安徽省示范高中培优联盟2021-2022学年高一上学期物理冬季联赛试卷

试卷更新日期：2022-01-10 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 2021年8月1日，在东京奥运会男子100米半决赛中，苏炳添跑出9秒83，以半决赛第一的成绩闯入决赛并打破亚洲纪录，成为中国首位闯入奥运男子百米决赛的运动员。在此次百米比赛中（）

A、研究苏炳添的起跑技术时，可以将他看成质点 B、苏炳添的百米成绩9秒83，指的是时刻 C、苏炳添起跑时速度为零，加速度也为零 D、苏炳添的平均速度比同组其他运动员平均速度大

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2. 伽利略被誉为“近代物理第一人”，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，一直影响着现代科学研究。伽利略对“落体运动”和“运动和力的关系”做过深入研究，图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（）

A、伽利略通过图（a）中的甲图直接测量速度，得到“速度与时间成正比”的结论，然后合理外推得出小球的竖直下落也是匀变速运动 B、伽利略通过图（a）中的甲图先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使该小球的重力变小 C、图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出：“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”，伽利略并由此提出了牛顿第一定律 D、图（b）的实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据

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3. 目前中国高铁线路的总运营里程数已经是妥妥的全球第一了，乘坐高铁成为很多人的出门首选。某高铁站台，正有一节16节编组的高铁列车出站，看成做匀加速直线运动，每节车厢长度相等。车头经过站台上站立执勤的列车员时速度为 $v_{A}$ ，车尾经过该列车员时速度为 $v_{B}$ ，则第五节车厢的前端经过该列车员时的瞬时速度为（）

A、 $\sqrt{\frac{v_{B}^{2} + 3 v_{A}^{2}}{4}}$ B、 $\sqrt{\frac{3 v_{B}^{2} + v_{A}^{2}}{4}}$ C、 $\frac{v_{B} + 3 v_{A}}{4}$ D、 $\frac{v_{B} + 3 v_{A}}{4}$

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4. 如图所示，一质量为m的木箱，与地面间的动摩擦因数为 $μ$ ，小明同学通过轻绳拉着木箱在水平面内匀速向右运动，则下列说法中正确的是（）

A、木箱运动过程中可能受到三个力的作用 B、仅改变前进的速度，速度越大，拉力F越大 C、木箱运动过程中，地面对木箱的作用力竖直向上 D、拉动木箱至少需要施加的拉力大小为 $\frac{μ m g}{\sqrt{1 + μ^{2}}}$

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5. 如图甲所示，某兴趣小组为测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，把两根弹簧连接起来，测量两弹簧的劲度系数。弹簧2的一端固定在竖直放置的透明有机玻璃管底端，再将单个质量为100g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口放入，每放入一个钢球，待弹簧静止，测出弹簧1上端和弹簧2上端到玻璃管底端的距离 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 。在坐标纸上画出 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 与钢球个数n的关系 $L - n$ 图像，如图乙所示。忽略摩擦，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、弹簧1的原长为50cm B、 $n = 5$ 时，弹簧1和弹簧2的形变量相同 C、弹簧1的劲度系数为50N/m D、弹簧2的劲度系数为 $\frac{50}{3} N / m$

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6. A、B两质点在同一直线上运动，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，已知A质点的 $x - t$ 图像为抛物线的一部分，第8s末图线有交点，B质点的 $x - t$ 图像为直线，则下列说法正确的是（）

A、0~8s内，A，B两质点的平均速度大小相等 B、A质点的加速度大小为 $2.5 m / s^{2}$ C、A质点在经过 $x = 20 m$ 处的瞬时速度大小为5m/s D、 $t = 2 s$ 时，A，B两质点间的距离最大

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二、多选题

7. 如图所示，水平传送带速度 $v_{2}$ 顺时针匀速运动，质量为m的物块连接水平轻质细线，绕过光滑滑轮，下端悬挂一质量为 $m_{0}$ 的物体，某时刻物块以速度 $v_{1}$ 向右运动，物块与传送带间的动摩擦因数为 $μ$ 。则关于物块m所受的摩擦力f，下列说法正确的是（）

A、若 $v_{1} < v_{2}$ ，则 $f = μ m g$ ，方向向左 B、若 $v_{1} > v_{2}$ ，则 $f = μ m g$ ，方向向左 C、若 $v_{1} = v_{2}$ ，且物块m保持匀速运动，则 $f = 0$ D、若 $v_{1} = v_{2}$ ，且物块m保持匀速运动，则 $f = m_{0} g$ ，方向向左

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8. 如图所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁缓缓下降，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间C点（重心处）。在下降过程中可以把人简化为右图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为O点，人的重力G全部集中在C点，O到C点可简化为轻杆，AC为轻绳。已知OC长度不变，下降过程中的某时刻OA长等于OC长，OC与崖壁成60° 夹角，则（）

A、绳子对人的拉力与人对绳子的拉力是一对平衡力 B、在该时刻，绳子对人的拉力大小等于 $G$ C、若保持O点不动，AC间绳子缓慢放长少许，则轻绳AC承受的拉力变大 D、若保持O点不动，AC间绳子缓慢放长少许，则轻杆OC段承受的压力变大

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9. 某学习小组的同学乐于思考、善于分析、勤于总结，在研究连接体平衡问题时，发现了很多有趣的现象。在下列四个图中，两段等长轻质细线将质量均为m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，在外力作用下系统均处于静止状态。下列说法正确的是（）

A、在图甲中，小球B受到水平向右的恒力F₁的作用，则有tanβ=2tanα B、在图乙中，保持θ=30°，作用于小球B的拉力最小值 $F_{2} = \frac{m g}{2}$ C、在图丙中，水平恒力F₃、F₄分别作用于小球A、B，保持小球A在O点正下方，则有F₃=F₄ D、在图丁中，水平恒力F₅、F₆分别作用于小球A、B，保持小球B在O点正下方，则有F₅=3F₆

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10. 如图所示，倾角为 $α$ 的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮1和2挂在C点，滑轮2下悬挂物体b，细线与竖直墙壁之间的夹角为 $θ$ ，系统处于静止状态，点c可以沿墙壁向上或向右移动少许，移动过程中物体a和斜劈均静止，则下列说法正确的是（）

A、点c向上移动， $θ$ 不变，物体b的位置不变 B、点c向右移动， $θ$ 变大，斜劈对物体a的摩擦力变大 C、点c向右移动， $θ$ 变大，地面对斜劈的摩擦力变大 D、点c向右移动， $θ$ 变大，地面对斜劈的支持力不变

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三、实验题

11. 某学习小组利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一竖直木板上固定白纸，白纸上附有角度刻度线。弹簧测力计a和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

(1)、图中弹簧测力计a的示数为N。

(2)、关于实验下列说法正确的是____。（请填写选项前对应的字母）

A、应测量重物Q所受的重力 B、弹簧测力计a、b通过细线对O点作用力的合力就是重物Q的重力 C、连接弹簧测力计a、b以及重物Q的细线不必等长，但三根细线应与木板平行 D、改变拉力，进行多次实验，每次都要使Ｏ点静止在同一位置

(3)、弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，且保持两弹簧测力计间的夹角不变，直到弹簧测力计a方向水平为止，此过程中弹簧测力计a的示数会、弹簧测力计b的示数会。（填“变大”、“不变”、“变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”）

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12. 某实验小组利用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验。小车的加速度可由打点计时器打出的点计算出：

(1)、实验时，某同学没有进行平衡摩擦力这一步骤，他将每组数据在坐标纸上描点、画线得到a-F图象。可能是图乙中的（选填“A”“B”“C”）图线。

(2)、关于本实验，下列说法正确的是____。

A、实验时应先释放小车后接通电源 B、小车质量应远远大于钩码的质量 C、每次改变小车质量时，都应重新平衡摩擦力 D、平衡摩擦力时，应将钩码用细线绕过定滑轮系在小车上

(3)、如图丙为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔T=0.10 s，由该纸带可求得小车的加速度a=m/s^2.（计算结果保留两位有效数字）

(4)、智能手机可以辅助完成很多物理实验，实验小组的同学们又利用手机测量小车的加速度。如图丁所示，同学们在桌边固定一刻度尺，其零刻度正与小车前端对齐。调整手机使其摄像头正对刻度尺，开启视频摄像功能，用手机记录小车在水平桌面上从静止开始释放做匀加速直线的运动情况。然后通过视频回放，得到小车前端在刻度尺上的位置坐标x与运动时间t的数据。
为了减小实验误差，该组同学采用图像法来处理实验数据，他们根据测量的x和t，所绘图像如图戊所示，算出该图线斜率大小为k，则小车运动的加速度大小为。

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四、解答题

13. 如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。某兴趣小组的同学在某次飞行训练中，无人机在地面上从静止开始，匀加速竖直向上起飞， $t = 3 s$ 后无人机出现故障突然失去升力，此时离地面高度为 $h = 15 m$ 。无人机运动过程中所受空气阻力不计，g取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、无人机在第3s末的速度大小v；

(2)、无人机离地面的最大高度H；

(3)、无人机从出现故障到刚坠落地面的时间 $t$ 。

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14. 如图所示，半径为R的光滑小球A放置在竖直墙和半球B之间，半球B半径也为R，两球球心在同一竖直平面内。已知球A和球B质量均为m，B球与水平地面间的动摩擦因数 $μ = \frac{2}{3}$ ，系统处于静止状态。已知此时两球心连线与水平面夹角 $θ = 45 °$ ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

(1)、此时竖直墙壁对A球的弹力大小 $F_{A}$ 和水平地面对B球的弹力大小 $F_{B}$ ；

(2)、若保持系统仍处于静止状态，B球球心离竖直墙壁的最远距离L。

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15. 一汽车以速度 $v_{1}$ 在平直公路上匀速行驶，正前方有一货车以 $v_{2} = 12 m / s$ 的较慢速度匀速前进。因大雾，能见度很低，汽车司机在距货车50 m处才发现前方的货车。于是汽车司机准备刹车，已知从司机发现货车到刹车的反应时间为t₁=1.0 s。从刹车做匀减速直线运动开始，汽车第1 s内的位移为 $d_{1} =$ 24 m，最后1s内的位移为 $d_{2} =$ 4 m。

(1)、刹车做匀减速直线运动运动时，汽车的加速度大小a为多少？汽车匀速行驶的速度v₁为多少？

(2)、通过计算说明两车是否会相撞？如果相撞，求汽车司机发现货车后经过多长时间与货车相撞？如果不会相撞，则两车间最近的距离是多少？

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16. 如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平面上，质量分别为 $m_{A} = 1 k g$ 和 $m_{B} = 2 k g$ 的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与斜面间的动摩擦因数均为 $μ = 0.8$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于斜面向上的力F用于物块B上，使之向上匀速运动。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，试求：

(1)、A、B间摩擦力大小f₁和轻绳对A的拉力大小T；

(2)、B与斜面间的摩擦力大小 $f_{2}$ ；

(3)、力F的大小。

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