内容正文:
高2023级物理期中考试
物理试卷
一、单项选择题:(每小题4分,共28分。)
1. 智能手机装载的众多App正改变着我们的生活。某导航App的截图如图所示,提供了三种导航建议,根据图中所给信息,以下说法正确的是( )
A. 图中“预计11:48到达”指的是时间间隔
B. “少等灯”路线的位移小于“推荐”路线的位移
C. 研究汽车在本次行程中的轨迹,可将其视为质点
D. 若选择“车友推荐”路线,可由“41分钟、37公里”计算出行的平均速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中“预计11:48到达”指的是时刻,故A错误;
B.位移是由初始位置指向末位置的有向线段,所以“少等灯”路线的位移等于“推荐”路线的位移,故B错误;
C.研究汽车在本次行程中的运动轨迹,可以将其视为质点,故C正确;
D.根据“41分钟、37公里”可计算出行的平均速率,故D错误。
故选C。
2. 汽车在路面上以12m/s的速度行驶,突遇紧急情况紧急刹车,若汽车刹车后以4m/s2做匀减速直线运动,则5s后汽车的位移是( )
A. 10m B. 14m C. 13m D. 18m
【答案】D
【解析】
【详解】汽车的刹车总时间为
5s后汽车的位移等于刹车位移,即
故选D。
3. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力一定是阻力
B. 摩擦力的方向与物体运动方向相反
C. 摩擦力的大小与压力成正比
D. 摩擦力的方向与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.摩擦力的方向与运动方向可以相同、相反,故可以是动力,也可能是阻力,故A错误;
BD.摩擦力的方向与物体的相对运动方向(相对运动趋势方向)相反,与运动方向可以相同、相反、不共线,故B错误,D正确;
C.滑动摩擦力的大小一定与压力成正比,静摩擦力的大小与压力不成正比,故C错误。
故选D。
4. 有A、B两个物体叠放在水平面上,B上表面水平,用水平力F拉物体B,没有拉动,如图。B受到的力的个数是( )
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由于没有拉动,则AB处于静止,对A分析可知,A与B间无摩擦力作用,B受到重力、拉力、A的压力、地面的摩擦力、地面的支持力5个力的作用。
故选C。
5. 如图所示滑块A和B叠放在传送带上,B被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( )
A. A受到的静摩擦力水平向右 B. 增大传送带的速度,绳拉力变大
C. B受到的拉力和受到的摩擦力相同 D. 增大A的质量,B受到的摩擦力增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.若A受摩擦力则不能平衡,故A都不受摩擦力,A错误;
B.AB始终处于平衡状态,B受到的拉力和受到的摩擦力合力为0,摩擦力只与动摩擦因数和正压力有关,故无论传送带的速度是多少,绳拉力都不变,B错误;
C.B受到的拉力和受到的摩擦力大小相等方向相反,C错误;
D.滑动摩擦力与相对速度无关,只与动摩擦因数(粗糙程度)和正压力有关,增大A的质量,压力增大,B受到的摩擦力增大,D正确;
故选D。
6. 用斧头劈木柴的劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,当在劈背加一个力F时的受力示意图如图所示,若不计斧头的重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据对称性,两个分力、大小相等,这样,以、为邻边的平行四边形就是一个菱形,因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以根据三角形相似
解得
故选A。
7. 如图所示,一质量为m的滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上,物块与斜面间动摩擦因数,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与斜面垂直,则下列说法中正确的是( )
A. 滑块可能只受到三个力作用 B. 弹簧可能处于原长状态
C. 斜面对滑块的支持力大小可能为零 D. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.因为
若无弹簧弹力
滑块无法静止于斜面,因此弹簧一定处于压缩状态,物块一定受四个力作用,即:重力、斜面的支持力、弹簧的压力和静摩擦力,ABC项错误;
D.由于滑块处于静止状态,由受力分析可知,斜面对滑块的摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡,大小为
D项正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共6小题,共18分,每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有错的得0分)
8. 一个做匀加速直线运动的小球,在第1s内通过1m,在第2s内通过2m,在第3s内通过3m,在第4s内通过4m。下面有关小球的运动情况的描述中,正确的是( )
A. 小球的初速度为零
B. 小球在这4s内的平均速度是2.5m/s
C. 小球在第3s末的瞬时速度是3m/s
D. 小球的加速度大小为1m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】A.初速为零的匀加速直线运动物体在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7:9……,故小球初速度不为零,A错误;
B.小球在这4s内的平均速度为
=2.5m/s
故B正确;
C.小球在第3s和第4s这两秒内的平均速度为
小球在第3s末的瞬时速度等于3.5m/s,故C错误;
D.由Δx=aT2得
a=m/s2=1m/s2
故D正确。
故选BD。
9. 三只豹子正沿水平方向用大小分别为300N、400N、500N的力拖动同一猎物。若豹子的方位不确定,则这三个力的合力大小可能为( )
A. 1100N B. 1400N C. 1500N D. 0N
【答案】AD
【解析】
【详解】当三力同向时得最大值
这三力中前2个力的合力范围是100N~700N,若第3个力与前2个力的合力等大反向,则这3个力的合力为零。所以这3个力的合力范围是0~1200N。
故选AD。
10. 悬链线(Catenary)指的是一种曲线,指两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软(不能伸长)的链条在重力的作用下所具有的曲线形状,例如悬索桥等,如图(a)所示。现搭建如图(b)所示的一条悬链线,链的质量为m,经测量得两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°,两切线的交点为C,E是C点正上方链条上的点,F为悬链线的最低点,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. A、B两悬点处弹力大小之比为
B. 链条和链条长度之比为3:1
C. 整个链条最低点F处弹力最小且等于
D. 此时链条的重心在链条上的E点
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由平衡关系可得
,
得
A项正确;
B.设最低点F处的张力为T,左侧悬链质量为,右侧悬链质量为,由受力平衡得
,
解得
则链条长度之比为3:1,B项正确;
C.由于F为最低点,所以F处切线沿水平方向,对段
所以
选取某一段链条为研究对象,则
可知整个链条上张力最小的点为最低点F,C项正确;
D.整个链条重力作用线经过E点,但由于链条形状不规则,重心在E点正上方,D项错误。
故选ABC。
三、实验题:(本大题共2小题,8个空,每空2分,共16分)
11. 某同学采用如图所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,为橡皮绳,与为细绳,某次测量时先用两个弹簧测力计将橡皮绳与细绳的结点拉到O点,并记下弹簧测力计的弹力、,接着改用一个弹簧测力计也将结点拉到O点,并记下弹簧测力计的弹力。
(1)该实验主要采用的科学方法是________。
A.控制变量法 B.理想实验法 C.类比法 D.等效替代法
(2)图中弹簧测力计的示数为________N。
(3)下列关于实验的要求正确的是________。
A.实验中弹簧测力计拉细绳时必须与木板平行,读数时视线正对弹簧测力计刻度
B.与弹簧测力计相连的细绳应尽量短些
C.实验中,弹簧测力计外壳与纸板间有摩擦会引起实验误差
D.实验中两弹簧测力计之间夹角尽量取90°,以便于计算出合力
(4)如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°,保持绳弹力大小不变化且逆时针缓慢转动,为保证结点O仍然在原来位置,则关于绳弹力大小及转动方向的描述可能正确的是________。
A.绳弹力增大,逆时针转动 B.绳弹力减小,逆时针转动
C.绳弹力增大,方向不变 D.绳弹力减小,顺时针转动
【答案】 ①. D ②. 3.80 ③. A ④. AC##CA
【解析】
【详解】(1)[1]合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法。
故选D。
(2)[2]由题图可得,最小分度值为0.1N,所以弹簧测力计的示数为3.80N。
(3)[3]A.弹簧测力计、细绳、橡皮绳都应与木板平行,读数时视线正对弹簧测力计刻度,可以减小误差,A项正确;
B.与弹簧测力计相连的细绳要适当长些,标记同一细绳方向的两点要适当远些,可以减少记录力的方向时造成的误差,B项错误;
C.弹簧测力计外壳与纸板间存在摩擦力不影响细绳对秤钩的拉力,C项错误;
D.两弹簧测力计之间夹角不一定是直角,D项错误。
故选A。
(4)[4]保持结点O位置不变,则与绳的合力不变,如图所示,绳弹力一定增大,方向可能不变,可能顺时针转,也可能逆时针转,故选AC。
12. 某同学利用如图(a)所示装置探究加速度、力和质量的关系,一端带有滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,小车上固定一滑轮,细绳跨过滑轮连接力传感器和沙桶,且细绳平行木板。
(1)实验时,下列操作必要且正确的是________。
A.实验需要用天平测出沙和沙桶的质量
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.沙和沙桶的总质量要远小于小车的质量
D.实验时,先接通打点计时器的电源,再释放小车
(2)利用打点频率为50Hz的打点计时器,得到的一条纸带如图(b)所示(相邻计数点间还有四个点未画出)。由图(b)中的数据可计算,C点的瞬时速度是________m/s,小车运动的加速度大小是________。(结果均保留3位有效数字)
(3)某同学做实验时,未把木板的一侧垫高,就继续进行其他实验步骤,该同学作出的小车加速度a与力传感器示数F的图像如图(c)所示,图(c)中,,,则实验中小车的质量为________kg。(结果保留2位有效数字)
【答案】 ①. BD##DB ②. 0.224 ③. 0.745 ④. 3.0
【解析】
【详解】(1)[1]A.由于力传感器能测出绳上弹力,所以不必测量沙和沙桶的质量,A项错误;
B.设斜面倾角为,当
即平衡摩擦时,倾角只与动摩擦因数有关,与小车质量无关,所以小车质量改变后不需要重新平衡摩擦力,B项正确;
C.由于力传感器能测出绳上弹力,不必满足小车质量远大于沙和沙桶的质量,C项错误;
D.为了有效利用纸带,须先接通电源再释放小车,D项正确。
故选BD。
(2)[2][3]相邻两计数点间的时间间隔为
C点的瞬时速度为
根据逐差法可得加速度为
(3)[4]设小车质量M,根据牛顿第二定律
变形后得到
结合图像,斜率
解得小车的质量
四、计算题(本题共3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 根据《中华人民共和国道路交通安全法》第四十七条规定:机动车行经人行横道时,应当减速行驶;遇行人正在通过人行横道,应当停车让行。某司机驾驶汽车正以的速度在平直的道路上行驶。他看到斑马线上有行人后立即刹车,加速度大小为,车停住时车头刚好碰到斑马线,等待行人后(人已走过),又用了8s的时间匀加速至原来的速度,设开始刹车时为计时起点(即),求:
(1)汽车在前10s内的位移大小;
(2)汽车因礼让行人而延迟的时间。
【答案】(1)16m;(2)16s
【解析】
【详解】(1)设汽车刹车停下来需要时间,则有
10s末汽车已停止且未重新启动,则汽车在前10s内的位移为
(2)根据题意可知,加速过程的位移大小为
正常情况下司机通过该段路的时间为
汽车因礼让行人而延迟的时间为
14. 如图所示,能承受最大拉力为的细线OA与竖直方向成角,能承受最大拉力为的细绳OB水平,细线OC能够承受足够大的拉力,求:
(1)当所悬挂重物的重力为时,细线OA、OB的拉力各是多大;
(2)为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂重物的最大重力是多少。
【答案】(1)OA拉力,OB拉力;(2)OC最大重力
【解析】
【详解】(1)选结点O为研究对象,力的矢量三角形如图
当重物为时,有
(2)当OC下端所悬的物重不断增大时,细线OA、OB所受的拉力同时增大,假设OB先到最大值,且OA上的拉力
由此可得,最大值应满足OB不被拉断,即取最大值,由力平衡条件可知
即OC下端所悬挂重物的最大重力为6N。
15. 如图所示,物块A和与斜面成的轻质细绳相连,放在倾角为的斜面上,物块A与斜面间的动摩擦因数。细绳绕过定滑轮O,细绳右端固定在天花板上,为细绳上一光滑动滑轮,右侧绳与竖直方向的夹角,下方悬挂着重物B,A、B质量分别为m、M,整个装置处于静止状态,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑轮光滑且不计重力,,。
(1)求细绳上弹力大小;
(2)若,增大重物B的质量使物块A仍静止,求重物B的质量的最大值。
【答案】(1);(2)4.65kg
【解析】
【详解】(1)根据平衡条件有
解得
(2)重物B质量最大时,A的静摩擦力达到最大值,且方向沿斜面向下,受力分析如图所示
根据平衡条件有
解得
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一、单项选择题:(每小题4分,共28分。)
1. 智能手机装载的众多App正改变着我们的生活。某导航App的截图如图所示,提供了三种导航建议,根据图中所给信息,以下说法正确的是( )
A. 图中“预计11:48到达”指的是时间间隔
B. “少等灯”路线的位移小于“推荐”路线的位移
C. 研究汽车在本次行程中的轨迹,可将其视为质点
D. 若选择“车友推荐”路线,可由“41分钟、37公里”计算出行的平均速度
2. 汽车在路面上以12m/s的速度行驶,突遇紧急情况紧急刹车,若汽车刹车后以4m/s2做匀减速直线运动,则5s后汽车的位移是( )
A. 10m B. 14m C. 13m D. 18m
3. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力一定是阻力
B. 摩擦力的方向与物体运动方向相反
C. 摩擦力的大小与压力成正比
D. 摩擦力的方向与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反
4. 有A、B两个物体叠放在水平面上,B上表面水平,用水平力F拉物体B,没有拉动,如图。B受到的力的个数是( )
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
5. 如图所示滑块A和B叠放在传送带上,B被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( )
A. A受到的静摩擦力水平向右 B. 增大传送带的速度,绳拉力变大
C. B受到的拉力和受到的摩擦力相同 D. 增大A的质量,B受到的摩擦力增大
6. 用斧头劈木柴的劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,当在劈背加一个力F时的受力示意图如图所示,若不计斧头的重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,一质量为m的滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上,物块与斜面间动摩擦因数,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与斜面垂直,则下列说法中正确的是( )
A. 滑块可能只受到三个力作用 B. 弹簧可能处于原长状态
C. 斜面对滑块的支持力大小可能为零 D. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于
二、多项选择题(本题共6小题,共18分,每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有错的得0分)
8. 一个做匀加速直线运动的小球,在第1s内通过1m,在第2s内通过2m,在第3s内通过3m,在第4s内通过4m。下面有关小球的运动情况的描述中,正确的是( )
A. 小球的初速度为零
B. 小球在这4s内的平均速度是2.5m/s
C. 小球在第3s末的瞬时速度是3m/s
D. 小球的加速度大小为1m/s2
9. 三只豹子正沿水平方向用大小分别为300N、400N、500N的力拖动同一猎物。若豹子的方位不确定,则这三个力的合力大小可能为( )
A. 1100N B. 1400N C. 1500N D. 0N
10. 悬链线(Catenary)指的是一种曲线,指两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀、柔软(不能伸长)的链条在重力的作用下所具有的曲线形状,例如悬索桥等,如图(a)所示。现搭建如图(b)所示的一条悬链线,链的质量为m,经测量得两悬点A、B处切线与竖直方向夹角分别为30°和60°,两切线的交点为C,E是C点正上方链条上的点,F为悬链线的最低点,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. A、B两悬点处弹力大小之比为
B. 链条和链条长度之比为3:1
C. 整个链条最低点F处弹力最小且等于
D. 此时链条的重心在链条上的E点
三、实验题:(本大题共2小题,8个空,每空2分,共16分)
11. 某同学采用如图所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,为橡皮绳,与为细绳,某次测量时先用两个弹簧测力计将橡皮绳与细绳的结点拉到O点,并记下弹簧测力计的弹力、,接着改用一个弹簧测力计也将结点拉到O点,并记下弹簧测力计的弹力。
(1)该实验主要采用的科学方法是________。
A.控制变量法 B.理想实验法 C.类比法 D.等效替代法
(2)图中弹簧测力计的示数为________N。
(3)下列关于实验的要求正确的是________。
A.实验中弹簧测力计拉细绳时必须与木板平行,读数时视线正对弹簧测力计刻度
B.与弹簧测力计相连的细绳应尽量短些
C.实验中,弹簧测力计外壳与纸板间有摩擦会引起实验误差
D.实验中两弹簧测力计之间夹角尽量取90°,以便于计算出合力
(4)如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°,保持绳弹力大小不变化且逆时针缓慢转动,为保证结点O仍然在原来位置,则关于绳弹力大小及转动方向的描述可能正确的是________。
A.绳弹力增大,逆时针转动 B.绳弹力减小,逆时针转动
C.绳弹力增大,方向不变 D.绳弹力减小,顺时针转动
12. 某同学利用如图(a)所示装置探究加速度、力和质量的关系,一端带有滑轮的长木板水平放置,力传感器固定在墙上,小车上固定一滑轮,细绳跨过滑轮连接力传感器和沙桶,且细绳平行木板。
(1)实验时,下列操作必要且正确的是________。
A.实验需要用天平测出沙和沙桶的质量
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.沙和沙桶的总质量要远小于小车的质量
D.实验时,先接通打点计时器的电源,再释放小车
(2)利用打点频率为50Hz的打点计时器,得到的一条纸带如图(b)所示(相邻计数点间还有四个点未画出)。由图(b)中的数据可计算,C点的瞬时速度是________m/s,小车运动的加速度大小是________。(结果均保留3位有效数字)
(3)某同学做实验时,未把木板的一侧垫高,就继续进行其他实验步骤,该同学作出的小车加速度a与力传感器示数F的图像如图(c)所示,图(c)中,,,则实验中小车的质量为________kg。(结果保留2位有效数字)
四、计算题(本题共3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 根据《中华人民共和国道路交通安全法》第四十七条规定:机动车行经人行横道时,应当减速行驶;遇行人正在通过人行横道,应当停车让行。某司机驾驶汽车正以的速度在平直的道路上行驶。他看到斑马线上有行人后立即刹车,加速度大小为,车停住时车头刚好碰到斑马线,等待行人后(人已走过),又用了8s的时间匀加速至原来的速度,设开始刹车时为计时起点(即),求:
(1)汽车在前10s内的位移大小;
(2)汽车因礼让行人而延迟的时间。
14. 如图所示,能承受最大拉力为的细线OA与竖直方向成角,能承受最大拉力为的细绳OB水平,细线OC能够承受足够大的拉力,求:
(1)当所悬挂重物的重力为时,细线OA、OB的拉力各是多大;
(2)为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂重物的最大重力是多少。
15. 如图所示,物块A和与斜面成的轻质细绳相连,放在倾角为的斜面上,物块A与斜面间的动摩擦因数。细绳绕过定滑轮O,细绳右端固定在天花板上,为细绳上一光滑动滑轮,右侧绳与竖直方向的夹角,下方悬挂着重物B,A、B质量分别为m、M,整个装置处于静止状态,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑轮光滑且不计重力,,。
(1)求细绳上弹力大小;
(2)若,增大重物B的质量使物块A仍静止,求重物B的质量的最大值。
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