2023-2024学年湖北省十堰市竹溪县第二高级中学高一（下）入学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年湖北省十堰市竹溪县第二高级中学高一（下）入学考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.“汽车的速度越大，刹车后越难停下来”，其中“越难停下来”指的是
A. 汽车的惯性越大 B. 改变汽车运动状态的难易程度越大
C. 汽车刹车的时间越长 D. 汽车刹车的加速度越大
2.鱼梁洲隧道于年月日时正式通车，它是千里汉江上首条公路隧道，也是国内整体规模最大的内河沉管隧道，该隧道全长公里，采用双向六车道城市快速路标准建设，主线设计时速公里。它的建成通车使樊城到东津的行车时间从分钟缩短至分钟以内，大大方便了人们的出行。上述的时、公里、时速公里分别指的物理量是
( )
A. 时间、位移、平均速度 B. 时刻、位移、瞬时速度
C. 时刻、路程、瞬时速度 D. 时间、路程、平均速率
3.如图所示，小物块在水平推力的作用下静止于粗糙斜面上，现增大推力，小物块依旧处于静止，则下列说法正确的是( )
A. 小物块对斜面的压力保持不变 B. 斜面对小物块的摩擦力一定增大
C. 斜面对小物块的作用力一定变大 D. 小物块所受的合力大小可能不变
4.物块在水平面上沿直线做加速度的匀加速直线运动，其依次通过四个位置，已知、，且物块通过段和段的时间均为，则的距离为
( )
A. B. C. D.
5.如图所示为某同学站在压力传感器上做“下蹲”或“起立”动作时传感器记录的压力随时间的变化图像，已知重力加速度，则
( )
A. 该图像反映了该同学的起立过程
B. 此过程中该同学一直处于失重状态
C. 点对应的时刻该同学的速度达到最大
D. 点对应时刻该同学的加速度大小约为
6.龟兔赛跑的故事告诉我们“满招损、谦受益”的道理。如图所示为乌龟和兔子沿直线赛跑的图像，则下列判断正确的是
( )
A. 乌龟与兔子同时由同一位置开始运动 B. 乌龟做初速度为零的匀加速直线运动
C. 在时间里兔子的平均速度较大 D. 乌龟获胜的原因是全程的平均速度较大
7.图甲中水平横梁的一端插在墙壁内，另一端装有一小滑轮，一轻绳的一端固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为的重物，；图乙中轻杆通过细绳和铰链固定在竖直的墙上，在端同样挂上质量的重物，细绳与水平轻杆的夹角，取，则下列说法正确的是
( )
A. 图甲中绳对滑轮作用力方向水平向左
B. 图甲中滑轮受到绳子的作用力大小为
C. 图乙中轻杆受到的压力大小为
D. 图乙中细绳的拉力为
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，在一个立方体空间内将一个小球以某一初速度从立方体左侧垂直平面进入该空间，不计阻力，下列关于小球运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示，一辆货车运载个质量为的圆柱形光滑的空油桶，个在厢底紧凑排列并被牢牢固定，只有桶自由地摆放在桶、之间，没有用绳索固定。下列说法正确的是( )
A. 当车向左匀速运动时，对的支持力为
B. 当车向左匀速运动时，对的 支持力为
C. 当车向左的 加速度达到时，刚好脱离
D. 当车向左减速时，对的 作用力可能为
10.多选如图甲，一物块在时刻滑上一固定斜面，其运动的图象如图乙所示．若重力加速度及图中的、、均为已知量，则可求出( )
A. 斜面的倾角 B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.实验小组在做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验时，采用如图甲所示的实验装置，让重物砝码和托盘通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
为了减小误差，实验前需要做好以下两项准备：
调整垫片的位置，使小车在不受拉力作用时能拖动纸带在木板上________，这样做是为了消除阻力的影响；
挑选合适的重物砝码和托盘，使小车质量远大于重物质量，这样做是为了使小车匀加速运动时，小车所受拉力近似等于________。
实验过程中，下列操作正确且必要的是________。
A.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.先放开小车再接通打点计时器的电源
C.改变小车质量时，重新调节垫片的位置
正确操作后，甲同学挑选出的一条纸带如图乙所示，图中、、、、是按打点先后顺序依次选取的计数点，计时器打点的时间间隔为，且相邻两个计数点之间有个点未画出。现测出，，，，则打点时小车的速度为________，小车的加速度大小为________结果保留两位有效数字。
12.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验如图甲和乙所示，橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的原长为。
下列实验操作描述中正确的是__________。
A.两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直
B.读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度
C.实验时两弹簧测力计的读数大小必须要相同
D.在已记录圆环静止位置时，确定一个拉力的方向只需要再选择相距较远的一个点即可
某次测量中一支弹簧测力计指针指示如图丙所示，其读数为__________。
若只有一只弹簧测力计，为了完成一次该实验至少需要__________选填“”、“”或“”次把橡皮条结点拉到点。
实验中的一次测量如图乙所示，此时和之间的夹角小于，保持该夹角不变，让两弹簧测力计逆时针缓慢转动一定角度，为保持点位置不变，该过程中需要__________选填“逐渐减小”、“保持不变”或“逐渐增大”和__________选填“逐渐减小”、“保持不变”或“逐渐增大”。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.风洞实验室是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一，其在航空航天工程、交通运输、房屋建筑、风能利用等领域都发挥着巨大作用。现用轻绳将质量为的小球悬挂在某风洞实验室中，若该风洞对小球可产生水平向右大小恒定的风力，静止时轻绳与竖直方向成角，小球离地的竖直高度为，如图所示，已知重力加速度大小为，，。求：
轻绳的拉力大小
若突然剪断轻绳，求小球落地时的速度。
14.如图所示，点处于一倾角为的长斜面底端点的正上方，将一石子从点以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点。取，重力加速度的大小，则的高度为多少？
15.如图所示，一物块受水平轻弹簧作用静止于倾斜传送带的底端，物块与轻弹簧点相连，质量为。传送带与水平面的夹角，长度为，顺时针转动的速度为。物块与传送带间的动摩擦因数为，可看成质点。取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，求：
若轻弹簧的形变量为，求弹簧的劲度系数；
某时刻在点剪断弹簧，求剪断弹簧后物块在传送带上运动的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】本题主要考查惯性，牛顿第二定律，速度和时间关系，解题关键是对于惯性概念的理解要准确到位：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，惯性大小取决于物体质量大小。
【解答】、质量是物体惯性大小的唯一量度，与汽车的运动状态以及速度的大小均无关，故 A、均错误
、根据牛顿第二定律，刹车时的加速度只跟汽车受力情况有关，与速度无关，设汽车初速度为，经过后停下，则，故C正确，D错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查时间、位移和路程、瞬时速度的定义，关键是正确理解基本概念。
【解答】
时是指时刻；隧道不可能是直线，故全长公里指的是路程；时速公里指的是某时刻达到的速度，为瞬时速度，故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
对物体受力分析，受重力、支持力、推力，可能有静摩擦力，根据平衡条件列式分析即可．
本题难点在于静摩擦力的不确定性上，关键通过比较推力的上滑分力与重力的下滑分力间的大小关系来确定物体的滑动趋势．
【解答】
A、滑块对斜面的压力等于重力的垂直分力和推力的垂直分力之和，为，故推力增大，压力一定增大，故A错误；
B、对物体受力分析，受重力、支持力、推力，其中推力的上滑分力与重力的下滑分力间的大小关系未知为斜面坡角，讨论如下：
若，物体有上滑趋势，静摩擦力平行斜面向下，为，推力连续增大时，静摩擦力一直增大；
若，物体无滑动趋势，不受静摩擦力，，推力增大时，静摩擦力一定是增加；
若，物体有下滑趋势，静摩擦力平行斜面向上，为，推力增大时，静摩擦力可能先减小后反向增大；
综上，斜面对物体的静摩擦力可能增加、减小、先减小后反向增加，故B错误；
C、根据平衡条件可知，斜面对小物块的作用力大小等于重力和推力的合力，当推力增大时，重力和推力的合力一定变大；故C正确；
D、小物块依旧处于静止，根据平衡条件可知，小物块所受的合力为零，始终不变，故D错误。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查匀变速直线运动的规律应用， 本题关键是要熟悉掌握和运用运动学位移时间关系、速度和位移关系。
【解答】
段，由逆过程运动的位移时间关系：，代入数据，解得，段，由位移时间关系：，代入数据，解得，段，由速度位移关系：，代入数据，解得，故D正确。
5.【答案】
【解析】【分析】
通过压力传感器示数判断处于超重还是失重，再判断加速度情况，从而判断运动过程；
当压力等于重力时，处于平衡位置，速度最大；
根据牛顿第二定律求得对应点加速度，注意重力为。
【解答】
由图可知同学对压力传感器先是小于重力再大于重力，则其先处于失重状态后处于超重状态，则其向加速度向下后加速度向上，其从静止开始运动，则是先向下加速运动后向下减速运动，故为下蹲动作，故 AB错误；
C. 先向下加速运动后向下减速运动，点对应的时刻加速度为零，速度最大，故C正确；
D. 点对应时刻，根据牛顿第二定律，其中重力，则解得，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】【分析】
图像反映物体的位置随时间的变化情况，由图直接分析龟兔的出发时刻和出发位置，以及到达终点的先后顺序。两图像的交点表示相遇，根据平均速度的定义可分析比较。
本题是对图像的考查，要知道图像的斜率表示速度，交点表示两物体相遇。
【解答】
A、兔子和乌龟是从同一地点出发的，但是乌龟比兔子提前出发，故A错误；
B、根据图像的斜率表示速度，知乌龟的速度不变，做匀速直线运动，故B错误；
C、在图像中交点表示相遇，从图像上可以看出，所以时刻和时刻乌龟与兔子相遇，在时间里乌龟与兔子的位移相等，则平均速度也相同，故C错误；
D、由图像可知，乌龟先通过了预定位移达到终点，全程的平均速度较大；故D正确。
7.【答案】
【解析】【分析】
做好图甲中点、图乙中点的受力分析，根据平衡条件求力的大小，受力分析时要注意图甲中是同一根绳子，绳子各点的张力处处相等；图乙中，是两根绳子，则拉力不一定相等。
绳的拉力一定沿绳方向，而杆的弹力可以沿杆，也可以不沿杆。图甲中杆是“死杆”，杆的力不一定沿杆方向，图乙中的杆是“活杆”，杆的力沿杆方向。
【解答】
对图甲中轻绳的点受力分析，滑轮受到绳子的作用力应为图中滑轮下端和滑轮上端两段绳中拉力和的合力，因同一根绳上张力大小处处相等，都等于物体的重力，即，由于拉力和的夹角为，则由平行四边形定则得，所以滑轮受绳的作用力大小为，方向与水平方向成角斜向左下方，故A错误，B正确
对图乙中点进行受力分析，点受到重物的拉力和轻绳上端细绳的拉力以及轻杆的支持力的共同作用，
由于重物静止，则有，根据平衡条件得，，
解得，，根据牛顿第三定律得，轻杆受到的压力，故CD错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】【分析】
根据小球的受力特点，结合曲线运动的相关知识完成分析。
本题主要考查了小球在重力作用下的运动，利用平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上为自由落体运动，结合曲线运动的特点即可完成解答，难度不大，对学生的空间想象能力有一定的要求。
【解答】
解：小球在重力作用下做平抛的运动，在水平方向上的分运动为匀速直线运动，在竖直方向上为自由落体运动，根据曲线运动的特点可知，小球运动的轨迹往轴负方向偏转，因此轴上的坐标始终保持不变，在轴上的坐标增大，在平面投影为抛物线，在平面和平面投影为直线，故ACD正确，B错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据不同情况下的运动情况，结合牛顿第二定律分析合力的方向，对进行受力分析，根据正交分解分析所受到的合力的表达式，根据牛顿第二定律求解支持力大小。
本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
【解答】
若车匀速运动，则也匀速运动，所受力的合力为，对进行受力分析，如图所示，
设对的支持力与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得：，所以，同理可得，对的支持力与竖直方向的夹角也为，则有，故A对的支持力为，故A正确，B错误；
C.令的加速度为，当加速度方向向左时，
根据正交分解以及牛顿第二定律有：，
对的支持力为零时，脱离，根据牛顿第二定律可得：，解得：，故C错误；
D.当车向左减速时，具有向右的加速度，由可知当向右的加速度大小为时，脱离，此时对的作用力为，从具有向右加速度到脱离过程，对的作用力从增大到，所以对的作用力可能为，故D正确。
10.【答案】
【解析】【分析】物块沿斜面向上滑动时所受滑动摩擦力沿斜面向下，物块沿斜面向下滑动时所受滑动摩擦力沿斜面向上；根据牛顿第二定律列出运动方程，结合图像分析可以求出的物理量。
【解答】由图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为，根据牛顿第二定律得，即同理向下滑行时，两式联立得，可见能计算出斜面的倾角以及动摩擦因数，、C正确；
D.物块滑上斜面时的初速度已知，向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为，那么平均速度为，所以沿斜面向上滑行的最远距离为，根据斜面的倾角可计算出向上滑行的最大高度为，D正确；
B.仅根据图象无法求出物块的质量，B错误．
11.【答案】做匀速直线运动；重物的重力； ； ；
【解析】【分析】平衡摩擦力是为了保证小车所受合外力等于绳对小车的拉力，本实验需要保证；
本实验需要保证牵引重物的细绳与长木板保持平行；使用打点计时器时，应该先通电再释放小车；平衡好摩擦力后，改变小车的质量，不需要重新平衡摩擦力；
根据中间时刻的速度等于该时间段的平均速度求点的速度；根据逐差法计算小车的加速度。
本题考查了探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验。
【解答】调整垫片的位置，使小车在不受拉力作用时能拖动纸带在木板上做匀速直线运动。这样做是为了消除阻力的影响，使小车所受合外力等于绳对小车的拉力；
当小车匀加速运动，小车质量与重物质量满足时，小车所受拉力近似等于重物的重力。
、为了保证细绳的拉力是恒力，需要调节滑轮的高度，使牵引重物的细绳与长木板保持平行，故正确；
B、使用打点计时器时，为了保证能够稳定地打出足够多的点，需要先接通电源再释放小车，故错误；
、由于平衡摩擦力之后有，故，所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量或改变拉小车拉力，不需要重新调节垫片的位置。故错误。
故选：。
相邻两个计数点之间有个点未画出，则两个计数点之间的时间间隔；
在匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以小车在点的速度为；
根据位移差公式可知
故答案为：做匀速直线运动；重物的重力； ； ；
12.【答案】；；；逐渐增大；逐渐减小。
【解析】【分析】本题为验证力的平行四边形定则，实验采用是等效替代的思维方法。同一次实验中要保证一个合力与两个分力效果相同，结点的位置必须相同，平时同学们应该加强实验实践，而不是空洞的记忆实验。
【解答】、两弹簧测力计的拉力夹角适当即可，不要求相互垂直，故A错误；
B、读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，故B正确；
C、弹簧测力时，不可以超过量程，读数大小不要求相同，故C错误；
D、为了便于确定拉力的方向，应该选择相距较远的一个点，故D正确。
故选BD。
图丙弹簧测力计的分度为，读数为。
若只有一只弹簧测力计，为了完成该实验，用手拉住一条细绳，用弹簧测力计拉住另一条细绳，互成角度的拉橡皮条，使其结点到达某一点，记下位置和弹簧测力计示数和两个拉力的方向；交换弹簧测力计和手所拉细绳的位置，再次将结点拉至点，使两力的方向与原来两力方向相同，并记下此时弹簧测力计的示数，只有一个弹簧测力计将结点拉至点，并记下此时的弹簧秤示数的大小和方向。
所以若只有一只弹簧测力计，为了完成该实验至少需要次把橡皮条结点拉至。
做出图乙对应的矢量受力图，采用矢量圆的方法，如下：
从图中可以看出，逆时针转动的过程中，逐渐增大，逐渐减小。
13.【答案】解：对小球静止时受力如图
知：，
可得：
对小球轻绳剪断后，可知其合力大小为，方向与方向相反，
可知：，
而：，
且：，
可得：，
方向与竖直方向成角斜向右下。
【解析】对小球受力分析，根据平衡条件求轻绳的拉力大小；
剪断轻绳后，小球的合力与剪断前绳子的拉力等大反向，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学公式求速度。
14.【答案】解：设石子从到的时间为，石子垂直击中斜面，竖直速度为，
由速度的分解可知：，解得：，
石子的水平位移，竖直位移，
由几何关系可知：，
解得：。
【解析】本题考查平抛运动和斜面相结合的问题。解决问题的关键是清楚平抛运动的规律，注意石子落到斜面上的速度方向与斜面倾角之间的关系。
15.【答案】解：设弹簧对物块的弹力为，传送带对物块的支持力为，摩擦力为，
对物块进行受力分析，列平衡方程得：
，
，
其中，，
，
代入数据，联立求得，。
剪断弹簧后，物块将沿传送带向上做匀加速直线运动，
设物块的加速度为，则由牛顿第二定律得
，
解得，
设物块沿传送带向上匀加速达到与传送带等速需要时间为，位移为，则
，
，
故，且，则物块后面将做匀速运动，
匀速运动时间为，
因此，物块在传送带上运动的时间。
【解析】对物块进行受力分析，根据正交分解法结合平衡条件、胡克定律求弹簧的劲度系数；
剪断弹簧后，物块将沿传送带向上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学公式分析物块在传送带上运动的时间。
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