2024年苏教版高一上学期物理试卷及解答参考

2024年苏教版物理高一上学期自测试卷及解答参考一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在下列物理量中，属于标量的是（）A、速度B、位移C、力D、时间答案：D解析：在物理学中，标量是只有大小没有方向的物理量。速度、位移和力都是矢量，它们不仅有大小还有方向。而时间是标量，只有大小没有方向。因此，正确答案是D、时间。2、一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A、物体的速度一定为零B、物体的加速度一定为零C、物体的合力一定为零D、物体的动能一定不变答案：BCD解析：A选项错误，因为匀速直线运动意味着物体速度不为零；B选项正确，因为匀速运动意味着物体的加速度为零；C选项正确，因为在匀速直线运动中，物体受到的合力为零（根据牛顿第一定律）；D选项正确，因为动能与速度的平方成正比，匀速运动中速度不变，动能也不变。因此，正确答案是BCD。3、一个物体沿直线运动，在前一半路程中的平均速度为v1，后一半路程中的平均速度为v2，如果v1A.5B.4.8C.4.5D.5.2答案:B.4.8解析:整个过程的平均速度计算公式为总路程除以总时间。设总路程为2s，则前半段路程的时间t1=sv1，后半段路程的时间t24、在光滑水平面上，两个质量分别为m1和m2的小球以相同的速度v0A.v1′B.v1′C.v1′D.v1′答案:A.v1′解析:在完全弹性碰撞的情况下，动量守恒定律和动能守恒定律同时适用。根据动量守恒定律，m1v0+m2−接下来，我们将通过具体计算来验证上述答案。第3题的计算结果确认了整个过程的平均速度为4.8m/s，因此正确答案是B.4.8现在我们继续计算第4题中碰撞后的速度：看来在计算过程中遇到了定义错误，我需要使用正确的库来进行符号计算。让我们重新进行碰撞后速度的计算，并确保使用正确的函数来定义等式。对于第4题的碰撞后速度计算结果给出了两组解：−13,43和1,−1。然而根据题目的条件（完全弹性碰撞以及给定的质量关系），有效的解应该是−5、一个物体在水平面上受到一个水平推力F作用，同时受到一个与推力方向相反的摩擦力f。如果物体保持静止状态，那么以下哪个说法是正确的？A、推力F必须大于摩擦力fB、推力F必须小于摩擦力fC、推力F必须等于摩擦力fD、推力F和摩擦力f的大小关系无法确定答案：C解析：当物体保持静止状态时，根据牛顿第一定律（惯性定律），物体所受的合力为零。因此，推力F和摩擦力f必须大小相等且方向相反，以保持物体的静止状态。所以正确答案是C。6、在自由落体运动中，一个物体从静止开始下落，不考虑空气阻力。以下哪个说法是正确的？A、物体的速度随时间线性增加B、物体的速度随时间指数增加C、物体的加速度随时间减小D、物体的加速度随时间保持不变答案：D解析：在自由落体运动中，不考虑空气阻力，物体只受重力作用，重力加速度g是一个常数（大约为9.8m/s²）。根据牛顿第二定律，物体的加速度a等于作用力F除以质量m，即a=F/m。在自由落体中，作用力F就是重力mg，所以加速度a=g，是一个常数。因此，物体的速度随时间均匀增加，而不是线性增加或指数增加，且加速度随时间保持不变。所以正确答案是D。7、一个物体从静止开始做匀加速直线运动，在第一个2秒内通过的距离是8米，则物体的加速度是多少？A.1m/s²B.2m/s²C.3m/s²D.4m/s²答案：D解析：根据匀加速直线运动的位移公式s=ut+12at2，其中u是初速度，t是时间，a是加速度，s我们来计算加速度a。通过计算得出，物体的加速度是4 m/s二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于力学的说法正确的是：A、牛顿第一定律表明物体在不受力或受平衡力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。B、加速度是速度变化率的物理量，速度变化快，加速度一定大。C、做功的多少与作用力的大小、作用力的方向以及物体在力的方向上通过的距离有关。D、摩擦力总是阻碍物体的相对运动，与物体的运动方向相反。E、机械能守恒定律适用于所有物体在任何情况下。答案：A、C解析：A选项正确，牛顿第一定律即惯性定律，描述了物体在不受外力或受平衡力作用时的运动状态。B选项错误，加速度是速度变化率，但速度变化快并不一定意味着加速度大，还需要考虑时间的因素。C选项正确，功的计算公式是W=F*s*cosθ，其中F是力的大小，s是物体在力的方向上通过的距离，cosθ是力和位移方向的夹角的余弦值。D选项错误，摩擦力可以与物体的运动方向相同，也可以相反，取决于摩擦力的类型（静摩擦力或动摩擦力）和物体的运动状态。E选项错误，机械能守恒定律只在只有保守力做功的情况下才成立，例如只有重力和弹力做功的系统。在非保守力（如摩擦力、空气阻力等）做功的情况下，机械能不守恒。2、关于光的传播和折射现象，下列说法正确的是：A、光在真空中传播速度最快，为3×10^8m/s。B、光从空气进入水中时，由于水的折射率大于空气的折射率，光线会向法线弯曲。C、全反射现象只会发生在光从光密介质射向光疏介质的情况下。D、光的折射率与光的频率无关。E、光在通过不同介质时，会发生折射和反射。答案：A、B、C、E解析：A选项正确，光在真空中的传播速度是已知的物理常数，约为3×10^8m/s。B选项正确，当光从折射率较小的介质（如空气）进入折射率较大的介质（如水）时，光线会向法线弯曲。C选项正确，全反射现象是光从光密介质射向光疏介质，并且入射角大于临界角时才会发生。D选项错误，光的折射率实际上与光的频率有关，不同频率的光在同一介质中的折射率不同。E选项正确，光在通过不同介质时，确实会发生折射和反射现象。3、关于匀变速直线运动，下列说法正确的是：A.加速度的方向一定与初速度方向相同。B.加速度的方向可能与速度方向相反。C.物体的速度保持不变。D.加速度的大小随时间变化。E.在任意相等的时间内，位移变化量相等。答案:B,E解析:匀变速直线运动指的是物体沿直线运动时加速度保持恒定的情况。选项分析如下：A项错误，因为加速度的方向可以与初速度方向相同（加速），也可以相反（减速）。B项正确，当物体减速时，加速度的方向确实与速度方向相反。C项错误，匀变速直线运动意味着物体的速度在不断改变，不是保持不变。D项错误，匀变速直线运动的定义就是加速度不变。E项正确，在匀变速直线运动中，根据运动学方程，在任意相等的时间间隔内，位移的变化量是相等的（考虑到加速度恒定的情况下）。因此，正确的选项是B和E。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题一、实验探究题（1）某同学为了探究“重力与质量的关系”，进行了一系列实验。请根据以下实验步骤和现象，回答下列问题：①实验步骤：用天平分别称出质量为m1、m2的物体A和B，将它们分别挂在弹簧测力计下，测出对应的重力G1和G2。②实验现象：在实验过程中，测力计的示数随物体质量的增大而增大。请回答以下问题：A.分析实验现象，说明重力与质量的关系。B.如果在实验中，测力计的示数随物体质量的增大而减小，请分析可能的原因。答案：A.实验现象表明，重力与质量成正比。即重力G与质量m之间的关系可以表示为G=km，其中k为比例常数。B.如果测力计的示数随物体质量的增大而减小，可能的原因有以下几种：1.测力计本身存在误差，导致测量值偏小；2.实验过程中存在空气阻力，使测力计示数减小；3.弹簧测力计的弹性极限被超过，导致测力计示数减小；4.实验中物体A和B的质量测量值有误，导致测力计示数减小。解析：A.通过实验现象，我们可以得出重力与质量成正比的结论。这是因为重力是由于地球对物体的吸引力产生的，而地球对物体的吸引力与物体的质量成正比。所以，重力G与质量m之间的关系可以表示为G=km，其中k为比例常数。B.实验中测力计的示数随物体质量的增大而减小，可能的原因有多种。首先，可能是测力计本身存在误差，导致测量值偏小。其次，实验过程中可能存在空气阻力，使测力计示数减小。此外，弹簧测力计的弹性极限被超过，也可能导致测力计示数减小。最后，实验中物体A和B的质量测量值有误，也可能导致测力计示数减小。因此，在实验过程中，要注意排除这些因素的影响，以保证实验结果的准确性。第二题题目：一质量为m的物体，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，加速度为a。物体运动过程中受到的摩擦力为f，且f=ma/2。经过时间t后，物体运动到了距离原点s的位置。求：（1）物体在时间t内的位移s；（2）物体在时间t内的速度v；（3）物体运动过程中克服摩擦力所做的功W。答案：（1）物体在时间t内的位移s=at²/2；（2）物体在时间t内的速度v=at；（3）物体运动过程中克服摩擦力所做的功W=f*s=(ma/2)*(at²/2)=(1/4)*m*a²*t²。解析：（1）根据运动学公式，物体在时间t内的位移s可以表示为：s=ut+(1/2)*a*t²，由于物体从静止开始运动，所以初速度u=0，代入公式得：s=(1/2)*a*t²。（2）根据运动学公式，物体在时间t内的速度v可以表示为：v=u+a*t，由于物体从静止开始运动，所以初速度u=0，代入公式得：v=a*t。（3）物体运动过程中克服摩擦力所做的功W可以表示为：W=F*s，其中F为摩擦力，s为位移。根据题意，摩擦力f=ma/2，代入公式得：W=(ma/2)*s。将s的表达式代入W的公式中，得：W=(ma/2)*(at²/2)=(1/4)*m*a²*t²。第三题题目：一物体做匀速圆周运动，半径为R，速度为v。现要使物体在相同时间内通过更大的弧长，请设计两种不同的方案，并分析其对物体运动的影响。方案一：1.保持速度v不变，增加半径R。2.保持半径R不变，增加速度v。方案二：1.保持速度v不变，增加圆周运动的角速度ω。2.保持半径R不变，增加线速度v。问题：1.分析两种方案中，物体运动轨迹的变化。2.对比两种方案，哪种方案能使物体在相同时间内通过更大的弧长？为什么？答案：1.方案一分析：保持速度v不变，增加半径R，物体运动的轨迹将变长，但周长增加，因此物体在相同时间内通过的弧长会增加。保持半径R不变，增加速度v，物体运动的轨迹周长不变，但线速度增加，因此物体在相同时间内通过的弧长也会增加。方案二分析：保持速度v不变，增加角速度ω，根据公式v=ωR，半径R不变，角速度ω增加，线速度v也会增加，从而物体在相同时间内通过的弧长会增加。保持半径R不变，增加线速度v，根据公式v=ωR，半径R不变，线速度v增加，角速度ω也会增加，因此物体在相同时间内通过的弧长会增加。2.对比两种方案：方案一和方案二都能使物体在相同时间内通过更大的弧长，但方案二通过改变角速度或线速度来增加弧长，而方案一通过改变半径或线速度来实现。结论：两种方案都能使物体在相同时间内通过更大的弧长，但方案二更为灵活，因为它可以通过改变角速度或线速度来实现，而不受半径的限制。解析：本题考查了匀速圆周运动的基本概念，包括半径、速度、角速度之间的关系。通过分析不同方案对运动轨迹和弧长的影响，可以加深对匀速圆周运动规律的理解。方案一和方案二都能达到增加弧长的目的，但方案二在理论上的适用范围更广，因为它不受半径的限制。第四题题目：一个物体在水平面上受到三个力的作用，分别为F1=10N，F2=15N，F3=20N。这三个力的方向分别为北、东和南。求：（1）物体所受合力的最大值和最小值。（2）当物体处于平衡状态时，F2和F3的合力与F1的关系。答案：（1）合力的最大值为35N，最小值为5N。（2）当物体处于平衡状态时，F2和F3的合力与F1的大小相等，方向相反。解析：（1）由于F1、F2、F3的方向分别为北、东和南，可以得出F1和F2的合力方向为东北方向，F2和F3的合力方向为西南方向。因此，合力的最大值发生在F1、F2、F3同向时，即35N（10N+15N+20N）。合力的最小值发生在F1、F2、F3两两相互抵消时，即5N（20N-15N-10N）。（2）当物体处于平衡状态时，合外力为零。因此，F2和F3的合力与F1必须大小相等，方向相反。即F2和F3的合力大小为10N，方向为南。第五题题目：一个物体在水平面上做匀速直线运动，已知物体的质量为m，受到的合外力为F。现对物体进行如下实验：（1）将物体放置在粗糙的水平面上，物体受到的摩擦力为f1；（2）将物体放置在光滑的水平面上，物体受到的摩擦力为f2。请根据以上信息，回答以下问题：1.比较f1和f2的大小关系；2.若将物体放置在倾角为θ的斜面上，物体受到的摩擦力为f3，请分析f3与f1、f2的关系。答案：1.f1>f2解析：由于物体在水平面上做匀速直线运动，根据牛顿第一定律，物体受到的合外力为零。在粗糙水平面上，物体受到的摩擦力f1与合外力F相等，即f1=F；在光滑水平面上，物体不受摩擦力，即f2=0。因此，f1>f2。2.f3与f1、f2的关系如下：（1）若倾角θ大于摩擦角φ（即tanφ<tanθ），则f3>f1；解析：当倾角θ大于摩擦角φ时，物体在斜面上受到的重力分解为垂直斜面和沿斜面向下的分力，其中沿斜面向下的分力为mgsinθ。当这个分力大于摩擦力f1时，物体将开始沿斜面向下滑动。由于物体在光滑水平面上不受摩擦力，所以f2=0。因此，在斜面上，摩擦力f3需要克服沿斜面向下的分力mgsinθ，所以f3>f1。（2）若倾角θ小于摩擦角φ（即tanφ>tan