内容正文:
大庆中学高一物理开学考试
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B. 牛顿第二定律的表达式F=kma,在三个物理量取国际单位制时,k=1
C. 牛顿是一个国际单位制基本单位,1N=1kg·m/s2
D. 嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国,月壤样品到达地球后惯性增大,重力增大
2. 如图所示,物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离后,又在水平面上匀减速滑行距离后停下,测得,物体经过两平面交接处速率不变,则物体在斜面上的加速度与在水平面上的加速度的大小关系为( )
A. B. C. D.
3. 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕,其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示,某滑雪运动员以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v,则滑雪者整个过程的平均速度为( )
A. B. C. D.
4. 物体从某一高度自由下落,第1 s内就通过了全程的一半,物体全程下落时间为( )
A. 1 s B. 1.5 s
C. s D. (-1)s
5. 如图所示,物体A静止在固定斜面上,斜面的倾角为,下列说法正确的是( )
A. 物体A受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
B. 斜面对物体A的支持力是因为物体A发生形变产生的
C. 物体A受到的摩擦力沿斜面向下
D. 斜面对物体A的作用力方向竖直向上
6. 如图所示,A、B两球的质量相等,通过质量不计的弹簧及固定于斜面顶端的细线连接,倾角为的斜面光滑,系统静止,弹簧与细线均平行于斜面,设重力加速度为g,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 两个小球的加速度均沿斜面向下,大小均为
B. B球所受弹簧的弹力发生突变,加速度不为零
C. A球的加速度沿斜面向下,大小为
D. B球的加速度向上,A球的加速度向下,加速度都不为零
7. 如图,在倾角为的光滑斜面上有一物体A,通过不可伸长的轻绳与物体B相连,滑轮与A之间的绳子与斜面平行。物体B的质量为m,物体A的质量是物体B质量的2倍,不计滑轮质量和一切摩擦,重力加速度为g,初始时用外力使A保持静止,去掉外力后,则轻绳的张力大小等于( )
A. B. mg C. D. 2mg
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图,轻杆A端用铰链固定在竖直墙上,B端吊一工件,工人将轻绳跨过定滑轮C用水平拉力将B端缓慢上拉,滑轮C在A 点正上方,滑轮大小及摩擦均不计,则在轻杆逆时针转到竖直位置的过程中( )
A. 轻杆对 B端的弹力大小逐渐增大
B. 轻杆对 B端的弹力大小保持不变
C. 工人受到地面的摩擦力逐渐减小
D. 工人受到地面的摩擦力保持不变
9. 如图1所示,在粗糙的水平面上静止放置一滑块,时在滑块上施加水平的外力F,F随时间t变化的规律如图2所示(水平向右为正方向),滑块在内的速度v随时间t变化的图像如图3所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取。下列判断正确的是( )
A. 滑块的质量为 B. 滑块的质量为
C. 滑块与地面之间的动摩擦因数为0.2 D. 滑块与地面之间的动摩擦因数为0.1
10. 如图所示,某同学对着竖直墙壁练习打网球,该同学使球拍与水平方向的夹角为,在O点击中网球,球以的速度垂直球拍离开O点,恰好垂直击中墙壁上的P点,忽略空气阻力的影响,取重力加速度大小,,下列说法正确的是( )
A. 网球在P点与墙壁碰撞时的速度大小为
B. 网球由O点运动到P点的时间为1.6s
C. O、P两点间的水平距离为19.2m
D. O、P两点间的高度差为12.8m
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 如图甲所示是“验证力的平行四边形定则”的实验装置,将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使结点到达某一位置。请回答下列问题:
(1)本实验用到的方法是______;
A. 控制变量法 B. 理想化物理模型法 C. 等效替换法
(2)关于该实验的操作,下列说法中正确的是______;
A. 使用弹簧测力计时,施力方向应沿弹簧测力计轴线方向,读数时视线应正对弹簧测力计刻度线。
B. 把结点拉到点位置时,两个弹簧测力计之间夹角应取,以便算出合力大小。
C. 用两个弹簧测力计分别勾住细绳,互成角度地拉橡皮条时,只需记录结点的位置及两细绳的方向。
D. 用一个弹簧测力计钩住细绳把结点拉至处,只需记录弹簧测力计的示数。
(3)根据实验数据在白纸上作出如图乙所示的力的示意图,、、、四个力中,一定沿图甲中方向的力是________。(填上述字母)
12. 用如图甲所示的装置探究物体的加速度与力之间的关系。带有光滑定滑轮的长木板放在水平桌面上。细绳通过滑轮一端连接滑块,另一端连接固定的力传感器,从力传感器上可以直接读出细绳拉力大小。动滑轮下方悬挂沙桶,通过改变沙桶内沙的质量来改变滑块的加速度。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________
A. 先接通打点计时器的电源,再释放滑块
B. 实验需要满足沙桶和沙的总质量远小于滑块的质量
C. 在挂沙桶的条件下,调整长木板左端的高度,以平衡阻力
D. 调整长木板右端的定滑轮,使得连接滑块的细绳与长木板平行
(2)他在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带。已知打点计时器的打点周期为,相邻计数点间还有四个点未画出,打下点6时小车的速度________,小车做匀加速直线运动的加速度大小________(结果保留三位有效数字);
(3)某实验兴趣小组实验中忘记平衡摩擦,多次实验。利用所测得的数据作出图像如图丙所示,图像的斜率为,与纵轴的截距为,重力加速度为,则由图像测得的物理量有________。
A. 滑块的质量
B. 悬挂沙桶和沙的质量
C. 滑块与长木板之间的动摩擦因数
四、解答题(共40分)
13. 如图所示,在倾角为的斜面上,用沿斜面向上的拉力拉着一质量为6kg的物体向上做匀速直线运动,取,,求,:
(1)斜面对物体的支持力的大小;
(2)斜面对物体的摩擦力大小;
(3)斜面和物体间的摩擦因数。
14. 如图所示,跳台滑雪运动员在滑道上获得一定速度后从A处水平飞出,最终落在斜坡上的B点。已知斜坡的倾角为θ,AB的长度为L,运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)运动员从A处飞出的速度大小;
(2)运动员从A处运动到距斜坡最远所用的时间。
15. 如图所示,水平地面上有一长木板正在向右滑动,木板的质量M = 2 kg,当木板的速度v0 = 4 m/s时,在长木板的右端施加一水平向右的恒力F = 12 N,同时将一物块(可看作质点)轻轻放在长木板的右端,物块质量m = 2 kg,力F作用1 s后撤去。已知木板与地面间的动摩擦因数μ1 = 0.1,木板与物块间的动摩擦因数μ2 = 0.3,重力加速度g = 10 m/s2,物块始终在木板上。求:
(1)物块刚放在长木板上时,物块和长木板加速度的大小;
(2)力F作用的1 s内,物块和长木板位移的大小;
(3)要使物块不从长木板上滑下,长木板的最小长度。
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大庆中学高一物理开学考试
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B. 牛顿第二定律的表达式F=kma,在三个物理量取国际单位制时,k=1
C. 牛顿是一个国际单位制基本单位,1N=1kg·m/s2
D. 嫦娥五号成功携带月壤样品回到祖国,月壤样品到达地球后惯性增大,重力增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.伽利略理想斜面实验说明力是改变物体运动的原因,选项A错误;
B.牛顿第二定律的表达式F=kma,在三个物理量取国际单位制时,即m单位为kg,a单位为m/s2,F单位为N,此时k=1,选项B正确;
C.牛顿属于国际单位制中的导出单位,选项C错误;
D.惯性与质量有关,质量与地理位置无关,质量不变,惯性不变,重力由质量与重力加速度都有关,因重力加速度增大,故重力会增大,选项D错误。
故选B。
2. 如图所示,物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离后,又在水平面上匀减速滑行距离后停下,测得,物体经过两平面交接处速率不变,则物体在斜面上的加速度与在水平面上的加速度的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设物体经过两平面交接处的速度大小为,则物体在斜面上运行时有
物体在水平面上运行时有
又
联立可得
故选D。
3. 第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年2月4日在北京开幕,其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项。如图所示,某滑雪运动员以某一初速度冲上斜面做匀减速直线运动,到达斜面顶端时的速度为零。已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v,则滑雪者整个过程的平均速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将运动员的匀减速运动逆向看作是反向的初速度为零且加速度大小不变的匀加速运动,根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知运动员在前四分之三位移和最后四分之一位移所经历的时间相等,均设为t,则由题意可知
滑雪者整个过程的平均速度为
故选D。
4. 物体从某一高度自由下落,第1 s内就通过了全程的一半,物体全程下落时间为( )
A. 1 s B. 1.5 s
C. s D. (-1)s
【答案】C
【解析】
【详解】设物体下落全程一半用时为t,下落全程的总时间为,根据自由落体运动规律,有
联立解得
故选C。
5. 如图所示,物体A静止在固定斜面上,斜面的倾角为,下列说法正确的是( )
A. 物体A受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
B. 斜面对物体A的支持力是因为物体A发生形变产生的
C. 物体A受到的摩擦力沿斜面向下
D. 斜面对物体A的作用力方向竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据受力平衡可知,物体A受到重力、支持力、摩擦力共三个作用力,故A错误;
B.斜面对物体A的支持力是因为斜面发生形变产生的,故B错误;
C.根据受力平衡可知,物体A受到的摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡,则摩擦力方向沿斜面向上,故C错误;
D.根据受力平衡可知,斜面对物体A的作用力与重力平衡,则作用力方向竖直向上,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,A、B两球的质量相等,通过质量不计的弹簧及固定于斜面顶端的细线连接,倾角为的斜面光滑,系统静止,弹簧与细线均平行于斜面,设重力加速度为g,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 两个小球的加速度均沿斜面向下,大小均为
B. B球所受弹簧的弹力发生突变,加速度不为零
C. A球的加速度沿斜面向下,大小为
D. B球的加速度向上,A球的加速度向下,加速度都不为零
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,系统静止,A、B两球所受合力为0,由平衡条件可知,细线的拉力为
方向沿斜面向上,当细线烧断瞬间,细线的拉力消失,弹簧弹力不变,则小球B的受力情况不变,合力不变,则小球B的加速度为0,小球A的合力为沿斜面向下的,由牛顿第二定律可知,小球A的加速度为。
故选C。
7. 如图,在倾角为的光滑斜面上有一物体A,通过不可伸长的轻绳与物体B相连,滑轮与A之间的绳子与斜面平行。物体B的质量为m,物体A的质量是物体B质量的2倍,不计滑轮质量和一切摩擦,重力加速度为g,初始时用外力使A保持静止,去掉外力后,则轻绳的张力大小等于( )
A. B. mg C. D. 2mg
【答案】A
【解析】
【详解】设绳子拉力为,对B受力分析有
对A受力分析有
联立解得
故选A。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图,轻杆A端用铰链固定在竖直墙上,B端吊一工件,工人将轻绳跨过定滑轮C用水平拉力将B端缓慢上拉,滑轮C在A 点正上方,滑轮大小及摩擦均不计,则在轻杆逆时针转到竖直位置的过程中( )
A. 轻杆对 B端的弹力大小逐渐增大
B. 轻杆对 B端的弹力大小保持不变
C. 工人受到地面的摩擦力逐渐减小
D. 工人受到地面的摩擦力保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出力图如图:
由平衡条件得知,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得
使轻杆逆时针转到竖直位置的过程中,AC、AB保持不变,BC变小,则N保持不变,F变小。故A错误B正确。
CD.对人受力分析可知水平方向
f=F
所以工人受到地面的摩擦力逐渐减小,故C正确D错误。
故选BC。
9. 如图1所示,在粗糙的水平面上静止放置一滑块,时在滑块上施加水平的外力F,F随时间t变化的规律如图2所示(水平向右为正方向),滑块在内的速度v随时间t变化的图像如图3所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取。下列判断正确的是( )
A. 滑块的质量为 B. 滑块的质量为
C. 滑块与地面之间的动摩擦因数为0.2 D. 滑块与地面之间的动摩擦因数为0.1
【答案】BD
【解析】
【详解】由图像可知,内的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
其中;内的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
其中;联立解得
,
故选BD。
10. 如图所示,某同学对着竖直墙壁练习打网球,该同学使球拍与水平方向的夹角为,在O点击中网球,球以的速度垂直球拍离开O点,恰好垂直击中墙壁上的P点,忽略空气阻力的影响,取重力加速度大小,,下列说法正确的是( )
A. 网球在P点与墙壁碰撞时的速度大小为
B. 网球由O点运动到P点的时间为1.6s
C. O、P两点间的水平距离为19.2m
D. O、P两点间的高度差为12.8m
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.网球的逆向运动(由P点到O点)为平抛运动,对O点速度进行分解可得
选项A错误;
B.在竖直方向上有
解得
选项B正确;
C.O、P两点间的水平距离
选项C正确;
D.O、P两点间的高度差
选项D正确。
故选BCD。
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 如图甲所示是“验证力的平行四边形定则”的实验装置,将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套,实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使结点到达某一位置。请回答下列问题:
(1)本实验用到的方法是______;
A. 控制变量法 B. 理想化物理模型法 C. 等效替换法
(2)关于该实验的操作,下列说法中正确的是______;
A. 使用弹簧测力计时,施力方向应沿弹簧测力计轴线方向,读数时视线应正对弹簧测力计刻度线。
B. 把结点拉到点位置时,两个弹簧测力计之间夹角应取,以便算出合力大小。
C. 用两个弹簧测力计分别勾住细绳,互成角度地拉橡皮条时,只需记录结点的位置及两细绳的方向。
D. 用一个弹簧测力计钩住细绳把结点拉至处,只需记录弹簧测力计的示数。
(3)根据实验数据在白纸上作出如图乙所示的力的示意图,、、、四个力中,一定沿图甲中方向的力是________。(填上述字母)
【答案】(1)C (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果,应用了等效替代方法。
故选C。
【小问2详解】
A.为了减小实验误差,使用弹簧测力计时,施力方向应沿弹簧测力计轴线方向,且读数时视线应正对弹簧测力计刻度线,故A正确;
B.把结点拉到点位置时,两个弹簧测力计之间所取夹角应利于方便作图,便于作图求出合力大小即可,不一定要取,故B错误;
C.用两个弹簧测力计分别勾住细绳,互成角度地拉橡皮条时,除记录结点的位置及两细绳的方向外,还需要读出此时两弹簧测力计的示数,故C错误;
D.用一个弹簧测力计钩住细绳把结点拉至处,需记录此时弹簧测力计的示数及此时细绳套的方向。故D错误。
故选A。
【小问3详解】
图乙中,F是通过平行四边形得出的值,而是用一个弹簧测力计拉绳套时测得的力,其方向一定沿着AO。
12. 用如图甲所示的装置探究物体的加速度与力之间的关系。带有光滑定滑轮的长木板放在水平桌面上。细绳通过滑轮一端连接滑块,另一端连接固定的力传感器,从力传感器上可以直接读出细绳拉力大小。动滑轮下方悬挂沙桶,通过改变沙桶内沙的质量来改变滑块的加速度。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________
A. 先接通打点计时器的电源,再释放滑块
B. 实验需要满足沙桶和沙的总质量远小于滑块的质量
C. 在挂沙桶的条件下,调整长木板左端的高度,以平衡阻力
D. 调整长木板右端的定滑轮,使得连接滑块的细绳与长木板平行
(2)他在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带。已知打点计时器的打点周期为,相邻计数点间还有四个点未画出,打下点6时小车的速度________,小车做匀加速直线运动的加速度大小________(结果保留三位有效数字);
(3)某实验兴趣小组实验中忘记平衡摩擦,多次实验。利用所测得的数据作出图像如图丙所示,图像的斜率为,与纵轴的截距为,重力加速度为,则由图像测得的物理量有________。
A. 滑块的质量
B. 悬挂沙桶和沙的质量
C. 滑块与长木板之间的动摩擦因数
【答案】(1)AD (2) ①. 0.805 ②. 0.820
(3)AC
【解析】
【小问1详解】
A.为了充分利用纸带,实验中应先接通打点计时器的电源,再释放滑块,故A正确;
B.拉力是通过力传感器来显示的,与沙和沙桶的质量无关,故不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量,故B错误;
C.为使绳的拉力等于滑块所受的合外力,补偿阻力时不需要挂沙桶,故C错误;
D.调整长木板右端的定滑轮,使得连接滑块的细绳与长木板平行,保证细线上的拉力就是滑块所受的合外力,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
[1]纸带上每两个计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动的中间时刻速度等于这个过程的平均速度,打下点6时小车的速度
[2]根据逐差法可得,滑块的加速度大小为
【小问3详解】
根据牛顿第二定律
变形得
由图可知斜率
解得滑块的质量为
截距为
解得
无法计算悬挂沙桶和沙的质量。
故选AC。
四、解答题(共40分)
13. 如图所示,在倾角为的斜面上,用沿斜面向上的拉力拉着一质量为6kg的物体向上做匀速直线运动,取,,求,:
(1)斜面对物体的支持力的大小;
(2)斜面对物体的摩擦力大小;
(3)斜面和物体间的摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物体受力分析,如图所示
根据平衡条件,在垂直斜面方向可得
【小问2详解】
在沿斜面方向有
解得
【小问3详解】
根据
解得
14. 如图所示,跳台滑雪运动员在滑道上获得一定速度后从A处水平飞出,最终落在斜坡上的B点。已知斜坡的倾角为θ,AB的长度为L,运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)运动员从A处飞出的速度大小;
(2)运动员从A处运动到距斜坡最远所用的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)运动员飞出后,其做平抛运动,在水平方向有
竖直方向有
解得
(2)设经过时间后,运动员到距斜面最远,此时,运动员的速度方向与斜面平行,设此时运动员竖直方向速度为,有
有几何关系有
解得
15. 如图所示,水平地面上有一长木板正在向右滑动,木板的质量M = 2 kg,当木板的速度v0 = 4 m/s时,在长木板的右端施加一水平向右的恒力F = 12 N,同时将一物块(可看作质点)轻轻放在长木板的右端,物块质量m = 2 kg,力F作用1 s后撤去。已知木板与地面间的动摩擦因数μ1 = 0.1,木板与物块间的动摩擦因数μ2 = 0.3,重力加速度g = 10 m/s2,物块始终在木板上。求:
(1)物块刚放在长木板上时,物块和长木板加速度的大小;
(2)力F作用的1 s内,物块和长木板位移的大小;
(3)要使物块不从长木板上滑下,长木板的最小长度。
【答案】(1)3 m/s2,1 m/s2
(2)1.5 m,4.5 m
(3)3.25 m
【解析】
【小问1详解】
物块放在长木板的瞬间,对物块
解得
对长木板
解得
【小问2详解】
力F作用的1 s内,对物块,
解得,
对长木板,
解得,
【小问3详解】
撤去F时,物块的加速度不变,对长木板
撤去后,经时间t两者达到共同速度v,,
解得,
从撤去F后到两者达到共同速度v,物块和长木板的位移分别为,
解得,
经分析,达到共同速度后,二者一起做匀减速直线运动
物块在长木板滑动的距离
解得
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