内容正文:
白城一中2024-2025学年度高一下学期期末考试
物理试卷
一、选择题
1. 如图所示,在光滑的轨道上,小球滑下经过圆弧部分的最高点时,恰好不脱离轨道,此时小球受到的作用力是
A. 重力、弹力、和向心力 B. 重力和弹力
C. 重力和向心力 D. 重力
【答案】D
【解析】
【详解】因为小球恰好通过最高点,此时靠重力提供向心力,小球仅受重力作用.故D正确,A、B、C错误.故选D.
2. 如图所示,一个皮球从高的地方落下,在与地面相碰后弹起,上升到高为处被接住,则这段过程中( )
A. 小球的位移为,方向竖直向下,路程为8.5m
B. 小球的位移为8.5m,方向竖直向上,路程为
C. 小球的位移为,方向竖直向下,路程为
D. 小球的位移为,方向竖直向上,路程为
【答案】A
【解析】
【详解】位移为质点初位置指向末位置的有向线段,线段长度为位移的大小,箭头指向为位移的方向,路程为质点通过路径的长度,由题意可知小球的位移为,方向竖直向下,路程为8.5m。
故选A。
3. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F( )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动,设细绳与水平方向的夹角为,则有
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从 逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F越来越大
当后
竖直方向有
水平方向有
联立解得
代入数据整理得
由于从开始逐渐减小,则从逐渐减小时,逐渐增大,则拉力F还是越来越大
所以D正确;ABC错误;
故选D。
4. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时, 扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2:3, 其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】P、Q两点同轴转动,角速度大小相等,故
根据可得P、Q两点线速度之比
故选A。
5. 2023年徐州马拉松(42.195km)比赛于2023年11月5日7:30鸣枪开跑,来自国内外近三万名跑步爱好者参加了比赛。本次比赛,男子组冠军用时02:14:23。下列说法正确的是( )
A. “7:30”和“02:14:23”都表示时间间隔
B. 冠军跑完全程马拉松发生的位移为42.195km
C. 由以上信息可以求出冠军的平均速度
D. 研究冠军运动轨迹时,可以将其视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.“7:30”表示时间点,是时刻,“02:14:23”表示时间段,是时间间隔,故A错误;
B.冠军跑完全程马拉松发生的路程为42.195km,故B错误;
C.根据题中信息可知,运动员的路程和所用时间,可以求出运动员的平均速率,即路程与时间的比值,而不能求出平均速度,故C错误;
D.研究冠军运动轨迹时,其大小形状对所研究的问题没有影响,可以将其视为质点,故D正确。
故选D。
6. 测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,两者相距330m,某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动。当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距370m,已知超声波传播速度为340m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经3s,B接收到返回的超声波
B. 超声波追上A车时,A车前进了15m
C. A车加速度的大小为10m/s2
D. A车加速度的大小为20m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】AB.超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等,在整个这段时间内汽车的位移
初速度为零的匀变速直线运动,在开始相等时间内的位移之比为1: 3,所以
,
则超声波被A接收时,AB的位移
所以超声波从B发出到被A接收所需的时间为
,t=2T = 2s
超声波追上A车时,A车前进了10m ,故A B错误;
CD.根据逐差法公式
故C错误,D正确。
故选D。
7. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反
B. 摩擦力的存在依赖于弹力,所以有弹力必定有摩擦力
C. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的运动
D. 运动的物体可能受到静摩擦力作用,静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动的方向相反,但总是和物体之间的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。故A正确;
B.摩擦力产生的条件中,必须接触挤压,所以有摩擦力必有弹力,但有弹力不一定有摩擦力。故B错误;
C.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但可以与物体的运动方向相同,从而充当动力。故C错误;
D.运动的物体可以受到静摩擦力,而静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,如物体在地面上滑行,地面受到是滑动摩擦力。故D错误。
故选A。
8. 如图所示,质量均为m 的两个木块P、Q 叠放在水平地面上,P、Q 接触面的倾角为θ,现在Q 上加一水平推力F,使P、Q 保持相对静止一起向左做加速直线运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)()
A. 物体Q 对地面的压力一定为2mg
B. 若Q 与地面间的动摩擦因数为μ,则
C. 若P、Q 之间光滑,则加速度a=gtanθ
D. 地面与Q 间的滑动摩擦力随推力F 的增大而增大
【答案】AC
【解析】
【分析】A、通过整体受力分析即可判断出Q对地面的压力;
B、对整体受力分析,因一起做加速运动,由牛顿第二定律即可判断μ的大小;
C、若P、Q之间光滑,先对P受力分析,求出加速度,即为PQ的加速度;
D、由f=μFN可以判定滑动摩擦力的大小;
【详解】A、以PQ整体为研究对象,在竖直方向上合力为零,故,故Q对地面的压力为,故A错误;
B、因PQ做匀加速运动,若,在水平方向上由牛顿第二定律得:,解得:,故不能做匀加速运动,B错误;
C、若P、Q之间光滑,对P受力分析,在水平方向上,由牛顿第二定律可知:,故,C正确;
D、Q与地面间为滑动摩擦力,故,摩擦力不变,D错误;
【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用,主要是隔离法与整体法的应用,关键是受力分析.
9. 如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动。A由静止释放;B的初速度方向沿斜面向下,大小为;C的初速度方向沿水平方向,大小也为。斜面足够大,A、B、C运动过程中不会相碰,则( )
A. A和C所受的滑动摩擦力大小不相等
B. C在沿斜面向下的方向上做加速度减小的加速运动
C. 滑到斜面底端时,B的动能最大
D. 滑到斜面底端时,C的机械能减少最多
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.A、C两个滑块所受的滑动摩擦力为
θ为斜面的倾角,由于A、B、C是三个一样的滑块,所以摩擦力大小相等,故A错误;
B.C沿斜面向下受重力的分力,沿斜面向上受滑动摩擦力的分力,设速度方向与初速度方向夹角为,由牛顿第二定律得C在沿斜面向下的加速度分量a为
C沿斜面运动过程,上式中只有在变化,增加,故a减小,故B正确;
C.三个滑块重力相同,下降的高度相同,重力做功相同,A、B克服摩擦力做功相同,C克服摩擦力做功最大,A的初动能为零,B、C的初动能相等,则滑到斜面底端时由动能定理
知B滑块的动能最大,故C正确;
D.滑动摩擦力做功与路程有关,C运动的路程最大,C克服摩擦力做功最大,C减少的机械能最多,故D正确。
故选BCD。
10. 某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的最近距离,则下列表达式中正确的是(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】由题,激光器发出激光束从发出到接收的时间为t=2.565s,光速为c,则有:s=c•.故A错误.由题,月球绕地球转动的线速度为:v=1km/s,周期为:T=27.3s,则月球公转的半径为:R′=,s=R′-R-r=-R-r.故B正确.月球表面的重力加速度g与月球绕地球转动的线速度v没有关系,不能得到g=,则不能求出s=-R-r.故C错误.以月球为研究对象,月球绕地球公转时,由地球的万有引力提供向心力.设地球质量为M,月球的质量为m,则得:,又在地球表面,有:g0=;联立上两式得:R′=;则有:s=s=R′-R-r=-R-r.故D正确.故选BD.
【点睛】本题要理清思路,明确好研究的对象和过程,要充分利用表格的数据求解s,考查运用万有引力和圆周运动规律解决天体问题的能力.
二、非选择题
11. 如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,
(1)该实验现象说明了A球在离开轨道后__________
A.水平方向的分运动是匀速直线运动.
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动.
C.竖直方向的分运动是自由落体运动.
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动.
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,其中O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s,()
【答案】 ①. (1)C ②. (2)1.6
【解析】
【详解】(1)由于AB两球同时从同一高度开始下落,并且同时到达地面,故在竖直方向两球遵循相同的运动规律:即速度加速度总是相同.由于B球做自由落体运动,故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动,故C正确,D错误.而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体,故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律.故AB无法判定.故选C.
(2)小球做平抛运动,在水平方向上:x=v0t,在竖直方向上:y=gt2,解得v0=x;
由图示实验数据可得:;
12. 某实验小组欲验证力的平行四边形定则。实验步骤如下:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向;
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤的示数为某一设定值,将橡皮筋两端的位置标记为,记录弹簧秤的示数,测量并记录间的距离(即橡皮筋的长度)。每次将弹簧秤的示数改变,测出对应的,部分数据如下表所示:
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
。。。
12.00
13.00
14.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
。。。
22.00
23.00
24.00
③找出步骤②中时橡皮筋两端的位置,重新标记为、(橡皮筋上端为,下端为),此时橡皮筋的拉力记为;
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将这根橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示,用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端到达点,将两笔尖的位置标记为,橡皮筋OA段的长度记为段的长度记为;
⑤根据给出的标度,作出和的合力,如图丙所示。
(1)本实验主要采用的科学方法是___________
A. 控制变量法 B. 建立物理模型法
C. 等效替代法 D. 理想实验法
(2)利用表中数据可得___________cm;测量出,橡皮筋上的弹力的大小___________N、弹力的大小___________N(数据均保留四位有效数字)。
(3)通过比较与___________的大小和方向,即可得出实验结论。
【答案】(1)C (2) ①. 10.00 ②. 13.00 ③. 13.00
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验主要采用的科学方法是等效替代法,故选C;
【小问2详解】
根据胡克定律,有
代入表格中第二组和第三组数据,有
解得
同理,再代入第一组和第二组数据,得
可得
橡皮筋上的弹力
【小问3详解】
在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下,由平行四边形求得的力和一个力作用时比较,即可验证力的平行四边形定则。
13. 如图所示,在一次杂技表演中,女演员被男演员拉着离开地面在空中做水平面内的匀速圆周运动,在转动过程中男演员的身体近似处于竖直状态,每2s恰好转1圈,女演员重心所在位置为O点,手臂与水平面的夹角为,已知女演员质量为,男演员的质量为,重力加速度,,,求:
(1)女演员做圆周运动所需的向心力大小;
(2)女演员重心O对应的半径r及O点的线速度大小。(结果用分式表示)
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)设男演员对女演员的拉力大小为,以女演员为对象,竖直方向有
水平方向有
联立解得女演员做圆周运动所需的向心力大小
(2)由题意可知女演员做圆周运动的周期为,则有
根据向心力表达式可得
联立解得
,
14. 在实验室中做实验时,为了避免手与危险药品直接接触,我们可以用夹子夹住长方形托盘,如图甲所示,侧视图如图乙所示。已知托盘的质量为m=120g,托盘侧边与竖直方向的夹角为,夹子与托盘两侧共有4个接触点,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。当托盘水平静止时,求:
(1)托盘对取物夹每个接触点弹力的大小;
(2)取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值。
【答案】(1)0.24N;(2)0.75
【解析】
【详解】(1)如图所示,在每个接触点,取物夹对托盘的弹力大小为,则
解得
由牛顿第三定律可知托盘对取物夹每个接触点弹力的大小为
(2)当最小时,取物夹与托盘之间的摩擦力恰好为最大静摩擦力,则
解得
15. 如图所示,一质量为2千克的物体从半径为5米的光滑的圆弧滑轨的上端从静止开始下滑到底端,然后继续沿着AB水平面滑动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,求:
(1)物体滑至A点时的速度;
(2)物体在A点对轨道的正压力的大小;
(3)物体在水平面上能够滑行的最大距离。
【答案】(1)10m/s;(2)60N;(3)25m
【解析】
【详解】(1)根据动能定理有
解得
(2)由向心力公式可得
解得
根据牛顿第三定律可得,物体在A点对轨道的正压力的大小为
(3)根据动能定理有
解得物体在水平面上能够滑行的最大距离为
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物理试卷
一、选择题
1. 如图所示,在光滑的轨道上,小球滑下经过圆弧部分的最高点时,恰好不脱离轨道,此时小球受到的作用力是
A. 重力、弹力、和向心力 B. 重力和弹力
C. 重力和向心力 D. 重力
2. 如图所示,一个皮球从高的地方落下,在与地面相碰后弹起,上升到高为处被接住,则这段过程中( )
A. 小球的位移为,方向竖直向下,路程为8.5m
B. 小球的位移为8.5m,方向竖直向上,路程为
C. 小球的位移为,方向竖直向下,路程为
D. 小球的位移为,方向竖直向上,路程为
3. 如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂小球b,另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线(最初是竖直的)位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小球a与细杆间的动摩擦因数为。则拉力F( )
A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 一直减小 D. 一直增大
4. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时, 扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2:3, 其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
5. 2023年徐州马拉松(42.195km)比赛于2023年11月5日7:30鸣枪开跑,来自国内外近三万名跑步爱好者参加了比赛。本次比赛,男子组冠军用时02:14:23。下列说法正确的是( )
A. “7:30”和“02:14:23”都表示时间间隔
B. 冠军跑完全程马拉松发生的位移为42.195km
C. 由以上信息可以求出冠军的平均速度
D. 研究冠军运动轨迹时,可以将其视为质点
6. 测速仪安装有超声波发射和接收装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,两者相距330m,某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动。当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距370m,已知超声波传播速度为340m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经3s,B接收到返回的超声波
B. 超声波追上A车时,A车前进了15m
C. A车加速度的大小为10m/s2
D. A车加速度的大小为20m/s2
7. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反
B. 摩擦力的存在依赖于弹力,所以有弹力必定有摩擦力
C. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的运动
D. 运动的物体可能受到静摩擦力作用,静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
8. 如图所示,质量均为m 的两个木块P、Q 叠放在水平地面上,P、Q 接触面的倾角为θ,现在Q 上加一水平推力F,使P、Q 保持相对静止一起向左做加速直线运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)()
A. 物体Q 对地面的压力一定为2mg
B. 若Q 与地面间的动摩擦因数为μ,则
C. 若P、Q 之间光滑,则加速度a=gtanθ
D. 地面与Q 间的滑动摩擦力随推力F 的增大而增大
9. 如图所示,A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动。A由静止释放;B的初速度方向沿斜面向下,大小为;C的初速度方向沿水平方向,大小也为。斜面足够大,A、B、C运动过程中不会相碰,则( )
A. A和C所受的滑动摩擦力大小不相等
B. C在沿斜面向下的方向上做加速度减小的加速运动
C. 滑到斜面底端时,B的动能最大
D. 滑到斜面底端时,C的机械能减少最多
10. 某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的最近距离,则下列表达式中正确的是(重力加速度为g)( )
A. B.
C. D.
二、非选择题
11. 如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,
(1)该实验现象说明了A球在离开轨道后__________
A.水平方向的分运动是匀速直线运动.
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动.
C.竖直方向的分运动是自由落体运动.
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动.
(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中,得到的轨迹如图所示,其中O点为平抛运动的起点,根据平抛运动的规律及图中给出的数据,可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s,()
12. 某实验小组欲验证力的平行四边形定则。实验步骤如下:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向;
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤的示数为某一设定值,将橡皮筋两端的位置标记为,记录弹簧秤的示数,测量并记录间的距离(即橡皮筋的长度)。每次将弹簧秤的示数改变,测出对应的,部分数据如下表所示:
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
。。。
12.00
13.00
14.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
。。。
22.00
23.00
24.00
③找出步骤②中时橡皮筋两端的位置,重新标记为、(橡皮筋上端为,下端为),此时橡皮筋的拉力记为;
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将这根橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示,用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端到达点,将两笔尖的位置标记为,橡皮筋OA段的长度记为段的长度记为;
⑤根据给出的标度,作出和的合力,如图丙所示。
(1)本实验主要采用的科学方法是___________
A. 控制变量法 B. 建立物理模型法
C. 等效替代法 D. 理想实验法
(2)利用表中数据可得___________cm;测量出,橡皮筋上的弹力的大小___________N、弹力的大小___________N(数据均保留四位有效数字)。
(3)通过比较与___________的大小和方向,即可得出实验结论。
13. 如图所示,在一次杂技表演中,女演员被男演员拉着离开地面在空中做水平面内的匀速圆周运动,在转动过程中男演员的身体近似处于竖直状态,每2s恰好转1圈,女演员重心所在位置为O点,手臂与水平面的夹角为,已知女演员质量为,男演员的质量为,重力加速度,,,求:
(1)女演员做圆周运动所需的向心力大小;
(2)女演员重心O对应的半径r及O点的线速度大小。(结果用分式表示)
14. 在实验室中做实验时,为了避免手与危险药品直接接触,我们可以用夹子夹住长方形托盘,如图甲所示,侧视图如图乙所示。已知托盘的质量为m=120g,托盘侧边与竖直方向的夹角为,夹子与托盘两侧共有4个接触点,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。当托盘水平静止时,求:
(1)托盘对取物夹每个接触点弹力的大小;
(2)取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值。
15. 如图所示,一质量为2千克的物体从半径为5米的光滑的圆弧滑轨的上端从静止开始下滑到底端,然后继续沿着AB水平面滑动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,求:
(1)物体滑至A点时的速度;
(2)物体在A点对轨道的正压力的大小;
(3)物体在水平面上能够滑行的最大距离。
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