安徽省安庆市宿松县中2022-2023学年高一下学期开学考试物理试题（Word版含答案）

宿松县中2022-2023学年高一下学期开学考试
物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1．如图所示，、两球间用轻弹簧连接后再用细绳悬在顶板上；、两球间用细线连接后再用细绳悬在顶板上，四个小球质量相等且均处于静止状态。现分别将球与球上方的细绳剪断，剪断瞬间，、、、四个球的加速度、、和大小分别是（ ）
A．、 B．、
C．、 D．、
2．如图所示，半径为的半圆柱体静止在水平地面上，静止于上的光滑小圆柱体，质量为，半径为，此时竖直挡板恰好与、相切，下面说法正确的是（ ）
A．受到的弹力为
B．受到挡板的弹力为
C．若挡板水平向右缓慢移动一小段且仍静止时，受到地面摩擦力不变
D．若挡板水平向右缓慢移动一小段且仍静止时，受到的弹力变小
3．如图所示，将质量为的小球用橡皮筋橡皮筋的拉力与伸长量满足胡克定律悬挂在竖直墙的点，小球最终静止在点，为点正下方的一点，间的距离等于橡皮筋原长，在点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环。现对小球施加一个外力，使小球沿以为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切摩擦阻力，重力加速度为。则小球从点向点运动的过程中（ ）
A．外力逐渐减小 B．外力先变大再变小
C．外力的方向始终水平向右 D．外力的方向始终与橡皮筋垂直
4．小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳，如下图是他用来描述多种物理情景的图像，其中横轴和纵轴的截距分别为和，在如图所示的可能物理情景中，下列说法正确的是（ ）
A．若为图像且物体初速度为零，则物体的最大速度为
B．若为图像，则物体的运动速度可能在减小
C．若为图像，则一定做匀变速直线运动
D．若为图像且物体初速度为零，则最大速度出现在时刻
5．在物理学研究过程中有许多物理学研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（ ）
A．加速度的定义式，采用了比值定义法
B．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法
C．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里采用了极限法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里采用了微元法
6．如图所示，水平台面上放置一个带有底座的倒三脚支架，每根支架与水平面均成45°角且任意两支架之间夹角相等。一个质量为的均匀光滑球体放在三脚架里，重力加速度为，则每根支架受球体的压力大小是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（本大题共4小题，共16．0分）
7．如图所示，有一水平放置的足够长的传送带输送机以的速率沿顺时针方向运行。有一物块以的初速度从传送带输送机的右端沿传送带水平向左滑动。若物块与传送带间的动摩擦因数，并取，有关物块的运动正确的是（ ）
A．物体由传送带的右侧离开传送带 B．物体由传送带的左侧离开传送带
C．物体离开传送带经历的时间是4.5s D．物体离开传送带经历的时间是5.0s
8．在水平桌面上，并排放置5个相同的木块，水平的推力作用在第一个木块上使5个物块一起向右加速，则木块之间弹力的比例从左向右依次为（ ）
A．若水平面光滑，弹力之比依次为1：1：1：1
B．若水平面光滑，弹力之比依次为4：3：2：1
C．若物块与水平面有摩擦，弹力之比依次为1：1：1：1
D．若物块与水平面有摩擦，弹力之比依次为4：3：2：1
9．引体向上是高中学生体质健康标准的测试项目之一、如图甲所示，质量为的某同学，双手抓住单杠做引体向上，在竖直向上运动过程中，其重心的速率随时间变化的图像如图乙所示，取，由图像可知（ ）
A．时，他正处于失重状态
B．时，他的加速度约为
C．时，他受到单杠的作用力的大小为550N
D．时，他正处于超重状态
10．倾角为30°的斜面上的物体受到平行于斜面向下的力作用，力随时间变化的图象及物体运动的图象如图所示，由图象中的信息可知（取）（ ）
A．物体的质量
B．物体的质量
C．物体与斜面间的动摩擦因数
D．物体与斜面间的动摩擦因数
三、实验题（本大题共2小题，共15分。）
11．（7分）某实验小组用下图装置进行“验证力的平行四边形定则”的实验，请完成相关内容。
（1）如图所示（a），在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在点，另一端拴两个细绳套。
（2）如图所示（b），用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为点，记下此时弹簧测力计的示数和及________。
（3）如图所示（c），用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到点，记下此时弹簧测力计的示数________和细绳的方向。
（4）如图（d）所示，按同一标度作出了、和的图示，用作图法作出和的合力。实验发现合力与偏差较大，如果此偏差仅由引起，则可能的原因是________（双选，填选项）。
A．记录的大小时，记录的数据比实际值偏大
B．记录的大小时，记录的数据比实际值偏小
C．记录的方向时，与的夹角比实际值偏大
D．记录的方向时，与的夹角比实际值偏小
（5）如图（e）所示，该实验小组对实验进行了创新，用三根相同的橡皮筋遵循胡克定律来验证平行四边形定则。三根橡皮筋在点连接，拉长后三个端点用图钉固定在光滑水平桌面的、、三点。为完成实验，下述操作中必需的是______双选，填选项。
A．测量橡皮筋的原长和拉长后橡皮筋的长度
B．测量橡皮筋的劲度系数
C．记录、和的方向
D．多次实验中点必须位于同一位置
12．（8分）疫情期间“停课不停学”，小勇同学在家改进了“探究小车加速度与力关系”的实验装置，如图，长木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过动滑轮与固定的“力传感器”相连，“力传感器”可显示绳中拉力的大小，改变桶中砂的质量进行了多次实验。完成下列问题：
（1）实验时，下列操作或说法正确的______；
A．调节定滑轮高度，确保连接“力传感器”的细绳与桌面平行
B．本实验不需要补偿阻力（即平衡摩擦力）。
C．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D．选用电磁打点计时器比选用电火花打点计时器实验误差小
（2）实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz，则小车运动的加速度为______；（保留三位有效数字）
（3）以拉力传感器的示数为横坐标，以加速度为纵坐标，画出的图像可能正确的是______；
A． B．
C． D．
（4）现以拉力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出图像，求出其“斜率”为，则小车的质量等于______（用含字母表示）。
四、计算题（本大题共3小题，共45分。）
13．（15分）．2022年7月20日，北京正式开放国内首个无人化出行服务商业化设点，首批25辆北汽极狐无人驾驶的“智能车”正式获准开展常态化付费出行服务。
（1）智能车车身装有多个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，能随时“嗅”着周围80m范围内车辆和行人的“气息”。若智能车在某路段刹车的加速度大小为，为不撞上前方静止的障碍物，智能车在该路段匀速行驶时的最大速度是多少？
（2）若智能车以的速度行驶，某时刻一汽车以的恒定速度突然驶入智能车的正后方10m处，智能车立即加速，求其加速度至少多大才能避免两车相撞？
（3）若智能车正以的速度在平直公路上行驶。某时刻一汽车突然变道到同一车道的正前方，速度大小为。后方智能车立即以的加速度一直做匀减速运动。减速2s后，前方汽车司机发现了后车，立即以的加速度做匀加速运动（不计司机的反应时间）。若两车最近时相距1.5m，求智能车刚开始减速时与汽车之间的距离。
14．（14分）如图所示，光滑圆柱和半圆柱紧靠着静置于水平地面上，二者半径均为。的质量为，的质量为，与地面的动摩擦因数为。现给施加一拉力，使缓慢移动，运动过程中拉力与圆心连线的夹角始终为60°保持不变，直至恰好运动到的最高点，整个过程中保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，求：
（1）、间弹力的最大值
（2）动摩擦因数的最小值
15（16分）．如图所示，光滑水平面上有一块静止的木板，其质量。某时刻，一个小物块（可视为质点）以的初速度从右端滑上木板，与此同时对木板施加一个的水平向右的恒力。已知小物块的质量，物块与木板间的动摩擦因数，取。求：
（1）小物块刚滑上木板时的加速度；
（2）小物块向左运动的最大距离；
（3）为使小物块不脱离木板，木板的长度至少为多少。
宿松县中2022-2023学年高一下学期开学考试
物理测试卷答案和解析
1．D 2．B 3．D 4．A 5．B 6．B 7．AC 8．BD 9．BC 10．AD
11．【答案】两细绳的方向 3.40 AC AC
12．【答案】（1）；
（2）1.45；
（3）；
（4）。
1．【答案】D
【解析】解：剪断球上的细绳，、间绳子的拉力突然减为零，球所受的合力为，则加速度为，球所受的合力为，则加速度为．
剪断细绳前，弹簧的弹力，剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变，对A，根据牛顿第二定律得，，对B，合力为零，则．
故ABC错误，D正确；
故选：D。
剪断球上的细绳，弹簧的弹力不变，间绳子的拉力会发生突变，结合牛顿第二定律分别求出、、、的瞬时加速度．
本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题，知道剪断细绳后，弹簧的弹力不变，以及知道绳子和弹簧的区别，绳子的拉力会发生突变．
2．【答案】
【解析】解：AB、对圆柱体受力分析，受到重力、挡板的支持力和对的支持力，如图
由几何关系得：
所以有：
根据平衡条件得：
，故A错误、B正确；
CD、对、整体受力分析，受重力、地面支持力、挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力，根据共点力平衡条件，有：
保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角不断变小，故变大，变大，故CD错误；
故选：B。
对小圆柱体受力分析，受到重力、挡板的支持力和对的支持力，共点力平衡条件求和挡板分别对的弹力大小。
本题关键是先对物体受力分析，再对、整体受力分析，然后根据共点力平衡条件求出各个力的表达式，最后再进行讨论。
3．【答案】D
【分析】设小球与的连线与竖直方向之间的夹角为，拉力与水平方向之间的夹角为，利用胡克定律求出小球在上升过程中弹力随摆角的变化的关系，对小球进行受力分析，并且利用正交分解法和力的平衡条件，列出水平方向和竖直方向的方程，联立方程可以求出和的关系，以及和夹角的关系式，从而可以判断方向和大小变化关系。
本题考查了共点力的平衡、力的合成与分解的运用等知识点。利用正交分解法解决物理问题，是这道题的关键。
【解答】设圆的半径为，橡皮筋的劲度系数为，当小球与的连线与竖直方向之间的夹角为时，橡皮筋的伸长量：，
橡皮筋的弹力：
对小球，设拉力与水平方向之间的夹角为，在水平方向：
竖直方向：
联立可得：，
可知拉力的方向绳子与橡皮筋的方向垂直，而且随的增大，逐渐增大。故D正确，ABC错误。
故选：D。
4．【答案】A
【解析】略
5．【答案】B
【解析】A．加速度定义式，采用了比值定义法，故A正确；
B．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了理想模型法，故B错误；
C．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里采用了极限法，故C正确；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，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，这里采用了微元法，故D正确；
本题选择错误的，故选：B。
6．【答案】B
【解析】以球为研究对象，设每根支架对球体的支持力为，竖直方向根据平衡条件可得：，解得：，
根据牛顿第三定律可得每根支架受球体的压力大小为：，故B正确、ACD错误。
7．【答案】AC
【解析】解：物体滑上传送带后，受到向右的滑动摩擦力从而做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度大小为
物体减速到零时发生的位移为
所以物体还未到达传送带的左端时其速度已减为零，
之后由于摩擦力作用物体反向向右加速，其加速度为
当其速度加速到和传送带速度相等时发生的位移为
之后物体和传送带一起匀速运动到传送带右端从而离开传送带，
物体在传送带上的时间为
故AC正确，BD错误；
故选：AC。
分析物体在传送带上的合力，根据牛顿第二定律求解加速度，分析其速度变为零时发生的位移，将其位移和物体向左减速为0的位移进行比较，从而判断物体离开传送带的位置；根据运动情况求解物体的运动时间；
解决该题的关键是明确物体在传送带上的运动情况，知道滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，知道当物体和传送带的速度相等时，物体不再受到摩擦力作用；
8．【答案】BD
【解析】解：AB、若水平面光滑，先整体分析，根据牛顿第二定律，求解1和2之间的弹力，把右面的4个物块作为一个整体，设2受到1的弹力为，根据牛顿第二定律，求解2和3之间的弹力，把最右面的3个物块作为一个整体，设3受到2的弹力为，根据牛顿第二定律，依次类推，可以得到弹力之比依次为4：3：2：1，故A错误，B正确；
CD、若物块与水平面有摩擦，设每个物体与地面的摩擦力为，先整体分析，根据牛顿第二定律
把右面的4个物块作为一个整体，设2受到1的弹力为，
解得
把最右面的3个物块作为一个整体，设3受到2的弹力为，根据牛顿第二定律
解得
依次类推，可以得到弹力之比依次为4：3：2：1，故C错误，D正确。
故选：BD。
先整体分析，根据牛顿第二定律可得整体加速度；求解1和2之间的弹力，把右面的4个物块作为一个整体，根据牛顿第二定律求弹力，求解2和3之间的弹力，把最右面的3个物块作为一个整体，根据牛顿第二定律求弹力，依次类推，可以得到弹力之比。
本题主要考查整体法和隔离法的运用，属于学科重点知识方法，学生必须熟练掌握。
9．【答案】BC
【解析】解：AB、根据图像的斜率表示加速度可知，0-1.1s内，，该同学的加速度向上，处于超重状态，故A错误，B正确；
C、时，根据图像可知，图像的斜率为零，即，因此单杠对他的作用力大小等于他自身的重力大小，即，故C正确；
D、过程，根据图像的斜率表示加速度，该同学的加速度向下，故处于失重状态，故D错误；
故选：BC。
根据题意结合图像，由于图像的斜率表示加速度，再结合各选项即可分析。
该题考查图像的物理意义，同时需要熟记超重与失重的特点，基础题。
10．【答案】AD
【解析】AB、设斜面的倾角为，物体在内做匀加速直线运动，由图象的斜率得出加速度①，
由图象在内读出，由牛顿第二定律得②，
向下做匀减速直线运动③，
由牛顿第二定律④，
由①②③④解得，故A正确，B错误；
CD、由①得，根据滑动摩擦力公式，，故C错误，D正确；
故选：AD。
11．【答案】两细绳的方向 3.40 AC AC
【解析】解：（2）实验时，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为点，记下此时两弹簧测力计的示数和、及两细绳的方向；
（3）弹簧测力计的分度值为，要估读到分度值的下一位，则弹簧测力计的示数为。
（4）与方向略有偏差，如果此偏差仅由引起，由图可知，的大小比真实值偏大，或与的夹角比真实值偏大；故AC正确，BD错误；
故选：AC。
（5）AB、根据胡克定律，橡皮条的弹力与伸长量成正比，三根橡皮条的劲度系数相同，因而橡皮条伸长的长度代表了弹力的大小，故需要记录橡皮条的原长与长度，故A正确、B错误；
C、需要记录三个力的方向，故C正确；
D、不同的点依然满足任意两个橡皮筋弹力的合力与第三个橡皮筋弹力等大反向的特点，所以即使点不在同一位置，也可以验证平行四边形定则，故D错误。
故选：AC。
故答案为：（2）两细绳的方向；（3）3.40；（4）AC；（5）AC。
（2）根据实验操作规范分析解答；
（3）根据弹簧测力计读数方法读得数据；
（4）（5）通过分析实验中的原理可以得出实验采用的方法，则可以得出正确选项．
对于实验问题一定要明确实验原理，了解具体操作的含义，通过原理分析实验中的方法及误差分析．在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理．
12．【答案】（1）A；
（2）1.48；
（3）A；
（4）。
【解析】（1）A．实验中应该调节定滑轮高度，确保连接“力传感器”的细绳与桌面平行，故A正确；
B．本实验仍需要平衡摩擦力，故B错误；
C．本实验中传感器可直接测出绳子上的拉力，所以不需要用砂和砂桶的总重力来代替绳子拉力，故不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故C错误；
D．电磁打点计时器由于纸带与限位孔、振针之间存在摩擦，所以选用电磁打点计时器比选用电火花打点计时器实验误差大，故D错误。
故选：A。
（2）根据逐差法可知小车的加速度为：；
（3）因长木板置于水平桌面，未平衡摩擦力，设小车阻力为，则由牛顿第二定律得：，
整理得：，故图像是一条倾斜的直线，且纵截距为负，故A正确，BCD错误；故选：A。
（4）由（3）知，所以图像的斜率为，故小车质量为：。
13．【答案】解：（1）对智能车，由位移速度公式得：
代入数据解得：
（2）设两车经时间后速度相等，则
汽车的位移为
智能车的位移为
若两车恰好相撞，则
代入数据联立解得：
即加速度大小至少为
（3）设两车速度相等时，前方汽车加速时间为，则智能车减速时间为，智能车的初速度为，汽车的初速度为，加速度大小，两车共速时，有：
代入数据解得：
此时智能车的位移
汽车的位移
智能车刚开始减速时与汽车之间的距离
答：（1）智能车在该路段匀速行驶时的最大速度是20m/s；
（2）智能车的加速度至少为才能避免两车相撞;
（3）智能车刚开始减速时与汽车之间的距离为19m。
【解析】（1）根据匀变速直线运动速度一时间公式求解初速度;
（2）当两车速度相等时，恰好到达同一位置，两车恰好不相撞，通过位移关系进行求解;
（3）先求解两车速度相等的时间，再根据运动学公式求解位移。
本题考查追及相遇问题，解题关键是分析好两车的运动情况，抓住速度关系和位移关系，结合运动学公式列式求解即可。
14．（1）以为研究对象，受到重力、拉力、对的弹力，由题意知，三个力的合力始终为零，矢量三角形如图所示。
在转至竖直的过程中，、间的弹力先增大后减小，拉力逐渐减小
当夹角（水平向右）时，、间弹力最大，且最大值为；
（2）对受力分析可得，在竖直方向水平地面对的支持力，
在水平方向静摩擦力，
当缓慢移动到的最高点的过程中，水平地面对的支持力逐渐增大，静摩擦力逐渐减小，
所以只要初状态不滑动，以后就不会滑动，即，
初状态时，圆柱对圆柱的弹力，
代入数据解得：
15．【答案】解：（1）对木块受力分析，由牛顿第二定律，代入数据解得，
（2）设物块向左加速的时间为，由速度时间关系和位移时间关系：，，
联立代入数据解得，；
（3）对木板受力分析，由牛顿第二定律，
则由位移关系得长木板与物块的相对位移，
代入数据得小物块速度减为零时，长木板与木块相对位移，
当小物块速度反向与长木板速度相等时，物块与木板的相对位移最大，设经长木板与物块共速，，
小物块速度反向与长木板速度相等过程中的相对位移，
代入数据解得，
为使小物块不脱离木板，木板的长度至少。
答：（1）小物块刚滑上木板时的加速度为;
（2）小物块向左运动的最大距离为2m;
（3）为使小物块不脱离木板，木板的长度至少为4m。
【解析】（1）对物块进行受力分析，根据牛顿第二定律计算出加速度，（2）结合运动学公式计算出最大距离;
（3）速度相等时，木板和物块的相对位移最大，先计算出时间，再计算出各自的位移即可解得木板长度。