2023-2024学年湖南省衡阳市衡阳县第二中学高一（下）开学小测物理试卷（A卷）（含解析）

这是一份2023-2024学年湖南省衡阳市衡阳县第二中学高一（下）开学小测物理试卷（A卷）（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.第19届亚洲运动会将于2022年9月10日～9月25日在中国杭州举行，杭州是中
国第三个取得夏季亚运会主办权的城市，图中的“莲花碗”是田径比赛的主赛场，赛场内为400m标准跑道，下列关于亚运会田径项目的叙述正确的是( )
A. 研究100米冠军苏炳添最后冲线的动作时，可以把苏炳添看出质点
B. 田径比赛跑步运动员绕场一圈，路程和位移的大小相等
C. 在100 m和200 m比赛中，100 m和200 m都是指位移大小
D. 高水平运动员400 m比赛的平均速度不可能大于其他运动员200 m比赛的平均速度
2.2020年，我国某研究团队首次提出“轻质液态金属”概念，并发明了二种前所未有的轻质量液态金属材料。研究团队制成的名为“空心玻璃微珠一镓铟共晶合金”的材料(简称“GB−eGaln”)十分轻盈，甚至能够像露珠一样停留在叶面之上。如图所示，A处斜面倾角比B处的小，若GB−eGaln可视为质点，不计空气阻力和浮力，则同一GB−eGaln停留在叶面的A点和B点相比较，下列设法正确的是( )
A. GB−eGaln在A点比在B点受到的合力小
B. GB−eGaln在A点比在B点受到的重力小
C. GB−eGaln在A点比在B点受到叶面的作用力小
D. GB−eGaln在A点比在B点受到叶面的摩擦力小
3.如图所示，四分之一圆弧轨道MN固定在竖直平面内，O为圆心，Q、O、N三点在同一竖直线上，OQ=ON。现将光滑平板(足够长)的下端P置于M处，上部架在Q点。横杆下端的位置可在轨道MN上调节，使得平板与竖直线间的夹角α可调节。将物块(视为质点)从Q点由静止释放，物块沿平板从Q点滑到P点的时间用t表示。若仅将α减小，则t将( )
A. 不变
B. 逐渐增大
C. 逐渐减小
D. 先减小后增大
4.挥杆套马(图1所示)是我国蒙古族传统体育项目，烈马从骑手身边奔驰而过时，骑手持6m长的套马杆，由静止开始催马追赶，最终套住烈马。整个过程骑手和烈马的v−t图像如图2所示，则下列说法正确的是( )
A. t=4s时骑手和烈马之间的距离为40m
B. t=9s时骑手刚好追上烈马
C. 骑手在t=8s时挥杆，可能套到烈马
D. 8∼9s内烈马的加速度大于0∼6s内骑手的加速度
5.如图所示，质量为m物=2kg的物块放在质量为m木=3kg的木板的最右端，它们之间的动摩擦因数μ1=0.5，木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，给木板水平向右的力F，则( )
A. 当F≥15N时，物块、木板发生相对滑动
B. 当F=21N时，物块的加速度为2m/s2
C. 当F>30N时，物块、木板才会发生相对滑动
D. 当F=33N时，物块、木板的加速度分别为5m/s2、6m/s2
6.如图为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时的速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 质点经过D点时的加速度比B点的大
B. 质点从B到E的过程中速度一直在减小
C. 质点经过C点的速率比D点的大
D. 质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°
7.“细雨斜风作晓寒，淡烟疏柳媚晴滩”是宋代文学家苏轼描写早春游山时的沿途景观。有一雨滴从静止开始自由下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域并下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，若雨滴受到的阻力可忽略不计，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
8.武打片中经常有飞檐走壁的镜头，其实这是借助悬绳拍摄产生的效果。某演员在下列四种拍摄场景中均在空中处于静止状态，若忽略绳所受重力，则绳①受力最小的是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.莆田市某高中进行防溺水安全教育，同学们讨论：消防员如何以一定的速率在最短时间内救援被困于礁石上的学生。如图，A、B间距适当，河中各处水流速度相等，下列说法正确的是( )
A. 应在河岸A处沿v1方向进行救援B. 应在河岸B处沿v2方向进行救援
C. 应在河岸B处沿v3方向进行救援D. 应在河岸B处沿v4方向进行救援
10.达⋅芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
三、填空题：本大题共1小题，共5分。
11.某同学利用图示装置做“探究加速度与物体所受合力关系”的实验，在气垫导轨上安装了两个光电门1.2，滑块上固定一遮光条，通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连，实验时改变钩码的质量，读出弹簧秤的示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。
(1)根据实验原理图，①实验中__________(填“需要”或“不需要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量；②滑块(含遮光条)的加速度__________(填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。
(2)某同学实验时，未挂细绳和钩码接通气源，推一下滑块使其从轨道右端向左运动，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，该同学疏忽大意，未采取措施调节导轨，继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误)，则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图像可能是_______(填图像下方的字母)。
(3)若该同学作出的a−F图像中图线的斜率为k，则滑块(含遮光条)的质量为__________。
四、实验题：本大题共2小题，共10分。
12.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后( )

A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
13.如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：
球B在光滑的水平轨道上做___________运动；实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出_______________的结论。
五、计算题：本大题共3小题，共35分。
14.滑板车是很多儿童喜爱的运动工具。如图所示是某儿童在做直线滑行练习，他右脚踩在滑板上，左脚间断性地蹬地使车前进。该儿童与滑板车的总质量m=40kg，设儿童脚蹬地产生的水平向前的动力F恒为120N，儿童和滑板车受到的阻力f恒为40N。儿童蹬地1s获得初速度，此后开始周期性运动，收起左脚让车自由滑行Δt1，再用脚蹬地Δt2=0.5s，接着又让车自由滑行Δt1后脚蹬地Δt2……如此循环。求∶
(1)儿童减速和加速运动的加速度大小a1和a2；
(2)自由滑行的时间Δt1；
(3)儿童运动很长一段时间的平均速度v。
15.将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。要使石子从水面跳起产生“水漂”效果，石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ。为了观察到“水漂”，一同学将一石子从距水面高度为ℎ处水平抛出，抛出速度的最小值为多少？(不计石子在空中飞行时的空气阻力，重力加速度大小为g)
16.如图，甲、乙两名运动员在训练4×100m接力赛跑。已知甲、乙两运动员的起跑过程可看成加速度大小为2m/s2的匀加速运动且经加速后都能达到并保持vm=8m/s的最大速度跑完全程。已知接力区的长度为L=18m，乙在接力区前端听到口令时起跑，在甲乙相遇时完成交接棒，假设接棒动作不影响运动员的速度大小。
(1)乙能否在接力区内达到最大速度？
(2)为了取得最好成绩，需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，则甲应在距离接力区前端多远时对乙发出起跑口令？
(3)若接力区的长度只有L′=9m，甲应在距离接力区前端多远处对乙发出起跑口令才能使他们取得最好成绩？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、在研究100米冠军苏炳最后冲线的动作时，不可以把苏炳看作质点，否则没有“动作”，故A错误；
B、田径比赛跑步运动员绕场一圈，路程等于周长，位移为零，二者不相等，故B错误；
C、在100 m比赛中，位移大小和路程都是100 m，200 m比赛中，200 m是指路程，位移大小小于100m，故C错误；
D、平均速度是位移与时间的比值，标准跑道400m是一圈，位移等于零，平均速度等于零，所以400m比赛的平均速度小于其他运动员200m比赛的平均速度，故D正确。
故选：D。
当物体的大小和形状对所研究的问题中没有影响或影响不计时，可以把物体当成质点处理。位移是从始位置指向末位置的有向线段，路程是轨迹的长度；
本题以第19届亚洲运动会为情景载体，考查了质点、位移和路程、平均速度等基础知识，要求学生对这部分知识要强化理解，勤加练习。
2.【答案】D
【解析】【分析】本题考查斜面上物体受共点力的平衡条件，要注意正确选择研究对象，做好受力分析，弄清各力的施力物体，正确对力进行合成与分解即可得解。
【解答】
AB.同一GB−eGaln停留在叶面的A点和B点，所受重力相同，其合力都为零，故AB错误；
C.GB−eGaln可视为质点，不计空气阻力和浮力，则所受力可等效为二力平衡，即叶面的作用力与重力等大反向，故两点受到叶面的作用力相同，故C错误；
D.设斜面倾角为θ，则所受叶面的摩擦力为
f=mgsinθ
A处斜面倾角比B处的小，则A点所受的摩擦力小，故D正确；
故答案选D。
3.【答案】A
【解析】解：根据牛顿第二定律得：mgcsα=ma
可得物块的加速度大小为a=gcsα
设QN=d，由几何知识可知∠QPN=90°，物块沿平板从Q点滑到P点的位移为x=dcsα
由x=12at2得t= 2xa= 2dcsαgcsα= 2dg，t与α无关，则t不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据牛顿第二定律列式，得到物块的加速度a与α的关系，再由位移—时间公式列式，得到t的表达式，即可分析。
本题是等时圆模型，利用牛顿第二定律和运动学公式得到时间表达式，再进行分析。
4.【答案】CD
【解析】CD
【详解】A. v−t 图像中图线与坐标轴所围的面积表示位移， 0∼4s 内烈马的位移
x1=10×4 m=40 m
0∼4s 内骑手的位移
x2=102×4m=20m
t=4s 时骑手和烈马之间的距离
Δx=x1−x2=20m
选项A错误；
B. 0∼9 s 内烈马的位移
x3=10×8+10+152×1m=92.5m
0∼9s 内骑手的位移
x4=(152×6+15×3) m=90 m
因 x3>x4 ，因此 t=9 s 时骑手未追上烈马，选项B错误；
C. 0∼8 s 内烈马的位移
x5=10×8m=80m
0∼8s 内骑手的位移
x6=152×6+15×2m=75m
套马杆长 l=6 m ， x6+l>x5 ，所以骑手在 t=8 s 时挥杆，可能套到烈马，选项C正确；
D.由题图2可知 8∼9 s 内烈马的加速度
a1=15−109−8m/s2=5m/s2
0∼6s 内骑手的加速度
a2=15−06−0m/s2=52m/s2选项D正确。
故选CD。
5.【答案】CD
【解析】CD
【详解】AC.当物块、木板恰好不发生相对滑动时，两者间的静摩擦力达到最大值。对物块，由牛顿第二定律得
μ1m物g=m物a0
解得
a0=5 m/s2
对整体，由牛顿第二定律得
F−μ2m物+m木g=m物+m木a0
解得
F=30 N
可知当 F>30 N 时，物块、木板才会发生相对滑动，当 F≤30 N 时，物块、木板相对静止，故A错误，C正确；
B.当 F=21 N 时，物块、木板相对静止，对整体，可得
a=F−μ2m物+m木gm物+m木=3.2m/s2
故B错误；
D.当 F=33 N 时，物块、木板发生相对滑动，则物块的加速度为
a物=μ1m物gm物=5 m/s2
木板的加速度为
a木=F−μ1m物g−μ2m物+m木gm木=6m/s2
故D正确。
故选CD。
6.【答案】C
【解析】【分析】
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了．
【解答】
A、质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度大小与B点相同，故A错误；
D、质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故D错误；
C、质点做匀变速曲线运动，A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，由动能定理可得，D点的速度比C点速度小，故C正确；
B、A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，可得质点从B到E的过程中速度先减小后增大，故B错误；
故选：C.
7.【答案】D
【解析】【分析】本题考查曲线运动，要明确曲线运动的物体受到的合力与速度方向一定不共线，合力指向轨迹凹陷的一侧。
【解答】雨滴在斜风区受风力与重力，两个力的合力与速度方向不共线，雨滴在此区域做曲线运动，且风力与重力合力的方向应该指向运动轨迹曲线内侧，由此判断B、C错误。
在无风区重力方向与速度方向也不共线，雨滴运动轨迹也应该是曲线，由此判断 A错误， D正确。
故选D。
8.【答案】B
【解析】分析：
根据人合力为零，两绳上的力的合力与重力等大反向。
解答：
画出人的受力图，如图所示，当T ​1和T ​2垂直时T ​1最小。
故选B。
9.【答案】A
【解析】若救援所用时间最短，则消防员的速度应与河岸垂直，且出发点应位于礁石上游。
故选A。
10.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查运动的合成与分解，掌握从运动的合成与分解特点分析轨迹问题。
【解答】
罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动，在极短时间 Δt 内水平方向位移的增加量 aΔt2 ，竖直方向做在自由落体运动，在极短时间 Δt 内，竖直方向的位移增加 gΔt2 ；说明水平方向位移增加量与竖直方向位移增加量比值一定，则连线的倾角就是一定的。
故选D。
11.【答案】 不需要 大于 C 1k
【详解】(1)[1]此实验滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出，故不需要满足钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量，也不需要用天平测出所挂钩码的质量。
[2]因钩码挂在动滑轮上，则滑块的加速度等于钩码加速度的2倍，即滑块(含遮光条)的加速度大于钩码的加速度。
(2)[3]遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，说明滑块做减速运动，导轨的左端偏高，则加外力时，需到达一定的值才能使滑块加速运动，则作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图像可能是C。
(3)[4]根据
a=FM
则
1M=k
解得
M=1k

【解析】详细解答和解析过程见答案
12.【答案】C
【解析】【分析】
球A与球B同时释放，同时落地，由于B球做自由落体运动，A球做平抛运动，说明A球的竖直分运动与B球相同。
本题关键将平抛运动正交分解后抓住题中的“改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地”，得出A球的竖直分运动与B球的运动相同。
【解答】
球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；
A球做平抛运动，B球做自由落体运动；
将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
故答案为C。
13.【答案】 匀速直线 平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动
【详解】[1]依题意，B球进入一个光滑的水平轨道，水平方向不受力，做匀速直线运动。
[2]实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动的结论。

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】解：(1)儿童在减速过程，由牛顿第二定律有
a1=fm=1m/s2
儿童在加速过程，由牛顿第二定律有
a2=F−fm=2m/s2
(2)减速过程的末速度等于加速过程的初速度，则有
a2Δt2=a1Δt1
解得
Δt1=1s
(3)1s末的速度
v1=a2t0=2m/s
2s末的速度
v2=v1−a1Δt1=1m/s
平均速度
v=v1+v22=1.5m/s

【解析】(1)做好儿童的受力分析，根据牛顿第二定律求加速度；
(2)减速过程的末速度等于加速过程的初速度，根据速度与时间关系式列等会死求解；
(3)匀变速直线运动平均速度等于中间时刻速度。
15.【答案】解：根据平抛运动规律可知竖直方向有
vy2=2gℎ
结合题意石子接触水面时的速度方向与水面的夹角不能大于θ，可知抛出速度的最小值满足，如图：
tanθ⩾vyv0
解得v0⩾ 2gℎtanθ
答：抛出速度的最小值为 2gℎtanθ。
【解析】根据平抛运动竖直方向和水平方向的速度关系分析解答。
本题考查平抛运动，解题关键掌握平抛运动有关速度的计算公式。
16.【答案】(1)设乙起跑后一直以2m/s2做匀加速直线跑完接力区共18m：v2−v02=2as；
解得：v=6 2m/s≈8.48m/s>vm；
则乙能在接力区内达到最大速度。
(2)乙从起跑到加速至最大速度时间为t0，则：t0=vma=4s；
这段时间内乙的位移：x0=12at02=16m故乙起跑时，与甲的距离为：Δx=vmt0−x0=8×4m−16m=16m；
即甲应在距离接力区前端16m处对乙发出起跑口令，这种情况之下，接力棒随甲运动员从静止开始加速至最大速度vm后，保持vm做匀速运动，这样才能取得最好成绩。
(3)由于L′代入数据解得：v1=6m/s；
则此时乙所用时间为：t1=v1a=62s=3s；
故乙起跑时，与甲的距离为：Δx′=vmt1−L′=8×3m−9m=15m；
即甲应在距离接力区前端15m处对已发出起跑口令，接棒后，乙继续加速至最大速度，保持vm做匀速运动，这样才能取得此种情况下的最好成绩。
【解析】此题考查追及相遇问题，一定要掌握住两者何时相遇、何时速度相等这两个问题。本题关键还是在起跑接棒的时间内的考虑，乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，这种情况下，成绩最好。
(1)由位移公式计算即可，注意甲乙不是同一地点出发；
(2)甲乙速度相等时两者距离为零；
(3)时间最短，即乙刚好在接力区末端完成交接棒。