辽宁省沈阳市浑南区东北育才学校2023-2024学年高一上学期期中考试物理试卷

东北育才学校科学高中部2023-2024上学期高一年级期中考试物理学科试卷 【答案】 1.   2.   3.   4.   5.   6.   7.   8.   9.   10.   11. ；乙，  12.     13. 解：用、分别表示和之间和与地面之间相互作用的弹力大小，用、分别表示与之间和与地面之间相互作用的滑动摩擦力大小，则对物块受力分析如图： 图 竖直方向有： 水平方向有： 联立上面三式可得：；； 根据牛顿第三定律可知物体对绳的拉力大小为． 对物块受力分析如图： 图 竖直方向有： 水平方向有： 联立上面三式可得：。 答：物体对绳的拉力大小为； 水平力的大小为。  14. 解：花盆从高处落下，到达离地高的车顶过程中位移为： 根据位移公式，有： 代入数据解得： 内汽车位移为： 则货车会被花盆砸到。 货车匀减速的最小距离为： 制动过程中反应通过的最大距离为： 货车司机允许反应的最长时间为： 联立代入数据解得：。 答：货车会被花盆砸到； 货车司机允许反应的最长时间为。  15. 解：分别对物块、木板进行受力分析可知，在上向右做匀减速运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律可得   木板向右做匀加速运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律可得   解得 ； 刚好没有从上滑下来，则滑到最右端时的速度和的速度相同，设为， 则有  ，   解得  ，   则刚好没有从上滑下来，则的初速度为  ； 若刚好没有从上滑下来，到达的最右端时的位移  此后、一起匀减速运动直至停止，设加速度大小为  ， 由牛顿第二定律得   解得   A、在地面上一起滑行的位移   则在地面上滑行的总位移为 。   【解析】 1. 【分析】 滑动摩擦力方向总是与物体间的相对运动方向相反。要知道斜面上物体受到的重力的常规分解方法。求三个分力的合力时，往往先求出两个分力的合力范围，然后再与去第三个力合成。 【解答】 A.运动的物体受到的滑动摩擦力方向总是与物体间的相对运动方向相反，但可以与物体的运动方向相同，故A错误； B.静止在斜面上的物体，其重力可分解为使物体沿斜面下滑的分力和垂直于斜面方向的分力，但不能说成是对斜面的压力，压力是由形变而产生的，故B错误； C.根据两个力的合力范围可知、的合力，，由于落在该范围之内，所以这三个力的合力最小值为，故C正确。 D.运动的物体也可能受到静摩擦力的作用，比如：随着倾斜传送带一起斜向上运动的物体，受到的摩擦力就是静摩擦力；静止的物体也可能受到滑动摩擦力作用，比如：在地面上滑行的物体，物体对地面的摩擦力就是滑动摩擦力，故D错误。 故选C。 2. 【分析】 本题考查了匀变速直线运动速度位移公式、速度时间公式以及推论的运用，通过速度位移公式，通过类比得出初速度和加速度是解决本题的关键。 根据匀变速直线运动的速度位移公式得出汽车的初速度和加速度，结合速度时间公式求出刹车过程持续的时间，根据平均速度推论求出刹车过程的位移。 【解答】 解：根据速度位移公式得：，由，解得初速度为：，加速度为：，故AC错误； B.刹车过程持续的时间为：，故B正确； D.刹车过程的位移为：，故D错误。 故选B。 3. 【分析】 对图象进行分析，明确物体的运动状态和加速度的变化情况，再根据牛顿第二定律以及摩擦力公式进行分析，列式求解即可得出、的质量和摩擦因数。 本题考查了木块与滑板模型，根据图象，分析加速度随力的变化情况，再由牛顿第二定律以及摩擦力公式进行分析即可。 【解答】 A.由图可知，、二者开始时对地静止，当拉力为时开始一起运动，故B与地面间的最大静摩擦力为：，故A错误； C.当拉力为时，、发生相对滑动，此时的加速度为：，当拉力为时，的加速度为：，相对于滑动时，由牛顿第二定律，对有：，解得之间的动摩擦因数为：，故C错误 B.对有：，对整体有：，联立解得：，，物体、的总质量为，故B正确； D.由解得，与地面间的动摩擦因数为：，故D错误。 故选B。 4. 【分析】 忽略空气阻力，人在运动过程开始受到弹性绳的拉力与重力作用，弹性绳恢复原长后人只受重力作用，根据人的受力情况分析清楚人的运动过程，然后分析答题。 本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚人的运动过程与受力情况是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律即可解题。 【解答】 A.在点人受竖直向下的重力作用，加速度向下，处于失重状态，故A错误； B.在点时人的速度最大，此时人所受合力为零，弹性绳的拉力大小等于重力，加速度为零，人不超重也不失重，故B错误； C.传感器示数为，设此时弹性绳的弹力为，由平衡条件得：，打开扣环瞬间，对人，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，故C错误； D.人从点到点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力减小，人所受合力减小，加速度减小，到达点时弹性绳的弹力与重力相等，合力为零，加速度为零，所以从点到点上升过程中，人的加速度不断减小，故D正确。 5. 【分析】 以小球整体为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件，分析的最小值，然后再经过胡克定律求弹簧最短伸长量。 本题是隐含的临界问题，运用图解法确定出的最小值，再进行选择。也可以用函数法求解。 【解答】 以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，如图。根据平衡条件得知：与的合力与重力总是大小相等、方向相反， 由力的合成图可知，当与绳子垂直时，有最小值，即图中位置，的最小值为：； 则弹簧的最短伸长量为，故B正确，ACD错误。 故选B。 6. 【分析】 本题考查共点力平衡，解题关键是对瓦片做好受力分析，根据平衡条件判断求解即可。 对瓦片受力分析，根据平衡条件列式求解即可。 【解答】 解：根据题意，垂直于斜面的截面图及受力分析如图所示： ； 根据受力平衡并结合几何关系，可得： 解得：； 故ABD错误，C正确。 7. 【分析】 对小球施力前，分别对、受力分析，根据正弦定理列式得出两球质量之比和弹力之比；移动过程对受力分析，画出力的矢量图分析即可。 本题是共点力的平衡求解问题，关键是选择研究对象，难度较大。 【解答】 A.对小球施力前，对、受力分析，组成的矢量三角形如图甲所示 由正弦定理有， 杆对、的弹力、等大反向，可得 ，故A错误 B.由正弦定理有， 由于，有 可得，故B正确； C.移动过程对受力分析，杆对的弹力与圆筒对的弹力间的夹角保持不变，画出力的矢量图如图乙所示 可以看出移动过程先增大后减小，当方向与竖直方向成角时达到最大，杆对的弹力一直增加，小球到达与圆心等高处时，达到最大，故 C错误 D.小球到达与圆心等高处时，小球恰好位于圆筒最低点，对小球受力分析，此时杆对的弹力为 对小球受力分析，沿圆筒切线方向，有，故D错误。 故选B。 8. 【分析】 先求出弹簧弹力和各段绳子的拉力，弹簧弹力不能发生突变，绳子拉力可以发生突变，即可求解。 本题考查牛顿第二定律应用中的动态分析问题，本题关键点在于明确弹簧是处于伸长状态的，所以分析时要以右下的分析，同时注意应用牛顿第二定律时是沿绳子方向列牛顿第二定律方程。 【解答】 A.对受力分析，得弹簧弹力，剪断间绳子瞬间，物块依然受力平衡，加速度为零，故A错误； B.剪断间绳子瞬间，对整体受力分析，由牛顿第二定律得，得的加速度为，竖直向下，故B正确； C.剪断间弹簧瞬间，对整体受力分析，由牛顿第二定律得，得的加速度为，竖直向下，故C正确； D.剪断间弹簧瞬间，对整体受力分析，由牛顿第二定律得，得的加速度为，竖直向上，所以先向上匀加速运动到落地，有，得末速度；落地后，对整体，得加速度为零，即匀速运动到落地；最后竖直上抛运动到最高点；即能上升的最大高度是，故D正确。 故选BCD。 9. 【分析】 对物体根据平衡条件求出绳子拉力，再对受力分析求出的质量；对受力分析，判断受到的静摩擦力的方向，再根据绳子拉力的变化分析摩擦力的变化；对斜面和整体研究，根据平衡条件判断地面对斜面体的摩擦力以及斜面体对地面的压力的变化情况。 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。 【解答】 A.设物体刚好要滑动时绳子拉力大小为，对物体根据平衡条件得：； 动滑轮处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件解得绳子拉力，解得：，故A错误； B.开始悬挂动滑轮的两绳均竖直，则绳子拉力，则开始受到的静摩擦方向向上，当向右移动时，绳子的拉力一直增大，根据平衡条件可知，受到的静摩擦力先减小到，在反向增大，故B正确； C.设悬挂动滑轮左边一根绳子与水平方向的夹角为，对斜面和整体研究，由平衡条件得：水平方向有：，向右移动过程中，增大，减小，则增大，故C错误； D.悬挂动滑轮的绳子竖直方向的分量，所以斜面体对地面的压力等于斜面和的重力与之和，不变，故D正确。 10. 【分析】 小物块滑上传送后在阻力作用下做匀减速直线运动，当速度减为时，小物块又反向匀加速运动最后与传送带一起向右运动。根据图象分析有：时间内木块向左匀减速直线运动，受到向右的摩擦力，小物块向右匀加速，当速度增加到与皮带相等时，一起向右匀速，摩擦力消失。 本题的关键是通过图象得出小物块的运动规律，再由运动规律得出小物块的受力和运动情况。 【解答】A.当小物块速度为零时，小物块离处的距离达到最大，为时刻，选项A错误； B.时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，选项B正确； C.时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，选项C错误； D.时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，选项D正确。 故选BD。 11. 【分析】 本题主要考查胡克定律，胡克定律公式中，是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度；关键明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦力与摩擦力因数的关系列式求解。 【解答】 图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图斜率知道； 乙丙两种方案，在拉着物体运动的过程中，拉的弹簧测力计、由于在不断地运动，且可能为变速运动，所以示数可能会变化，读数也不等于滑动摩擦力，弹簧测力计是不动的，平衡状态，指针稳定，所以乙方案更合理； 由于弹簧测力计示数为，所以、间的动摩擦因数。 12. 解：对整体分析，根据牛顿第二定律得，， 解得 根据， 所以需要测量的物理量有：小重物的质量，重物下落的距离及下落这段距离所用的时间．故AD正确． 故选：． 因为， 则， 知图线斜率，， 解得，． 故答案为： ；； 根据加速度的表达式，结合位移时间公式求出重力加速度的表达式，通过表达式确定所需测量的物理量．根据加速度的表达式得出关系式，通过图线的斜率和截距求出重力加速度和的大小． 解决本题的关键通过牛顿第二定律和运动学公式得出重力加速度的表达式，以及推导出关系式，结合图线的斜率和解决进行求解． 13. 将物体匀速向右拉出过程中，物体保持静止状态，受力均平衡，根据平衡条件列方程求解细线拉力； 对受力分析，根据共点力平衡条件解得水平力的大小。 本题是两个物体平衡问题，采用隔离法研究，关键是分析物体的受力情况，作出力图后根据平衡条件列方程求解。 14. 通过自由落体运动规律计算时间； 解得货车制动过程中反应通过的最大距离解得时间； 本体是自由落体相关的问题，需要把握自由落体运动的时间只与竖直高度有关，同时需要掌握匀加速直线运动的基本公式。 15. 根据牛顿第二定律求解加速度大小； 若物块刚好没有从上滑下来，临界情况是滑到最右端时和速度相同，根据运动学公式求出的初速度。 若刚好没有从上滑下来，根据求出到达的最右端时的位移  此后、一起匀减速运动直至停止，由牛顿第二定律解得加速度 ，根据 求出、在地面上一起滑行的位移， 则在地面上滑行的总位移为  对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 东北育才学校科学高中部2023-2024上学期高一年级 期中考试物理学科试卷 考试时间75分钟 满分100分 命题人：王师尧 校对人：高一物理组 一、单选题（本大题共7小题，共28.0分） 1.在力学中我们经常遇到重力、弹力、摩擦力这三种性质的力，有时需要对力进行合成与分解，下面是关于力的一些说法，其中正确的是 A. 运动的物体受到的滑动摩擦力一定与物体的运动方向相反 B. 静止在斜面上的物体，其重力可分解为沿斜面下滑的力和对斜面的压力 C. 、、三个共点力的合力的最小值为 D. 运动的物体不可能受到静摩擦力，静止的物体不可能受到滑动摩擦力 2.一辆汽车在平直公路上做刹车实验，时刻起开始刹车，刹车过程的位移大小与速度大小的关系为，下列分析正确的是 A. 刹车过程汽车的加速度大小为 B. 刹车过程持续的时间为 C. 时刻汽车的速度大小为 D. 刹车全过程的位移大小为 3.如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一长木板，在其上叠放着木块，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用一水平力作用于，、的加速度与的关系如图乙所示，，则下列说法中正确的是 A. 木板与地面间的最大静摩擦力为 B. 物体、的总质量为 C. A、间的动摩擦因数为 D. 长木板与地面间动摩擦因数为 4.“反向蹦极”如图所示，弹性轻绳的上端固定在点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的力传感器相连，传感器示数为。打开扣环，从点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经点上升到最高位置点，在点时速度最大。人与装备的总质量为可视为质点。不计空气阻力，重力加速度取，则下列说法正确的是 A. 在点，人处于静止状态 B. 在点，人处于超重状态 C. 打开扣环瞬间，人的加速度大小为 D. 从点到点上升过程中，人的加速度不断减小 5.如图所示，两个小球、的质量均为，用细线相连并悬挂于点．现用一轻质弹簧给小球施加一个拉力，使整个装置处于静止状态，且与竖直方向夹角为，已知弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则弹簧的最短伸长量为 A. B. C. D. 6.如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑特色之一。屋顶部分结构如图乙所示，横截面为圆弧的瓦片静置在两根相互平行的椽子正中间。已知椽子间距离为，与水平面夹角均为，瓦片质量为，圆弧半径为，忽略瓦片厚度，重力加速度为，则每根椽子对瓦片的支持力大小为 A. B. C. D. 7.水平固定放置的光滑圆筒横截面如图所示，圆心为，两个可视为质点的小球固定在质量不计的刚性杆两端，开始时系统处于静止状态，与水平方向的夹角分别为和。现对小球施加始终沿圆切线方向的推力，使小球在圆简内缓慢移动，直到小球到达与圆心等高处，已知。下列说法正确的是(    ) A. 质量之比为： B. 对施力前，圆筒对的弹力大小之比为： C. 移动过程杆上的弹力逐渐增加，圆筒对的弹力逐渐增加 D. 到达与圆心等高处时，的大小小于的重力 二、多选题（本大题共3小题，共18.0分） 8.如图所示，一根很长且不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮，两端分别系着四个质量相同的小物块，，，，其中用不可伸长的短绳相连，短绳长为，用一轻弹簧相连。初状态时，个物块静止在滑轮下，离地面高度为，不计空气阻力，物块可以看成质点，取。下列说法正确的是 A. 剪断间绳子瞬间，物块的加速度为，方向竖直向下 B. 剪断间绳子瞬间，物块的加速度为，方向竖直向下 C. 剪断间弹簧瞬间，物块的加速度为，方向竖直向下 D. 剪断间弹簧，能上升的最大高度是 9.如图所示，倾角为的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上一质量为的物体，轻绳与斜面平行，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的点．动滑轮上悬挂物体，开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直．现将点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为时，物体刚好要滑动．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体与斜面间的动摩擦因数为整个过程斜面体始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦．下列说法正确的是 A. 物体的质量为 B. 物体受到的摩擦力先减小再增大 C. 地面对斜面体的摩擦力一直水平向左并逐渐减小 D. 斜面体对地面的压力保持不变 10.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的处滑上传送带。若从小物块上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图象以地面为参考系如图乙所示。已知，则 A. 时刻，小物块离处的距离达到最大 B. 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C. 时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 时间内，小物块先受到大小不变的摩擦力作用，之后不受摩擦力 三、实验题（本大题共2小题，共18.0分） 11.某兴趣小组的同学测得弹簧、弹力的大小和弹簧长度的关系如图甲所示，则由图线可知： 弹簧、的劲度系数为_______选填“”，“”，“”； 为了用弹簧测力计测定两木块和间的动摩擦因数，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案： 为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块和之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______选填“乙”或“丙”更合理； 若两木块和的重力分别为和，当木块被拉动时，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为，则两木块和间的动摩擦因数为_______。 12.如图甲是某同学测量重力加速度的装置，他将质量均为的两个重物用轻绳连接，放在光滑的轻质滑轮上，这时系统处于静止状态．该同学在左侧重物上附加一质量为的小重物，这时，由于小重物的重力作用而使系统做初速度为零的缓慢加速运动，该同学用某种办法测出系统运动的加速度并记录下来．完成一次试验后，换用不同质量的小重物，并多次重复实验，测出不同时系统的加速度并作好记录． 若选定物块从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有______ A.小重物的质量        B.大重物的质量 C.绳子的长度           D.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间 经过多次重复实验，得到多组、数据，作出图象，如图乙所示．已知该图象斜率为，纵轴截距为，则可求出当地的重力加速度______，并可求出重物质量______用和表示 四、计算题（本大题共3小题，共36.0分） 13.如图所示，物体的质量，物体的质量。、之间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为。如图所示，将用不计质量的轻绳系于竖直墙上，现用水平向右的恒力将物体匀速拉出，在此过程中细绳与水平方向的夹角恒为，已知，，，求： 物体对绳的拉力大小； 水平力的大小。 14.城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。如图所示，某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看成自由落体运动花盆可视为质点。现有一辆长、高的货车，正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道，取。 若司机没有发现花盆掉落，货车保持的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到。 若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速度为，使货车在花盆砸落点前停下，求允许货车司机反应的最长时间。 15.如图所示，物块、木板的质量均为，不计的大小，木板长。开始时、均静止。现使以水平初速度从的最左端开始运动。已知与、与水平面之间的动摩擦因数分别为和，取。 发生相对滑动时，、的加速度各是多大？ 若刚好没有从上滑下来，则的初速度为多大？ 若刚好没有从上滑下来，求在地面上滑行的总位移。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$