2023-2024学年海南省海口市海南中学高一（下）开学物理试卷（含解析）

2023-2024学年海南省海口市海南中学高一（下）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法中正确的是( )
A. 人走路时，主要受到滑动摩擦力作用
B. 武警战士双手握住竖立的竹竿匀速攀上时，所受的摩擦力的方向是向下的
C. 将酒瓶竖直用手握住停留在空中，当再增大手的用力，酒瓶受的摩擦力变大
D. 在结冰的水平路面上洒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了
2.质量为的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是( )
A. 物体做匀加速直线运动
B. 此时物体的速度大小为
C. 物体做加速运动且速度小于车的速度
D. 绳子的拉力等于
3.在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，如图所示，当圆筒的角速度增大以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是( )
A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小
C. 物体所受弹力和摩擦力都减小
D. 物体所受弹力减小，摩擦力增大
4.水平杆上套有滑块，用轻绳与小球相连，在水平力作用下使小球保持静止，此时轻绳与竖直方向的夹角为。现改变水平力的大小使小球缓慢运动至滑块正下方，此过程中始终静止。则( )
A. 水平拉力先变大后变小
B. 轻绳的拉力先变小后变大
C. 水平杆对滑块的支持力变小
D. 水平杆对滑块的作用力变小
5.如图所示，一固定斜面上放有质量为的物块，通过轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的物块相连，绳子在各处均平行于倾角为的斜面，物块受到外力处于静止状态。不考虑物块与斜面之间的摩擦，重力加速度为，当撤掉外力的瞬间，下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力等于
B. 轻绳的拉力等于
C. 运动加速度大小为
D. 若增大的质量，运动加速度可能为
6.不计质量的细绳依次连接两个质量不同的小球，上面的小球质量较大些，悬挂在密闭车厢的顶上，当车厢向左匀加速运动达到稳定时，图中能正确反映上、下两段细绳与竖直方向的关系的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，劲度系数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量均为的物体、接触与和弹簧均未连接，弹簧水平且无形变。用水平力缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体、静止。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与水平面间的摩擦不计。撤去后，物体、开始向左运动，运动的最大距离为，重力加速度为。则( )
A. 撤去后，物体和先做匀加速运动，再做匀减速运动
B. 撤去瞬间，物体、的加速度大小为
C. 物体、一起向左运动距离后相互分离
D. 物体、一起向左运动距离后相互分离
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
8.如图所示，、物块的质量均为，物块的质量为，物块、通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块放在上。现用水平拉力作用于，使三个物块一起水平向右匀速运动。各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 轻绳的张力等于
B. 物块受到的摩擦力大小为
C. 当该水平拉力增大为原来的倍时，物块受到的摩擦力大小为
D. 剪断轻绳后，在物块向右运动的过程中，物块受到的摩擦力大小为
9.如图所示，小车内有一小球被轻质弹簧和一条细线拴接。小车在水平面上做直线运动的过程中，弹簧始终保持竖直状态，细线与竖直方向成角。下列说法正确的是( )
A. 小车可能做匀速运动
B. 小车可能向右做减速运动
C. 细绳有拉力时，弹簧一定有弹力
D. 弹簧有弹力时，细绳可能没拉力
10.一倾角为的足够长的斜面体放在水平地面上，一小物块在一大小恒定的平行斜面向下的力的作用下向下运动，物块和斜面间动摩擦因数为。现令在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转至垂直斜面，而这一过程中物块一直向下运动，斜面体保持静止，则下列说法正确的是( )
A. 斜面体受地面的静摩擦力向左 B. 斜面体对地面一定没有摩擦力
C. 物块的加速度先减小后增大 D. 物块的加速度逐渐减小
11.如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，以恒定速率顺时针转动。一质量的煤块以初速度从端冲上传送带又滑了下来，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是( )
A. 传送带的速率为
B. 煤块与传送带间的动摩擦因数
C. 煤块从冲上传送带到返回端所用的时间为
D. 煤块在传送带上留下的划痕为
12.如图所示，细线的一端系一质量为的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。现使斜面体沿水平面向左或向右加速运动，则以下说法正确的是( )
A. 若斜面体以加速度向右加速运动，则细线的拉力大小为
B. 若斜面体以加速度向右加速运动，则细线的拉力大小为
C. 若斜面体以加速度向左加速运动，则斜面体对小球的弹力大小为
D. 若斜面体以加速度向左加速运动，则斜面体对小球的弹力大于
三、实验题：本大题共1小题，共12分。
13.用下列器材测量小车质量。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为的交流电源，直尺，个槽码，每个槽码的质量均为。
完成下列实验步骤中的填空：
按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
保持轨道倾角不变，取下个槽码即细线下端悬挂个槽码，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度；
依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤；
以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。已知重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
下列说法正确的是______；
A.接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放
B.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C.为了减小实验误差，轨道一定要光滑
D.若细线下端悬挂着个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为
某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有个点未画出，则在打“”点时小车的速度大小 ______，加速度大小 ______。
写出随变化的关系式______用、、、、表示；
测得关系图线的斜率为：，则小车质量 ______。
四、简答题：本大题共1小题，共20分。
14.工程技术上常用转速描述圆周运动，转速是指物体单位时间内转过的圈数，常用符号表示，单位有转每秒或转每分符号或。如果某质点沿半径为的轨道做匀速圆周运动的转速是，求：直接保留，不用代入数值计算
质点做匀速圆周运动的周期；
质点做匀速圆周运动的线速度大小；
质点做匀速圆周运动的角速度大小。
五、计算题：本大题共1小题，共20分。
15.如图所示，质量的长方形木板放在粗糙的固定斜面上，斜面倾角，木板下距斜面底端挡板米，此时一质量为可视为质点的小物块以初速从的下端沿的表面冲上，、间的动摩擦因数为，恰好不下滑，木板足够长，取求：
冲上的过程中，的加速度，
木板与斜面间的动摩擦因数
、一起下滑过程中、间的摩擦力大小
若、与挡板相碰后均被粘住，从冲上开始运动的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、人正常走路时，人会受到静摩擦力作用，静摩擦力提供动力，A错误；
B、匀速攀上时，所受的摩擦力与重力平衡，方向是向上的，B错误；
C、用手握住停留在空中，若再增大手握瓶子的力，酒瓶受的摩擦力仍然等于瓶子的重力，而最大静摩擦力随之增大，C错误；
D、在结冰的水平路面上洒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了，D正确；
故选：。
人正常走路时，会受到静摩擦力作用，静摩擦力提供动力，匀速攀上时，所受的摩擦力与重力平衡，增大手握瓶子的力，酒瓶受的摩擦力仍然大于瓶子的重力，而最大静摩擦力随之增大．
本题考查了摩擦力的大小和方向的判断，根据运动或相对运动的方向判断摩擦力方向，根据二力平衡求静摩擦力的大小．
2.【答案】
【解析】解：将汽车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，如图所示，物体上升的速度大小等于汽车沿绳子方向的分速度大小，即：，随着变小，物体速度不是均匀变化，所以不是匀变速，且，所以物体速度小于小车速度，故AB错误，C正确；
D.因为，随着变小，物体速度变大，加速，所以加速度向上，拉力大于重力，故D错误。
故选：。
汽车沿绳子方向的分速度与物体的速度大小相等，将汽车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，得到两者速度关系，从而求出物体的速度大小，根据物体的运动情况分析力的大小关系。
本题是绳端物体速度分解问题，关键要知道汽车沿绳子方向的分速度与物体的速度大小相等。
3.【答案】
【解析】解：物体随圆筒做匀速圆周运动，在水平方向上有：，在竖直方向上：
随着角速度增大，物体所受弹力增大，但摩擦力始终等于重力大小，故摩擦力不变。故BCD错误，A正确。
故选：。
物块随圆筒一起做圆周运动，靠弹力提供向心力，根据牛顿第二定律判断弹力的变化，抓住竖直方向上平衡判断摩擦力的变化。
解决本题的关键知道物体做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，基础题。
4.【答案】
【解析】解：对小球受力分析
水平方向，竖直方向
解得
，
小球缓慢运动至滑块正下方，减小，则水平拉力变小，轻绳的拉力变小，故AB错误；
C.以、为研究对象，整体分析，竖直方向水平杆对滑块的支持力与、重力的合力平衡，保持不变，故C错误；
D.对滑块、整体受力分析，杆对的作用力与、重力与水平拉力的合力大小相等方向相反，小球缓慢运动过程中，水平拉力逐渐减小，重力恒定，故水平杆对滑块的作用力变小，故D正确。
故选：。
对小球受力分析，根据平衡条件，写出力的表达式，根据角度变化，分析水平拉力、轻绳的拉力的变化；
以、为整体分析，根据平衡，分析竖直方向水平杆对滑块的支持力；
对滑块、整体受力分析，根据平衡，分析水平杆对滑块的作用力。
本题采用解析式法解决动态平衡问题，即根据平衡条件列式，分析力的大小变化。
5.【答案】
【解析】解：外力撤去瞬时，设绳子的张力为，整体的加速度为；
对整体，根据牛顿第二定律
代入数据解得
对质量为的物块，根据牛顿第二定律
代入数据解得绳子拉力大小；
综上分析，故AC错误，B正确。
D、对整体，根据牛顿第二定律
将代入上式
变形得
当远大于时，接近于，无法达到，故D错误。
故选：。
对整体，由牛顿第二定律求解加速度表达式，并求出加速度大小；再对质量为的物块，根据牛顿第二定律求解绳子拉力大小；根据加速度的表达式分析
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、利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。
6.【答案】
【解析】解：设上面的小球质量为，下面的小球质量为，上面绳子与竖直方向的夹角为，选择两个小球作为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
设下面绳子与竖直方向的夹角为，选下面的小球作为研究对象，根据牛顿第二定律可得：
联立等式可知，，即两根绳子与竖直方向的夹角相同，故A正确，BCD错误；
故选：。
分别对两个小球组成的整体，和下面的小球根据牛顿第二定律列式得出绳与竖直方向夹角的关系即可完成分析。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，熟悉整体法和隔离法的使用场景，结合牛顿第二定律即可完成解答。
7.【答案】
【解析】解：、撤去后，物体和整体在水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，、一起先做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时，与分离，做匀速运动，做加速度增大的减速运动，当弹簧达到原长后，与弹簧分离，做匀减速直线运动，故A错误；
B、撤去瞬间，对整体，由牛顿第二定律有，可得故B错误；
、当物体、相互分离时，加速度为零，速度最大，此时弹簧弹力，，所以物体、一起向左运动距离后相互分离，故D正确，C错误。
故选：。
本题通过分析物体的受力情况，来确定其运动情况：撤去后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知加速度先减小后增大，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，而先做加速运动，在做匀速运动；撤去后，根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小；当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，物体分离。
本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的。运用逆向思维研究匀减速运动过程。
8.【答案】
【解析】解：、三物块一起做匀速直线运动，由平衡条件得，对、系统：，故A正确；
B、做匀速直线运动，处于平衡状态，则不受摩擦力，故B错误；
C、对、、系统，根据共点力平衡可知：，
当水平拉力增大为原来的倍时，
由牛顿第二定律得：
对、、系统：，
对：
解得：，故C正确；
D、剪断轻绳后，、一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：
对、系统：，
对：
解得：，故D正确；
故选：。
根据物体的受力情况，应用平衡条件与牛顿第二定律求出各力，然后分析答题。
本题考查了平衡条件和牛顿第二定律的应用，要分析清楚物体的受力情况，应用牛顿第二定律与平衡条件可以解题；解题时注意整体法与隔离法的应用。
9.【答案】
【解析】解：、若绳恰好伸直，对小球受力分析可知小球水平方向没有力，竖直方向受力平衡，此时小球做匀速直线运动，故A正确；
B、若绳子拉力不为零，受力分析可知
此时，小车加速度向右，可能向右做匀加速直线运动，或者向左做匀减速直线运动，故B错误；
C、若满足
则细绳有拉力，弹簧没有弹力，故C错误；
D、当小车做匀速直线运动时，弹簧有弹力，细绳没拉力，小车做匀变速直线运动且满足
细绳有拉力，弹簧有弹力，故D正确。
故选：。
A、若小球做匀速运动，此时小球受力平衡，可根据平衡状态反推能否存在此状态；
B、小球若做减速运动，则小球此时受力不平衡，可根据此条件反推，对小球受力分析，判断加速度是否存在及方向问题；
C、在绳子有拉力的情况下对小球受力分析，判断弹簧弹力；
D、分别对小球匀速直线运动、匀变速直线运动的情况受力分析。
本题考查了运动学与力学问题的结合，其中掌握受力情况对运动情况的影响规律为解题的关键，旨在考查对牛顿第二定律的理解。
10.【答案】
【解析】解：、由于物块和斜面间动摩擦因数为，则有：，没有外力作用时，小物块恰好沿斜面匀速下滑，此时斜面体与地面之间没有摩擦力；
如果对物块施加平行于斜面的向下的力，物块会加速下滑，但物块与斜面体之间的作用力没有变，所以斜面体与地面之间没有摩擦力；
如果对物块施加垂直于斜面向下的力，则物块减速下滑，在运动过程中物块与斜面间的压力增大、摩擦力增大，增加的压力与增加的摩擦力的合力仍沿竖直方向，则斜面体与地面之间没有摩擦力；
由此可知，令在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转至垂直斜面，这一过程中物块一直向下运动，斜面体保持静止，力总是可以沿斜面和垂直于斜面方向进行分解，而对物块沿斜面向下施加力和垂直于斜面方向施加力，斜面体与地面之间都没有摩擦力，所以在此过程中，斜面体对地面一定没有摩擦力，故A错误、B正确；
、由于物块先向下加速运动、后向下减速运动，所以加速度方向开始沿斜面向下、后来沿斜面向上，所以加速度先减小，后反向增加，故C正确、D错误。
故选：。
根据物块在沿斜面方向的合力判断物块的运动规律，结合物块对斜面压力和摩擦力的合力判断地面的摩擦力大小；
物块先向下加速运动、后向下减速运动，由此分析加速度的变化情况。
本题主要是考查牛顿第二定律和共点力的平衡，弄清楚物块和斜面体的受力情况、物块的运动情况是解答本题的关键，易错点在于：在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转至垂直斜面的过程中，认为地面对斜面的摩擦力不为零。
11.【答案】
【解析】解：、根据图乙可知，煤块的速度减小到时加速度大小变化，说明摩擦力方向变化，即此时与传送带速度相等，所以传送带的速率为，故A正确；
B、根据图像的斜率表示加速度可知煤块与传送带共速前、后的加速度大小分别为：
煤块与传送带共速前、后，对煤块根据牛顿第二定律有：

联立代入数据解得：，故B正确；
C、根据图像与轴所围面积表示位移可知煤块上升的最大位移为：。
设煤块从冲上传送带到返回端所用的时间为，则有
代入数据解得：，故C正确；
D、内，煤块相对传送带向上运动，此段时间内煤块和传送带的位移大小分别为：
煤块在皮带上留下的划痕长度为二者相对位移大小，即：
在内，即时间内煤块相对传送带向下运动，此段时间内煤块作匀变速直线运动，设沿斜面向下为正方向，
煤块的的位移为：
传送带的位移大小为：
煤块与皮带的相对位移大小为：
联立代入数据解得：
因为，所以有一部分痕迹是重合的，则煤块在皮带上留下的划痕为，故D错误。
故选：。
根据图像与轴所围面积表示位移可知煤块上升的最大位移；根据图像的斜率表示加速度结合牛顿第二定律可解得动摩擦因数；根据位移时间关系解得煤块从冲上传送带到返回端所用的时间；分别解得煤块和传送带的位移，再求得相对位移。
本题考查牛顿第二定律的应用之传送带模型，解题关键是弄清楚物煤块的受力情况和运动情况，掌握图像与坐标轴围成的面积及斜率所代表的含义，同时注意摩擦力方向。
12.【答案】
【解析】解：、若斜面体向右加速运动，当小球刚好离开斜面体与斜面仍接触，但无挤压时，设小球的加速度为，此时小球受力情况如图所示，
则，所以。
若斜面体以加速度向右加速运动，说明小球没有脱离斜面，斜面对它有支持力，
将加速度沿斜面方向和垂直于斜面方向进行分解，如图所示：
沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：，解得细线的拉力大小：，故A正确；
B、若斜面体以加速度向右加速运动，小球已经离开斜面，则细线的拉力大小为，故B错误；
C、若斜面体向左加速运动，当细线拉力恰好为零时，设小球的加速度为，对小球根据牛顿第二定律可得：，
解得：，此时斜面体对小球的弹力大小为。
若斜面体以加速度向左加速运动，细线拉力不为零，垂直于斜面方向根据牛顿第二定律可得：，
则斜面体对小球的弹力大小为，故C正确；
D、若斜面体以加速度向左加速运动，小球相对于斜面向上运动，斜面体对小球的弹力在竖直方向的分力大于，即，解得：，故D正确。
故选：。
若斜面体向右加速运动，根据牛顿第二定律求出小球刚好离开斜面体时小球的加速度，判断小球是否离开，若未离开，结合竖直方向上平衡，水平方向合力产生加速度，运用正交分解求出细线的拉力；
若斜面体向左加速运动，根据牛顿第二定律求出细线拉力为零时的加速度，判断细线是否有拉力，结合牛顿第二定律求出斜面体对小球的弹力大小．
解决本题的关键能够正确地受力分析，能够根据牛顿第二定律列方程求解。注意在本题中得出临界状态判断小球是否离开、细线是否有拉力也是解决本题的关键．
13.【答案】距离相等
【解析】解：若小车匀速下滑，则小车在相等时间内通过的路程相等，因此在纸带上打出一系列距离相等的点；
先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放，故A正确；
B.小车下滑时，为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行，故B正确；
C.轨道不需要光滑，故C错误；
D.悬挂着个槽码时，小车匀速下滑，则
若细线下端悬挂着个槽码，小车加速下滑，设绳子的拉力为；
根据牛顿第二定律，对槽码
对小车
槽码加速上升时，所以小车下滑过程中受到的合外力小于，故D错误。
故选：。
相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下点的瞬时速度
根据逐差法，加速度为
对小车，匀速时有
减小个槽码后，对小车和槽码分别有
联立可得
图像的斜率
代入数据解得。
故答案为：距离相等；；；；；。
若小车匀速下滑，则小车在相等时间内通过的路程相等，据此分析作答；
根据实验正确操作步骤和注意事项分析作答；根据牛顿第二定律分析作答；
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求打下点的瞬时速度；
根据逐差法求加速度；
根据平衡条件和牛顿第二定律求解函数；
结合图像斜率的含义求小车质量。
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；要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚。
14.【答案】解：转速，质点的周期为
质点做匀速圆周运动的线速度大小为
质点做匀速圆周运动的角速度大小为
答：质点做匀速圆周运动的周期为；
质点做匀速圆周运动的线速度大小为；
质点做匀速圆周运动的角速度大小为。
【解析】根据转速求解质点的周期；
根据公式，可得质点做匀速圆周运动的线速度大小；
根据公式，可得质点做匀速圆周运动的角速度。
本题考查描述匀速圆周运动的物理量之间的关系，解答的关键是掌握转过的角度与时间、角速度之间的关系。
15.【答案】解：对由牛顿第二定律得：
解得： 方向沿斜面向下
沿上滑过程中，对由平衡条件得：
解得：
、一起下滑时，对、整体，由牛顿第二定律得：

对由牛顿第二定律得：
解得：
静止后，沿下滑加速度为，由牛顿第二定律得：
沿上滑时间时间为：
上滑距离：
A、一起下滑时间为，由
解得
碰到挡板时，的速度
从下滑至挡板时间为

解得
从冲上开始运动的总时间：
答：冲上的过程中，的加速度是方向沿斜面向下，
木板与斜面间的动摩擦因数是；
、一起下滑过程中、间的摩擦力大小是；
若、与挡板相碰后均被粘住，从冲上开始运动的总时间是。
【解析】对列牛顿第二定律表达式可求解；
对由平衡条件列式可求解；
、一起下滑时，对、整体，对，分别列牛顿第二定律表达式可求得摩擦力大小。
分三段来分析：沿上滑，、一起下滑，从下滑至挡板，结合牛顿第二定律和运动学公式求解时间。
本题过程比较复杂，分析清楚各个过程的受力和运动特点，灵活选用规律求解是关键。
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