2023-2024学年江西省三市八校联盟高一（上）期中联考物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江西省三市八校联盟高一（上）期中联考物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.在物理学的重大发现中科学家们运用了许多物理学的方法，如理想实验法，控制变量法、极限思想法、类比法、假设法、微元法、科学假说法和建立物理模型法等。下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 根据速度定义式，当Δt非常小时，就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
C. 在研究重力的作用点重心的过程中，利用了等效的思想
D. 在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，将每一小段都看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了极限思想的方法
2.如图所示，光清水平面上静止着辆小车，酒精灯及试管固定在小车支架上构成小车整体，酒精灯燃烧一段时间后塞子喷出。下列说法正确的是( )
A. 塞子喷出瞬间，小车对水平面的压力小于水平面对小车的支持力
B. 塞子喷出瞬间，小车对水平面的压力等于水平面对小车的支持力
C. 由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子受到的冲击力大于小车受到的冲击力
D. 由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子受到的冲击力小于小车受到的冲击力
3.大力研发电动汽车是减少排放二氧化碳的主要手段之一。若某一电动汽车以15m/s的速度在一条平直公路上行驶，前方遇到一障碍物，汽车以大小为5m/s2的加速度开始减速，从开始减速计时，则在第一个2s内与第2个2s内，电动汽车所走的位移之比为
( )
A. 8:1B. 1:1C. 3:1D. 8:3
4.长度为1m的空管登直放在水平地面上，在空管正上方有一小球(可视为质点)，如图所示。将空管以20m/s的速度竖直向上抛出，同时由静止释放小球。小球刚进入空管时，与空管的速率相等，g取10m/s2。则( )
A. 小球释放点到地面的高度是20mB. 小球穿过空管的时间是0.01s
C. 小球释放点到地面的高度是19mD. 小球穿过空管的时间是0.05s
5.如图所示，小球处于静止状态，各接触面光滑，则小球受到两个弹力的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，倾角为θ的光滑斜面长和宽均为l，一质量为m的质点由斜面左上方顶点P静止释放，若要求质点沿PQ连线滑到Q点，已知重力加速度为g。则在斜面上，可以对质点施加的作用力大小不可能为( )
A. mgsinθB. mgC. 32mgsinθD. 33mgsinθ
二、多选题（本大题共4小题，共22分）
7.如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑，但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2。每张白纸的质量为m。不考虑静电力的影响。重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 滚轮对第一张白纸的摩擦力方向水平向左
B. 第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2F+2mg
C. 第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2F+mg
D. 越靠近底座，白纸间的摩擦力越大
8.下列关于加速度a，速度v，速度变化量以及合力与分力大小关系，说法正确的是( )
A. 速度很大的物体，其加速度可能很小
B. 速度变化量越大，物体的加速度越大
C. 两分力大小不变时，分力夹角越大，合力越小
D. 合力不变时，分力夹角增大，两个分力一定都增大
9.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G.则( )
A. 两绳对日光灯拉力的合力大小等于GB. 两绳的拉力和重力不是共点力
C. 两绳的拉力大小均为 22GD. 两绳的拉力大小均为G2
10.一质点自x轴原点出发，沿正方向以加速度a加速，经过t0时间速度变为v0，接着以-a加速度运动，当速度变为-v02时，加速度又变为a，直至速度变为v04时，加速度再变为-a，直至速度变为-v08，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是
A. 质点一直沿x轴正方向运动
B. 质点经3t ​0时的位移大小为3v0t04
C. 质点最终静止时离开原点的距离一定大于v ​0t ​0
D. 质点运动过程中离原点的最大距离为v ​0t ​0
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
11.某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳套。
(1)在做本实验时，下列操作中正确的有__________。
A.同一次实验过程中O点位置不允许变动
B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小
(2)某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳套的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为__________N；
(3)根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中__________是F1、F2合力的理论值(选填“F”或“F'”)；
(4)实验结束后，该同学取下其中一个弹簧测力计的弹簧来探究“弹簧所受弹力F与弹簧形变量x的关系”，绘出如图丁所示的图像，请你帮助分析：图像不过原点的主要原因可能是__________，弹簧的劲度系数为__________N/m。
12.在探究小车速度随时间变化规律的实验中∶
(1)图甲、乙是两种打点计时器，其中图______(填“甲”或“乙”)是电火花计时器。
(2)如图丙是实验中打出的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为连续选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车在E点的瞬时速度大小为_____m/s，运动的加速度大小为______m/s2(计算结果均保留3位有效数字，电源频率f=50Hz)。
(3)按下图(a)将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到条直线，如图(b)。几位同学对图(b)提出了不同的理解和处理方案∶

小明同学认为，若用横轴表示时间t，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T，纵轴表示相邻计数点距离xn(n=1、2、3、4、5、6)，则所连直线的斜率表示_______(填序号)。
A.各计数周期内的位移 B.各计数点的瞬时速度
C.纸带运动的加速度 D.相邻计数点的瞬时速度的变化
四、计算题（本大题共2小题，共24分）
13.如图所示，一个篮球从球蓝上由静止开始匀加速下落，经t1=0.8s落到水平地面上，落地时速度大小为v1=7.84m/s，然后以速度大小为v2=4.16m/s反弹。已知篮球与地面碰撞的时间为0.3s。求∶
(1)篮球在空中下落过程的加速度大小和方向；
(2)篮球在空中下落过程的平均速度大小；
(3)篮球在与地面碰撞过程的加速度大小和方向。
14.某同学发现教室里的磁性黑板擦可吸附在小黑板上。为了研究磁性黑板擦与小黑板之间的作用力，他将磁性黑板擦吸附在小黑板上，完成如下操作。已知磁性黑板擦的质量m=0.2kg，与小黑板之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
(1)如图甲当磁性黑板擦静止在竖直小黑板上时，求磁性黑板擦受到的摩擦力Ff1大小和方向；
(2)用竖直向上F1=5N的力拉着磁性黑板擦，恰能沿着小黑板竖直向上做匀速运动(如图乙)，求磁性黑板擦与小黑板之间的吸引力大小F引；
(3)将小黑板倾斜放置，使小黑板与水平面之间的夹角θ=37°，磁性黑板擦在平行于小黑板面的拉力F2的作用下沿着小黑板面向上匀速运动(如图丙)，求：
①画出磁性黑板擦受力示意图；
②F2的大小。
五、综合题（本大题共1小题，共12分）
15.强行超车是道路交通安全的极大隐患之一，如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车分别以v甲=10m/s和v货=16m/s的速度在路面上匀速行驶，其中甲车看成质点、货车车身长L=8m，某时货车在甲车前s=19m处，若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2，假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度，求：
(1)甲车超过货车之前经过多长时间与货车的距离达到最大；
(2)甲车完成超车至少需要多长时间；
(3)若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者车头相距x=270m，乙车速度为12m/s，甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车；若甲车不能安全超车，则乙车至少以多大的加速度减速才能使甲车安全超车。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故A错误；
B.根据速度定义式
v=ΔxΔt
当 Δt 非常小时，就可以用平均速度表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B错误；
C.重心就是从作用效果上相当于重力作用在那个点上，是采用等效的思想，故C正确；
D.在匀变速运动时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，就是整体位移，这样分的越细，值越接近真实值，这是采用了微元法，故D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】AB.塞子喷出瞬间，小车对水平面的压力与水平面对小车的支持力是作用力与反作用力，大小相等，故A错误，B正确；
CD.根据牛顿第三定律可知，喷出时塞子受到的冲击力和小车受到的冲击力大小相等，方向相反，故CD错误；
故选B。
3.【答案】A
【解析】汽车停止运动的时间为
t0=va=155s=3s
汽车在第一个 2s 内的位移为
x1=v0t-12at2=15×2-12×5×22m=20m
汽车在第二个 2s 内的位移为
x2=12a(t0-t)2=12×5×(3-2)2m=2.5m
在第一个 2s 内与第2个 2s 内，电动汽车所走的位移之比为
x1:x2=8:1
故选A。
4.【答案】D
【解析】AC.设经过时间 t 小球刚好进入钢管，空管高为 h0 ，有
gt=v0-gt
解得
t=1s
小球释放点到地面的高度为
H=12gt2+v0t-12gt2+h0=21m
AC均错误；
BD.设小球刚进入空管时速度为 v ，有
v=gt=10m/s
设小球穿过空管的时间为 t1 ，有
h0=vt1+12gt12+vt1-12gt12
解得
t1=0.05s
B错误，D正确。
故选D。
5.【答案】BC
【解析】A.A中小球处于静止状态，重力和绳的弹力平衡，斜面与球之间不可能产生弹力，否则小球不可能静止，故A中小球只受一个弹力作用，故A错误；
B.B中水平面对小球有弹力作用，由于F的作用，球与斜面之间产生弹性形变，所以斜面和球之间有弹力作用，故B中小球受两个弹力作用，故B正确；
C.C中小球在绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用下处于静止状态，因此小球受两个弹力作用，故C正确；
D.D中竖直面对小球没有弹力作用，否则小球不可能处于静止状态，故D错误。
故选BC。
6.【答案】D
【解析】物体在斜面上受到重力、支持力和外力作用沿对角线做直线运动。将重力正交分解到沿斜面向下和垂直于斜面方向，沿斜面方向合力与PQ共线，根据闭合矢量三角形法则可知，当外力和PQ垂直时，外力最小，所施加的外力的最小值为
Fmin=mgsinθsin45∘= 22mgsinθ
所以对质点施加的作用力大小应满足
F≥ 22mgsinθ
故ABC错误，D正确；
故选D。
7.【答案】C
【解析】A.滚轮相对第一张纸有向右的相对运动趋势，则滚轮对第一张白纸的摩擦力方向水平向右，A错误；
B.第一张纸对第二张纸的压力为 F+mg ，第一、二张白纸间的滑动摩擦力大小为
f12=μ2F+mg
第二张纸处于静止状态，则第二、三张白纸间的摩擦力大小为
f23=f12=μ2F+mg
B错误；
C.第三张纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力大小为
f34=f23=μ2F+mg
C正确；
D.每一张纸之间以及纸与底座的静摩擦力均等于 μ2F+mg ，D错误。
故选C。
8.【答案】AC
【解析】A.物体的速度和加速度之间没有必然联系，速度很大的物体，其加速度可能很小，故A正确；
B.物体的加速度由速度变化量和完成这一变化所用的时间共同决定，所以物体的速度变化量越大，加速度不一定越大，故B错误；
C.两分力大小不变时，分力夹角越大，根据平行四边形定则知，合力越小。故C正确；
D. 由三角形定则，如图所示

F 表示合力， F1 、 F2 表示两分力。合力不变时，当两分力的夹角变大， F1 逐渐增大， F2 先减小后增大。故D错误。
故选AC。
9.【答案】AC
【解析】【分析】
根据对称性可知，左右两绳的拉力大小相等，分析日光灯的受力情况，由平衡条件求解绳子的拉力大小。作用在物体的同一点，或作用线相交于同一点的力为共点力。
本题是简单的力平衡问题，分析受力情况是基础，要抓住对称性，分析两个拉力大小关系。
【解答】
日光灯受力如图所示，
A.根据平衡条件，日光灯受力平衡，两绳对日光灯拉力的合力与重力平衡，故A正确；
B.作用在物体的同一点，或作用线相交于同一点的力为共点力，故B错误；
CD.将T1、T2分别向水平方向和竖直方向分解，则有：
T1sin45°=T2sin45°T1cs45°+T2cs45°=G
解得：T1=T2= 2 2 G，故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】BD
【解析】解：A、由图可知，部分质点的图象在时间轴下方，故速度一定有反向运动过程，质点在x轴上出现过往返现象；不是一直沿x轴运动，故A错误；
B、0-2t0时间内的位移：x1=12v0⋅2t0=v0t0，质点的速度为零后先反向加速，然后再沿反方向减速，由于加速度的大小不变，则结合vt=v0+at可以得到在3t0时刻质点的速度再次恰好为零，所以质点在2t0-3t0时间内的位移大小：x2=12⋅v02⋅t0=14v0t0，则质点经3t0时的位移大小为为：x=x1-x2=v0t0-14v0t0=34v0t0，故B正确；
C、由图象，质点每次返回的位移均小于前一运动周期的位移。故最终静止时离开原点的距离一定小于第一个运动周期的位移v0t0，故C错误；
D、2t0时刻位移最大，故质点运动过程中离原点的最大距离为v0t0，故D正确；
故选：BD。
v-t图象是反映物体的速度随时间变化情况的，其中每一点的坐标表示某一个时刻对应的速度，线表示任意时刻的速度，线的斜率表示加速度，面积表示位移．
从图象中应明确以下几点：速度的大小及方向变化；速度线与时间轴围成的面积即为该段时间内的位移；图象的斜率表示加速度．
11.【答案】 AB##BA 3.8 F 弹簧自身重力的影响 80.0
【解析】(1)[1]A.要保证力的作用效果相同，同一次实验过程中O点位置不允许变动，故A正确；
B.实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，可以减小实验误差，故B正确；
C.如果先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，再调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向时，有可能导致原来弹簧的弹力超过最大量程，实验时两弹簧测力计应同时拉动，大小和夹角合适，把橡皮条另一端拉到O点，弹簧测力计的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程，故C错误；
D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧测力计之间夹角取适当角度即可，没有必要非得垂直，故D错误。
故选AB；
(2)[2]弹簧测力计最小分度值为0.2N，根据图示可得橡皮条的弹力大小为3.8N；
(3)[3]F是通过平行四边形作出，是合力的理论值； F' 是合力的实验值，根据二力平衡， F' 方向一定沿橡皮绳AO；
(4)[4]根据图丁可知，弹力为0时，x不为0，表明弹簧没有施加拉力时，已经有一定的形变量，可知图像不过原点的原因是弹簧自身存在重力；
[5]图丁中斜率表示弹簧的劲度系数，即
k=4.8-0(6.2-0.2)×10-2=80.0N/m
12.【答案】 乙 1.10 2.00 D
【解析】(1)[1]根据打点计时器构造可知乙为电火花打点计时器；
(2)[2]电源频率f=50Hz，相邻两计数点间还有4个点未画出，则时间间隔为
T=0.1s
则小车在E点的速度为
vE=xDF2T=(10.01+11.99)×10-22×0.1m/s=1.10m/s
[3]加速度大小为
a=(11.99+10.01+7.98-6.00-3.96-2.00)×10-29×0.12m/s2=2.00m/s2
(3)[4]横轴表示时间t，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T，纵轴表示相邻计数点距离 xn ，则斜率为
ΔxΔt=xn-xn-1T=vn-vn-1=Δv
因此斜率表示相邻计数点的瞬时速度的变化。
故选D。
13.【答案】(1)9.8m/s2，方向竖直向下；(2)3.92m/s；(3)40m/s2，方向竖直向上
【解析】(1)篮球在空中匀加速下落过程，有
v1=v0+a1t
解得
a1=7.840.8 m/s2=9.8m/s2
方向竖直向下。
(2)对篮球在空中下落过程有
v=v0+v2
解得篮球在空中下落过程的平均速度
v=0+7.842 m/s=3.92m/s
(3)以竖直向下为正方向，则
v2 =-4.16m/s
对篮球与地面碰撞过程，有
a=v2-v1t
解得
a=-4.16-7.840.3 m/s2=-40m/s2
负号说明方向与正方向相反，即加速度大小为40m/s2，方向竖直向上。
14.【答案】(1)2N，方向竖直向上；(2)6N；(3) ，5N
【解析】(1)当磁性黑板擦静止在竖直小黑板上时，根据受力平衡可得磁性黑板擦受到的摩擦力大小为
Ff=mg=2N
方向竖直向上。
(2)黑板擦恰能沿着小黑板竖直向上做匀速运动，根据受力平衡可得
F1=mg+Ff1
又
Ff1=μFN=μF引
联立解得磁性黑板擦与小黑板之间的吸引力大小
F引=6N
(3)①磁性黑板擦受力示意图为

②黑板擦沿着小黑板面向上匀速运动，根据受力平衡可得
F2=mgsinθ+Ff2
F'N=mgcsθ+F引
又
Ff2=μF压=μF'N
联立解得
F2=5N
15.【答案】(1)两车距离达到最大时应满足的条件是 v甲 = v货
设所需时间为 t1 ，由 v货=v0+at
代入数据解得 t1 =3s；
(2)设甲经过时间 t2 刚好完成超车，在时间 t2 内甲车的位移为 x1=v0t2+12at22
货车的位移为 x2=v货t2 超车时两车的距离关系为 x1-x2=L+s
联立上式，代入数据解得 t2=9s；
(3)在最短9s内甲车的位移为 x1=v0t2+12at22 代入数据可得 x1=171m
乙车的位移为 x3=v乙t2=108m
由于 x1+x3=171+108m=279m>270m
故不能安全超车，要使甲车安全超车，乙车的位移至多为 Δx=x-x1=270-171m=99m
设乙车减速到 v'乙 ，则由 Δx=v乙+v '乙2t2 代入数据解得 v '乙=10m/s
则乙车的加速度至少为 a=v乙-v '乙t2=12-109m/s2=29m/s2。

【解析】【分析】
(1)根据两车距离最大的临界条件，结合题意求出时间;
(2)根据题意，结合两车位移关系，求出甲车完成超车至少需要的时间;
(3)先通过计算判断甲车不能安全超车，再结合运动学公式和加速度定义式求出乙车的加速度最小值。