雪比赛中夺得金牌。下列说法正确的是
A. 对运动员的空翻转体动作进行评分时，可以把运动员看成质点
B. 滑雪比赛的决赛是19:00开始，“19:00”指的是时间间隔
C. 运动员离开圆弧轨道末端时的速度是瞬时速度
D. 运动员在比赛过程中的路程和位移大小相等
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，小祥同学用水平推力推着桌子沿水平地面向右加速运动，在桌子向右加速运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 地面对桌子的支持力与桌子所受的重力大小相等
B. 地面对桌子的支持力小于桌子对地面的压力
C. 小祥对桌子的推力大于桌子对小祥的作用力
D. 若撤去推力，则桌子向右运动的过程中受到的摩擦力不变
9.2022年我国新能源汽车销量有望突破500万辆。某次汽车性能测试中，监测系统根据汽车的运动情况绘制的v−t图像如图所示。下列说法正确的是
A. 汽车做匀速直线运动
B. 汽车运动的加速度大小为8 m/s2
C. 汽车在0～5 s内的位移大小为200 m
D. 汽车在第3 s内的平均速度大小为20 m/s
10.如图所示，电梯的顶部竖直悬挂一个弹簧测力计，弹簧测力计下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为6 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s2
B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2
C. 电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2
D. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s2
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学做“探究共点力合成的规律”实验的主要步骤是：
a.如图甲所示，用图钉将橡皮条固定在A点，用两弹簧秤将橡皮条与细绳的结点拉至O，并记录结点O的位置、OB和OC的方向、弹簧的示数F1、F2；
b.只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使结点也拉到O点，记下此时弹簧秤的读数F′和细绳的方向。
c.分析实验数据作图如图乙所示。
(1)如果操作正确，图乙中F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________。
(2)本实验采用的科学方法是___________。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)步骤
中弹簧秤的示数如图丙所示，示数为__________N。( )
12.某实验小组同学利用如图所示的装置验证牛顿第二定律。实验步骤如下：
①将光电门A、B固定在长木板上，用刻度尺测量光电门A、B之间的距离L；
②调节长木板左端的高度，直至滑块(带有遮光片)通过光电门A、B的时间相等；
③将细绳的一端与滑块相连，另一端与小球相连，细绳跨过光滑轻质定滑轮，调整滑轮，使滑块与滑轮间的细绳与长木板平行；
④将滑块置于光电门A上方某位置，由静止释放，记录滑块(带有遮光片)通过光电门A、B的时间Δt1和Δt2；
⑤用天平测量滑块(含遮光片)的质量M，测量小球的质量m；
⑥测量出遮光片的宽度d。
回答下列问题(重力加速度为g)：
(1)实验步骤②的目的是__________________；
(2)滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小a=__________________；(用题中所给物理量符号表示)
(3)若小球的质量m远小于滑块的质量M，则细绳中的拉力大小FT≈____________；(用题中所给物理量符号表示)
(4)若小球的质量m不满足远小于滑块的质量M的条件，则牛顿第二定律在本实验中的具体表达形式为__________________。(用题中所给物理量符号表示)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.雨滴从屋檐上由静止开始竖直滴下。已知屋檐距地面高度为5m，空气阻力可以忽略。
(1)雨滴落地时间；
(2)求雨滴从离开屋檐到到达地面全程的平均速度大小；
(3)若屋檐正下方站有一人，一滴水从屋檐滴到他头顶用时0.8s，求此人的身高H。
14.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾斜冰面上，先以加速度大小为0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前以加速度大小为8m/s2减速滑行至最高点，最后又以加速度大小为4m/s2退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。求：
(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小及8s末速度大小；
(2)冰面底部至最高点的距离；
(3)企鹅从最高点退滑至冰面底部所需要的时间。
15.质量为3kg的滑块P恰好静止于倾角θ=30∘的固定斜面上(斜面足够长)。现用平行于斜面向上的恒力F=90N作用于物体P上，如图所示，2s后撤去恒力F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：
(1)滑块P与斜面间的动摩擦因数；
(2)滑块在恒力F作用时物体的加速度a1；
(3)滑块沿斜面运动最大位移的大小。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A.小球P从A点运动到B点的位移大小为连接AB的线段长度，应为 2L ，故A错误；
B.小球P从A点运动到B点的路程为弧长，应为 0.5πL ，故B错误；
C.小球P从A点运动到C点的路程为 πL ，故C错误；
D.小球P从A点运动到D点的位移大小为连接AD的线段长度，应为 2L ，故D正确。
故选D。
2.【答案】C
【解析】质量大的物体惯性大，而与物体的速度无关，所以大货车的惯性大，小汽车的惯性小。
故选C。
3.【答案】A
【解析】初速度为0、加速度为a的物体在1s末、2s末的速度之比为
v1:v2=at1:at2=1:2
故选A。
4.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查对速度时间图像的认识，基础题目。
根据图像结合数学知识得出物体1s末和4s末的速度大小即可判断；根据图像斜率的含义求出物体1s末和4s末的加速度大小即可判断。
【解答】
AB、由图知，v1−1m/s(1−0)s=(3−1)m/s(2−0)s，0−v4(5−4)s=(0−3)m/s(5−2)s，解得v1=2m/s，v4=1m/s，可见v1>v4，故A正确，B错误；
CD、v−t图像的斜率表示加速度，由图知，a1=3−12−0m/s2=1m/s2，a4=0−35−2m/s2=1m/s2，则a1=a2，故CD错误。
5.【答案】D
【解析】【分析】本题考查力的合成，当两个力相互垂直，根据平行四边形定则求合力的大小。
【解答】由平行四边形定则可知，这两个力的合力大小为，故选D。
6.【答案】C
【解析】【分析】根据加速度定义求解加速度大小，根据力的合成得在加速阶段空气对无人机的作用力，
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，根据运动学的计算公式求解加速度，利用牛顿第二定律结合力的合成与分解进行解答。
【解答】根据加速度定义得：a=v−0t=63m/s2=2m/s2，方向沿水平方向；
根据力的合成得在加速阶段空气对无人机的作用力：F= (mg)2+(ma)2，
代入数据解得：F≈918N，故C正确，ABD。
7.【答案】C
【解析】【分析】
物体能看成质点的条件是：当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以忽略不计时，可以把物体看成质点。
时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。
位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量，而路程为物体经过的轨迹的长度，是标量。
平均速度是质点在某段时间内位移与时间的比值，瞬时速度表示质点在某一时刻或者某一位置的速度。
【解答】
A.若把运动员看成质点，则无法判断运动员的空翻转体动作的完成度，因而不能对运动员的空翻转体动作进行评分，因此不可以把运动员看成质点，故A错误;
B.“19:00”指的是时刻，故B错误;
C.运动员离开圆弧轨道末端时的速度是指经过某个位置的速度，是瞬时速度，故C正确；
D.物体只有在单向直线运动中，路程和位移大小才相等，运动员在比赛中，运动轨迹不是直线，故D错误。
8.【答案】AD
【解析】【分析】
本题主要考查平衡力、作用力和反作用力以及摩擦力。对桌子受力分析，根据竖直方向上平衡可知地面对桌子的支持力与桌子所受的重力的关系；一对作用力和反作用力总是大小相等，方向相反；由公式Ff=μFN分析桌子受到的摩擦力，由此即可正确分析。
【解答】
A.对桌子受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，竖直方向上，地面对桌子的支持力与桌子所受的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故A正确；
B.地面对桌子的支持力与桌子对地面的压力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知，地面对桌子的支持力与桌子对地面的压力大小相等，方向相反，故B错误；
C.小祥对桌子的推力与桌子对小祥的作用力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可知，小祥对桌子的推力与桌子对小祥的作用力大小相等，方向相反，故C错误；
D.由Ff=μFN可知，若撤去推力，则桌子向右运动的过程中受到的滑动摩擦力不变，故D正确。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
v−t图像的斜率等于加速度，图象与时间轴所围的面积表示位移。把刹车过程逆向分析看成初速度为0的匀加速直线运动进行分析。
【解答】
根据题图，结合速度一时间关系v=v0+at可知，汽车做匀减速直线运动，加速度大小a=405m/s2=8m/s2，选项A错误、B正确;
图线与时间轴围成的“面积”表示位移大小，汽车在0∼5s内的位移大小x=40×52m=100m，选项C错误;
把该过程逆过来看，可视为汽车做初速度为0的匀加速直线运动，相邻1s内的位移大小之比为1:3:5:7:9，可知汽车在第3s内的位移大小为525×100m=20m，由速度公式可得汽车在第3s内的平均速度大小为20m/s，选项D正确。
10.【答案】BC
【解析】【分析】对重物受力分析，根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向，从而得出电梯的加速度大小和方向，从而判断出电梯的运动规律。
解决本题的关键知道重物和电梯具有相同的加速度，根据牛顿第二定律进行分析，通过加速度判断电梯的运动情况。
【解答】电梯做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N，可知重物的重力等于10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为6 N，对重物，根据牛顿第二定律有mg−F=ma，解得a=4 m/s2，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为4 m/s2，方向竖直向下，因此电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，B、C正确．
11.【答案】(1)F′；(2)B；(3)3.50。
【解析】【分析】
F为合力的理论值，具有一定的实验误差，而F′由实验直接测得，故方向一定沿AO方向的是F′；测力计读数应该读到最小刻度的下一位。
本题易错的地方是测力计的读数，易读成3.5N，这样就少了估读位。
【解答】
(1)F′是只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使结点也拉到O点时弹簧秤的读数，一定沿AO方向；
(2)本实验用一个弹簧的拉力效果代替两个弹簧的拉力效果，采用的等效替代法，故选B；
(3)弹簧秤的精确度为0.1N，弹簧秤的示数为3.50N。
12.【答案】(1)平衡摩擦力(补偿阻力)；(2) (dΔt2)2−(dΔt1)22L；(3)mg；
(4)mg=(M+m)(dΔt2)2−(dΔt1)22L。
【解析】【分析】
本题考查验证牛顿第二定律，解题关键掌握实验原理，注意牛顿第二定律的应用及滑块通过光电门速度的计算。
(1)滑块(带有遮光片)通过光电门A、B的时间相等，说明滑块在长木板上做匀速直线运动；
(2)由匀变速直线运动规律得加速度大小；
(3)(4)由牛顿第二定律解得绳子拉力，同时解得牛顿第二定律在本实验中的具体表达形式。
【解答】
(1)滑块(带有遮光片)通过光电门A、B的时间相等，说明滑块在长木板上做匀速直线运动，重力沿长木板的分力与摩擦力平衡，所以实验步骤②的目的是平衡摩擦力；
(2)由于遮光片的宽度很小，用滑块通过光电门的平均速度表示瞬时速度，则滑块通过光电门A的速度为vA=dΔt1；经过光电门的速度vB=dΔt2
由匀变速直线运动规律得vB2−vA2=2aL，
所以滑块从光电门A运动到光电门B的加速度大小为a=(dΔt2)2−(dΔt1)22L；
(3)由牛顿第二定律得mg−FT=ma，FT=Ma，
解得FT=MmgM+m=mg1+mM，
若小球的质量m远小于滑块(含遮光片)的质量M，则FT≈mg；
(4)若小球的质量m不满足远小于滑块(含遮光片)的质量M，由牛顿第二定律得mg−FT=ma，FT=Ma，解得mg=(M+m) a
则mg=(M+m)(dΔt2)2−(dΔt1)22L。
13.【答案】解：(1)根据h=12gt2可得，
雨滴下落时间t= 2hg= 2×510s=1s；
(2)由v−=xt可得，
全过程的平均速度v−=ht=51m/s=5m/s；
(3)雨滴下落0.8s下降的高度为h′=12g′2=12×10×0.82m=3.2m
则此人身高H=h−h′=5m−3.2m=1.8m
答：(1)雨滴落地时间为1s；
(2)雨滴从离开屋檐到到达地面全程的平均速度大小为5m/s；
(3)若屋檐正下方站有一人，一滴水从屋檐滴到他头顶用时0.8s，此人的身高H为1.8m。
【解析】(1)根据速度−位移公式求得落地时的速度，结合匀变速直线的平均速度与瞬时速度的关系求得；
(2)根据位移−时间公式求得下降的高度，即可求得人的高度。
本题主要考查了自由落体运动，掌握自由落体规律的应用即可正确求解，第二问也可以求出末速度，再利用v−=v+v02求解平均速度。
14.【答案】(1)16m，4m/s；(2)17m；(3) 342s
【解析】(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小为
x1=12at2=12×0.5×82m=16m
8s末速度大小
v=at=0.5×8m/s=4m/s
(2)匀减速的位移为
x2=v22a1=422×8m=1m
冰面底部至最高点的距离
x=x1+x2=17m
(3)由
x=12a2t′2
解得
t′= 342s
15.【答案】解：(1)滑块P恰好静止于倾角θ=30∘的固定斜面上，则根据平衡条件：
mgsin30°=μmgcs30°
解得：μ= 33；
(2)滑块在恒力F作用时，根据牛顿第二定律：
F−mgsin30°−μmgcs30°=ma1
解得：a1=20m/s2，方向沿斜面向上；
(3)2s后撤去恒力时，速度大小：v1=a1t1=40m/s
位移大小：x1=v12t1=40m
撤去恒力后，根据牛顿第二定律：mgsin30°+μmgcs30°=ma2
解得加速度大小：a2=10m/s2
则之后继续向上运动的位移：x2=v122a2=80m
滑块沿斜面运动最大位移的大小：x=x1+x2=120m。
【解析】(1)根据平衡条件，重力下滑分力与摩擦力平衡，列式求解；
(2)根据牛顿第二定律列式求解；
(3)先计算2s前的位移和速度，再计算撤去F后的加速度以及能够继续上升的位移，求出滑块沿斜面运动最大位移的大小。
本题考查了平衡条件的应用及牛顿第二定律的应用，正确受力分析是前提，知道加速度是联系力和运动的桥梁，明确撤去外力后滑块沿斜面向上做匀减速直线运动。