河南省郑州市2024-2025学年高一下学期开学联考物理试卷（解析版）

这是一份河南省郑州市2024-2025学年高一下学期开学联考物理试卷（解析版），共15页。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 伽利略让一可看作质点的小铜球从斜面上滑落，小球由静止开始向下运动的距离x总是与所用时间t的二次方成正比，式中的C为常量，改变斜面的倾角和铜球质量m，上式仍然成立。关于常数C，以下说法正确的是（ ）
A. 常数C随增大而增大B. 常数C随m增大而减小
C. 常数C与成正比D. 常数C与m成反比
【答案】A
【解析】AC．由位移时间公式
由牛顿第二定律
联立可得
故常数C随增大而增大，但是不成正比，A正确，C错误；
BD．由上述分析可知，C与质量m无关，B、D错误。
故选A。
2. 某同学在竖直电梯内固定一个弹簧测力计，测力计下面悬挂一个重力为G的重物。在电梯运动过程中，发现弹簧测力计读数为F，下面判断正确的是（ ）
A. 电梯向上运动时B. 电梯向下运动时
C. 电梯加速向上运动时D. 电梯减速向下运动时
【答案】C
【解析】若电梯匀速运动时则有
若电梯加速向上运动或减速向下运动时则有
解得
若电梯减速向上运动或加速向下运动时则有
解得
故选C
3. 如图所示，跨过光滑定滑轮的细绳左端固定在天花板上，中间悬挂一个带有光滑挂钩的重物。外力F拉住绳子的右端，使得重物缓慢上升，在此过程中，拉力F的变化情况是（ ）
A. 拉力F越来越大B. 拉力F越来越小
C. 拉力F先增大后减小D. 拉力F先减小后增大
【答案】A
【解析】在此过程中，重物匀速上升，两段细绳的拉力F的合力等于重物的重力。根据平行四边形定则可知，合力不变，两相等分力的夹角变大，则分力变大，可知拉力F越来越大。
故选A。
4. 如图所示，带有挡光片的小车从倾斜导轨的顶端由静止开始加速下滑，小车滑行一段距离后通过光电门。当挡光片的宽度为时，测得小车通过光电门的平均速度为；换用宽度为的挡光片，在其他条件不变的情况下，仍让小车从倾斜导轨的顶端由静止开始加速下滑，测得挡光片通过光电门的平均速度为。若，且开始运动时挡光片前端到光电门的距离相同，则以下关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为挡光片在倾斜轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，且开始运动时挡光片前端到光电门的距离相同，故宽度不同的挡光片前端到光电门时的速度都相同，设为。
挡光片通过光电门平均速度为挡光片通过光电门过程中的中间时刻的瞬时速度，设挡光片宽度为时通过光电门的时间为，挡光片宽度为时通过光电门的时间为，可得，
由于，故，因此。
故选B。
5. 物体放在粗糙水平面上，给物体施加一个水平向右的拉力F，F大小随时间t的变化关系如图所示，则物体运动的速度v随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意，可知
对物体利用牛顿第二定律有
可得物体的加速度
可知物体做加速度随时间逐渐增大的加速运动，根据图像的斜率表示加速度，可判断知选项C图线符合。
故选C。
6. 列车沿着平直轨道匀减速进站过程中，站在站台上的某旅客打开手机的秒表功能，记录了连续两个相等的时间t内从他身边经过的车厢数目：第一个时间t内有p节车厢从他身边经过，第二个时间t内有q节车厢从他身边经过，且列车在第二个t后速度恰好为零，则p、q之间关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设每节车厢的长度为L，由逆向思维，正方向的匀减速直线运动可以看成反方向的匀加速直线运动，设加速度大小为a
故，
则
7. 用轻弹簧将一小物块竖直吊起，平衡时弹簧的伸长量为。现把该物块放在倾角为的斜面上，如图所示，用原弹簧给小物块施加一个与斜面bc边平行且向右的拉力F，使得小物块在斜面上静止。已知小物块与斜面之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则轻弹簧的最大伸长量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】小物块的最大静摩擦力
当轻弹簧的伸长量达到最大值时，摩擦力也达到最大静摩擦力，此时对小物块进行分析，根据平衡条件有
由于用轻弹簧将一小物块竖直吊起，平衡时弹簧的伸长量为，此时有
解得
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，固定在地面的轻弹簧上端连接一质量为2m的物体A，质量为3m的物体B用跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与A相连，用手托住物体B，让绳子伸直但无拉力，重力加速度为g。时刻突然松手，关于物体A、B的运动情况以及绳子的拉力，下面说法正确的是（ ）
A. 松手后瞬间物体B的加速度大小为
B. 松手后瞬间绳子上的拉力大小为
C. 弹簧恢复原长时物体A的加速度大小为
D. 弹簧恢复原长时绳子上的拉力大小为
【答案】BC
【解析】AB．松手瞬间，弹簧来不及发生形变，弹力不变，设细绳拉力大小为，对A根据牛顿第二定律有
对B，有
联立求得，
故A错误，B正确；
CD．设弹簧恢复原长时，细绳的拉力大小为，对A根据牛顿第二定律有
对B，有
联立求得，
故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，质量均为m的木块A、B用轻弹簧连接放在水平面上，木块A的上方放置一质量为2m的铁块C，木块A、B与地面之间的动摩擦因数均为，铁块C与木块A之间的动摩擦因数为。水平向右的推力F作用在木块A上，使得A、B、C三者一起向右做匀加速直线运动且刚好不相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧弹力与推力F大小之比为
B. 推力F的大小等于木块A所受地面摩擦力大小的2倍
C. 若推力F突然撤去，木块B的加速度立即变为零
D. 若推力F突然撤去，铁块C不会在木块A上滑动
【答案】AB
【解析】A．根据题意A、B、C三者一起向右做匀加速直线运动且刚好不相对滑动，根据牛顿第二定律对整体
对C有
对B有
联立解得，
故
故A正确；
B．木块A所受地面摩擦力大小
故推力F的大小等于木块A所受地面摩擦力大小的2倍，故B正确；
C．若推力F突然撤去，弹簧弹力不变，木块B受力不变，木块B的加速度不变，故C错误；
D．若推力F突然撤去，若铁块C不会在木块A上滑动，所受合力为
则对A、C，根据牛顿第二定律
解得
对铁块C，根据牛顿第二定律得C的最大加速度
解得
故铁块C会在木块A上滑动，故D错误。
10. 如图所示，倾角为37°足够长的传送带在电机带动下以4m/s的速度顺时针匀速转动。时刻一物块以大于4m/s的初速度从底端滑上传送带，时刻物块速度恰与传送带速度相等，重力加速度g取，物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，，，下列说法正确的是（ ）
A. 初速度
B. 物块滑上传送带后经过2s速度减为零
C. 物块在传送带上运动的最远距离为6m
D. 物块从最高点到返回出发点所用时间为
【答案】ABD
【解析】A．刚滑上传送带时，根据牛顿第二定律，得
解得
由于时刻物块速度恰与传送带速度相等，则
解得
故A正确；
B．由于，则物块与传送带共速后继续减速，由牛顿第二定律，得
解得
共速后速度减为零的时间为
所以物块滑上传送带后经过2s速度减为零，故B正确；
C．物块在传送带上运动的最远距离为
故C错误；
D．物块速度减为零后反向向下做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小仍为，则根据
解得
故D正确。
故选ABD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中。实验器材有：有白纸覆盖的木板、钩码、轻弹簧、细绳套2个、弹簧测力计2个。
（1）所给的实验器材中缺少的一种必需的实验器材是________。
（2）如图1所示，木板竖直固定，将轻弹簧的上端固定在木板上，弹簧下端挂上一个标称值为20N的钩码，记录下钩码静止时弹簧下端的位置O。
（3）从弹簧上取下钩码，把两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计A和B共同将弹簧下端拉到（2）中记录的O点位置，如图2所示，记录两个弹簧测力计拉力、的大小和方向；若弹簧测力计A的指针位置如图3所示，则________N。
（4）取下木板上覆盖的白纸，以两弹簧测力计A和B的拉力、为邻边，作出平行四边形，对角线F表示、的合力，因为钩码重力为20N，则关于合力F的大小和方向。以下叙述正确的是________。
A．F的大小一定等于20N，方向一定竖直向下
B．F的大小可能等于20N，方向一定竖直向下
C．F的大小可能大于20N，方向不一定竖直向下
D．F的大小可能小于20N，方向不一定竖直向下
【答案】（1） 直尺##刻度尺 （3）11.40 （4） CD
【解析】（1）实验中需要利用直尺（或刻度尺）来作图，画平行四边形。故所给的实验器材中缺少的一种必需的实验器材是直尺（或刻度尺）。
（3）图中弹簧测力计的最小刻度为0.1N，需要估读一位，所以图中指针所指位置读数为11.40N。
（4）由于实验中不可能消除误差，所以通过作图得到F的大小不可能等于20N，但可能大于或小于20N，且方向不一定竖直向下。
故选CD。
12. 在研究小车的直线运动实验中，装置如图1所示。在调整好装置后，正确操作得到一条点迹清晰的纸带如图2所示，图中1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻计数点之间的距离分别为，相邻计数点之间还有4个计时点没有画出，打点计时器使用的电源频率为f。
（1）相邻计数点之间的时间间隔为______。
（2）打点计时器打下计数点6时小车的瞬时速度大小为______。
（3）若要求合理利用实验数据，小车加速度大小为______。
（4）小车加速运动过程中，会受到阻力的作用。已知砝码连同砝码盘的总质量为m，小车质量为M，重力加速度为g，小车受到的合外力大小为______，小车受到的阻力大小为______（均用m、M、a中的字母表示）。
【答案】（1） （2）
（3） （4） Ma
【解析】
【小问1解析】
相邻计数点之间的时间间隔为
【小问2解析】
打点计时器打下计数点6时小车的瞬时速度大小为
【小问3解析】
小车加速度大小为
【小问4解析】
根据牛顿第二定律，小车受到的合外力大小为
设细线上的拉力大小为，对小车，根据牛顿第二定律得
对砝码及砝码盘，根据牛顿第二定律得
联立得
13. 如图所示，一辆汽车沿着平直公路从A点由静止开始做匀加速直线运动，汽车通过BC段与通过CD段所用时间均为1s，测得B、C之间距离为10m，C、D之间距离为20m，求：
（1）汽车经过B、C两点时的瞬时速度大小之比；
（2）A、B两点之间的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
汽车通过所用时间均为
汽车经过点的速度
根据
可得加速度
汽车经过点的速度为：
所以
【小问2解析】
设之间的距离为，因为汽车在点的初速度为零，所以
解得
14. 如图所示，质量为8.0kg的滑块和质量为4.0kg的铁球通过光滑定滑轮相连，滑块放在水平台面上，与水平台面之间的动摩擦因数为0.25。现给滑块一个与水平方向成53°角的拉力F斜向上拉滑块，铁球向上做匀速运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度g取。求：
（1）拉力F的大小；
（2）若保持拉力F大小不变，把拉力F变为水平方向，滑块、铁球一起加速运动的加速度大小是多少。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设滑块质量为，铁球质量为，斜向上拉滑块时，系统受力平衡，水平方向
竖直方向
摩擦力
解得
【小问2解析】
水平拉滑块时，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，质量为2kg足够长的平板小车在光滑水平地面上以7m/s的速度匀速向右运动。某时刻把一个1kg的滑块轻放在小车右端，与此同时给滑块施加一个水平向右大小为8N的推力。已知滑块与小车上表面之间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。求：
（1）运动过程中小车速度的最小值；
（2）滑块放小车右端后，经过多长时间从小车上掉下（结果可用根式表示）。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
设小车的加速度大小为，由牛顿第二定律
解得，方向向左
设滑块的加速度大小为，由牛顿第二定律
解得，方向向右
小车，滑块未共速之前，小车做匀减速运动，滑块做匀加速运动，则小车，滑块共速时，小车的速度最小，有
解得，
即运动过程中，小车的最小速度是。
【小问2解析】
从开始计时到小车，滑块共速，小车的位移大小
滑块的位移大小
滑块相对小车向左运动的距离
小车，滑块共速之后无法相对静止，各自做变速运动，设滑块的加速度大小为，对滑块有
解得，方向向右
小车的加速度大小为，方向向右
滑块相对小车向右运动，当相对位移大小为时，滑块刚好要从小车的右端掉下，则有
解得
所以