2023-2024学年江苏省常州市联盟学校高一（上）学情调研物理试卷（12月）（含解析）

2023-2024学年江苏省常州市联盟学校高一（上）学情调研物理试卷（12月）一、单选题：本大题共11小题，共44分。1.2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是(    )A. 估算下降总时间时 B. 用推进器使其转弯时C. 在海沟中穿越窄缝时 D. 科学家在其舱内进行实验时2.如图所示，汽车在做直线运动过程中，原来的速度是v1，经过一小段时间△t以后，速度变为v2，则下列说法正确的是(    )A. 图中a是矢量，△v是标量B. 图甲中汽车速度 v1的方向可能与加速度a的方向相反C. 图甲中汽车速度v1的方向一定与加速度a的方向相同D. 图乙中汽车速度v1的方向一定与加速度a的方向相同3.如图所示是高空滑杆运动。一名运动员从12 m高的竖直滑杆顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑到达地面，到达地面时速度恰好为零，加速时的加速度大小是减速时的2倍，总时间为3s。运动员在这一过程中的v—t图象正确的是A. B. C. D. 4.某跳水运动员身高1.8m，训练时从10m跳台双脚朝下自由下落。小潘同学利用手机连拍功能，连续拍了几张照片，其中两张连续照片中显示运动员双脚离水面的实际高度分别为5.0m和2.8m，取g=10m/s2，估算手机连拍的时间间隔(    )A. 1×10-1s B. 2×10-1s C. 1×10-2s D. 2×10-2s5.如图所示跳水运动员在走板时，从跳板的a端缓慢地走到b端，跳板逐渐向下弯曲，在此过程中，该运动员对跳板的A. 压力不断增大 B. 摩擦力不断增大 C. 作用力不断增大 D. 作用力不断减小6.雨滴在空气中下落速度比较大时，受到的空气阻力与其速度二次方成正比，与其横截面积成正比，即f=kSv2。比例系数k的单位是(    )A. N⋅s2/m3 B. N⋅s/m4 C. N⋅s2/m4 D. N⋅s4/m27.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，不必要的是(    )A. 两条细绳必须等长B. 弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行C. 拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一条细绳的方向时两标记点要适当远一些D. 实验前先把实验所用的两个弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，若不同，则进行调节使之相同8.一铁块质量为m，被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如图所示，图甲为黑板吸住铁块的正面视图，图乙为从左往右的侧面视图，假设磁性黑板对铁块的磁力大小恒定为F，黑板与铁块接触面间的摩擦系数为μ，则下列说法正确的是(    )A. 铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均是黑板B. 铁块由黑板的磁力吸住而静止，故黑板与铁块间没有摩擦力C. 磁力越大铁块吸得越紧，黑板与铁块摩擦力也越大D. 用大小为μF的拉力可以使铁块水平向右匀速运动9.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则(    )A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B. t1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D. 0～t2时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用10.某同学用智能手机中加速度传感器研究运动。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到竖直方向的加速度随时间变化图像如图所示，以竖直向上为正方向，重力加速度g=10m/s2，由此可判断出手机(    )A. t1时刻运动到最高点B. t2时刻运动到最高点C. t1～t3时间内，受到的支持力先减小后增大D. t1～t3时间内，受到的支持力一直减小11.如图甲、乙所示，倾角为θ的光滑斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量m的物块，M和m相对静止一起沿斜面下滑，下列说法正确的是(    )A. 图甲中物块m不受摩擦力B. 图甲中物块m受到的支持力等于mgC. 图乙中物块m不受摩擦力D. 图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力二、实验题：本大题共1小题，共10分。12.利用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。(1)本装置中要用到打点计时器，如图乙所示是实验室常用的两种打点计时器，其中A装置用的电源是_______(在以下选项中选择合适的一项)。A.B.C.D.(2)如图丙所示是实验中按规范操作打出的纸带的一部分。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电上，每两个计数点之间还有四个点未画出，由该纸带可得：①小车在G点的速度为v=_______m/s(结果保留2位有效数字)；②小车运动的加速度为a=_______m/s2(结果保留2位有效数字)。(3)保持小车质量不变，改变钩码质量，多次实验作出了如图丁所示的a-F图像，则：①图线不过坐标原点的原因是_______；②由图像可得出小车的质量为_______kg。(结果保留两位有效数字)．三、计算题：本大题共3小题，共34分。13.两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时，合力为10 2N，则：(1)求力F1的大小；(2)若只将F1逆时针旋转30°，求此时合力的大小；14.高铁已成为中国的名片，某人为了测量高铁启动过程的加速度，将一支笔(可视为质点)用细线系于高铁车厢内的顶壁上，高铁启动过程中，发现系笔的细线偏离竖直线的夹角为θ=37°(如图所示)，此时笔和车厢相对静止，设笔的质量为0.1kg(取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2)。求：(1)车厢运动的加速度大小；(2)细线对笔的拉力大小。15.如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为12m，与地面的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：(1)未拉A时，B对C的支持力的大小；(2)未拉A时，地面对B的支持力的大小；(3)动摩擦因数的最小值μmin。四、综合题：本大题共1小题，共12分。16.如图所示，某货场需将质量为m的货物(视为质点)从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道上无初速度滑下，轨道与水平面成θ=37°。地面上紧靠轨道放着质量为m的木板A，木板长度为l=2 m，货物释放点距离木板上表面的高度h=1.5 m，木板上表面与轨道末端平滑连接．已知货物与轨道间动摩擦因数为μ0=0.125，货物与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2).(1)求货物在倾斜轨道上运动的加速度大小；(2)若μ1=0.4，求货物从木板A右端飞出时的速度大小；(3)若μ1=0.5，货物最终能否从木板A上滑出？若能说明理由并求出从A右端飞出时的速度大小；若不能，求出停止运动时距离A右端的距离；答案和解析1.【答案】A 【解析】【分析】解决本题要正确理解质点的概念：质点是只计质量、不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能否看作质点，与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略。质点是运动学中一个重要概念，要理解其实质，不能停在表面。考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能否看成质点时的条件，看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，物体的大小体积能否忽略。【解答】A、估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略，可以视为质点，故A正确；BD、用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时，都需要研究潜水器本身的特点，不可视为质点，故BD错误；C、在海沟中穿越窄缝时，潜水器的大小和形状相对窄缝，尺寸不可以忽略，不可视为质点，故C错误。故选：A。2.【答案】C 【解析】解：A、加速度是矢量，其方向与速度变化△v的方向相同，故A错误；BC、图甲是汽车做加速运动，汽车速度 v1的方向与加速度a的方向一定相同，故B错误，C正确；D、图乙是汽车做减速运动，汽车速度v1的方向与加速度a的方向一定相反，故D错误。故选：C。加速度是物体速度的变化量与所用时间的比值，加速度是矢量，方向与物体速度变化的方向相同，加速是加速度的方向与速度的方向相同，减速时加速度与速度方向相反。掌握加速度的定义及其物理意义，知道加速度与速度方向相同时物体做加速运动，相反时做减速运动。3.【答案】C 【解析】由v-t图像斜率关系知，加速时的加速度大小是减速时的2倍，图像前后斜率之比为2：1，平均速度为v=xt=4m/s根据匀变速规律可知最大速度为8m/s。故选C。4.【答案】B 【解析】运动员做自由落体运动，下落到距水面为5m时所需时间为t，则H-h=12gt2下落的距水面为2.8m时，下落的时间为t+T，则H-h'=12g(t+T)2联立解得T=2×10-1s即手机连拍的时间间隔为 2×10-1s 。故ACD错误，B正确。故选B。5.【答案】B 【解析】AB、以运动员为研究对象，由平衡条件知，跳板对运动员的支持力 N=mgcosα ，摩擦力 f=mgsinα ， α 是跳板与水平方向的夹角．随着 α 的增大，N减小，f增大．由牛顿第三定律知，运动员对跳板的压力减小，摩擦力增大，A错误，B正确；CD、跳板对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力等大反向，则跳板对运动员的作用力保持不变，所以运动员对跳板的作用力保持不变，故CD均错．故选B．6.【答案】C 【解析】根据 f=kSv2 可得k=fSv2则k的单位Nm2⋅(m/s)2=N⋅s2m4故选C。7.【答案】A 【解析】A.细绳的作用只是方便操作及记录力的方向，不必等长，A符合题意；B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平面平行，这样可以减小误差，也是实验中必须的操作规范，B不符合题意；C.为了方便操作，所以需要拉橡皮条的细绳要稍长一些，两点确定一条直线，为了减小误差需要标记同一条细绳的方向时两标记点要适当远一些，C不符合题意；D.为了确保弹簧测力计能够正常使用，根据牛顿第三定律，将两只弹簧测力计的挂钩相互钩住平放在桌面上，向相反方向拉动，读数应相同。实验前这么操作可以确定弹簧测力计是否完好，D不符合题意。故选A。8.【答案】A 【解析】解：A、铁块受到四个力：重力G=mg，施力物体是地球；支持力N、摩擦力f、磁力F，这三个力的施力物体都是磁性黑板，故A正确；B、铁块由黑板的磁力吸住而静止，故黑板与铁块间有静摩擦力，故B错误；C、铁块所受的静摩擦力等于铁块的重力，所以与磁力大小无关，故C错误；D、依据矢量的合成法则，则用大小为T= (μF)2+(mg)2的拉力可以使铁块水平向右匀速运动，故D错误。故选：A。首先对铁块进行受力分析，铁块静止时受力平衡，受力物体都是铁块；铁块受到静摩擦力与重力等值反向，只有铁块所受的最大静摩擦力小于等于重力，黑板才能吸住铁块不动，从而即可求解。掌握力的三要素，物体平衡的条件，正确区分平衡力和相互作用力是解决此题的关键，注意静摩擦力与最大静摩擦力的区别。9.【答案】D 【解析】A.如图可知，物块先匀减速，后反向加速，加速到和传送带共速后，匀速运动，所以t1时刻，减速到0，小物块离A处的距离达到最大，A错误；B.t1时刻后小物块和传送带同向运动，但速度小于传送带，仍有相对位移，直到速度相等，所以t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，B错误；CD.0～t2时间内，小物块一直相对传送带向左运动，所以始终受到水平向右的滑动摩擦力，大小方向均不变，C错误，D正确。故选D。10.【答案】D 【解析】A.t1时刻向上的加速度最大，此时手机将继续向上运动，还没有运动到最高点，故A错误；B.t2时刻加速度为零，此时手机向上的速度最大，还没有运动到最高点，故B错误；CD．t1～t3时间内，根据牛顿第二定律有N-mg=ma手机受到的支持力大小为N=ma+mg结合加速度随时间变化图像可知，t1～t3时间内，手机受到的支持力一直减小，故C错误，D正确。故选D。11.【答案】C 【解析】AB.图甲中M和m相对静止一起沿斜面下滑，所以整体的加速度沿斜面向下，有水平向左的加速度，根据牛顿第二定律知f=maxM对m的摩擦力水平向左，由m的加速度沿斜面向下，有竖直向下的加速度，根据牛顿第二定律知mg-FN=may所以m失重，所以m受到的支持力小于mg，AB错误；CD.图乙中，M和m相对静止一起沿斜面下滑，整体的加速度沿斜面向下，由于斜面光滑，所以a=gsinθ由牛顿第二定律知mgsinθ+f=ma解得f=0图乙中物块m不受摩擦力，C正确，D错误。故选C。12.【答案】    D     0.60     0.16     没有补偿阻力或没有补偿完阻力     1.0 kg 【解析】(1)[2]题图中的A装置是电火花打点计时器，用的是220V交流电源故选D；(2)①[2]根据匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度，则小车在G点的速度为v=xFH2T=5.92+6.08×0.010.2m/s=0.60m/s②[3]利用逐差法求小车运动的加速度a=xFJ-xBF(4T)2=5.92+6.08+6.24+6.40-(5.28+5.44+5.60+5.76)0.16cm/s2=0.16m/s2(3)①[4]题图丁所示的a-F图像中，当F=0.1N时才开始有加速度，木板水平放置，可知图线不过坐标原点的原因是没有补偿阻力或没有补偿完阻力；根据牛顿第二定律有a=Fm-μg则1m=0.5-00.6-0.1=1解得m=1.0kg13.【答案】(1)10 N；(2)10 N 【解析】(1)当两个力之间的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则可知 F12+F22=10 2NF1=F2解得F1=F2=10N(2)当这两个力的夹角为120°时，如图乙所示根据平行四边形定则可知F合= F1cos60∘+F2cos60∘ =10 N．14.【答案】(1)7.5m/s2；(2)1.25N 【解析】法一合成法(1)由于车厢沿水平方向运动，笔与车厢的加速度相同，所以笔有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向，选笔为研究对象，受力分析如图所示由几何关系可得F=mgtanθ笔的加速度大小a=Fm=gtanθ=7.5m/s2即车厢运动的加速度大小为7.5m/s2；(2)细线对笔的拉力大小为FT=mgcosθ=1.25N法二正交分解法(1)(2)以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，并将细线对笔的拉力FT正交分解，如图所示则沿水平方向有FTsinθ=ma竖直方向有FTcosθ=mg联立解得a=7.5m/s2，FT=1.25N15.【答案】(1)  33 mg；(2)mg；(3)  32 【解析】(1)未拉A时，C受到A、B的支持力以及重力，受力平衡，则有2FNcos30∘=mg解得FN= 33mg(2)对B受力分析，竖直方向：FN地=12mg+F'Ncos30∘解得FN地=mg(3)C恰好降落到地面时，B对C支持力最大为Fmax，如图所示，则根据力的平衡可得2Fmaxcos60∘=mg解得Fmax=mg所以最大静摩擦力至少为fmax=Fmaxcos30∘= 32B受地面的摩擦力为f=mgμ根据题意有fmax=f解得μmin= 32  16.【答案】(1)a0=5 m/s2；(2)v=3 m/s；(3)能，v1= 53 m/s 【解析】(1)货物在轨道上运动，由牛顿第二定律得mgsin θ-μ0mgcos θ=ma0解得a0=5 m/s2(2)由运动学公式v02=2a0· h0sinθ代入数据解得v0=5 m/s由于μ1mg=μ2(m+m)g所以木板不动，货物滑上木板A时做匀减速运动，加速度  a=μ1g=4 m/s2货物离开木板A时速度记为v，则v2-v02=-2a1l解得v=3 m/s(3)由于μ1mg>μ2(m+m)g所以木板会做匀加速直线运动，货物做匀减速直线运动，则货物的加速度a1=μ1g=5 m/s2木板A匀加速的加速度大小μ1mg-μ2(m+m)g=ma2a2=1 m/s2假设货物能从木板A上滑出(v0t- 12 a1t2)- 12 a2t2=L解得  t1=23s ， t2=1s (舍掉)达到共速v0-a1t=a2t解得t= 56 s> 23 s所以货物能从木板A上滑出                             滑出时，货物的速度大小v1=v0-a1t= 53 m/s