精品解析:黑龙江省大庆实验中学2024-2025学年高一下学期开学物理试题
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内容正文:
大庆实验中学2024—2025学年度下学期高一年级开学考试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题,共47分)
一、单项选择题:本大题共9小题,每小题3分,共27分,在每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求。
1. 2024年巴黎奥运会上,中国选手获得了自由式小轮车女子公园赛冠军。如图,比赛中运动员骑行小轮车交替通过水平路面和圆弧坡面,并在空中完成各种高难度动作。下列说法正确的是( )
A. 运动员在圆弧面上的运动是匀变速运动
B. 当运动员骑行速度变大时,其惯性也增大
C. 在圆弧面骑行时运动员和车所受支持力可能大于其总重力
D. 研究运动员在空中的动作时,可将运动员看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员在圆弧面上的运动是变加速曲线运动,A错误;
B.物体惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关,所以惯性应该不变,B错误;
C.运动员在圆弧面上运动时支持力与重力垂直于圆弧面的分力的合力提供向心力,支持力可能大于重力,C正确;
D.研究运动员在空中的动作时,不能将其看成质点,D错误。
故选C。
2. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与铁球接触面保持竖直,则( )
A. 若增大铁夹对小球的压力,小承受到的摩擦力变大
B. 机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上
C. 小球受到的摩擦力与重力是作用力与反作用力
D. 小球受到的摩擦力与重力大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,是一对平衡力;机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下;若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力不变。
A.若增大铁夹对小球的压力,小承受到的摩擦力变大。故A不符合题意。
B.机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上。故B不符合题意。
C.小球受到的摩擦力与重力是作用力与反作用力。故C不符合题意。
D.小球受到的摩擦力与重力大小相等。故D符合题意。
故选D。
3. 将某物体以的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取在内物体的( )
A. 路程为 B. 位移大小为,方向向上
C. 速度改变量的大小为 D. 平均速度大小为,方向向上
【答案】B
【解析】
【详解】A.初速度30m/s,则上升到最高点的时间
位移为
再自由落体2s时间,下降高度为
故路程为65m,选项A错误;
B.此时离地面高
45m-20 m =25m
位移方向竖直向上,选项B正确;
C.规定向下为正,5s时速度为
v=10×2m/s=20m/s
速度该变量为
选项C错误;
D.平均速度为
选项D错误。
故选B。
4. 我国运动员王铮在今年举办的东京奥运会女子链球决赛中成功拿下一枚银牌,这是中国女子链球首次在奥运会上夺银。如图甲所示为王铮比赛瞬间的照片,若运动员在开始甩动链球时,可认为链球在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示,不计空气阻力,对此下列说法有错误的是( )
A. 链球球体受到重力、拉力及向心力共三个力的作用
B. 链条与竖直方向的夹角越大,链条对球体施加的拉力越大
C. 链条与竖直方向的夹角越大,链球做匀速圆周运动的角速度越大
D. 若运动员此时松手,链球将沿松手时的速度方向做平抛运动
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.根据题意可知,链球球体受到重力和拉力,其合力提供向心力,如图所示
竖直方向上有
解得
则链条与竖直方向的夹角越大,链条对球体施加的拉力越大,水平方向上,由牛顿第二定律有
解得
可知,链条与竖直方向的夹角越大,链球做匀速圆周运动的角速度越大,故A错误,BC正确;
D.若运动员此时松手,链球只受重力,沿松手时的速度方向做平抛运动,故D正确。
本题选不正确的,故选A。
5. 小明站在装有力传感器的台秤上,完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A. 点对应时刻,小明向下的速度最大
B. 点对应时刻,小明处于失重状态
C. 点对应时刻,小明处于超重状态
D. 在图示时间内,小明完成了两次下蹲和起立动作
【答案】A
【解析】
【详解】AD.小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速,即先失重后超重;起立过程经历先向上加速再向上减速,即先超重后失重,所以由图示可知,小明先下蹲后起立,小明完成了1次下蹲和1次起立,且a点对应时刻
F=mg
小明的加速度为0,向下的速度达到最大,故A正确,D错误;
B.点对应时刻,小明处于超重状态,故B错误;
C.点对应时刻,小明处于失重状态,故C错误。
故选A。
6. 消防员在一次用高压水枪灭火的过程中,消防员同时启动了多个喷水口进行灭火。如果有甲、乙靠在一起的高压水枪,它们的喷水口径相同,所喷出的水在空中运动的轨迹如图所示,已知两曲线在同一竖直面内,忽略空气阻力,则由图可得出结论正确的是( )
A. 甲乙水枪喷出水的速度相等
B. 乙水枪喷出的水在空中运动的时间较长
C. 乙水枪喷出的水在最高点的速度较大
D. 甲水枪喷水的速度大
【答案】C
【解析】
【详解】AC.水从最高处到左边地面可以看作平抛运动,甲乙两水枪喷出的水最大高度相同,乙水枪喷出的水更远,则乙水枪在最高处的水平速度更大,水的最大高度相同,水落地的竖直速度相同,那么也就说明乙水枪喷水的速度更大,且两喷水枪喷出水柱的方向不同,故C正确,A错误;
B.甲乙两水枪喷出的水在上升和下降的过程中具有对称性,说明两水枪喷出的水在空中运动的时间相同,故B错误;
D.甲、乙两支水枪所喷出的水在空中的高度相同,因此可知在竖直方向的分速度相同,水平方向的速度乙大于甲,因此合速度乙大于甲,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙的水平地面上,物块(可看作质点)静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点,整个过程中,凹槽始终保持静止。设物块受到凹槽的支持力为,则在上述过程中下列说法正确的是( )
A. F一直减小,先减小后增大 B. F和都一直增大
C. 地面对凹槽的摩擦力一直增大 D. 地面对凹槽的支持力一直增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设物块的质量为m、圆形凹槽的质量为M。以物块为研究对象,受到重力、拉力和凹槽的支持力,由于拉力F的方向不变,支持力始终指向O点,作出矢量三角形如图所示
物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点的过程中,支持力从竖直方向变为水平方向,根据图中表示力的有向线段可知:F一直增大,FN先减小后增大,故A B错误;
CD.以整体为研究对象,竖直方向根据平衡条件可得地面对凹槽的支持力
N=(m+M)g-Fsinθ
由于F一直增大,则N一直减小;水平方向根据平衡条件可得地面对凹槽的摩擦力
f=Fcosθ
由于F一直增大,则地面对凹槽的摩擦力一直增大,故C正确D错误。
故选C。
8. 如图所示,质量分别为m和2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面的动摩擦因数均为,在水平推力F作用下,A、B一起向右做加速度大小为的匀加速直线运动(g为重力加速度大小)。当突然撤去推力F的瞬间,A、B两物体的加速度大小分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】未撤去推力F时,对物体B受力分析,由牛顿第二定律可得
其中
解得
撤去推力F时,弹簧短时间无法恢复形变,因此B的受力情况不变,加速度的大小不变,即
对A受力分析,此时A受到弹力和摩擦力,根据牛顿第二定律可得
结合上述结论
解得
故选D。
9. 如图,倾角为的斜坡,斜坡高度为h,斜坡底端A点正上方有B和C两点,B点和斜坡等高。甲战斗机以水平速度飞到C点时释放炸弹,准确命中斜坡上的一点,CP的连线垂直于坡面;乙战斗机以水平速度飞到B点时释放炸弹,也准确命中斜坡上的同一点P,速度方向恰好垂直斜坡。已知两颗炸弹完全相同,则( )
A. C点距离A点的高度为
B.
C. 甲释放的炸弹和乙释放的炸弹在空中的飞行时间之比为
D. 任意相同时间内甲乙两战斗机释放的炸弹在空中的速度变化量之比为
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.设从C点释放的导弹落在P点所用的时间为,从B点释放的导弹落在P点所用的时间为,对于从C点释放的导弹落,其竖直位移与水平位移相等,则根据平抛运动的规律有
而由几何关系可得
联立解得
,,
故AB错误,C正确;
D.对于甲乙释放的导弹,在任意相同时间内速度变化量
可知两导弹在任意相同时间内速度变化量相同,其比值为,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个符合题目要求,每道题全对得4分,部分选对得2分。
10. 甲乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动时的v-t图象如图所示,下列判断正确的是
A. 甲做匀速直线运动,乙做变速直线运动
B. 两物体两次相遇的时刻是1s末和4s末
C. 乙在前2s内做匀加速直线运动,2s后做反向匀减速直线运动
D. 0到6s内甲、乙两物体的运动方向始终相同
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.甲做匀速直线运动,而乙在前2s内速度正向均匀增大,做匀加速直线运动,2s后速度正向均匀减小,做匀减速直线运动,速度方向没有变化,但速度大小时刻变化,是变速运动,A正确C错误;
B.由图可知在1s末和4s末两物体的速度相同,根据“面积”表示位移可知,在2s末和6s末两物体相遇,在1s末和4s末没有相遇,B错误;
D.由图可知两物体的速度方向一直为正方向,即相同,D正确.
11. 自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的结构示意图如图所示,a、b、c分别为后轮、小齿轮和大齿轮边缘上的三个点,后轮的半径大于大齿轮的半径,大齿轮的半径大于小齿轮的半径。在外力作用下,大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮和后轮同轴转动,当它们匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. b点和c点的线速度大小相等 B. b点和c点的角速度相等
C. a点的线速度小于b点的线速度 D. a点的向心加速度大于b点的向心加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.b点和c点通过链条传动,它们的线速度相等,由于大齿轮的半径大于小齿轮的半径,根据可知,b点的角速度大于c点的角速度,故A正确,B错误;
C.小齿轮和后轮同轴转动,它们的角速度相等,结合可知,a点的线速度大于b点的线速度,故C错误;
D.根据向心加速度公式可知,a点的向心加速度大于b点的向心加速度,故D正确。
故选AD。
12. 如图,一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。一小滑块以某初速度沿传送带向下运动,滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则其速度v随时间t变化的图像可能是:
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.物块受重力,支持力,滑动摩擦力,滑动摩擦力方向沿传送带向上。设物块的质量为,传送带的倾角为,物块与传送带间的动摩擦因数为,若
物块的合力沿传送带向上,则物块先沿传送带做匀减速直线运动,速度减至零后,再反向加速,直至速度与传送带相同,之后做匀速直线运动。A错误,B正确。
CD.若
物块的合力沿传送带向下,则物块一直做匀加速直线运动,C图是可能的。C正确,D错误。
故选BC。
13. 如图所示,质量为m、倾角为30°的斜面体放置在水平面上,斜面体的右上角安装有轻质定滑轮,带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上,轻质细线跨越这两个定滑轮,上端连接在天花板上,下端悬挂一质量为m的小球,整个系统处于静止状态时,物块与天花板间的细线成竖直状态,两定滑轮间的细线与斜面平行,不计细线与滑轮间的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为3m
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 水平面对斜面的支持力大小为
D. 水平面与斜面体间的动摩擦因数一定不为0
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由于是滑轮两侧是同一根绳,所以拉力滑轮两侧的绳上拉力相同,对小球分析有
对物块分析,沿斜面方向有
解得
故A项正确;
B.对物块受力分析,竖直方向有
解得
故B项正确;
C.将斜面,物块以及小球看成一个整体,竖直方向有
解得
故C项正确;
D.由上述分析可知,该整体在水平方向没有外力,即水平方向没有运动趋势,所以水平方向没有摩擦力,因此水平面与斜面间的动摩擦因数可能为零,故D项错误。
故选ABC。
14. 将一圆环套在固定的足够长的水平杆上,环的内径略大于杆的截面直径,对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力F,如图甲所示,圆环质量,当拉力逐渐变大时,环的加速度随拉力F变化的规律如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 拉力F与杆的夹角
B. 圆环与杆之间的动摩擦因数为0.5
C. 当时,环受到的摩擦力大小为3N
D. 环受到的摩擦力大小为1N时,环的加速度大小可能为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图可知当拉力超过5N时,支持力方向相反,故当F=5N时N=0,f=0,此时Fsinθ=mg,
Fcosθ=ma
代入数据F=5N,a=m/s
可得tanθ=,θ=37°
选项A正确;
B.当F>5N时支持力方向向下,则根据牛顿第二定律
由图像可知当F=0时a=5
解得
选项B正确;
C.当时,环受到的摩擦力大小为
选项C正确;
D.环受到的摩擦力大小为1N时,则可能
或者
则或者
则根据
可知环的加速度大小可能为或者
选项D错误。
故选ABC。
第Ⅱ卷(非选择题,共53分)
三、实验题:本题共2小题,15题6分,16题8分,共14分。
15. 用如图所示的实验装置来探究小球(有钢球和铝球两种)做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。
(1)在一次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置,A、C到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右露出的刻度,此时可研究向心力的大小与______的关系。
A. 质量m B. 半径r C. 角速度大小
(2)在(1)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,则皮带连接的左、右塔轮半径的比值为______。
(3)在(1)的实验中,其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则下列符合实验实际的是______。
A. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值变小
B. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值不变
C. 左、右两标尺的示数变小,两标尺示数的比值变小
D. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值变大
【答案】(1)C (2)2
(3)B
【解析】
【小问1详解】
可知,因两球的质量和半径相同,所以比较的是向心力的大小和角速度的关系。
故选C。
【小问2详解】
由向心力计算公式,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,向心力之比1:4,则角速度之比1:2,又因皮带连接的左、右塔轮线速度相同,由v=r可知,左右塔轮半径之比2:1。即皮带连接的左、右塔轮半径的比值为2。
【小问3详解】
若增大手柄转动的速度,由
可知向心力增大,但比值不变。
故选B。
16. 用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”,实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上,小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车后端与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后,在保持小车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为a,改变砂桶中砂子的质量,重复实验五次。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)在探究“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这两种现象的原因可能是___________。
A.木板右端垫起的高度过小
B.木板右端垫起的高度过大
C.砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M
D.砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M
(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,则纸带上C点的速度=_______小车运动的加速度a=___________m/s2。
(3)小车质量M一定,改变砂桶中砂子的质量,砂桶和砂子的总质量为m,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示,则小车的质量M=___________kg。
【答案】 ①. BD##DB ②. 0.70 ③. 2.0 ④. 0.40
【解析】
【详解】(1)[1]图线不过原点且力为零时小车加速度不为零,可能是由于木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)造成的;图线末端发生了弯曲现象,是因为砂桶和沙子的总质量m未远小于小车的质量M造成的。
故选BD。
(2)[2][3]相邻两计数点间还有4个点未画出,则两计数点间时间间隔为
纸带上C点的速度为
根据逐差法可得小车的加速度为
。
(3)[4]对小车、砂桶与沙子组成的系统,由牛顿第二定律可得
整理得
由图像可知
解得
四、计算题:本大题共3小题,17题9分,18题12分,19题18分。
17. 如图所示,轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点,另一端连接着小球,小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时,小球、物块均静止。已知△ABC在竖直平面内且∠A=θ=37°,∠B=90°,小球、物块(均可视为质点)的质量分别为m1=5kg、m2=0.2kg,弹簧的劲度系数k=300N/m,原长L0=40cm,弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)A、C两点间的距离d;
(2)物块对墙壁的摩擦力大小f。
【答案】(1)0.5m
(2)20N
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,沿弹簧方向上有
根据胡克定律有
根据几何关系有
解得
【小问2详解】
对物块受力分析,竖直方向上有
解得f1=20N
由牛顿第三定律有物块对墙壁的摩擦力f=f1=20N
18. 如图所示,“r”形框架的水平细杆OM和竖直细杆ON均光滑,质量分别为m、2m金属环a、b用长为l的轻质细线连接,分别套在水平细杆和竖直细杆上,水平细杆离地高度为3l,a环在水平外力作用下,静止在水平杆末端M处,且,重力加速度为g。
(1)求线上的张力T;
(2)若撤去a环上的水平拉力,让整个装置绕ON匀速转动,使细线与水平杆间夹角仍为30°,求此时装置转动的角速度;
(3)在第2问的情景下,突然线断开,求当a环落地时,a、b环之间的距离s(两环落地后不反弹)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对b环根据平衡条件可得
解得
【小问2详解】
使细线与水平杆间夹角仍为30°,说明此时线上张力不变,对a根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
在(2)情境下,a环的线速度大小为
解得
线断开后,a环沿线速度方向飞出做平抛运动,下落时间为
解得
水平位移大小为
解得
当a环落地时,a、b环之间的距离为
求得
19. 如图所示,质量为、长为的长木板乙放在地面上,另一质量为且可视为质点的物体甲放在长木板的最右端。现在甲上施加一斜向左上方与水平方向成、大小为的恒力F,使甲开始在长木板上滑动,经过一段时间甲运动到长木板的中点时将恒力撤走,已知甲与乙之间、乙与地面之间的动摩擦因数分别为、,重力加速度g取,。求:
(1)撤去恒力瞬间,物体甲的速度;
(2)恒力撤去后,物体甲相对长木板乙滑行距离;
(3)整个过程长木板乙的位移。
【答案】(1)4m/s;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)在物体甲上施加恒力后,甲与乙开始相对滑动,设甲的加速度大小为a1,受到的滑动摩擦力大小为f1,甲与乙之间的弹力大小为N1。
在水平方向上,由牛顿第二定律得
Fcos53°-f1=ma1
在竖直方向上,由力的平衡条件得
N1=mg-Fsin53°
又有
f1=μ1N1
联立解得
f1=4N,N1=8N,a1=5m/s2
木板乙与地面之间的最大静摩擦力为
fm1=μ2(Mg+N1)=0.2×(4×10+8)N=9.6N
因:fm1>f1,故撤走恒力之前木板乙处于静止状态。
设撤走恒力瞬间甲的速度大小为v,由运动学公式可得
解得
v=4m/s
(2)撤去F后,甲、乙之间的滑动摩擦力大小为
f2=μ1mg=0.5×4×10N=20N
乙与地面之间的最大静摩擦力为
fm2=μ2(m+M)g=0.2×(4+4)×10N=16N<f2
故撤走F后,乙开始做匀加速直线运动(设其加速度大小为a乙),甲开始做匀减速直线运动(设其加速度大小为a甲),由牛顿第二定律得
μ1mg=ma甲,f2-fm2=Ma乙
解得
a甲=5m/s2,a乙=1m/s2
假设撤走恒力后经时间t1,甲、乙能够达到共同的速度,则有
v共=v-a甲t1=a乙t1
解得
,
该过程中甲、乙的相对位移为
因,故假设成立,即物体甲相对长木板乙滑行的距离为m。
(3)共速后两者相对静止在地面上做匀减速直线运动(设其加速度大小为a共),由牛顿第二定律得:
a共=μ2g=0.2×10m/s2=2m/s2
减速到速度为零的时间为
整个过程木板先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,两过程的平均速度大小均为,可得整个过程木板的位移大小为
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大庆实验中学2024—2025学年度下学期高一年级开学考试
物理试题
第Ⅰ卷(选择题,共47分)
一、单项选择题:本大题共9小题,每小题3分,共27分,在每小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求。
1. 2024年巴黎奥运会上,中国选手获得了自由式小轮车女子公园赛冠军。如图,比赛中运动员骑行小轮车交替通过水平路面和圆弧坡面,并在空中完成各种高难度动作。下列说法正确的是( )
A. 运动员在圆弧面上的运动是匀变速运动
B. 当运动员骑行速度变大时,其惯性也增大
C. 在圆弧面骑行时运动员和车所受支持力可能大于其总重力
D. 研究运动员在空中的动作时,可将运动员看作质点
2. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与铁球接触面保持竖直,则( )
A. 若增大铁夹对小球的压力,小承受到的摩擦力变大
B. 机械手臂受到的摩擦力方向竖直向上
C. 小球受到的摩擦力与重力是作用力与反作用力
D. 小球受到的摩擦力与重力大小相等
3. 将某物体以的初速度竖直上抛,不计空气阻力,取在内物体的( )
A. 路程为 B. 位移大小为,方向向上
C. 速度改变量的大小为 D. 平均速度大小为,方向向上
4. 我国运动员王铮在今年举办的东京奥运会女子链球决赛中成功拿下一枚银牌,这是中国女子链球首次在奥运会上夺银。如图甲所示为王铮比赛瞬间的照片,若运动员在开始甩动链球时,可认为链球在水平面内做匀速圆周运动,如图乙所示,不计空气阻力,对此下列说法有错误的是( )
A. 链球球体受到重力、拉力及向心力共三个力的作用
B. 链条与竖直方向的夹角越大,链条对球体施加的拉力越大
C. 链条与竖直方向的夹角越大,链球做匀速圆周运动的角速度越大
D. 若运动员此时松手,链球将沿松手时的速度方向做平抛运动
5. 小明站在装有力传感器的台秤上,完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是( )
A. 点对应时刻,小明向下的速度最大
B. 点对应时刻,小明处于失重状态
C. 点对应时刻,小明处于超重状态
D. 在图示时间内,小明完成了两次下蹲和起立动作
6. 消防员在一次用高压水枪灭火的过程中,消防员同时启动了多个喷水口进行灭火。如果有甲、乙靠在一起的高压水枪,它们的喷水口径相同,所喷出的水在空中运动的轨迹如图所示,已知两曲线在同一竖直面内,忽略空气阻力,则由图可得出结论正确的是( )
A. 甲乙水枪喷出水的速度相等
B. 乙水枪喷出的水在空中运动的时间较长
C. 乙水枪喷出的水在最高点的速度较大
D. 甲水枪喷水的速度大
7. 如图所示,一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙的水平地面上,物块(可看作质点)静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点,整个过程中,凹槽始终保持静止。设物块受到凹槽的支持力为,则在上述过程中下列说法正确的是( )
A. F一直减小,先减小后增大 B. F和都一直增大
C. 地面对凹槽的摩擦力一直增大 D. 地面对凹槽的支持力一直增大
8. 如图所示,质量分别为m和2m的两物块A、B中间用轻弹簧相连,A、B与水平面的动摩擦因数均为,在水平推力F作用下,A、B一起向右做加速度大小为的匀加速直线运动(g为重力加速度大小)。当突然撤去推力F的瞬间,A、B两物体的加速度大小分别为( )
A. B.
C. D.
9. 如图,倾角为的斜坡,斜坡高度为h,斜坡底端A点正上方有B和C两点,B点和斜坡等高。甲战斗机以水平速度飞到C点时释放炸弹,准确命中斜坡上的一点,CP的连线垂直于坡面;乙战斗机以水平速度飞到B点时释放炸弹,也准确命中斜坡上的同一点P,速度方向恰好垂直斜坡。已知两颗炸弹完全相同,则( )
A. C点距离A点的高度为
B.
C. 甲释放的炸弹和乙释放的炸弹在空中的飞行时间之比为
D. 任意相同时间内甲乙两战斗机释放的炸弹在空中的速度变化量之比为
二、多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个符合题目要求,每道题全对得4分,部分选对得2分。
10. 甲乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动时的v-t图象如图所示,下列判断正确的是
A. 甲做匀速直线运动,乙做变速直线运动
B. 两物体两次相遇的时刻是1s末和4s末
C. 乙在前2s内做匀加速直线运动,2s后做反向匀减速直线运动
D. 0到6s内甲、乙两物体的运动方向始终相同
11. 自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的结构示意图如图所示,a、b、c分别为后轮、小齿轮和大齿轮边缘上的三个点,后轮的半径大于大齿轮的半径,大齿轮的半径大于小齿轮的半径。在外力作用下,大齿轮通过链条带动小齿轮转动,小齿轮和后轮同轴转动,当它们匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. b点和c点的线速度大小相等 B. b点和c点的角速度相等
C. a点的线速度小于b点的线速度 D. a点的向心加速度大于b点的向心加速度
12. 如图,一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。一小滑块以某初速度沿传送带向下运动,滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则其速度v随时间t变化的图像可能是:
A. B.
C. D.
13. 如图所示,质量为m、倾角为30°的斜面体放置在水平面上,斜面体的右上角安装有轻质定滑轮,带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上,轻质细线跨越这两个定滑轮,上端连接在天花板上,下端悬挂一质量为m的小球,整个系统处于静止状态时,物块与天花板间的细线成竖直状态,两定滑轮间的细线与斜面平行,不计细线与滑轮间的摩擦,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为3m
B. 斜面对物块的支持力大小为
C. 水平面对斜面的支持力大小为
D. 水平面与斜面体间的动摩擦因数一定不为0
14. 将一圆环套在固定的足够长的水平杆上,环的内径略大于杆的截面直径,对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力F,如图甲所示,圆环质量,当拉力逐渐变大时,环的加速度随拉力F变化的规律如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 拉力F与杆的夹角
B. 圆环与杆之间的动摩擦因数为0.5
C. 当时,环受到的摩擦力大小为3N
D. 环受到的摩擦力大小为1N时,环的加速度大小可能为
第Ⅱ卷(非选择题,共53分)
三、实验题:本题共2小题,15题6分,16题8分,共14分。
15. 用如图所示的实验装置来探究小球(有钢球和铝球两种)做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。
(1)在一次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置,A、C到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右露出的刻度,此时可研究向心力的大小与______的关系。
A. 质量m B. 半径r C. 角速度大小
(2)在(1)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,则皮带连接的左、右塔轮半径的比值为______。
(3)在(1)的实验中,其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则下列符合实验实际的是______。
A. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值变小
B. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值不变
C. 左、右两标尺的示数变小,两标尺示数的比值变小
D. 左、右两标尺的示数变大,两标尺示数的比值变大
16. 用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”,实验时将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌上,小车通过细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车后端与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz。阻力补偿后,在保持小车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为a,改变砂桶中砂子的质量,重复实验五次。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)在探究“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这两种现象的原因可能是___________。
A.木板右端垫起的高度过小
B.木板右端垫起的高度过大
C.砂桶和砂子的总质量m远小于小车的质量M
D.砂桶和砂子的总质量m没有远小于小车的质量M
(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,则纸带上C点的速度=_______小车运动的加速度a=___________m/s2。
(3)小车质量M一定,改变砂桶中砂子的质量,砂桶和砂子的总质量为m,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示,则小车的质量M=___________kg。
四、计算题:本大题共3小题,17题9分,18题12分,19题18分。
17. 如图所示,轻质细绳一端固定在竖直墙壁上的A点,另一端连接着小球,小球又通过轻质细弹簧与物块连接在一起。当小球位于空中B点、物块位于竖直墙壁C点时,小球、物块均静止。已知△ABC在竖直平面内且∠A=θ=37°,∠B=90°,小球、物块(均可视为质点)的质量分别为m1=5kg、m2=0.2kg,弹簧的劲度系数k=300N/m,原长L0=40cm,弹簧处于弹性限度内。取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)A、C两点间的距离d;
(2)物块对墙壁的摩擦力大小f。
18. 如图所示,“r”形框架的水平细杆OM和竖直细杆ON均光滑,质量分别为m、2m金属环a、b用长为l的轻质细线连接,分别套在水平细杆和竖直细杆上,水平细杆离地高度为3l,a环在水平外力作用下,静止在水平杆末端M处,且,重力加速度为g。
(1)求线上的张力T;
(2)若撤去a环上的水平拉力,让整个装置绕ON匀速转动,使细线与水平杆间夹角仍为30°,求此时装置转动的角速度;
(3)在第2问的情景下,突然线断开,求当a环落地时,a、b环之间的距离s(两环落地后不反弹)。
19. 如图所示,质量为、长为的长木板乙放在地面上,另一质量为且可视为质点的物体甲放在长木板的最右端。现在甲上施加一斜向左上方与水平方向成、大小为的恒力F,使甲开始在长木板上滑动,经过一段时间甲运动到长木板的中点时将恒力撤走,已知甲与乙之间、乙与地面之间的动摩擦因数分别为、,重力加速度g取,。求:
(1)撤去恒力瞬间,物体甲的速度;
(2)恒力撤去后,物体甲相对长木板乙滑行距离;
(3)整个过程长木板乙的位移。
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