甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高一下学期开学物理试题

2024-2025学年甘肃省兰州一中高一（下）开学物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.关于下列四个运动的描述，正确的是(    ) A. 如图甲所示，空间站绕地球做匀速圆周运动时，速度保持不变 B. 如图乙所示，在忽略空气阻力的情况下，斜向上抛出的秧苗做匀变速曲线运动 C. 如图丙所示，从跳板上起跳后的运动员旋转下降时，头部的速度方向始终竖直向下 D. 如图丁所示，树叶上的蜗牛做圆周运动时，受到的合力为零 2.如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 3.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(    ) A. 绳的右端上移到，绳子拉力变小 B. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越大 C. 将杆N向右移一些，绳子拉力变大 D. 若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移 4.兰州市位于中国西北地区，黄河穿城而过，是黄河上游的重要城市之一。某小船船头始终垂直黄河河岸，经40s渡过一段宽为L的平直河道，河水流速恒为，小船在渡河过程中发动机提供的速度v与时间t的关系如图所示，小船从时刻开始渡河，下列说法正确的是(    ) A. 小船运动的轨迹是直线 B. 河宽为320m C. 小船过河的位移大小为200m D. 小船渡河过程中的最大速度是 5.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是(    ) A. 货车速度 B. 货物做匀速直线运动 C. 货车对地面的压力大于货车的重力 D. 缆绳中的拉力 6.某质点在Oxy平面内运动，时质点位于y轴上。它在x方向运动速度随时间变化的图像如图甲所示，在y方向运动位移随时间变化的图像如图乙所示。关于该质点的运动，下列说法正确的是(    ) A. 受沿x轴负方向的恒力作用 B. 时的速度大小为 C. 时距出发点的距离为 D. 在Oxy平面内的运动轨迹为直线 7.为了安全，卡车运输卷材时常用“V”形槽固定。如图，将“V”形槽简化为两光滑固定于卡车的斜面Ⅰ和Ⅱ，两斜面的倾角分别为和。质量为m的匀质圆筒状钢卷放在斜面上，当卡车沿平直公路行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为和，则(    ) A. 若卡车匀速运动，则 B. 若卡车匀速运动，则 C. 若卡车加速运动，则和都可能大于mg D. 若卡车急刹车且减小为0时， 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 8.如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(    ) A. A一定受到四个力 B. B可能受到四个力 C. B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D. A与B之间一定有摩擦力 9.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为下列说法正确的是(    ) A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 C. 当时，木板便会开始运动 D. 无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 10.如图所示，阶梯状平台的所有台阶均相同，其高度为1m，宽度为2m。现将小球从台阶边缘上的A点以一定的水平初速度抛出，为使小球抛出后直接落到第三级台阶上，则可能为(    ) A. B. C. D. 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。 实验过程中，要建立直角坐标系，在图1中，建系坐标原点选择正确的是______填字母。 研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是______填字母。 A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 B.使用密度小、体积大的钢球 C.调整斜槽使小球可在斜槽末端保持静止 D.观察小球下落时，应通过俯视记录小球经过的位置 若某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，如图2，取A点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，则可推算出： ①横坐标为30cm的点的纵坐标理论上应为______ cm。 ②小球的初速度为______，经过B点位置时的速度______结果保留根号。 ③小球从抛出点运动到A点的时间应为______结果保留两位有效数字。 12.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小华同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。 关于该实验的操作，下列说法正确的是______。 A.不必用天平测出砂和砂桶的质量 B.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带 C.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是______。计算结果保留三位有效数字。 由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力______ N。 小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______取。 四、计算题：本大题共3小题，共41分。 13.风洞是空气动力学研究和试验中广泛使用的工具。如图所示，在M点以竖直向上的初速度抛出一个质量为的小球，小球抛出后始终受到水平向左的恒定风力作用，竖直方向只受重力。经过一段时间后小球将以的速度水平向左经过N点，若重力加速度，不计风力以外的空气阻力。求： 小球从M点运动到N点的时间； 水平恒定风力的大小； 小球由M点运动到N点的过程中的最小速度大小。 14.如图所示，倾角为的固定斜面体，顶端放置均可视为质点的小球和滑块，某时刻给小球沿水平方向的初速度，使其做平抛运动，同时给滑块沿斜面体向下的速度v，滑块刚好沿斜面体匀速下滑，经的时间，小球和滑块同时到达斜面体的底端。重力加速度，，，空气阻力忽略不计。求： 滑块与斜面间的动摩擦因数； 和v的大小； 小球抛出后经过多长时间距离斜面最远？最远距离为多大？ 15.如图所示，在光滑水平面上放置长度的木板B，在木板左端放置小滑块A，已知滑块A、木板B的质量分别为、，滑块与木板间动摩擦因数为，现对滑块施加水平向右的外力F，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，求： 使滑块A与木板B发生相对滑动的最小外力； 若外力为，作用一段时间后撤去外力，滑块A恰好没有滑离木板B，求力F作用时间。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：速度是矢量，空间站绕地球做匀速圆周运动时，速度大小不变，方向时刻改变，故A错误； B.在忽略空气阻力的情况下，斜向上抛出的秧苗只受重力，合力不变，做匀变速曲线运动，故B正确； C.从跳板上起跳后的运动员旋转下降时，头部在旋转上升时，根据速度合成规律，若头部相对运动员的速度大于运动员对地速度，则速度方向为竖直向上，故C错误； D.树叶上的蜗牛做圆周运动时，合力提供向心力，不为零，故D错误。 故选：B。 2.【答案】B  【解析】解：由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即； 同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由可知，Q点的线速度大，即。 故选：B。 物体在做转动时，各点具有相同的角速度，然后结合线速度与角速度之间的关系进行求解即可。 解决本题的突破口在于P、Q两点的角速度相同，然后熟练掌握匀速圆周运动的各物理量之间公式即可。 3.【答案】C  【解析】【分析】 绳子两端上下移动时，两杆距离不变，据此分析两端绳子间夹角的变化情况，进而分析拉力的变化； 两杆之间距离发生变化时，分析两段绳子之间的夹角变化，进而分析拉力变化。 本题在判断绳子拉力的变化关键是把握一个合力的不变，然后分析绳子夹角的变化情况，而夹角的变化情况又与两杆距离有关，写出了距离与夹角关系，题目就会变的容易。 【解答】 解：如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的。 假设绳子的长度为X，则，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则角度不变； AB、两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，绳的两端高度差发生变化，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变；故AB错误； C、当杆向右移动后，根据，即L变大，绳长不变，所以角度减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，故C正确； D、绳长和两杆距离不变的情况下，不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，故D错误。 故选C。 4.【答案】C  【解析】解：小船在渡河过程中，沿河岸方向做匀速直线运动，垂直于河岸方向做变速直线运动，则小船的合运动为曲线运动，小船运动的轨迹是曲线，故A错误； B.根据图像与t轴包围面积为小船垂直河岸方向的位移，即河宽为160m，故B错误； C.虽然小船速度随时间变化，但是垂直河岸位移为河宽，小船过河时间为40s，在沿河岸方向，小船的位移为120m，所以根据几何关系全过程小船的位移为200m，故C正确； D.小船在河水中的最大速度为 故D错误。 故选：C。 图像与t轴包围面积为小船垂直河岸方向的位移，结合运动的合成与分解分析。 此题考查了运动的合成与分解知识，解决本题的关键明确小船的合运动是船在静水中的运动与水流运动的合运动，知道合速度与分速度之间遵循平行四边形定则。 5.【答案】A  【解析】解：A、将货车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，如图所示，货车速度为 ，故A正确； B、根据得 货车向左做匀速直线运动，不变，随着减小，货物的速度v增大，货物向上做加速直线运动，故B错误； C、因为绳的拉力斜向上，所以货车对地面的压力小于货车的重力，故C错误； D、因为货物向上做加速直线运动，加速度向上，处于超重状态，所以缆绳中的拉力，故D错误。 故选：A。 根据货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等，根据平行四边形定则求出货车的速度，再分析货车的运动情况，结合牛顿运动定律分析即可。 本题的关键要掌握缆绳末端物体速度分解的方法，知道缆绳末端物体沿缆绳方向的分速度相等，推导出货箱与货车的速度关系式，从而确定货箱的运动规律，然后根据超重的特点分析。 6.【答案】C  【解析】解：由甲图可知x方向的初速度、加速度分别为 y方向的速度为 A.y 方向没有加速度，x 方向加速度沿 x 轴正方向，故质点相对地面的加速度沿 x 轴正方向，由牛顿第二定律可知质点受沿 x 轴正方向的恒力作用，故A错误； B、时，x方向的速度大小为 所以，质点此时的速度大小为 故B错误； C、时，x方向的位移大小为 y方向的位移为 所以，质点此时距出发点的距离为 故C正确； D.由于质点在 x 轴方向做匀变速直线运动，y 轴方向做匀速直线运动，故合运动为匀变速曲线运动，轨迹为抛物线，故D错误。 故选：C。 根据图像分析出质点在不同方向的运动类型；分别计算出质点在不同时刻的速度和位移，结合矢量合成的特点完成分析。 本题主要考查了运动的合成和分解，熟悉运动学图像的物理意义，理解运动的独立性和矢量合成的特点即可完成解答。 7.【答案】B  【解析】解：AB、圆筒状钢卷受力如图1所示，卡车做匀速直线运动，圆筒状钢卷随卡车一起做匀速直线运动，处于平衡状态，圆筒状钢卷所受合力为零，由图1所示可得： 根据牛顿第三定律可知：， ，故，故A错误，B正确； C、若卡车加速运动，当斜面Ⅱ的支持力为零时，加速度最大，此时圆筒状钢卷受力如图2所示，此时最大，最小，则： 由牛顿第三定律可知： 则卡车加速运动时：，，故C错误； D、若卡车急刹车且减小为0时，此时卡车的加速度最大，为最大，此时圆筒状钢卷受力如图3所示，，由牛顿第三定律得：，故D错误。 故选：B。 以圆筒为研究对象结合卡车的运动状态进行受力分析，根据力的合成与分解求出斜面Ⅰ、Ⅱ对圆筒支持力、，然后应用牛顿第三定律求出和。 本题主要是考查共点力的平衡和牛顿第二定律的知识；关键是能够对圆筒状钢卷进行受力分析、利用平衡条件或力的合成与分解分析答题。 8.【答案】AD  【解析】解：先对AB整体受力分析，由平衡条件知， 竖直方向： 水平方向，不受力，故墙面无弹力，也没有摩擦力否则不能平衡； 隔离B物体，必受重力、A对B的支持力和摩擦力作用，受三个力； 隔离A物体，受受重力、B对A的压力和摩擦力、外力F四个力作用； 故AD正确，BC错误； 故选：AD。 先对AB整体受力分析，由平衡条件知，整体共受两个力作用，墙面无作用力；再分别隔离A、B受力分析，应用平衡条件分析受力个数． 关键利用整体法并结合共点力平衡条件得到B物体与墙间不存在弹力，不难． 9.【答案】BD  【解析】解：A、m所受M的滑动摩擦力大小，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件木板受到地面的摩擦力的大小是木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间的摩擦力不一定是，故A错误B正确； C、开始时木板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，与拉力F的大小无关，所以当时，木板仍静止，故C错误； D、由C的分析可知，增大力F时只会改变m的运动状态，不会改变m对M的摩擦力大小；所以木板受到水平方向作用力等于m对M的摩擦力大小，一定小于地面对木板的最大静摩擦力，所以无论怎样改变力F的大小，木板都不可能运动，故D正确。 故选：BD。 m对M的压力等于mg，m所受M的滑动摩擦力，方向水平向左，M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件分析木板受到地面的摩擦力的大小和方向。 本题考查对摩擦力的掌握情况，注意本题中木板受到地面的摩擦力是静摩擦力，不能根据摩擦力求解，是错误的，M一起静止，所以不能确定此摩擦力是否达到最大值。 10.【答案】CD  【解析】解：小球做平抛运动，根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动， 当小球落在第二级阶梯的最右边时，运动时间 初速度的最小值 小球落在第三级台阶，运动时间 初速度的最大值 初速度的取值范围 故AB错误，CD正确。 故选：CD。 小球做平抛运动，根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，结合几何关系即可求解。 解决本题的关键掌握平抛运动的特点：水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，难度不大，属于基础题。 11.【答案】D  C  75       【解析】解：建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心在竖直面上的投影为坐标原点，故ABC错误，D正确。 故选：D。 该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于钢球与斜槽间的摩擦没有影响，故A错误； B.使用密度大、体积小的钢球可以减小做平抛运动时的空气阻力，故B错误； C.调整斜槽使小球可在斜槽末端保持静止，故C正确； D.观察小球下落时，应通过平视记录小球经过的位置，故D错误。 故选：C。 小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，连续相等时间内下落高度差相等 故横坐标为30cm的点的纵坐标理论上应为 小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由可得 平抛运动的初速度 B点竖直方向上的分速度 解得 小球运动到B点的时间 故从抛出点到A点时间为。 故答案为：；；①75；②；；③ 坐标原点为小球在斜槽末端时，小球球心在竖直面上的投影； 根据实验原理和误差来源分析； ①根据平抛运动规律解得横坐标为30cm的点的纵坐标； ②根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度的大小，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度； ③根据平抛运动规律解得小球运动到B点的时间，进而求出小球从抛出点运动到A点的时间。 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，运用运动学公式和推论灵活求解，以及知道实验中的注意事项，会根据测量的误差确定结果的误差，最后还要注意单位的换算与有效数字的保留。 12.【答案】AB        【解析】解：对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故A正确，C错误； B.探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，故B正确。 故选：AB。 相邻两计数点间的时间间隔为 根据逐差法，可得加速度为 代入数据解得加速度 根据牛顿第二定律可知 变形得 当加速度时，拉力 因此摩擦力； 根据实验原理可知砂和砂桶加速度是小车的加速度的2倍 对小车，根据牛顿第二定律 对砂桶有 联立可得 显然不断增加砂和桶的质量，当时，可知小车的加速度a将趋于 因此，即。 故答案为：；；；。 根据实验原理、注意事项分析作答； 根据逐差法求加速度； 根据牛顿第二定律求函数，结合图像截距求摩擦力； 对小车、砂和桶分别根据牛顿第二定律求解加速度的表达式，再结合题意分析作答。 解决本题的关键知道实验的原理以及实验中的注意事项，熟练掌握牛顿第二定律，知道砂和砂桶加速度是小车的加速度的2倍关系是解题的关键。 13.【答案】将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解，水平方向小球做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，小球运动到N点时，速度方向水平向左，说明竖直方向速度减为零，在竖直方向有 解得 水平方向，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有 联立解得 设合力方向与水平方向的夹角为，则有 ， 最小速度方向与合力方向垂直，所以 解得： 答：小球从M点运动到N点的时间为1s； 水平恒定风力的大小为； 小球由M点运动到N点的过程中的最小速度大小为。  【解析】将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，对小球在MN段的运动，根据竖直方向上的运动规律，求出小球从M点运动到N点的时间； 对小球在MN段的水平分运动，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的速度与时间关系，可求出水平恒定风力的大小； 求出小球受到的合力方向，最小速度方向与合力方向垂直，结合几何关系，求出小球由M点运动到N点的过程中的最小速度大小。 解决本题的关键将小球的运动分解，搞清在分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解。 14.【答案】解：滑块做匀速直线运动，由平衡条件得： 代入数据解得： 小球做平抛运动，竖直分位移大小 斜面的长度 小球做平抛运动，水平方向： 代入数据解得： 滑块的速度 小球抛出后离斜面最远需要的时间 离斜面的最远距离 答：滑块与斜面间的动摩擦因数是； 和v的大小分别是、； 小球抛出后经过距离斜面最远，最远距离为。  【解析】滑块做匀速直线运动，应用平衡条件求出滑块与斜面的动摩擦因数。 小球做平抛运动，求出竖直位移与位移大小，应用运动学公式求出速度大小。 将小球的运动分解为垂直于斜面与平行于斜面的分运动，垂直于斜面的分速度为零时距离斜面最远，应用运动学公式求解。 根据题意分析清楚滑块与小球的运动过程是解题的前提，应用运动的合成与分解、运动学公式即可解题。 15.【答案】解：、B恰好开始相对滑动时，由牛顿第二定律得： 对B： 对A、B整体： 代入数据解得： 由牛顿第二定律得： 对A： 撤去力后对A： 对B： 撤去力时A的速度，B的速度 最后A、B共速时： 共速时 代入数据解得： 答：使滑块A与木板B发生相对滑动的最小外力是12N。 力F作用时间是。  【解析】当A、B间的摩擦力为最大静摩擦力时，A、B开始相对滑动，应用牛顿第二定律求出相对滑动时的拉力大小。 应用牛顿第二定律求出加速度，应用运动学公式求出力的作用时间。 本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚物体的运动过程与受力情况，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 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