昌黎文汇学校2023-2024学年高一上学期9月开学考试
物理
考试时间：75分钟
一、单选题（共32分）
1．（本题4分）物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，下列几组力中，不可能使物体处于平衡状态的是（ ）
A．1N、10N、10N B．2N、6N、10N
C．6N、8N、9N D．12N、13N、15N
2．（本题4分）下面几个速度中表示平均速度的是（ ）
A．飞机起飞时的速度约为
B．子弹从枪口射出时的速度为
C．百米赛跑运动员冲过终点线时的速度为
D．某同学从家里到学校骑自行车的速度约为
3．（本题4分）如图，雨后的树叶上聚集了大量的水珠，下列说法正确的是（ ）
A．水珠表面层，水分子比较密集 B．水珠表面层，水分子间的作用力表现为引力
C．水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力 D．水珠表面层，水分子势能小于在平衡位置时的势能
4．（本题4分）力学平衡是生活中常见的自然现象。如图甲所示，在一根固定不动的树枝上，小鸟有时停在A点，有时停在B点。图乙为该现象的抽象图，对于这两个点下列分析正确的是（ ）
A．小鸟站在A点时受到的支持力较大
B．小鸟站在A点时对树枝的压力较大
C．小鸟站在A点时受到的摩擦力较大
D．小鸟站在B点时受到树枝的作用力较小
5．（本题4分）跳伞运动员从高空悬停的直升机跳下，运动员沿竖直方向运动，其v-t图象如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．运动员在内的平均速度大小等于
B．10s末运动员的速度方向改变
C．10末运动员打开降落伞
D．内运动员做加速度逐渐增加的减速运动
6．（本题4分）已知氢原子能级公式为，其中为氢原子的基态（）能量．下列说法正确的是
A．量子数越大，氢原子能量越小
B．大量处于激发态的氢原子会辐射出3种不同频率的光
C．氢原子由能级跃迁到能级，放出光子，核外电子的动能和系统电势能都减小
D．处于基态的氢原子吸收能量为的光子跃迁到激发态
7．（本题4分）淮北市科创中心项目是我市近几年重点工程项目之一，旨在提升城市综合服务功能,增强城市科技创新氛围。其核心建筑商务政务中心已经建成,最大高度达，是淮北市第一高楼,成为淮北市的新地标。如图所示，工人师傅正在用一根绳索将自己悬在空中，对大楼表面玻璃进行清洁工作，工人及其装备总重量为，且可视为质点，悬绳与竖直墙壁的夹角为，设悬绳对工人的拉力为，墙壁对工人的弹力为，不计人和墙壁间的摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．墙壁对工人的弹力大小为
B．悬绳对工人的拉力大小为
C．若缓慢增加悬绳的长度，与的合力增大
D．若缓慢增加悬绳的长度，和都减小
8．（本题4分）如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．初始时轻绳上的拉力大小为
B．地面对斜面的摩擦力始终向左且增大
C．铰链对轻杆的支持力一直减小
D．轻绳上的拉力一直减小
二、多选题（共15分）
9．（本题5分）下列说法正确的是（ ）
A．形状规则的物体的重心，一定在物体的几何中心上
B．静止在桌面上的水杯所受的重力就是桌面对水杯的支持力
C．地球对物体的吸引力，就是物体的重力
D．物体的重力，是由于地球对物体的吸引而产生的
10．（本题5分）如图所示，一些商场安装了智能化的台阶式自动扶梯。为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行；当有乘客乘行时，自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中（ ）
A．乘客始终受摩擦力作用 B．扶梯匀速时乘客不受摩擦力作用
C．扶梯对乘客的作用力始终竖直向上 D．扶梯对乘客的作用力先指向左上方，再竖直向上
11．（本题5分）下列说法中正确的是（ ）
A．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．当两个相邻的分子间距离为平衡距离时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
三、实验题（共16分）
12．（本题10分）小明与他的同伴在做测定匀变速直线运动的加速度的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：
（1）下列哪些器材是多余的 ：
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带
⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
（2）为达到实验目的，还需要的器材是 ：
（3）小明在试验中打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm，打C点时纸带的速度大小为 m/s。该匀变速直线运动的加速度的大小a= m/s2。
13．（本题6分）小明同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，上面固定两个光滑的定滑轮A和B，三根细绳打一个结点O，且所有钩码完全相同，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验不能完成的是
A．钩码的个数N1 =N2 =2，N3 =3
B．钩码的个数N1 =3，N2 =5，N3 =4
C．钩码的个数N1 =N2 =N3 =5
D．钩码的个数N1 =3，N2 =1，N3 =5
（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B．用量角器量出三段绳子之间的夹角
C．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
D．用天平测出钩码的质量
（3）如图所示，小兰同学在做“探究求合力的方法”实验时，用A、B两根弹簧秤把橡皮条的结点拉到O点，此时，在实验过程中，她做了一些探究，其中一个是：她使B弹簧秤示数有较明显的增大，为了保持结点位置不变，可采取的补救办法是 。
A．保持其它不变，增大A的示数同时减小α角
B．保持其它不变，增大A的示数同时增加α角
C．保持其它不变，增大A的示数同时增大β角
D．保持其它不变，增大A的示数同时减小β角
四、解答题（共37分）
14．（本题10分）如图所示，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h=3.0cm，a距缸底的高度为H=12cm，活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m=5．0kg，面积为S=1.0×10－3m2，厚度可忽略，活塞和汽缸壁均绝热，不计活塞与汽缸间的摩擦。开始时活塞静止于b处，且活塞与卡口刚好没有作用力，气体温度为T0=300K，大气压强为P0=1.0×105Pa。现将一质量也为m的物体轻放在活塞上，活塞刚好到达a处后保持静止。重力加速度大小为g=10m/s2。求：
（1）活塞到达a处后汽缸内的压强；
（2）活塞到达a处后汽缸内的温度。
15．（本题11分）如图所示，物体A与B的质量均为8kg，A和B之间的动摩擦因数为0.3，水平拉力F＝40N，A、B一起匀速运动。(g取10N/kg)求：
（1）A对B的摩擦力的大小和方向；
（2）B和地面之间的动摩擦因数。
16．（本题16分）一辆长为的客车沿平直公路以的匀速行驶，一辆长为的货车静止在另一车道上。当客车车尾正好与货车车头平齐时，货车开始以的加速度启动，如图所示。则：
（1）经过多长时间客车车尾与货车车头相距最远；
（2）货车车头再次与客车车尾平齐时，货车的速度是多大；
（3）货车车头再次与客车车尾平齐后，要使货车不能完全超过客车，客车开始做匀加速运动，求客车加速度满足什么条件？
参考答案：
1．B
【详解】A．1N和10N两个力的合力范围为[9N，11N]，10N在两个力的合力范围之内，则三个力的合力可能为零，可能处于平衡状态，故A错误；
B．2N和6N的合力范围为[4N，8N]，10N不在两个力的合力范围之内，则三个力的合力不可能为零，不能处于平衡状态，故B正确；
C．6N和8N的合力范围为[2N，14N]，9N在两个力合力范围之内，则三个力的合力可能为零，物体可能处于平衡状态，故C错误；
D．12N和13N的合力范围为[1N，25N]，15N在两个力合力范围之内，则三个力的合力可能为零，物体可能处于平衡状态，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．飞机起飞时的速度约为是指瞬时速度，选项A错误；
B．子弹从枪口射出时的速度为是指瞬时速度，选项B错误；
C．百米赛跑运动员冲过终点线时的速度为是指瞬时速度，选项C错误；
D．某同学从家里到学校骑自行车的速度约为是指平均速度，选项D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．水珠表面层，分子比较稀疏，故A错误；
BC．水珠表面水分子间的距离r大于平衡时的距离，因此分子间的作用力表现为引力，故B正确，C错误，；
D．水分子在平衡位置时分子势能最小，因此水珠表面水分子势能大于水分子在平衡位置时的势能，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】D．小鸟停在树枝不同的位置，树枝与水平面间的夹角不同，越靠上角度越大，对其进行受力分析，小鸟受重力、支持力、静摩擦力三个力，由于小鸟静止，所受合外力为零，由于支持力和静摩擦力都来源于树枝，故树枝对小鸟的作用力与小鸟所受重力大小相等，方向相反，即小鸟在受到树枝的作用力相同，选项D错误；
AC．设A点树枝与水平面的夹角为，则有
因为小鸟站在A点时倾角更大，则在A点小鸟所受支持力较小，静摩擦力较大，选项A错误，C正确；
B．小鸟对树枝的压力和小鸟受到的支持力是一对反作用力，所以小鸟在A点时对树枝的压力较小，选项B错误。
故选C。
5．C
【详解】若运动员在0-10s内做匀变速直线运动，则平均速度，运动员在0～10s内的位移大于匀加速直线运动到20m/s的位移，所以平均速度大于10m/s．故A错误；在整个过程中，速度都是正值，运动员的速度方向未改变．故B错误；从10s末开始运动员做减速运动，则知10末运动员打开降落伞，故C正确；10～15 s内图线的斜率逐渐减小，则加速度逐渐减小，运动员做加速度逐渐减小的减速运动．故D错误；
6．B
【详解】A.依据氢原子能级公式为，量子数n越大，氢原子能量越大，故A错误；
B.根据=3，可知，大量处于n=3能级的氢原子跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，故B正确；
C.氢原子由n=3能级跃迁到n=2能级，放出光子，能量减少，而核外电子的半径减小，由可知，核外电子的动能增加，系统电势能减小，故C错误；
D.氢原子基态能量为-13.6eV，则n=4能级为E4=-=-0.85eV，因此要使处于n=4能级氢原子电离至少需要吸收能量△E=13.6-0.85=12.75eV，故D错误；
7．D
【详解】AB．工人受到重力、拉力和支持力，如图
根据共点力平衡条件，有
即墙壁对工人的弹力和悬绳对工人的拉力的大小分别为，AB错误；
CD．若工人缓慢下移，增加悬绳的长度，则减小，即和都减小，而与的合力始终与工人的重力平衡，大小不变，故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】A．铰链对轻杆的支持力与滑轮左侧轻绳对球的拉力的合力与小球的重力大小相等、方向相反，初始时有
可得轻绳上的拉力大小为
A错误；
BCD．如图甲所示，设球与轻绳的连接点为A，铰链处为B点，过B点作竖直虚线，虚线与绳的交点设为C，画出力的矢量三角形如图乙所示
根据几何知识可知三角形与力的三角形相似，则有
缓慢放气过程中，减小，不变，增大，则可得增大，增大，滑轮右侧轻绳上的拉力在水平方向的分力一直增大，对整体受力分析可知，地面对斜面的摩擦力始终向左且增大，B正确，CD错误。
故选B。
9．D
【详解】A．重心的位置不仅与物体的形状有关，还与质量的分布有关，故A错误；
B．静止在桌面上的水杯所受的重力与桌面对水杯的支持力是一对平衡力，但它们不等同，力的性质不一样，故B错误；
CD．物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但物体的重力并不等同于地球对物体的吸引力，故D正确C错误。
故选D。
10．BD
【详解】AB．匀速运动阶段，乘客受重力以及扶梯对乘客竖直向上的支持力，没有摩擦力，故A错误，B正确。
CD．加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，扶梯对乘客的作用力指向左上方向；匀速运动阶段，扶梯对乘客的作用力竖直向上，故D正确，C错误。
故选BD。
11．BD
【详解】A．布朗运动是指悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，不是物质分子的无规则运动，A错误；
B．当两个相邻的分子间距离为平衡距离时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，B正确；
C．食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向是不一样的，C错误；
D．由于表面张力的作用，液体要收缩至表面积最小，所以小草上的露珠呈球形，D正确。
故选BD。
12． ②⑧ 刻度尺 0.10 0.25 0.40
【详解】（1）[1]根据实验的步骤，结合实验的原理确定实验所需的器材，知道打点计时器使用的是交流电压，打点计时器可以测量时间，不需要秒表，在该实验中不需要测量小车的质量，不需要天平，所以多余的器材为：天平和秒表。
故选②⑧。
（2）[2]为了得到小车的运动规律，还需要刻度尺来测量计数点之间的距离，用来计算速度和加速度。
（3）[3]因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为
[4]利用匀变速直线运动的推论得
[5]运动的加速度为
13． D A BC/CB
【详解】（1）[1]对O点受力分析可知，在三力作用下满足平衡状态，故三力大小构成三角形，需满足两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，故D项不满足要求，ABC满足要求，故选D；
（2）[2]为了验证力的平行四边形定则，必须做受力分析图，需要明确受力点即标记O点，及力的大小和方向，可以用钩码数量表示力的大小，可以用绳子方向表示力的方向，故选A；
（3）[3]保持结点位置不变，则合力大小不变，为使B弹簧秤示数有较明显的增大，如图所示
可以保持其它不变，增大A的示数同时增加α角或增大A的示数同时增大β角，故BC正确，AD错误，故选BC。
14．（1）（2）
【详解】（1）活塞恰好静止在a处，由平衡得
解得
同理可得活塞恰好静止在b处
解得
（2）由理想气体状态方程
解得
15．（1）20N，方向水平向右；（2）0.25
【详解】（1）设绳的拉力为T，则有
2T=F
物体A水平方向受绳的拉力T和B对A的静摩擦力fA作用，有
所以
方向水平向左，所以A对B的摩擦力大小为20N，方向水平向右
（2）对A、B整体来说，在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力作用，设B与地面之间的动摩擦因数为μ，则有
解得
μ=0.25
16．（1）4s；（2）16m/s；（3）
【详解】（1）由题得
当
时相距最远，即
（2）再由题得
当
时即
，（舍）
货车的速度
（3）根据题意有：当时
由题得
即
解得
所以条件是。
