内容正文:
白塔中学2024~2025学年高2024级高一下学期第一次考试
物理试题
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目答案的标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用0.5毫米黑色签字笔将答案写在答题卡对应区域。写在本试卷上无效。
第I部分:选择题(46分)
一、单项选择题:本题有7个小题,每小题只有一个正确选项,每题4分,共28分。
1. 做曲线运动的物体,其一定变化的物理量是( )
A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合力
2. 图甲为农村地区还在用的压力井,其结构简图如图乙所示,是手柄上两点。当用力将手柄末端向下压的过程中,两点都绕转轮转动时,其半径,则关系正确的是( )
A. 线速度关系为
B. 线速度关系为
C. 角速度关系为
D. 角速度关系为
3. 如图所示,飞机以大小恒定的向心加速度在空中水平匀速盘旋。若把飞机看成研究对象,关于飞机的受力情况说法正确的是( )
A. 只受到重力
B. 受到重力和向心力
C. 受到重力和空气对飞机的作用力
D. 受到重力、向心力和空气对飞机的作用力
4. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳子的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,此时纽扣上距离中心处的点,其角速度大小为,则关于纽扣绕中心的转速大小为( )
A. B. C. D.
5. 某人用轻绳通过光滑的定滑轮拉小船,小船沿着河面向左运动。若人匀速拉绳的速度为,如图,绳某时刻与水平方向夹角为。不计一切阻力,则小船靠岸之前做( )
A. 加速运动 B. 减速运动
C. 匀速运动 D. 先匀速运动,再减速运动
6. 在以周期为匀速转动的水平圆盘上,放着一质量为的滑块,滑块离转轴的距离为,若滑块随着圆盘做无相对滑动的匀速圆周运动,则滑块的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
7. 一辆汽车在半圆形的赛道上行驶,它在几个位置的速度矢量如图所示,则描述汽车在相应位置点的加速度矢量作图正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题有3个小题,每小题有多个正确选项,每题6分,共18分。其中,全部选对给6分,选对但不全给3分,错选给0分。
8. 高一新生军训模拟投弹演练中,在陡峭山头上的同一位置,小明先后两次沿水平方向向山下同一目标投掷出甲、乙两颗仿真手榴弹(可视为质点),轨迹如图所示。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲和乙的飞行时间相等
B. 甲的飞行时间比乙的长
C. 甲的水平初速度比乙小
D. 甲的水平初速度比乙大
9. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,不考虑空气阻力,其中说法正确的是( )
A. 图①中汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于失重状态
B. 图②中汽车通过凸形桥的最高点时速度越大,则汽车对桥面的压力就越小
C. 图③中铁路转弯处设成外轨比内轨高,目的是减小火车转弯时轮缘与外轨的侧压力
D. 图④中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
10. “旋转秋千”是常见的游戏。如图,若A球在水平面内做匀速圆周运动,若保持A球轨迹所在水平面到悬点的竖直距离不变,增大轻绳的长度。忽略空气阻力,关于A球做匀速圆周运动时的物理量大小变化,说法正确的是( )
A. 向心加速度不变 B. 向心力增大
C. 周期不变 D. 绳子的拉力增大
第II部分:非选择题(54分)
三、实验探究题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11. 如图甲,小明将手机与蔬菜沥水器中蔬菜篮底部侧壁边缘一直紧贴放置,从慢到快转动手柄,可以使手机随蔬菜篮转动。利用手机自带软件可以记录手机向心力和角速度的数值。若更换不同质量的手机(均看作质点),保持手机放置的位置不变,重复操作,就可以利用电脑拟合出两次的图像如图乙所示。
(1)题干中体现的物理实验方法是_____。(选填:“控制变量法”或“力学放大法”)
(2)由图乙可知,直线_____对应的手机质量更大。(选填:“1”或“2”)
(3)若测量出蔬菜篮的直径,计算出同一手机相应的转动频率,利用所得数据拟合出向心力与频率平方的图像,应该为_____图像。(选填:“线性”或“非线性”)
12. 如图甲,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开,竖直向下运动。若不考虑空气阻力,回答以下问题:
(1)如图甲,用不同的力多次击打弹簧金属片,在误差允许范围内,多次观察到_____。
A. 小球A先落地
B. 小球A的运动路线不同,小球B的运动路线相同
C. 小球A、B的运动路线都相同
(2)如图甲,改变此装置距地面的高度重复实验,仍然看到相同的实验现象,据此可得_____。
A. 小球A在水平方向做匀速直线运动
B. 小球A、B在水平方向的运动规律相同
C. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同
(3)某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置,如图乙所示,他在小球的运动轨迹上按相同的时间间隔选取了A、B、C三点,并测量了各点间的水平距离和竖直距离,重力加速度取,则时间间隔_____。若以A点为坐标原点,以初速度方向为轴正方向,以重力方向为轴正方向,则图中小球抛出点的坐标是(_____cm,_____cm)。
四、解答题:本题共3小题,共38分。解题时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某地突降大雨,志愿者驾驶小船将物资运送至河对岸的灾民安置点。已知小船在静水中匀速划行的速度大小为,河水水平向右匀速流动的速度大小为,出发点A到正对岸B点的距离为,河岸平直。若要求小船以最短的时间过河,
(1)直接写出小船过河时船头的方向,并计算过河时间;
(2)计算小船过河的实际速度大小;
(3)计算小船过河的实际位移大小;
14. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有半径为的四分之一圆弧轨道与跳台A处平滑连接,质量为的运动员从圆弧轨道某处以一定的速度开始做圆周运动,下滑至圆弧轨道的最低点A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,如图所示。测得间在竖直方向的高度差为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员从A点水平飞出时初速度的大小;
(3)运动员在A点时对圆轨道压力的大小。
15. 如图所示,一个圆锥形容器绕竖直中心轴以一定的角速度匀速转动。一质量为的小物块放在容器内壁上,经过一段时间稳定后,小物块随圆锥形容器一起转动且相对内壁静止。它和点的连线恰好与锥面垂直且长为,且与之间的夹角为,已知,重力加速度大小为,不计空气阻力。
(1)若匀速转动的角速度为时小物块受到的摩擦力恰好为零,求的大小;
(2)若匀速转动的角速度为,且,小物块仍然相对内壁静止,求小物块受到的摩擦力;
(3)若匀速转动的角速度为,且,小物块仍然相对内壁静止,求小物块受到的摩擦力。
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白塔中学2024~2025学年高2024级高一下学期第一次考试
物理试题
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目答案的标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,用0.5毫米黑色签字笔将答案写在答题卡对应区域。写在本试卷上无效。
第I部分:选择题(46分)
一、单项选择题:本题有7个小题,每小题只有一个正确选项,每题4分,共28分。
1. 做曲线运动的物体,其一定变化的物理量是( )
A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合力
【答案】B
【解析】
【详解】做曲线运动的物体,因速度的方向时刻变化,则速度一定发生变化;而匀速圆周运动的速率一定不变,匀变速曲线运动的加速度和合力一定不变。
故选B。
2. 图甲为农村地区还在用的压力井,其结构简图如图乙所示,是手柄上两点。当用力将手柄末端向下压的过程中,两点都绕转轮转动时,其半径,则关系正确的是( )
A. 线速度关系为
B. 线速度关系为
C. 角速度关系为
D. 角速度关系为
【答案】A
【解析】
【详解】CD.A、B两点同轴转动,角速度相等,即
故CD错误;
AB.由,又,可知
故A正确,B错误。
故选A。
3. 如图所示,飞机以大小恒定的向心加速度在空中水平匀速盘旋。若把飞机看成研究对象,关于飞机的受力情况说法正确的是( )
A. 只受到重力
B. 受到重力和向心力
C. 受到重力和空气对飞机的作用力
D. 受到重力、向心力和空气对飞机的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】飞机在空中水平面内做匀速圆周运动,受到重力和空气对飞机的作用力的合力提供向心力,飞机受到重力和空气对飞机的作用力,故C正确,ABD错误。
故选C。
4. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳子的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,此时纽扣上距离中心处的点,其角速度大小为,则关于纽扣绕中心的转速大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】纽扣在转动过程中,有
解得
故选D。
5. 某人用轻绳通过光滑的定滑轮拉小船,小船沿着河面向左运动。若人匀速拉绳的速度为,如图,绳某时刻与水平方向夹角为。不计一切阻力,则小船靠岸之前做( )
A. 加速运动 B. 减速运动
C. 匀速运动 D. 先匀速运动,再减速运动
【答案】A
【解析】
【详解】船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,如图
根据平行四边形定则,有
小船靠岸之前,逐渐增大,则逐渐增大,所以小船做加速运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
6. 在以周期为匀速转动的水平圆盘上,放着一质量为的滑块,滑块离转轴的距离为,若滑块随着圆盘做无相对滑动的匀速圆周运动,则滑块的摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】滑块匀速圆周运动的向心力由滑块受到的静摩擦力提供,则有
故选C。
7. 一辆汽车在半圆形的赛道上行驶,它在几个位置的速度矢量如图所示,则描述汽车在相应位置点的加速度矢量作图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,速度矢量逐渐增大,汽车做加速圆周运动,故合外力方向与速度方向的夹角应小于90°,即加速度与速度夹角小于90°,根据向心加速度的公式
可知,圆周运动的半径不变,速度增大,向心加速度变大,合加速度变大。
故选B。
二、多项选择题:本题有3个小题,每小题有多个正确选项,每题6分,共18分。其中,全部选对给6分,选对但不全给3分,错选给0分。
8. 高一新生军训模拟投弹演练中,在陡峭山头上的同一位置,小明先后两次沿水平方向向山下同一目标投掷出甲、乙两颗仿真手榴弹(可视为质点),轨迹如图所示。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲和乙的飞行时间相等
B. 甲的飞行时间比乙的长
C. 甲的水平初速度比乙小
D. 甲的水平初速度比乙大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.平抛运动的竖直方向分运动为自由落体运动,根据
解得
甲乙下落的初始高度相同,运动时间也相同,故A正确;B错误;
CD.平抛运动的水平方向分运动为匀速直线运动,水平方向甲的位移比较大,运动时间相同,说明甲的初速度较大,故C错误;D正确。
故选AD。
9. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,不考虑空气阻力,其中说法正确的是( )
A. 图①中汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于失重状态
B. 图②中汽车通过凸形桥的最高点时速度越大,则汽车对桥面的压力就越小
C. 图③中铁路转弯处设成外轨比内轨高,目的是减小火车转弯时轮缘与外轨的侧压力
D. 图④中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出
【答案】BC
【解析】
【详解】A.图①中汽车在最低点时向心加速度向上,此时支持力大于重力,汽车处于超重状态,故A错误;
B.图②中汽车通过凸形桥的最高点时
解得
速度越大,桥面对汽车的支持力越小,由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力就越小,故B正确;
C. 图③中铁路转弯处设成外轨比内轨高,可以让支持力水平分量充当部分向心力,从而减小侧压力,故C正确;
D.脱水筒原理是水滴受到的实际合力不足以提供所需的向心力,从而沿切线方向甩出,故D错误。
故选BC。
10. “旋转秋千”是常见的游戏。如图,若A球在水平面内做匀速圆周运动,若保持A球轨迹所在水平面到悬点的竖直距离不变,增大轻绳的长度。忽略空气阻力,关于A球做匀速圆周运动时的物理量大小变化,说法正确的是( )
A. 向心加速度不变 B. 向心力增大
C. 周期不变 D. 绳子的拉力增大
【答案】BCD
【解析】
【详解】B.对A球受力分析,受重力、轻绳的拉力,如图
重力和拉力的合力提供向心力,则
保持A球轨迹所在水平面到悬点的竖直距离不变,增大轻绳的长度,增大,向心力增大,故B正确;
A.重力和拉力的合力提供向心力,则
解得
保持A球轨迹所在水平面到悬点的竖直距离不变,增大轻绳的长度,增大,则向心加速度增大,故A错误;
C.由,解得
则角速度不变,周期不变,故C正确;
D.绳子的拉力
由于增大,减小,则绳子的拉力增大,故D正确。
故选BCD。
第II部分:非选择题(54分)
三、实验探究题:本题共2小题,每空2分,共16分。
11. 如图甲,小明将手机与蔬菜沥水器中蔬菜篮底部侧壁边缘一直紧贴放置,从慢到快转动手柄,可以使手机随蔬菜篮转动。利用手机自带软件可以记录手机向心力和角速度的数值。若更换不同质量的手机(均看作质点),保持手机放置的位置不变,重复操作,就可以利用电脑拟合出两次的图像如图乙所示。
(1)题干中体现的物理实验方法是_____。(选填:“控制变量法”或“力学放大法”)
(2)由图乙可知,直线_____对应的手机质量更大。(选填:“1”或“2”)
(3)若测量出蔬菜篮的直径,计算出同一手机相应的转动频率,利用所得数据拟合出向心力与频率平方的图像,应该为_____图像。(选填:“线性”或“非线性”)
【答案】(1)控制变量法
(2)1 (3)线性
【解析】
【小问1详解】
更换不同质量的手机(均看作质点),保持手机放置的位置不变,重复操作,体现的物理实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
由图乙可以看出同样的角速度,直线1的向心力F更大,由,可知直线1对应的手机质量更大。
【小问3详解】
由
可知向心力与频率平方的图像,应该为线性图像。
12. 如图甲,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开,竖直向下运动。若不考虑空气阻力,回答以下问题:
(1)如图甲,用不同的力多次击打弹簧金属片,在误差允许范围内,多次观察到_____。
A. 小球A先落地
B. 小球A的运动路线不同,小球B的运动路线相同
C. 小球A、B的运动路线都相同
(2)如图甲,改变此装置距地面的高度重复实验,仍然看到相同的实验现象,据此可得_____。
A. 小球A在水平方向做匀速直线运动
B. 小球A、B在水平方向的运动规律相同
C. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同
(3)某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中,忘记记下小球做平抛运动的起点位置,如图乙所示,他在小球的运动轨迹上按相同的时间间隔选取了A、B、C三点,并测量了各点间的水平距离和竖直距离,重力加速度取,则时间间隔_____。若以A点为坐标原点,以初速度方向为轴正方向,以重力方向为轴正方向,则图中小球抛出点的坐标是(_____cm,_____cm)。
【答案】(1)B (2)C
(3) ①. 0.1 ②. -20 ③. -5
【解析】
【小问1详解】
A.A球做平抛运动,B球做自由落体运动,用小锤轻击弹簧金属片,在同一高度,由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动,因此无论击打的力多大,A、B两球总是同时落地,故A错误;
BC.A球做平抛运动,打击力大时,初速度大,小球A的运动路线不同;无论打击力大小,B球都做自由落体直线运动,小球B的运动路线相同;A、B两球的运动路线不相同,故B正确,C错误。
故选B。
【小问2详解】
A、B两球同时落地,与水平方向的运动规律无关,也不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动或做匀加速直线运动,只能说明A、B两球在竖直方向的运动规律相同,即都是自由落体运动,故C正确,AB错误。
故选C。
【小问3详解】
[1]小球做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,由匀变速直线运动的推论,可得相邻小球间的运动时间为
[2][3]小球做平抛运动的初速度大小为
在竖直方向,由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得小球在B点时竖直方向的分速度为
小球从开始抛出到B点的时间为
则小球从A点到B点的时间是0.1s,因此图中抛出点的坐标是,在x轴坐标
在y轴坐标
所以则图中小球抛出点的坐标是(-20cm,-5cm)。
四、解答题:本题共3小题,共38分。解题时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 某地突降大雨,志愿者驾驶小船将物资运送至河对岸的灾民安置点。已知小船在静水中匀速划行的速度大小为,河水水平向右匀速流动的速度大小为,出发点A到正对岸B点的距离为,河岸平直。若要求小船以最短的时间过河,
(1)直接写出小船过河时船头的方向,并计算过河时间;
(2)计算小船过河的实际速度大小;
(3)计算小船过河的实际位移大小;
【答案】(1)船头指向正对岸;25s
(2)5m/s (3)125m
【解析】
【小问1详解】
要使渡河时间最短,小船的速度应垂直河岸,渡河时间
【小问2详解】
小船过河的实际速度大小
【小问3详解】
小船过河的实际位移大小
14. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有半径为的四分之一圆弧轨道与跳台A处平滑连接,质量为的运动员从圆弧轨道某处以一定的速度开始做圆周运动,下滑至圆弧轨道的最低点A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,如图所示。测得间在竖直方向的高度差为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,取,求:
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员从A点水平飞出时初速度的大小;
(3)运动员在A点时对圆轨道压力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
运动员从A到B做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动,由,解得
【小问2详解】
斜坡与水平方向的夹角为,则
解得
水平方向由,解得
【小问3详解】
运动员在A点时,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知运动员在A点时对圆轨道压力与支持力大小相等,则
15. 如图所示,一个圆锥形容器绕竖直中心轴以一定的角速度匀速转动。一质量为的小物块放在容器内壁上,经过一段时间稳定后,小物块随圆锥形容器一起转动且相对内壁静止。它和点的连线恰好与锥面垂直且长为,且与之间的夹角为,已知,重力加速度大小为,不计空气阻力。
(1)若匀速转动的角速度为时小物块受到的摩擦力恰好为零,求的大小;
(2)若匀速转动的角速度为,且,小物块仍然相对内壁静止,求小物块受到的摩擦力;
(3)若匀速转动的角速度为,且,小物块仍然相对内壁静止,求小物块受到的摩擦力。
【答案】(1)
(2),方向沿内壁向下
(3),方向沿内壁向上
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,小物块在水平面上做圆周运动,对小物块受力分析得
代入数据解得
【小问2详解】
根据题意可知,当且k>1时,所需要的变大,物块将要做离心运动,但小物块仍然相对内壁静止,故摩擦力的方向沿内壁向下,受力分析得,
解得
方向沿内壁向下
【小问3详解】
当,且,所需要的变小,物块将要做近心运动,但小物块仍然相对内壁静止,故摩擦力的方向沿内壁向上,受力分析得,
解得
方向沿内壁向上
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