内容正文:
大连市第十二中学2023-2024学年度下学期6月份学情反馈
高二年级物理科试卷
时间:60分钟分值:100分
一、选择题(15题单选,每题6分,6-8题多选,每题7分)
1. 急动度j是描述加速度变化快慢的物理量,可以用加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值来定义,即。关于这一物理概念,下列说法中正确的是( )
A. 加速度越大,急动度越大 B. 加速度变化越多,急动度越大
C. 急动度等于0,加速度不变 D. 急动度等于0,物体一定做匀速直线运动
2. 如图所示,A、B两物体在同一直线上运动,当它们相距7m时,A在水平拉力和摩擦力的作用下,正以4m/s的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度为10m/s,方向向右,它在摩擦力作用下做匀减速运动,加速度大小为2m/s2。那么物体A追上物体B所用的时间为( )
A. 7s B. 8s
C. 9s D. 10s
3. 如图为某沙场输送细沙示意图,沙粒离开传送带下落后,形成圆锥状的沙堆。小王同学想估测沙堆的最大高度,他用绳子绕沙堆底部一周,测得绳长为l,已知沙粒之间的动摩擦因数为μ。则估测沙堆的最大高度是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,倾角为粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜劈的斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的定滑轮1固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。若将固定点c向右移动少许,而物体a与斜劈始终静止,则( )
A. 细线对物体a的拉力增大 B. 斜劈对地面的压力减小
C. 斜劈对物体a摩擦力减小 D. 地面对斜劈的摩擦力减小
5. 如图所示为通过轻杆相连的A、B两小球, 用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。已知AB的质量分别为、,轻杆长度为,细线OA长为L。现对B施加一个水平外力F使系统保持静止状态, A球在悬点正下方,细线OB与轻杆恰好垂直。现保持两小球位置不变,使F缓慢从水平沿逆时针转过90°的过程中, 下面说法正确的是(取重力加速度大小g=10m/s2)( )
A. 细线OA拉力一定大于 B. 轻杆对B球的作用力一定大于
C. 细线OB的拉力不断减小 D. 外力一定不小于且先减小后增大
6. 国产新型磁悬浮列车甲、乙(都可视为质点)分别处于两条平行直轨道上。开始时(),乙车在前,甲车在后,两车间距为,在t=0时甲车先启动,t=3s时乙车再启动,两车启动后都是先做匀加速运动,后做匀速运动,两车运动的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在两车加速过程中,甲车的加速度小于乙车的加速度
B. 无论取何值,甲、乙两车一定在7s末相遇
C. 若,则两车间距离最小为30m
D. 在内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
7. 如图所示,A、B两球质量均为m,C球质量为2m,轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一轻杆,B、C间由一轻质细线连接。斜面固定在水平地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态,重力加速度为g。某时刻剪断细线,细线被剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. A球的加速度为0 B. B球加速度沿斜面向上,大小为
C. C球的加速度沿斜面向下,大小为g D. 轻杆对B的拉力大小为
8. 如图甲所示,倾角为θ=37°的足够长的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行,一煤块以初速度v0=12 m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,则下列说法正确的是( )
A. 倾斜传送带的速率为4m/s
B. 煤块与传送带间动摩擦因数μ=0.5
C. 煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为5s
D. 煤块从冲上传送带到t=2s时在传送带上留下的痕迹长为4m
二、实验题(每空3分)
9. 某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验,以探究弹簧的劲度系数。
(1)将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上,甲装置用一根弹簧挂物块,乙装置用另外两根弹簧挂大小相同但质量不同的物块,在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离,此时刚好均为,如图所示,则是的______倍。
(2)只交换两物块的位置,此时甲装置的距离传感器显示为,弹簧相对原长的形变量为;乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为,则是的______倍。
(3)已知物块质量,当地重力加速度为,该同学测得、,则每根弹簧的劲度系数______。
10. 某同学在探究加速度与力、质量关系的实验中,设计了如图甲所示的装置,通过力传感器获得小车的合外力,小车总质量用、重物质量用表示,各滑轮均光滑。
(1)实验中_______(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受的摩擦力,_______(选填“需要”或“不需要”)满足所挂重物的质量m远小于小车的总质量M。
(2)小车的合外力一定时,画出小车的图象,依图乙可以得出,当小车的质量为时,它的加速度为_______。
(3)测得小车总质量一定时,加速度与力传感器示数成正比。某次测量中,通过正确的实验和计算得到小车加速度为(为当地重力加速度),则小车总质量与重物的质量之比为_______。
三、计算题(11题12分,12题16分)
11. 如图所示,可视为质点的弹性小球A、B在同一竖直线上且间距,小球B距地面的度h=1.8m,两小球在外力的作用下处于静止状态,现同时由静止释放小球A、B,小球B与地面发生碰撞后反弹,之后小球A与B发生碰撞。已知小球A的质量mA=0.1kg,小球B的质量mB=0.5g,取重力加速度大小g=10m/s2,所有的碰撞均无机械能损失,不计碰撞时间。求:
(1)小球B第一次着地时小球A的速度大小;
(2)小球A、B第一次相碰时离地高度H。
12. 一平台的局部如图所示,水平面为光滑,竖直面为粗糙,右角上固定一定滑轮,在水平面上放着一质量mA=2.0kg,厚度可忽略不计的薄板A,薄板A长度L=1.5m,在板A上叠放着质量mB=1.0kg,大小可忽略的物块B,物块B与板A之间的动摩擦因数为μ=0.6,一轻绳绕过定滑轮,轻绳左端系在物块B上,右端系住物块C,物块C刚好可与竖直面接触。起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,物块B位于板A的左端点,然后放手,设板A的右端距滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦,g取10m/s2,求:
(1)若物块C质量,推理判断板A和物块B在放手后是否保持相对静止;
(2)若物块C质量,从放手开始计时,经过t=2.0s,物块C下降的高度。
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大连市第十二中学2023-2024学年度下学期6月份学情反馈
高二年级物理科试卷
时间:60分钟分值:100分
一、选择题(15题单选,每题6分,6-8题多选,每题7分)
1. 急动度j是描述加速度变化快慢的物理量,可以用加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值来定义,即。关于这一物理概念,下列说法中正确的是( )
A. 加速度越大,急动度越大 B. 加速度变化越多,急动度越大
C. 急动度等于0,加速度不变 D. 急动度等于0,物体一定做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度越大,但加速度的变化率不一定越大,所以急动度不一定越大,故A错误;
B.加速度变化越多,但加速度的变化率不一定越大,所以急动度不一定越大,故B错误;
CD.急动度等于0,加速度的变化率为0,则加速度不变,故物体做匀变速运动,故C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,A、B两物体在同一直线上运动,当它们相距7m时,A在水平拉力和摩擦力的作用下,正以4m/s的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度为10m/s,方向向右,它在摩擦力作用下做匀减速运动,加速度大小为2m/s2。那么物体A追上物体B所用的时间为( )
A. 7s B. 8s
C. 9s D. 10s
【答案】B
【解析】
【详解】物体B做匀减速运动,到速度为0时,所需时间
运动的位移
在这段时间内物体A的位移
显然还没有追上,此后物体B静止,设追上所用时间为t,则有
解得
故选B。
3. 如图为某沙场输送细沙的示意图,沙粒离开传送带下落后,形成圆锥状的沙堆。小王同学想估测沙堆的最大高度,他用绳子绕沙堆底部一周,测得绳长为l,已知沙粒之间的动摩擦因数为μ。则估测沙堆的最大高度是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】沙堆达到最大高度h后,堆面的倾角α达到最大值,此时位于堆面上的沙粒恰好不会滚下,则
可得
沙堆底部的半径为
则有
可得
故选C。
4. 如图所示,倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜劈的斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的定滑轮1固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。若将固定点c向右移动少许,而物体a与斜劈始终静止,则( )
A. 细线对物体a的拉力增大 B. 斜劈对地面的压力减小
C. 斜劈对物体a的摩擦力减小 D. 地面对斜劈的摩擦力减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.对滑轮2受力分析,如图1。设细线拉力为FT,与竖直方向夹角为θ,滑轮2两侧绳子拉力相等,由共点力的平衡条件可得
物体b质量不变,将固定点c向右移动,θ增大,减小,则FT增大,故A正确;
BD.对物体a、斜劈、滑轮1整体受力分析,如图2。在水平方向,满足
由于θ增大,增大,FT增大,因此地面对斜劈摩擦力Ff增大;在竖直方向,有
因为不变,斜劈的质量M不变,物体a的质量不变,故地面对斜劈的支持力FN也不变,故B、D错误;
C.对物体a,由于固定点移动之前,斜劈对物体a的静摩擦力的方向未知,因此大小如何变化也不可判断,故C错误;
故选A。
5. 如图所示为通过轻杆相连A、B两小球, 用两根细线将其悬挂在水平天花板上的O点。已知AB的质量分别为、,轻杆长度为,细线OA长为L。现对B施加一个水平外力F使系统保持静止状态, A球在悬点正下方,细线OB与轻杆恰好垂直。现保持两小球位置不变,使F缓慢从水平沿逆时针转过90°的过程中, 下面说法正确的是(取重力加速度大小g=10m/s2)( )
A. 细线OA的拉力一定大于 B. 轻杆对B球的作用力一定大于
C. 细线OB的拉力不断减小 D. 外力一定不小于且先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于系统处于静止状态,球在悬点正下方,故球只受重力和细绳拉力作用,且二力平衡,故细线的拉力大小等于
轻杆对、B球均没有作用力,故AB错误;
C.小球B受竖直向下的重力、沿悬线斜向上的拉力和的作用而处于静止状态,三力的合力为零,表示三力的线段构成封闭三角形如图所示
由于重力的大小及方向不变,悬线拉力的方向不变,缓慢从水平沿逆时针转过的过程中,细线的拉力不断减小,外力先减小后增大,故C正确;
D.细线与轻杆恰好垂直,且轻杆长度为,细线OA长为L,故与竖直方向夹角为
由几何关系可知,当方向与垂直时最小,由几何关系知此时
故D错误。
故选C。
6. 国产新型磁悬浮列车甲、乙(都可视为质点)分别处于两条平行直轨道上。开始时(),乙车在前,甲车在后,两车间距为,在t=0时甲车先启动,t=3s时乙车再启动,两车启动后都是先做匀加速运动,后做匀速运动,两车运动的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在两车加速过程中,甲车的加速度小于乙车的加速度
B. 无论取何值,甲、乙两车一定在7s末相遇
C. 若,则两车间距离最小为30m
D. 在内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,知两车加速过程的加速度分别为
,
在两车加速过程中,甲车的加速度小于乙车的加速度,故A正确;
B.由图像可知,在第7s末,两车的速度相等,而图像与t轴的面积表示位移,所以从开始到7s,甲车通过的位移为
乙车通过的位移为
两车位移之差为
所以只有在时,甲、乙两车7s末才相遇,故B错误;
C.若,由以上分析可知,在时两车速度相等,由于在内有
可知在前甲车已经追上乙车,则两车间距最近为0,故C错误;
D.在内,甲车平均速度为
乙车的平均速度为
可知甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故D正确。
故选AD。
7. 如图所示,A、B两球质量均为m,C球质量为2m,轻质弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一轻杆,B、C间由一轻质细线连接。斜面固定在水平地面上,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态,重力加速度为g。某时刻剪断细线,细线被剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. A球的加速度为0 B. B球加速度沿斜面向上,大小为
C. C球的加速度沿斜面向下,大小为g D. 轻杆对B的拉力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.细线被剪断前,弹簧的弹力为
剪断细线的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,弹簧弹力不变,由牛顿第二定律得
则系统AB的加速度
方向沿斜面向上,故A错误,B正确;
D.以B为研究对象,设轻杆对B的拉力为FAB,由牛顿第二定律得
其中B加速度
解得
D正确;
C.细线剪断的瞬间,C球只受重力和支持力,有
加速度沿斜面向下,大小为
故C错误。
故选BD。
8. 如图甲所示,倾角为θ=37°的足够长的传送带以恒定的速率沿顺时针方向运行,一煤块以初速度v0=12 m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,则下列说法正确的是( )
A. 倾斜传送带的速率为4m/s
B. 煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5
C. 煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为5s
D. 煤块从冲上传送带到t=2s时在传送带上留下的痕迹长为4m
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由乙图可知,0~1s内煤块沿传送带向上做加速度为a1的匀减速直线运动,1~2s内煤块沿传送带向上做加速度为a2的匀减速直线运动。且
可知t=1s时,煤块的受力发生变化,即此时煤块与传送带速度相等,倾斜传送带的速率为4m/s。故A正确;
B.由乙图可知0~1s和1~2s内煤块的加速度大小为
由牛顿第二定律,可得0~1s内煤块的加速度满足
联立,解得
故B错误;
C.由乙图可知,0~2s内煤块沿传送带向上运动,其位移可表示为
2s之后煤块沿传送带向下做匀加速直线运动,有
解得
煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为
故C错误;
D.在0~1s内传送带比煤块速度慢,则煤块在传送带上的划痕为
此时划痕在物块的下方,在1~2s内,传送带速度比物块速度大,则
因为
L2<L1
所以在上升阶段产生的划痕为4m。故D正确。
故选AD。
二、实验题(每空3分)
9. 某同学用三根完全相同的弹簧设计了如下实验,以探究弹簧的劲度系数。
(1)将弹簧上端均固定在铁架台上相同高度的横杆上,甲装置用一根弹簧挂物块,乙装置用另外两根弹簧挂大小相同但质量不同的物块,在物块正下方的距离传感器可以测出物块到传感器的距离,此时刚好均为,如图所示,则是的______倍。
(2)只交换两物块的位置,此时甲装置的距离传感器显示为,弹簧相对原长的形变量为;乙装置中的每根弹簧相对原长的形变量为,则是的______倍。
(3)已知物块质量,当地重力加速度为,该同学测得、,则每根弹簧的劲度系数______。
【答案】(1)##0.5
(2)4 (3)245
【解析】
【小问1详解】
根据题意,两物块均受力平衡,则由受力分析及胡克定律可知甲乙两装置弹簧伸长量相等,即
,
则
即是的倍。
【小问2详解】
交换位置后再分别对两物体受力分析,有
,
两式联立解得
即是的4倍。
【小问3详解】
设弹簧处于原长状态时,下端与距离传感器之间距离为,则
,
代入与值,与以上各小问方程联立,解得
10. 某同学在探究加速度与力、质量关系的实验中,设计了如图甲所示的装置,通过力传感器获得小车的合外力,小车总质量用、重物质量用表示,各滑轮均光滑。
(1)实验中_______(选填“需要”或“不需要”)平衡小车所受的摩擦力,_______(选填“需要”或“不需要”)满足所挂重物的质量m远小于小车的总质量M。
(2)小车的合外力一定时,画出小车的图象,依图乙可以得出,当小车的质量为时,它的加速度为_______。
(3)测得小车总质量一定时,加速度与力传感器示数成正比。某次测量中,通过正确的实验和计算得到小车加速度为(为当地重力加速度),则小车总质量与重物的质量之比为_______。
【答案】(1) ①. 需要 ②. 不需要
(2)1 (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验中需要使细线对小车拉力等于小车的合力,因此需要平衡摩擦力。
[2]本实验中细线的张力能用力传感器测量,因此不需要满足所挂重物的质量m远小于小车的总质量M。
【小问2详解】
根据牛顿第二定律
整理得
图象的斜率为
当小车的质量为时,它的加速度大小为
【小问3详解】
根据题目,小车的加速度,可得重物的加速度为,设力传感器的示数为,根据牛顿第二定律,对小车受力分析得
对重物分析得
解得
三、计算题(11题12分,12题16分)
11. 如图所示,可视为质点的弹性小球A、B在同一竖直线上且间距,小球B距地面的度h=1.8m,两小球在外力的作用下处于静止状态,现同时由静止释放小球A、B,小球B与地面发生碰撞后反弹,之后小球A与B发生碰撞。已知小球A的质量mA=0.1kg,小球B的质量mB=0.5g,取重力加速度大小g=10m/s2,所有的碰撞均无机械能损失,不计碰撞时间。求:
(1)小球B第一次着地时小球A的速度大小;
(2)小球A、B第一次相碰时离地高度H。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球B刚着地时,小球A、B的速度大小相等,有
解得
(2)小球B着地反弹后,相对小球A做匀速直线运动,运动时间为
对B球,由运动学公式有
解得
12. 一平台的局部如图所示,水平面为光滑,竖直面为粗糙,右角上固定一定滑轮,在水平面上放着一质量mA=2.0kg,厚度可忽略不计的薄板A,薄板A长度L=1.5m,在板A上叠放着质量mB=1.0kg,大小可忽略的物块B,物块B与板A之间的动摩擦因数为μ=0.6,一轻绳绕过定滑轮,轻绳左端系在物块B上,右端系住物块C,物块C刚好可与竖直面接触。起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,物块B位于板A的左端点,然后放手,设板A的右端距滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦,g取10m/s2,求:
(1)若物块C质量,推理判断板A和物块B在放手后是否保持相对静止;
(2)若物块C质量,从放手开始计时,经过t=2.0s,物块C下降的高度。
【答案】(1)保持相对静止;(2)
【解析】
【详解】(1)设板A和物块B在放手后刚好可以保持相对静止,物块C的质量为;以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
以A为对象,根据牛顿第二定律可得
以C为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得
,
若物块C质量,由于
可知板A和物块B在放手后保持相对静止。
(2)若物块C质量,由于
可知板A和物块B发生相对滑动;以C为对象,根据牛顿第二定律可得
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得加速度大小为
设经过物块B运动到板A的右端,则有
解得
可知在时物块B从A的右端滑落,以B、C为整体,根据牛顿第二定律可得
解得
则从放手开始计时,经过t=2.0s,物块C下降的高度为
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