河南省实验中学2023—2024学年上期期中试卷
高一物理
（时间：75分钟，满分：100分）
一、选择题（本题共11小题，共48分，其中1—7题为单选题，每小题4分，共28分；8—11为多选题，每小题5分，共20分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（）
A. 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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B. 根据速度定义式v=，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D. 定义加速度a=用到比值法，加速度与Δv和Δt无关
2. 宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（）
A. t=1s时急动度是1m/s3
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大反向
C. 2～4s内的质点做减速运动
D. 0～6s内质点速度方向不变
3. 一字马挑战赛爆红网络，如图为一女士在走廊里用腿支撑墙，使自己静止于两墙之间的一字马表演。下列说法正确的是（）
A. 人总共受到3个力作用
B. 人蹬墙壁的弹力越大，墙壁对人的摩擦力也越大
C. 墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力大小
D. 若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力也变大
4. 如图所示的装置中，小球的重力均相同，大小为10N，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，已知丙图中的弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），下列说法正确的是（）
A. F1=F2
C. 丙图中弹簧的劲度系数k=2N/cm
D. 丙图中弹簧的劲度系数k=4N/cm
5. 某人在离地某高处以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间不可能是（不计空气阻力，g取10m/s2）（）
A. 1s B. 2s C. 3s D. s
6. 如图所示，重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是2l，A、B间的绳子长度是l。将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直，同时O、A间和A、B间的两段轻绳分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为（）
A. B.
C. G D.
7. 一物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，物块运动的位移为x，运动时间为t，绘制的图像如图所示，则物块在前3 s内的位移为（）
A. 25 m B. 24 m C. 20 m D. 15 m
8. 固定在水平面上的光滑半球的半径为R，在球心O的正上方C点固定一个光滑小定滑轮，细线的一端拴接一小球，另一端绕过定滑轮，现用力FT将小球从如图所示位置的点缓慢地拉至B点，在小球到达B点前的过程中，小球对半球的压力FN，细线的拉力FT大小变化情况是（）
A. FN不变 B. FN变小 C. FT变小 D. FT变大
9. 如图所示，在保证安全的前提下，两位同学在教学楼上做自由落体实验，甲同学在四楼先将小球A释放，当下落距离为h时，乙同学在三楼将小球B释放，小球B释放时间t后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）
A. 甲同学释放点离地高度为
B. 甲同学释放点离地高度为
C. 若两位同学均各上一层楼重做以上实验，两小球仍能同时落地
D. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验，小球B先落地
10. 如图所示，在水平地面的木板上安装有竖直杆，在杆上A、B两点间安装长为2d的轻绳，两竖直杆间距为d，A、B两点间的高度差为，现有带光滑钩子、质量为m的物体钩住轻绳且处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（）
A. 开始平衡时轻绳张力大小为mg
B. 开始平衡时轻绳的张力大小为mg
C. 若将绳子的A端沿竖直杆上移，绳子拉力不变
D. 若将左侧杆水平左移少许，绳子拉力不变
11. 如图所示，质量均为m的个相同匀质光滑圆柱体依次搁置在倾角为的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是（）
A. 挡板对圆柱体1的弹力大小为
B. 圆柱体1对斜面压力大小为
C. 圆柱体2对圆柱体1的压力大小为
D. 若将挡板绕下端点顺时针缓慢转动，则该过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分，把答案写在答题卡上相应的位置。）
12. 某同学利用如图甲所示装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将三根轻绳打一个结点，然后让其中的两根分别跨过A、B两个滑轮，在三根轻绳的另一端分别挂上不同数量的钩码（每个钩码的质量相等），当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力和的大小，请回答下列问题：
（1）除了读出绳子拉力的大小外，还要必须完成的操作是_________：
A．用天平测出钩码的质量
B．用量角器量出三段绳子之间的夹角
C．量出三段绳子的长度
D．标记结点的位置，并记录三段绳子的方向
（2）做图时，你认图中_________（选填“乙”或“丙”）符合实验事实：
（3）改变钩码个数，下列组合能完成实验的是_______：
A．钩码的个数
B．钩码的个数
C．钩码的个数
D．钩码的个数
13. 在暗室中用图装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率时，看到一串仿佛固定不动的水滴。
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。
④采集数据进行处理。
（1）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图，根据数据可算出第8个水滴此时的速度v8=_________m/s，测得当地重力加速度g=_______m/s2；（结果均保留三位有效数字）
（2）该实验存在系统误差可能有（答出一条即可）：___________________________________。
三、计算题（本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
14. 某一做直线运动的物体的图像如图所示，根据图像求：
(1)物体距出发点的最远距离；
(2)前4s内物体的位移；
(3)前4s内物体通过的路程。
15. 如图所示，一质量为6kg的物块，置于水平地面上，物块与地面的动摩擦因数为然后用两根绳分别系在物块的A点和B点，A绳水平，B绳与水平面成37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．求：
（1）逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？
（2）将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？
16. 一辆值勤的警车停在公路边，当交警发现从他旁边以v1=36km/h的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定立即前去追赶，经过t0=5.5s后警车发动起来，并以a=2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度不能超过vm=90km/h。问：
（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少
（2）警车发动后最快要多长时间才能追上货车
1河南省实验中学2023—2024学年上期期中试卷
高一物理答案
（时间：75分钟，满分：100分）
一、选择题（本题共11小题，共48分，其中1—7题为单选题，每小题4分，共28分；8—11为多选题，每小题5分，共20分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（）
A. 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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B. 根据速度定义式v=，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D. 定义加速度a=用到比值法，加速度与Δv和Δt无关
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．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，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，A正确；
B．根据速度定义式v=，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，B正确；
C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，C错误；
D．定义加速度a=用到比值法，加速度与Δv和Δt无关，D正确。
本题选不正确项，故选C。
2. 宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（）
A. t=1s时急动度是1m/s3
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度等大反向
C. 2～4s内的质点做减速运动
D. 0～6s内质点速度方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知急动度是指加速度变化的快慢，由图像可知斜率表示急动度，t =1s时急动度是
故A错误；
B．t=3s时和t=5s时图线的斜率相同，所以急动度相同，故B错误；
C．前4s质点加速度一直为正，而质点的初速度又为零，故前4s内速度方向一直为正，2-4s内的质点做加速度减小的加速运动，故C错误；
D．根据a-t图像与时间轴围成的面积表示速度改变量可知， 6 s内质点的速度一直大于零，质点一直朝同一方向运动，故D正确。
故选D。
3. 一字马挑战赛爆红网络，如图为一女士在走廊里用腿支撑墙，使自己静止于两墙之间的一字马表演。下列说法正确的是（）
A. 人总共受到3个力作用
B. 人蹬墙壁的弹力越大，墙壁对人的摩擦力也越大
C. 墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力大小
D. 若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力也变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．人受到重力、左右两边墙壁对人的弹力和摩擦力，总共受到5个力作用，选项A错误；
BC．由平衡可知，两边墙壁对人的摩擦力大小等于人的重力，则当人蹬墙壁的弹力越大时，墙壁对人的摩擦力不变，选项B错误，C正确；
D．若换一双鞋底更粗糙的运动鞋，墙壁对人的摩擦力大小仍等于人的重力，不变，选项D错误。
故选C。
4. 如图所示的装置中，小球的重力均相同，大小为10N，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，已知丙图中的弹簧平衡时伸长了5cm（在弹性限度内），下列说法正确的是（）
A. F1=F2
C. 丙图中弹簧的劲度系数k=2N/cm
D. 丙图中弹簧的劲度系数k=4N/cm
【答案】C
【解析】
【详解】图甲中，以下方小球为对象，根据受力平衡可得
图乙中，以小球为对象，根据受力平衡可得
则有
图丙中，以其中一小球为对象，根据受力平衡可得
则有
可得
已知丙图中的弹簧平衡时伸长了5cm，则丙图中弹簧的劲度系数
故选C。
5. 某人在离地某高处以20m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点15m处时，所经历的时间不可能是（不计空气阻力，g取10m/s2）（）
A. 1s B. 2s C. 3s D. s
【答案】B
【解析】
【详解】根据运动学公式可得
若石块运动到离抛出点上方15m处，则有
解得
或
若石块运动到离抛出点下方15m处，则有
解得
或（舍去）
故选B。
6. 如图所示，重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上，O、B间的绳子长度是2l，A、B间的绳子长度是l。将一个拉力F作用到小球B上，使三段轻绳都伸直，同时O、A间和A、B间的两段轻绳分别处于竖直和水平方向上，则拉力F的最小值为（）
A. B.
C. G D.
【答案】A
【解析】
【详解】对小球A受力分析可知，因O、A间轻绳竖直，则A、B间轻绳上的拉力为0。对小球B受力分析如图所示
则可知当F与O、B间轻绳垂直时F最小
Fmin=Gsinθ
其中
则
故选A。
7. 一物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，物块运动的位移为x，运动时间为t，绘制的图像如图所示，则物块在前3 s内的位移为（）
A. 25 m B. 24 m C. 20 m D. 15 m
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，则位移为
整理得
由图像知
所以物体减为零的时间为
物块在前3 s内的位移为
故选A。
8. 固定在水平面上的光滑半球的半径为R，在球心O的正上方C点固定一个光滑小定滑轮，细线的一端拴接一小球，另一端绕过定滑轮，现用力FT将小球从如图所示位置的点缓慢地拉至B点，在小球到达B点前的过程中，小球对半球的压力FN，细线的拉力FT大小变化情况是（）
A. FN不变 B. FN变小 C. FT变小 D. FT变大
【答案】AC
【解析】
【详解】在小球被拉升的过程中对小球进行受力分析，小球受重力、半球面对小球的弹力和细线对小球的拉力，小球在三个力作用下缓慢滑向半球顶点，可视为小球在运动过程中受力平衡；小球的受力如图所示
根据相似三角形可得
由于小球在上拉的过程中，CO和AO的长度不变，AC长度减小，而小球的重力保持不变，则不变，减小；根据牛顿第三定律可知，小球对半球的压力大小不变。
故选AC。
9. 如图所示，在保证安全的前提下，两位同学在教学楼上做自由落体实验，甲同学在四楼先将小球A释放，当下落距离为h时，乙同学在三楼将小球B释放，小球B释放时间t后，两球恰好同时落地，小球A、B不在同一条竖直线上，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）
A. 甲同学释放点离地高度为
B. 甲同学释放点离地高度为
C. 若两位同学均各上一层楼重做以上实验，两小球仍能同时落地
D. 若两位同学均各下一层楼重做以上实验，小球B先落地
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设小球A下落h时，速度为v，则
小球又经时间t落体，位移为
甲同学释放点离地高度为
A错误，B正确；
CD．两位同学因为释放的时间不同，第一次落地时的速度不同，A球运动时间长，落体速度大，所以若两位同学均各上一层楼重做以上实验，再经过相同的位移，速度大时间短，所以A球先落体，CD均错误。
故选B。
10. 如图所示，在水平地面的木板上安装有竖直杆，在杆上A、B两点间安装长为2d的轻绳，两竖直杆间距为d，A、B两点间的高度差为，现有带光滑钩子、质量为m的物体钩住轻绳且处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（）
A. 开始平衡时轻绳的张力大小为mg
B. 开始平衡时轻绳的张力大小为mg
C. 若将绳子的A端沿竖直杆上移，绳子拉力不变
D. 若将左侧杆水平左移少许，绳子拉力不变
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．如图
设绳上的张力为T，根据平衡条件有
得出
根据几何关系
得出
A错误，B正确；
CD．根据几何关系
可得
若将绳子的A端沿竖直杆上移，d和均不变，则不变，T不变，若将左侧杆水平左移少许，则d增大，增大，减小，T增大。
C正确，D错误。
故选BC。
11. 如图所示，质量均为m的个相同匀质光滑圆柱体依次搁置在倾角为的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态。则下列说法中正确的是（）
A. 挡板对圆柱体1的弹力大小为
B. 圆柱体1对斜面的压力大小为
C. 圆柱体2对圆柱体1的压力大小为
D. 若将挡板绕下端点顺时针缓慢转动，则该过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减小
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．对n(n>3)个相同匀质圆柱体整体受力分析，由平衡条件得对圆柱体1的弹力大小，
故A错误；
B．对圆柱体1受力分析，在垂直斜面的方向上，由平衡条件可得
C．对除了圆柱体1外的圆柱体整体的受力分析，由平衡条件可得，圆柱体1对圆柱体2的支持力大小为
由牛顿第三定律可知，圆柱体2对圆柱体1的压力大小为，故C正确；
D．若将挡板绕下端点缓慢顺时针转动30°，斜面对除了圆柱体1外的圆柱体的支持力这是不变的，故D错误。
故选BC。
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分，把答案写在答题卡上相应的位置。）
12. 某同学利用如图甲所示的装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将三根轻绳打一个结点，然后让其中的两根分别跨过A、B两个滑轮，在三根轻绳的另一端分别挂上不同数量的钩码（每个钩码的质量相等），当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力和的大小，请回答下列问题：
（1）除了读出绳子拉力的大小外，还要必须完成的操作是_________：
A．用天平测出钩码的质量
B．用量角器量出三段绳子之间的夹角
C．量出三段绳子的长度
D．标记结点的位置，并记录三段绳子的方向
（2）做图时，你认为图中_________（选填“乙”或“丙”）符合实验事实：
（3）改变钩码个数，下列组合能完成实验的是_______：
A．钩码的个数
B．钩码的个数
C．钩码的个数
D．钩码的个数
【答案】 ①. D ②. 乙 ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要做出力的方向并读出力的大小，最后做出力的图示，因此要做好记录，是从力的三要素角度出发，标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向。
故选D。
（2）[2]以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的合力理论值要与实际值有一定偏差，故乙图符合实际，丙图不符合实际。
（3）[3]由于每个钩码的质量相等，可将钩码个数等效于力的大小，为了使O点受力平衡，、、必须构成闭合矢量三角形，且方向竖直向下，如图所示
由于，，则有
A．钩码的个数N1=N2=1，N3=3，不可以构成力的三角形，则结点不能处于平衡，A错误；
B．钩码的个数N1=2，N2=4，N3=3，可以构成力的三角形，则结点能处于平衡，B错误；
C．钩码的个数N1=N2=N3=4，可以构成力的三角形，则结点能处于平衡，C正确；
D．钩码的个数N1=6，N2=3，N3=1，不可以构成力的三角形，则结点不能处于平衡，D错误。
故选C。
13. 在暗室中用图装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率时，看到一串仿佛固定不动的水滴。
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。
④采集数据进行处理。
（1）实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图，根据数据可算出第8个水滴此时的速度v8=_________m/s，测得当地重力加速度g=_______m/s2；（结果均保留三位有效数字）
（2）该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：___________________________________。
【答案】 ①. 2.28 ②. 9.72 ③. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz，可知闪光周期为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程平均速度，则有
[2]根据逐差法可得，当地重力加速度为
（2）[3]该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力会对水滴的运动产生影响，水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响。
三、计算题（本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
14. 某一做直线运动的物体的图像如图所示，根据图像求：
(1)物体距出发点的最远距离；
(2)前4s内物体的位移；
(3)前4s内物体通过的路程。
【答案】（1）4 m；（2）－2 m；（3）10 m
【解析】
【详解】（1）物体距出发点最远的距离
（2）前4 s内物体的位移
（3）前4 s内物体通过的路程
15. 如图所示，一质量为6kg的物块，置于水平地面上，物块与地面的动摩擦因数为然后用两根绳分别系在物块的A点和B点，A绳水平，B绳与水平面成37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．求：
（1）逐渐增大B绳的拉力，直到物块对地面的压力恰好为零，则此时A绳和B绳的拉力分别是多大？
（2）将A绳剪断，为了使物块沿水平面做匀速直线运动，在不改变B绳方向的情况下，B绳的拉力应为多大？
【答案】（1）100N（2）20N
【解析】
【详解】（1）当物块对地面的压力恰好为零时，如图1所示，根据平衡条件得：
TBcos37°=TA
TBsin37 =mg
解得：
TA=80N
TB=100N
（2）将A绳剪断，如图2所示，为了使物块沿水平面做匀速直线运动
则有：
Fcos37°=f
Fsin37 + FN= mg
f=μFN
联立解得：
F=20N
16. 一辆值勤的警车停在公路边，当交警发现从他旁边以v1=36km/h的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定立即前去追赶，经过t0=5.5s后警车发动起来，并以a=2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度不能超过vm=90km/h。问：
（1）警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少
（2）警车发动后最快要多长时间才能追上货车
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)货车的速度为
警车所不能超过的速度为
警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们间的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等。则
所以两车间的最大距离
(2)当警车刚达到最大速度时，运动时间
因
故此时警车尚未赶上货车，且此时两车距离
警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过时间追赶上货车，则
所以警车发动后追上货车的时间为
1
