内容正文:
2024学年第一学期高一物理12月考
考生须知:
1.本试卷满分100分,答题时间90分钟。
2.请在答题纸上规范填涂姓名、班级和准考证号。
3.答案必须规范填写在答题纸上的相应位置,写在试卷、草稿纸上均无效。
一、选择题I(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于国际单位制中基本单位符号的是( )
A. N B. g C. m/s D. s
【答案】D
【解析】
【详解】C .m/s是速度单位,不是基本单位,C不符合题意;
A. N是力的单位,不是基本单位,A不符合题意;
C. kg是质量的单位,是基本单位,但是g不是,C不符合题意;
D .s是时间单位,是基本单位,D符合题意。
故选D。
2. 在物理学中,突出主要因素,忽略次要因素,建立理想化模型,是常用的一种科学研究方法。下列属于理想化模型的是( )
A. 质点 B. 瞬时速度 C. 重心 D. 合力与分力
【答案】A
【解析】
【详解】质点属于理想化模型;瞬时速度体现极限思想;重心和合力与分力是等效思想。
故选A。
3. 如图所示,浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时,以的成绩夺得金牌,并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个阶段——持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时,人杆分离,最后落在软垫上速度减为零。不计空气阻力,则( )
A. 研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点
B. 李玲越过杆后在空中下落的过程中处于完全失重状态
C. 李玲在撑杆起跳上升的过程中,撑杆对她的力始终沿杆
D. 李玲落在软垫上的运动过程中,软垫对她的作用力大小大于她对软垫的作用力大小
【答案】B
【解析】
【详解】A.研究其越杆过程的技术动作时,运动员的大小不能忽略,不可将李玲视作质点,选项A错误;
B.李玲越过杆后在空中下落的过程中,加速度为向下的g,处于完全失重状态,选项B正确;
C.李玲在撑杆起跳上升的过程中,撑杆对她的力不是始终沿杆的方向,选项C错误;
D.李玲落在软垫上的运动过程中,软垫对她的作用力与她对软垫的作用力是相互作用力,等大反向,选项D错误。
故选B。
4. 筷子是中国人常用的饮食工具,也是中华饮食文化的标志之一。如图所示,甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图,筷子均在竖直平面内,鹅卵石均处于静止状态,则( )
A. 甲图中的鹅卵石受四个力的作用
B. 乙图中下面筷子对鹅卵石的力大于上面筷子对鹅卵石的力
C. 若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力,则鹅卵石受到的摩擦力也会增加
D. 若增大丙图中的筷子与水平方向的夹角,则鹅卵石受到筷子对它的作用力也增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中的鹅卵石受重力、两个弹力和两个摩擦力5个力的作用,故A错误;
B.乙图中下面筷子对鹅卵石的力等于重力和上面筷子对它的弹力之和,所以大于上面筷子对鹅卵石的力,故B正确;
C.丙图中,鹅卵石受到的摩擦力等于重力沿筷子向下的分力,若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力,鹅卵石受到的摩擦力不变,故C错误;
D.鹅卵石受到筷子对它的作用力与重力等大反向,若增大丙图中筷子与水平方向的夹角,鹅卵石受到筷子对它的作用力不变,故D错误。
故选B。
5. 小明将小球以10m/s的速度从A点竖直向上抛出,运动过程中经过B点时的速度大小为12m/s,不计空气阻力,。则小球从A到B的过程中( )
A. 运动时间为0.2s B. 平均速度大小为11m/s
C. 变化量大小为22m/s D. 路程为2.2m
【答案】C
【解析】
【详解】因为,所以B点在A点的下方,为上升到最高点后再下落经过B点,取竖直向上为正方向,有
代入数据有
得
从A到B的速度变化量为
所以速度变化量大小为。从A到B的位移为
得
所以路程大于。平均速度大小为
故选C。
6. 伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图A、图B分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法中正确的是( )
A. 图A中的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因
B. 图A中的实验,可以在实验室中真实呈现
C. 图B中在倾角较小的斜面甲上进行实验,可“冲淡”重力,使速度的计算更容易
D. 图B中通过合理外推由甲图逐渐到丁图,最终得出自由落体运动是匀变速运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图甲的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出,物体的运动不需要力来维持的结论,A错误;
B.完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的,故实验不可能实际完成,B错误;
CD.伽利略想要研究自由落体的速度与时间的关系,但当时无法准确测量物体运动的时间,于是伽利略设计了让铜球沿阻力很小、倾角很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果。铜球在斜面上运动的加速度要比它自由落体的加速度小得多,所用时间长得多,容易测量,速度的计算也更容易。伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上进行合理外推,最终得出自由落体运动是匀变速运动,C正确,D正确。
故选CD。
7. 如图所示,当车厢向右加速行驶时,一个质量为m的物块紧贴在车厢壁上,相对于车厢壁静止,随车一起运动,则下列说法正确的是( )
A. 车厢壁受到物块的摩擦力与物块的重力平衡
B. 车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力
C. 若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的弹力变大
D. 若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的摩擦力变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块与车厢具有相同的加速度,在竖直方向上的合力为零,则物块所受的摩擦力和重力平衡,车厢壁受到物块的摩擦力与物块的重力作用在两个物体上,不是平衡力,故A错误。
B.在水平方向上,车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对作用力和反作用力。故B错误。
C.物块与车厢具有相同的加速度,根据牛顿第二定律得,N=ma,加速度变大,车厢壁对物块的弹力变大。故C正确。
D.车厢的加速度增大,根据牛顿第二定律知,N=ma,弹力增大,但是摩擦力和重力平衡,摩擦力保持不变。故D错误。
故选C。
8. 如图所示,小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河,经过一段时间,正好到达正对岸的O'处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O'处,在水流速度不变的情况下,可采取的方法是( )
A. θ角不变且v增大 B. θ角减小且v增大
C. θ角增大且v减小 D. θ角增大且v增大
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,航线恰好垂直于河岸,要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处,则合速度增大,方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大,与上游河岸的夹角θ增大,如图所示
故选D。
9. 内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,同时水平向右匀速移动,则管中羽毛的运动轨迹可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,则管中羽毛只受到重力作用,做自由落体运动;那么水平方向上做匀速直线运动,竖直方向下做匀加速直线运动,加速度方向向下,因为合加速度的方向竖直向下,与合速度不在同一条直线上,合运动的轨迹为曲线.因为加速度的方向(即合力的方向)大致指向轨迹凹的一向,所以选C.
10. 校运动会上,无人机带着相机进行拍摄,课外学习小组测得无人机在竖直方向运动时高度H随时间t变化的图像如图所示,PQ可视为直线,则( )
A. 无人机上升过程中,升力总是大于其总重力
B. PQ段无人机受到的升力小于其总重力
C. PQ段无人机竖直下降的速度约为2m/s
D. PQ段无人机所携带的相机处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像的切线斜率表示速度,可知无人机上升过程中,不是一直向上加速运动,所以加速度方向不是一直向上,升力不是总大于其总重力,故A错误;
BCD.根据图像的斜率表示速度,可知PQ段无人机向下做匀速运动,无人机受到的升力等于其总重力,无人机所携带的相机处于平衡状态,无人机竖直下降的速度约为
故BD错误,C正确。
故选C。
11. 如图所示,物块Q放在水平桌面上,一条跨过光滑定滑轮的细线两端分别连接物块P和物块Q,物块P、Q的质量之比mP:mQ=1:2。物块P下落过程中,细线上的拉力大小为F1;若物块P、Q位置互换,物块Q下落过程中,细线上的拉力大小为F2。两物块与桌面间无摩擦,不计空气阻力,则F1、F2的大小关系为( )
A. F1:F2 =1:1 B. F1:F2 =1:2
C. F1:F2 =2:1 D. F1:F2 =1:3
【答案】A
【解析】
【详解】位置互换前,根据牛顿第二定律,对物块P有
对物块Q有
联立解得
位置互换后,根据牛顿第二定律,对物块Q有
对物块P有
联立解得
则
F1:F2 =1:1
故选A。
12. 如图所示,在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内,小球与车厢相对静止,轻绳a斜向上,轻质弹簧b水平。某一时刻,轻绳a突然断裂(重力加速度为g),断裂瞬间小球的加速度大小为( )
A. g B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】a断裂前,对小球受力分析,如图所示
则有
联立解得轻质弹簧b的弹力为
当a突然断裂时,弹簧弹力保持不变,则小球受到的合力大小为
小球的加速度大小为
故选B。
13. 如图甲所示,倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一包裹轻轻放在最上端的A点,包裹从A点运动到最下端B点的过程中,加速度随位移的变化图像如图乙所示(重力加速度取),则下列说法正确的是( )
A. 传送带与水平面的夹角为 B. 包裹与传送带间的动摩擦因数为0.4
C. 传送带运行的速度大小为 D. 包裹到B点时的速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小包裹放上传送带后瞬间,小包裹相对传送带向上滑动,则所受摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律得
运动到与传送带共速时,根据牛顿第二定律得
其中
,
联立解得
,
可得
故AB错误;
C.由
可得
则传送带的速度为6m/s,故C正确;
D.第二段匀加速过程有
解得
可知包裹到B点时的速度为,故D错误。
故选C。
二、选择题II(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14. 滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端,第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示,某同学记录了滑块运动的频闪照片,若照片的时间间隔都相同,下列说法正确的是( )
A. 图甲是滑块下滑的照片
B. 图甲滑块的加速度大于图乙滑块的加速度
C. 图甲滑块在底端的速率大于图乙滑块在底端的速率
D. 图甲滑块全程的平均速度大小等于图乙滑块全程的平均速度大小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.上滑时的加速度
下滑的加速度
则
根据
可知,上滑时用时间较短,则图甲是滑块上滑的照片,图甲滑块的加速度大于图乙滑块的加速度,选项A错误,B正确;
CD.根据
可知x相同,图甲用时间较短,则在低端时的速度较大,图甲滑块全程的平均速度大小大于图乙滑块全程的平均速度大小,选项C正确,D错误。
故选BC。
15. 有位同学定点投篮时,第一次出手位置较高,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为;第二次出手位置较低,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为。已知两次出手的位置在同一竖直线上,结果篮球都正好垂直撞到篮板上的同一点P,如图所示。不计空气阻力,则前、后两次投出的篮球在从出手到撞板的过程中( )
A. 撞击篮板时的速率相等 B. 出手时的速率相等
C. 运动的时间的比值为 D. 上升的高度的比值为
【答案】BD
【解析】
【详解】D.第一次出手
第二次出手
联立可得
D正确;
A.撞击篮板时的速率
,
由于
第一次撞击篮板时的速率大于第二次撞击篮板时的速率,A错误;
B.出手时的速率
,
所以
出手时的速率相等,B正确;
C.运动的时间的比值为
C错误。
故选BD。
三、非选择题(共55分)
16. 小艺同学用如图甲所示的装置完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。
(1)关于本实验操作,下列说法正确的是_____。
A. 在安装刻度尺时,必须让刻度尺零刻度线与弹簧上端对齐
B. 悬吊钩码时,需要等钩码静止时再读数
C. 在弹簧下端挂钩码时,不能超过弹簧的弹性限度
(2)小艺同学以弹簧长度为横轴,钩码的质量为纵轴,根据实验数据进行描点,所描的点如图乙所示,请在图乙中进行拟合。
(3)根据该图像得出弹簧的原长为_____cm,弹簧的劲度系数_____。(结果均保留两位有效数字)(取)
【答案】(1)BC (2)
(3) ①. 7.8##7.9##8.0##8.1##8.2 ②. 15##16##17##18
【解析】
【小问1详解】
A.在安装刻度尺时,不一定要让刻度尺零刻度线与弹簧上端对齐,A错误;
B.悬吊钩码时,需要等钩码静止时再读数,B正确;
C.在弹簧下端挂钩码时,不能超过弹簧的弹性限度,否则会引起误差,C正确。
故选BC。
【小问2详解】
根据题中给出的点连线,使大多数点落在直线上,舍去误差较大的点,则连线如图
【小问3详解】
[1]根据,可得该图像得出弹簧的原长为x0=8.0cm
[2]弹簧的劲度系数。
17. 某同学做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置,让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)为完成实验,除图中已有的器材,还需要交流电源、天平(含配套砝码)和______。
(2)如图甲,关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 应适当调节滑轮高度,使线与桌面平行,确保小车能做匀加速直线运动
B. 此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
C. 实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放
D. 电火花计时器的工作电压应为交流8V
(3)如图乙,是某同学挑选的一条较为清晰的纸带,并选取了部分点为计数点(计数点间的距离如图)。已知打点计时器打点的时间间隔,由图可知小车做匀加速直线运动的加速度______(保留三位有效数字)。据此可知本次实验操作中存在不合理之处在于______。
【答案】(1)刻度尺 (2)C
(3) ①. 3.01 ②. 不满足槽码的质量远小于小车的质量,在实验中用槽码重力来代替小车受到的拉力时产生的误差较大
【解析】
【小问1详解】
为完成实验,除图中已有的器材,还需要刻度尺测量纸带。
【小问2详解】
A.应适当调节滑轮高度,使线与木板平行,保证线对小车的拉力等于小车受到的合力,故A错误;
B.进行“补偿阻力”的实验操作时,小车前面不能悬挂槽码,故B错误;
C.实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放,以能在纸带上打出更多的点,充分利用纸带,故C正确;
D.电火花计时器的工作电压应为交流220V,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
[1]根据逐差法可得
[2]根据加速度计算结果看,其值较大,可知,实验过程中不合理之处为:不满足槽码的质量远小于小车的质量,在实验中需要用槽码重力来代替小车受到的拉力,此时的误差较大。
18. 如图甲所示为“探究平抛运动水平分运动的特点”的实验装置。
(1)除了斜槽、小球、背板和倾斜挡板(带底座及固定挡板的轨道,挡板上下可调)、白纸、图钉、重垂线之外,下列器材中还需要的是________(多选)。
A. 复写纸 B. 墨粉纸盘 C. 刻度尺 D. 天平
(2)某次实验时让小球多次从斜槽上滚下,在白纸上依次记下小球的位置,如图乙所示。出现这种点迹最有可能的原因是_________。
A. 斜槽粗糙 B. 斜槽末端不水平 C. 没有从同一位置静止释放小球
(3)将白纸换成方格纸,每个小方格的边长为。实验记录了小球在运动中的4个点迹,如图丙所示。已知重力加速度为,则小球做平抛运动的初速度为___________;小球抛出点的横坐标为__________。
【答案】(1)AC (2)C
(3) ①. ②. 0
【解析】
【小问1详解】
根据实验原理可知,还需复写纸记录点迹、刻度尺测量长度,该实验不用打点计时器,无需墨粉纸盘,实验无需天平。
故选AC。
【小问2详解】
由图可知轨迹不同的原因是每次释放小球时,位置不同,导致点迹不在同一个抛物线。
故选C。
【小问3详解】
[1]根据竖直方向的运动规律有
水平方向有
解得
[2]B点竖直方向的速度为
抛出点到B点竖直方向的位移为
解得
则抛出点到B点的水平距离为
所以小球抛出点的横坐标为0。
19. 校运动会期间,小明参加了往返跑和两个比赛项目。若小明同学两个项目中加速阶段均做加速度大小为的匀变速直线运动,且最大速度为,求:
(1)往返跑项目的平均速度;
(2)项目中加速阶段通过的位移大小;
(3)项目比赛的最好成绩。
【答案】(1)0;(2)25m:(3)12.5s
【解析】
【详解】(1)因为50m往返跑总位移是零,故平均速度是0。
(2)加速过程,由速度位移关系公式可得
解得加速阶段通过的位移大小
x=25m
(3)100m比赛加速后做匀速运动,则有最好成绩,加速时间
匀速运动的位移大小
匀速运动时间
比赛的最好成绩为
20. 如图所示为测试某流线状物体的入水运动情景,模型(可视为质点)从10m高台上O自由落下,在A点落水后减速下降5m,到B点减停,之后上浮的加速度大小为。若将下沉和上浮过程均可视为匀变速直线运动,且忽略空气阻力的作用。求该测试中(g取,计算结果可保留根号)
(1)模型落水瞬间的速度大小;
(2)模型落水后减速下降的加速度大小;
(3)求从释放模型开始到模型刚浮出水面的全过程时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
的过程,模型自由下落,有
解得模型落水速度为
【小问2详解】
的过程模型做匀减速运动,有
解得
【小问3详解】
的过程,模型自由下落时间
的过程,模型落入水后减速时间(视为反方向匀加速直线运动)
的过程,模型上浮的时间为
则总时间为
21. 质量M=3 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动,如图所示,当速度达到1 m/s时,将质量m=4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点。(g取10 m/s2)
(1)物块刚放置在木板上时,求物块和木板各自的加速度大小;
(2)木板至少为多长,物块才能与木板最终保持相对静止?
(3)物块与木板相对静止后,求物块受到的摩擦力大小。
【答案】(1)2 m/s2,1 m/s2;(2)0.5 m;(3)6.29 N
【解析】
【详解】(1)放上物块后,物块的加速度
a1==μg=2 m/s2
木板的加速度
a2==1m/s2
(2)当两者速度相等后保持相对静止,有
a1t=v0+a2t
解得
t=1 s
此段时间内,木板的位移
x1=v0t+a2t2=1.5 m
物块的位移
x2=a1t2=1m
所以木板至少长
L=x1-x2=0.5m
(3)相对静止后,对整体,有
F=(M+m)a
对物块有
Ff=ma
解得
Ff=m N≈6.29 N
22. 国家快递大数据平台实时监测数据显示,截至2021年12月8日9时03分,我国快递年业务量首次突破千亿级别,已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图,可视为质点的某快递从倾角为的斜面顶端A点静止释放,沿斜面AB下滑,进入水平传送带BC传送,最后能从水平末端C点水平抛出,落到水平地面,斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长,水平传送带BC长,传送带上表面距水平地面,该快递与斜面间动摩擦因数,与传动带间动摩擦因数,传送带以大小为v的速度顺时针转动,不考虑传送带滑轮大小。求:
(1)快递刚滑到传送带上时的速度的大小;
(2)调节传送带速度使快递落地点与抛出点C点的水平距离最大,则传送带速度至少多大,并求出与抛出点的最大水平距离?
(3)若在传送带右侧加装一个收集装置,其内边界截面为四分之一圆形,如图乙为传送带右半部分和装置的示意图,C点为圆心,半径为,若要使该快递从C点抛出后落到收集装置时的速度最小,则传送带速度应该调节为多大?
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)从A到B,根据牛顿第二定律有
可得
根据
得
(2)由题意知,若物体在传送带上一直加速,落地点与抛出点C点的水平距离最大,由
在水平传送带上,对快递由牛顿第二定律
联立可得传送带速度至少为
从C点平抛到落地
得
由水平位移
得
(3)设落到收集装置时速度为v1,则
设C点抛出时水平速度为,落到收集装置时水平位移x,竖直位移y
得
即
代入得
由数学可知,当
时,v最小,得
由
得
由题意可知,物体在传送带上先匀减速到,再一起匀速,即传送带速度应该调节为。
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考生须知:
1.本试卷满分100分,答题时间90分钟。
2.请在答题纸上规范填涂姓名、班级和准考证号。
3.答案必须规范填写在答题纸上的相应位置,写在试卷、草稿纸上均无效。
一、选择题I(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列属于国际单位制中基本单位符号的是( )
A. N B. g C. m/s D. s
2. 在物理学中,突出主要因素,忽略次要因素,建立理想化模型,是常用的一种科学研究方法。下列属于理想化模型的是( )
A. 质点 B. 瞬时速度 C. 重心 D. 合力与分力
3. 如图所示,浙江运动员李玲在参加杭州亚运会女子撑杆跳高比赛时,以的成绩夺得金牌,并再度刷新亚运会赛事纪录。其完整的撑杆跳高过程可简化为三个阶段——持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。下落时,人杆分离,最后落在软垫上速度减为零。不计空气阻力,则( )
A. 研究其越杆过程的技术动作可将李玲视作质点
B. 李玲越过杆后在空中下落的过程中处于完全失重状态
C. 李玲在撑杆起跳上升的过程中,撑杆对她的力始终沿杆
D. 李玲落在软垫上的运动过程中,软垫对她的作用力大小大于她对软垫的作用力大小
4. 筷子是中国人常用的饮食工具,也是中华饮食文化的标志之一。如图所示,甲、乙、丙图是筷子夹鹅卵石时的三个动作示意图,筷子均在竖直平面内,鹅卵石均处于静止状态,则( )
A. 甲图中的鹅卵石受四个力的作用
B. 乙图中下面筷子对鹅卵石的力大于上面筷子对鹅卵石的力
C. 若增大丙图中的筷子对鹅卵石的弹力,则鹅卵石受到的摩擦力也会增加
D. 若增大丙图中的筷子与水平方向的夹角,则鹅卵石受到筷子对它的作用力也增大
5. 小明将小球以10m/s的速度从A点竖直向上抛出,运动过程中经过B点时的速度大小为12m/s,不计空气阻力,。则小球从A到B的过程中( )
A. 运动时间为0.2s B. 平均速度大小为11m/s
C. 变化量大小为22m/s D. 路程为2.2m
6. 伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图A、图B分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法中正确的是( )
A. 图A中的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因
B. 图A中的实验,可以在实验室中真实呈现
C. 图B中在倾角较小的斜面甲上进行实验,可“冲淡”重力,使速度的计算更容易
D. 图B中通过合理外推由甲图逐渐到丁图,最终得出自由落体运动是匀变速运动
7. 如图所示,当车厢向右加速行驶时,一个质量为m的物块紧贴在车厢壁上,相对于车厢壁静止,随车一起运动,则下列说法正确的是( )
A. 车厢壁受到物块的摩擦力与物块的重力平衡
B. 车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力
C. 若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的弹力变大
D. 若车厢的加速度变大,车厢壁对物块的摩擦力变大
8. 如图所示,小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河,经过一段时间,正好到达正对岸的O'处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O'处,在水流速度不变的情况下,可采取的方法是( )
A. θ角不变且v增大 B. θ角减小且v增大
C. θ角增大且v减小 D. θ角增大且v增大
9. 内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,同时水平向右匀速移动,则管中羽毛的运动轨迹可能是( )
A. B. C. D.
10. 校运动会上,无人机带着相机进行拍摄,课外学习小组测得无人机在竖直方向运动时高度H随时间t变化的图像如图所示,PQ可视为直线,则( )
A. 无人机上升过程中,升力总是大于其总重力
B. PQ段无人机受到的升力小于其总重力
C. PQ段无人机竖直下降的速度约为2m/s
D. PQ段无人机所携带的相机处于失重状态
11. 如图所示,物块Q放在水平桌面上,一条跨过光滑定滑轮的细线两端分别连接物块P和物块Q,物块P、Q的质量之比mP:mQ=1:2。物块P下落过程中,细线上的拉力大小为F1;若物块P、Q位置互换,物块Q下落过程中,细线上的拉力大小为F2。两物块与桌面间无摩擦,不计空气阻力,则F1、F2的大小关系为( )
A. F1:F2 =1:1 B. F1:F2 =1:2
C. F1:F2 =2:1 D. F1:F2 =1:3
12. 如图所示,在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内,小球与车厢相对静止,轻绳a斜向上,轻质弹簧b水平。某一时刻,轻绳a突然断裂(重力加速度为g),断裂瞬间小球的加速度大小为( )
A. g B. C. D.
13. 如图甲所示,倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一包裹轻轻放在最上端的A点,包裹从A点运动到最下端B点的过程中,加速度随位移的变化图像如图乙所示(重力加速度取),则下列说法正确的是( )
A. 传送带与水平面的夹角为 B. 包裹与传送带间的动摩擦因数为0.4
C. 传送带运行的速度大小为 D. 包裹到B点时的速度为
二、选择题II(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14. 滑块第一次从粗糙斜面顶端由静止下滑到底端,第二次以一定的初速度从斜面底端上滑刚好到达顶端。如图所示,某同学记录了滑块运动的频闪照片,若照片的时间间隔都相同,下列说法正确的是( )
A. 图甲是滑块下滑的照片
B. 图甲滑块的加速度大于图乙滑块的加速度
C. 图甲滑块在底端的速率大于图乙滑块在底端的速率
D. 图甲滑块全程的平均速度大小等于图乙滑块全程的平均速度大小
15. 有位同学定点投篮时,第一次出手位置较高,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为;第二次出手位置较低,篮球的速度方向与竖直方向的夹角为。已知两次出手的位置在同一竖直线上,结果篮球都正好垂直撞到篮板上的同一点P,如图所示。不计空气阻力,则前、后两次投出的篮球在从出手到撞板的过程中( )
A. 撞击篮板时的速率相等 B. 出手时的速率相等
C. 运动的时间的比值为 D. 上升的高度的比值为
三、非选择题(共55分)
16. 小艺同学用如图甲所示的装置完成“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。
(1)关于本实验操作,下列说法正确的是_____。
A. 在安装刻度尺时,必须让刻度尺零刻度线与弹簧上端对齐
B. 悬吊钩码时,需要等钩码静止时再读数
C. 在弹簧下端挂钩码时,不能超过弹簧的弹性限度
(2)小艺同学以弹簧长度为横轴,钩码的质量为纵轴,根据实验数据进行描点,所描的点如图乙所示,请在图乙中进行拟合。
(3)根据该图像得出弹簧的原长为_____cm,弹簧的劲度系数_____。(结果均保留两位有效数字)(取)
17. 某同学做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置,让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)为完成实验,除图中已有的器材,还需要交流电源、天平(含配套砝码)和______。
(2)如图甲,关于本实验,下列说法正确的是______。
A. 应适当调节滑轮高度,使线与桌面平行,确保小车能做匀加速直线运动
B. 此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
C. 实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放
D. 电火花计时器的工作电压应为交流8V
(3)如图乙,是某同学挑选的一条较为清晰的纸带,并选取了部分点为计数点(计数点间的距离如图)。已知打点计时器打点的时间间隔,由图可知小车做匀加速直线运动的加速度______(保留三位有效数字)。据此可知本次实验操作中存在不合理之处在于______。
18. 如图甲所示为“探究平抛运动水平分运动的特点”的实验装置。
(1)除了斜槽、小球、背板和倾斜挡板(带底座及固定挡板的轨道,挡板上下可调)、白纸、图钉、重垂线之外,下列器材中还需要的是________(多选)。
A. 复写纸 B. 墨粉纸盘 C. 刻度尺 D. 天平
(2)某次实验时让小球多次从斜槽上滚下,在白纸上依次记下小球的位置,如图乙所示。出现这种点迹最有可能的原因是_________。
A. 斜槽粗糙 B. 斜槽末端不水平 C. 没有从同一位置静止释放小球
(3)将白纸换成方格纸,每个小方格的边长为。实验记录了小球在运动中的4个点迹,如图丙所示。已知重力加速度为,则小球做平抛运动的初速度为___________;小球抛出点的横坐标为__________。
19. 校运动会期间,小明参加了往返跑和两个比赛项目。若小明同学两个项目中加速阶段均做加速度大小为的匀变速直线运动,且最大速度为,求:
(1)往返跑项目的平均速度;
(2)项目中加速阶段通过的位移大小;
(3)项目比赛的最好成绩。
20. 如图所示为测试某流线状物体的入水运动情景,模型(可视为质点)从10m高台上O自由落下,在A点落水后减速下降5m,到B点减停,之后上浮的加速度大小为。若将下沉和上浮过程均可视为匀变速直线运动,且忽略空气阻力的作用。求该测试中(g取,计算结果可保留根号)
(1)模型落水瞬间的速度大小;
(2)模型落水后减速下降的加速度大小;
(3)求从释放模型开始到模型刚浮出水面的全过程时间。
21. 质量M=3 kg 的长木板放在光滑的水平面上,在水平拉力F=11 N作用下由静止开始向右运动,如图所示,当速度达到1 m/s时,将质量m=4 kg的物块轻轻放到木板的右端。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点。(g取10 m/s2)
(1)物块刚放置在木板上时,求物块和木板各自的加速度大小;
(2)木板至少为多长,物块才能与木板最终保持相对静止?
(3)物块与木板相对静止后,求物块受到的摩擦力大小。
22. 国家快递大数据平台实时监测数据显示,截至2021年12月8日9时03分,我国快递年业务量首次突破千亿级别,已连续8年稳居世界第一。如图甲所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图,可视为质点的某快递从倾角为的斜面顶端A点静止释放,沿斜面AB下滑,进入水平传送带BC传送,最后能从水平末端C点水平抛出,落到水平地面,斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面AB长,水平传送带BC长,传送带上表面距水平地面,该快递与斜面间动摩擦因数,与传动带间动摩擦因数,传送带以大小为v的速度顺时针转动,不考虑传送带滑轮大小。求:
(1)快递刚滑到传送带上时的速度的大小;
(2)调节传送带速度使快递落地点与抛出点C点的水平距离最大,则传送带速度至少多大,并求出与抛出点的最大水平距离?
(3)若在传送带右侧加装一个收集装置,其内边界截面为四分之一圆形,如图乙为传送带右半部分和装置的示意图,C点为圆心,半径为,若要使该快递从C点抛出后落到收集装置时的速度最小,则传送带速度应该调节为多大?
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