2022-2023学年天津市第一中学高一上学期期中形成性阶段检测物理试题（解析版）

天津一中 2022-2023-1 高一年级期中形成性阶段检测物理试卷

一、单选题

1. 伽利略的发现以及他所应用的科学方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法错误的是（　　）

A. 伽利略借助斜面进行实验，是因为小球在斜面上运动时的加速度比竖直下落的加速度小，所用时间比较长，易于测量小球运动的时间

B. 伽利略在斜面实验中通过研究位移x与时间的平方之间的关系，证明了小球在斜面上的运动是匀加速直线运动

C. 伽利略用斜面实验直接证明了小球从静止开始在空中落下自由落体运动

D. 伽利略科学方法的核心是实验和逻辑推理相结合

【答案】C

【解析】

【详解】A．伽利略借助斜面进行实验，是因为小球在斜面上运动时的加速度比竖直下落的加速度小，所用时间比较长，易于测量小球运动的时间，A正确；

B．伽利略在斜面实验中通过研究位移x与时间的平方之间的关系，证明了小球在斜面上的运动是匀加速直线运动，B正确；

CD．将斜面倾角增大到竖直时，沿斜面下滑的运动将变为自由落体，这是将实验和推理相结合的结果，所以该实验没有直接证明小球从静止开始沿斜面滚下时速度随位移均匀变化，也没有直接证明小球从静止开始在空中落下时速度随时间均匀变化，故D正确，C错误。

本题选错误项，故选C。

2. 秋天的校园里，金黄色的银杏树甚是好看。一片银杏树叶从大约 4m 高的树枝上落下，则银杏叶落地的时间可能是（　　）

A. 0.25s B. 0.45s C. 0.85s D. 2.5s

【答案】D

【解析】

【详解】如果自由下落，则经过时间

树叶在下落过程中受到空气阻力作用，使得下落的时间增大。根据实际情况可知，树叶下落的时间可能为2.5s，故D正确ABC错误；

故选D。

3. 在药物使用时应用到很多物理知识。下面分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的示意图。针尖的顶角很小医生沿着注射器施加一个较小的力F，针尖会对瓶塞产生很大的推力，现只分析图乙的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力，则（　　）

A. 针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的

B. 针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小

C. 若F一定，增大，直侧面推力减小

D. 若一定，增大F，直侧面与倾斜侧面推力之比增大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．将力分解在垂直于两个侧面的方向上，如图所示

针尖在倾斜侧面上对瓶塞倾斜推力为，对直侧面的推力为，则

解得

则针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不相等，故AB错误；

C．分析可知

解得

若F一定，增大，减小，故C正确；

D．分析可知

若一定，增大F，直侧面与倾斜侧面推力之比都不变，故D错误。

故选C

4. 若有恩施直达十堰列车，正常行驶速度为，现增设荆州和汉口两个停靠站，若停车时间为，设列车启动加速、停靠减速的加速度大小都是a，则增设两个停靠站后，列车相对此前运行时间增加了（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】列车启动加速运动的时间与停靠减速的运动的时间相等，均为

列车启动加速运动的位移大小与停靠减速的运动的位移大小相等，均为

设在两城市间运行的距离为，此前运行时间为

在两城间增设两停靠站后动车运行时间为

增设停靠站点后动车相对此前运行时间增加了

故选B。

5. 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，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左运动，下列说法正确的是（    ）

A. 第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向右

B. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右

C. 最后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右

D. 最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向右

【答案】D

【解析】

【详解】A．搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向左运动，则第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向左，故A错误；

B．前一张答题卡相对于后一张答题卡有向左运动的趋势，所以前一张答题卡受到后一张答题卡的摩擦力方向向右，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左，故B错误；

C．前一张答题卡相对于最后一张答题卡有向左运动的趋势，所以前一张答题卡受到最后一张答题卡的摩擦力方向向右，则最后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左，故C错误；

D．最后一张答题卡相对于摩擦片有向左运动的趋势，则最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力向右，故D正确。

故选D。

6. 西湖音乐喷泉位于湖滨三公园附近湖面上，高 45m 的“音乐喷泉”向人们展露迷人风姿。设最高的那注喷泉竖直向上喷出，且这注喷泉对应的喷嘴的出水量 0.35m3 /s，不计空气阻力，则这注喷泉空中水的体积约为（g 取 10m/s2）（　　）

A. 0.7m3 B. 1.8m3 C. 2.1m3 D. 因喷嘴截面积未知，故无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】水做竖直上抛运动，其上升过程和下降过程具有对称性，其自由落体的时间，据

得

水从竖直上抛到落地的总时间为

t总=2t=6s

这注喷泉空中水的体积约为

V＝Q•t总＝0.35×6m3＝2.1m3

故ABD错误，C正确；

故选C。

7. 如图所示，A、B 两小球沿同一直线运动的 v﹣t 图像，t=8s 时 A、B 两小球相遇，根据图像可判断（　　）

A. A、B 是从同一地点出发的 B. A 运动的加速度大小等于 B 运动的加速度大小

C. B 出发时，A、B 相距 40m D. 在 t=3.6s 时，A、B 相距最远

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，A小球在0～4s内一直向正方向运动，4～8s内A小球向负方向运动，因此应将上下两部分面积相减计算甲球的位移，通过图像可以观察到甲球0～4s内的位移和4～8s内的位移大小相等，但方向相反，因此A球在0～8s内位移为0；B球在2～5s和5～8s内的位移大小相等，方向相反，因此B球在0～8s内的位移也为0，又因在t=8s时两球相遇，因此A、B两球从同一地点出发，故A正确；

B．根据v-t图像的斜率表示加速度，可知，A球的加速度

B球的加速度

因此加速度大小不等，方向相反，故B错误；

C．通过图像可知，t=2s时B出发时，A球在t=2s时速度为20m/s，方向沿正方向，位移为

故C错误；

D．二者速度相等时相距最远，即

vA+aAt=vB+aB（t-2）

代入数据解得

t=4.4s

故D错误。

故选A。

8. 汽车驾驶员手册规定：具有良好刹车性能的汽车，以 v1=72km/h 的速度行驶时，应在s1 =50m 的距离内被刹住；以 v2=54km/h 的速度行驶时，应在 s2=30m 的距离内被刹住。假设两种情况下刹车后的加速度大小相同，驾驶员在这两种情况下的反应时间相同，则反应时间为（　　）

A. 0.4 s B. 0.5s C. 0.6 s D. 0.9 s

【答案】B

【解析】

【详解】设反应时间为t，刹车的加速度为a。反应时间内的位移

x=vt

刹车的末速度是0，所以刹车的位移

总位移

s=x+x′

即

，

代入数据，解得

t=0.5s

故B正确，ACD错误。
故选B。

二、多选题

9. 如图所示中静止的小球m分别与两个物体（或面）接触，设各接触面光滑，则m受到两个弹力的是（　　）

A. 竖直悬绳，m与.斜面接触而静止

B. 小球m受到水平向左的力F而静止

C. 小球在斜面和斜拉绳的作用下静止

D. 小球与水平和竖直面接触而静止

【答案】BC

【解析】

【详解】A．A图中小球处于静止状态，重力和绳的弹力平衡，斜面与小球之间不产生弹力，否则小球不可能平衡，故A图中小球只受一个弹力作用，故A错误；

B．B图中水平面对小球有弹力作用，由于F的作用，导致小球与斜面之间产生弹性形变，因此斜面和小球之间也有弹力作用，故B图中小球受两个弹力作用，故B正确；

C．C图中若斜面对小球无弹力作用，则撤出斜面后，小球将向下摆动，故斜面对小球有弹力作用，若绳对球无弹力，则小球将沿斜面滚下，因此小球受绳、斜面两个弹力作用，故C正确；

D．D图中竖直面对小球没有弹力作用，否则小球不可能处于平衡状态，故D错误。

故选BC。

10. 几个水球可以挡住子弹？《国家地理频道》实验证实：四个水球就足够！四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球，则可以判定（　　）

A. 由题干信息可以确定子弹穿过每个水球的时间比

B. 子弹在每个水球中运动的时间相同

C. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等

D. 子弹在每个水球中的速度变化量相同

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．水球恰好能穿出第四个水球，将水球的运动看为反方向的初速度为0的匀加速直线运动，根据比例关系可知，子弹先后穿过每个水球的时间比为

A正确，B错误；

C．将水球的运动看为反方向的初速度为0的匀加速直线运动，若从右至左位移大小之比为1:3，则表明这两段位移内的运动时间相等，即子弹穿出第三个水球的瞬时速度为全程的中间时刻的速度，根据

即子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，C正确；

D．根据加速度定义式有

解得

子弹穿过水球过程，加速度一定，根据上述，穿过每个水球的时间不相同，则子弹在每个水球中的速度变化量不相同，D错误。

故选AC。

11. 唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（    ）

A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小

B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的小

C. 曲辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力

D. 直辕犁减速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．将拉力沿水平和竖直方向进行分解，水平方向

，

竖直方向

，

由题意，则有

，

则耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的小，竖直分力比对直辕犁的大，A正确，B错误；

CD．耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力属于作用力与反作用力，所以无论曲辕犁怎样运动，这两个力都是等大反向的，C正确，D错误；

故选AC

12. 如图所示，固定的竖直杆上端带有定滑轮C，轻杆AB通过铰链与竖直杆相连于A点，另一端B悬挂一物体，用一轻绳绕过定滑轮C与B端相连。用力F拉轻绳，使AB杆由图示位置缓慢转到水平位置，忽略滑轮的形状，不计一切摩擦。此过程中（　　）

A. 轻杆的弹力大小不变

B. 轻杆的弹力方向不一定沿杆

C. 力F逐渐变小

D. 段轻绳在水平方向的分力逐渐增大，在竖直方向的分力不变，所以段轻绳的拉力逐渐变大

【答案】AC

【解析】

【详解】ACD．以B点为研究对象，受重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力的示意图如图所示

根据三角形相似可得

又

解得

根据牛顿第三定律得缓慢移到水平时，AC、AB保持不变，CB逐渐变小，则N的大小保持不变，F逐渐变小，即BC段轻绳的拉力逐渐减小，故AC正确，D错误；

B．因AB是轻杆且A端用铰链连接，则轻杆的弹力方向一定沿杆方向，选项B错误；

故选AC。

三、填空题

13. 某实验小组利用竖直上抛运动测当地的重力加速度，设计了如图所示的装置，实验过程如下：

（1）调整弹射装置和光电门位置，使小球被弹射后，在上升和下落过程中均可通过光电门测量时，应（      ）

A.先启动弹射装置，后接通数字计时器

B.先接通数字计时器，后启动弹射装置

C.同时启动弹射装置和数字计时器

（2）记录小球第一次和第二次通过光电门的挡光时间Δt1、Δt2，如果小球受到的空气阻力可以忽略，则有Δt1___________ Δt2（填“>”、“＜”，“=”）

（3）若小球通过光电门的挡光时间平均值为Δt，两次挡光之间的时间 t，已知小球的直径为 d，由此可以推断当地的重力加速度___________ （用字母 d、Δt、和 t 表示）。

【答案】    ① B    ②. =    ③.

【解析】

【详解】（1）[1] 测量时应该是先接通数字计时器，后启动弹射装置，这样能够避免测不到数据的情况出现；故AC错误；B正确。

故选B。

（2）[2] 如果小球受到的空气阻力可以忽略，小球上升和下落通过同一位置时速度大小相等，所以光电门记录的挡光时间应该相等。

（3）[3]以向下为正方向，由竖直上抛运动有

解得

14. 在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中

（1）下列仪器需要用到的是___________ 

A.电火花计时器 B.刻度尺

C.秒表 D.托盘天平

（2）某同学进行了以下实验操作步骤，其中有错误的步骤是___________

A.将打点计时器固定在长木板的一端，并接在220V交流电源上

B.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔

C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码

D.拉住纸带，将小车移至靠近计时器的一端，先放开纸带，再接通电源

（3）实验中得到一条如图所示的纸带，已知电源频率为50Hz，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，各个计数点间的距离分别为x1=3.62cm、x2=4.38cm、x3=5.20cm、x4=5.99cm、x5=6.80cm、x6=7.62cm，则打下“ F ”点时小车的瞬时速度v=___________m/s；小车的加速度a=___________m/s2（注：单位换算、结果保留两位小数）

（4）若电源频率大于50Hz，各点的实际速度___________所测的速度（填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】    ①. AB    ②. D    ③. 0.72    ④. 0.80    ⑤. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]探究小车速度随时间变化的规律时，需要用电火花打点计时器计时，用刻度尺测量小车运动的距离，不需要测量质量，故AB正确，CD错误。

故选AB；

（2）[2] A．打点计时器的工作电源是220V交流电，故实验时将打点计时器固定在长木板的一端，并接在220V交流电源上，故A正确；

B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，小车尽量靠近打点计时器，故B正确；

C．把一条细绳拴在小车上，细绳平行木板，跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码，故C正确；

D．拉住纸带，将小车移至靠近计时器的一端，先接通电源，再放开纸带，故D错误。

故选D；

（3）[3]打下“ F ”点时小车瞬时速度

[4]小车的加速度

可得

（4）[5]若电源频率大于50Hz，则计数周期变小，由以上分析可知，各点的实际速度大于所测的速度。

四、计算题

15. 如图所示，固定框架底端的距离为，在A、两点分别固定两根自由长度均为的相同轻质橡皮条，用一长度、质量均不计的网兜将两橡皮条连接起来，初始处于水平绷紧状态。现将一小重物放入网兜内，静止时两橡皮条的位置如图中虚线所示，此时两根橡皮条长度均为，已知橡皮条的弹力与形变量满足胡克定律，且劲度系数为。求：

（1）单根橡皮条的弹力大小；

（2）小重物的重量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）橡皮条位于图中虚线位置时每根橡皮条的伸长量

由胡克定律可得

解得

（2）如图

两橡皮条位于图中虚线位置时与竖直方向的夹角

小重物的重力等于两根橡皮条弹力的合力

解得小重物的重量

16. 某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，当下落时开始打开降落伞，到达地面时速度减为。如果认为开始打开降落伞直至落地前运动员在做匀减速运动，加速度为，g取。问：

（1）运动员打开降落伞时速度的大小是多少？

（2）运动员离开飞机时距地面的高度为多少？

（3）运动员离开飞机后，经过多少时间才能到达地面？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】运动员下落过程如图所示，规定向下为正方向

（1）运动员离开飞机，做自由落体运动有

得

（2）打开降落伞，运动员做匀减速直线运动有

得

则

（3）自由落体阶段有

得

匀减速直线运动有

得

故

17. 随意变线加塞，是非常不文明的驾驶习惯，也极其不安全。下图演示了甲车变线加塞的过程，甲车至少要超出乙车一个车位，才能开始并线。此时甲车若要安全并线插到乙车前方，且不影响乙车行驶，其速度v至少须比乙车快5m/s。而并道后又必须立刻减速，以避免与前车追尾。假设汽车在变线并道过程中，沿前进方向的速度可以不变，横向移动的速度可忽略。而且甲车从超出乙车一个车位，到完成并线，恰好需要1s时间。并线完成后甲车时刻以大小为的加速度匀减速刹车。甲车车身长度为d=4m，乙车与前车正常行驶时速度均为，请计算：

（1）甲车刚刚并线结束时，甲乙两车之间的最小距离为多少；

（2）乙车车头到前车车尾之间距离L至少有多大，甲车才能安全并道成功；

（3）若甲车并线时的速度恰好比乙车快5m/s，并线后由于紧张，刹车踩得太深，汽车以大小为的加速度减速，而此时乙车完全来不及反应，继续匀速运动。则两车再经多长时间后追尾。

【答案】（1）5m；（2）14m；（3）1.4s

【解析】

【详解】（1）由题知，甲车至少比乙车快5m/s才安全，甲车刚刚并线结束时，甲、乙两车相距最小，则甲车的速度为

1s内，甲车的位移为

乙车的位移为

则并线结束时，甲、乙两车之间的最小距离为

（2）并线完成后，甲车立刻以大小为的加速度匀减速刹车，设经过时间，前车和甲车共速，则有

解得

则甲车的位移为

乙车的位移为

此时甲车前端与乙车前端相距

此时甲车前端刚好与前车后端挨着，乙车车头到前车车尾之间距离L=10m，即L至少10m。

（3）并线后，汽车以大小为的加速度减速，设再经过时间，两车追尾，则有

代入数据解得

甲车减速时间

，甲车停下之后乙车才追上