内容正文:
2024年11月高一期中考试卷
一、单选题
1. 一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行,第2s内的位移为6m,第3s内的位移为1.2m,物块的加速度大小是( )
A. 2.4m/s2 B. 3.6m/s2 C. 4.8m/s2 D. 5.0m/s2
2. 甲、乙两车在平直的公路上沿相同的方向行驶,两车的速度v随时间t的变化关系如图所示,其中阴影部分面积分别为S1、S2,下列说法正确的是( )
A. 若S1= S2,则甲、乙两车一定在t2时刻相遇
B. 若S1 > S2,则甲、乙两车在0~t2时间内不会相遇
C. 在t1时刻,甲、乙两车的加速度相等
D. 0~t2时间内,甲车的平均速度
3. 操场跳远沙坑内有沙子,把沙粒堆起时沙粒下滑逐渐形成沙堆,若沙粒是干燥的,这些沙堆有几乎相等的顶角。学校沙坑中某一沙堆锥底周长约为63cm,母线长(沙堆顶点到锥底的斜边长)为12.5cm,则可推测沙粒之间的摩擦因数约为( )
A. 0.2 B. 0.6 C. 0.75 D. 0.8
4. 如图所示,质量为m的匀质细绳,一端系在天花板上的A点,另一端系在竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是BC段绳长的n倍,且绳子B端的切线与墙壁的夹角为。以下说法正确的是( )
A. 绳子在C处弹力大小为
B. 绳子在B处弹力大小为
C. 绳子在A处弹力大小为
D. 绳子A端的切线与竖直方向夹角也为
5. 如图所示,足够长的固定斜面倾角为,质量为m的滑块在拉力F的作用下沿斜面向下做匀速直线运动。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数 ,重力加速度大小为g,为了使拉力F最小,下列说法正确的是( )
A. 拉力F应垂直于斜面向上 B. 拉力F应沿着水平方向
C. 拉力F的最小值为 D. 拉力F的最小值小于
6. 如图所示,一长方形木板放置在水平地面上,在木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板跟木板之间并不接触。现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动,同时木板以相同大小的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,物块的质量为m,为让方形物块沿图示方向匀速运动,需要对物块沿挡板方向施加推力,则推力F的大小为( )
A. B.
C. D.
7. 如图(a)是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波信号,根据发出和接收到信号间的时间差,测出汽车的速度;图(b)中、是测速仪先后发出的两个超声波信号,、分别是测速仪检测到的、由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描、之间的时间间隔,超声波在空气中传播的速度是,若汽车是匀速直线行驶,则根据图(b)可知,下列说法正确的是( )
A. 信号传播到被测汽车时,汽车距测速仪的距离是204m
B. 测速仪在接收到第一个信号到发出第二个信号的时间间隔内,汽车行驶的距离为24m
C. 汽车正在向远离测速仪的方向行驶
D. 汽车的匀速时的速度大小是20m/s
二、多选题
8. 如图所示,倾角为的斜面体放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过光滑轻小定滑轮的柔软轻绳与小球B连接。初始时,小球B在水平向右的拉力F作用下使轻绳OB段与水平拉力F的夹角,整个系统处于静止状态,已知A、B的质量关系为,重力加速度大小取g。现将小球B向右上方缓慢拉起,并保持夹角θ不变,从初始位置到轻绳OB段到达水平位置的过程中,斜面体与物块A均保持静止不动,则在此过程中( )
A. 拉力F的最小值为 B. 轻绳拉力的最小值
C. 地面对斜面体的支持力逐渐增大 D. 物块A所受的摩擦力逐渐增大
9. 晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上,A点高于B点,原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止(如图),不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,下列说法中一定正确的是( )
A. 相比无风时,挂钩对绳子的作用力变大
B. 无风时,挂钩左右两侧绳子OA较陡
C. 相比无风时,有风的情况下小
D. 在有风的情况下,A点沿杆稍下移到C点,绳子的拉力变小
10. 如图甲、乙、丙、丁所示,四个小球完全相同且均处于静止状态,绳子在A、E、M、P处固定在地板或墙上,B、C、D、Q处是有绳子绕过的定滑轮,G处小球与大半圆球接触,大半圆球的球心F在定滑轮C的正下方且CG=CF,N处是结点,L处的杆通过铰链连在墙上,O处的杆直接固定在墙上.若小球、定滑轮大小不计,弹簧秤、绳、杆和滑轮的重力均不计,绳与滑轮、小球与大半圆球、杆与铰链间的摩擦均不计,在图甲、乙、丙、丁四种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4,则
A. F1 =F4 B. F3=F4 C. F3=4F2 D. F1=F2
三、实验题
11. (1)学生分组实验中,甲小组利用弹簧测力计探究两个互成角度的力的合成规律,装置如图甲所示。
这里采用的实验方法是___________。
A.微元法 B.理想实验法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)乙小组用铁架台、刻度尺、弹簧和多个质量已知且质量相等的钩码,做探究“弹簧弹力与弹簧形变量的关系”实验,如图乙所示。
①根据实验数据绘制图像,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x,如图丙所示。
由图像可得弹簧的劲度系数___________(,计算结果保留2位有效数字);
②乙小组将上面弹簧剪断成长度相等的两段,取其中一段重复实验,根据实验数据在丙中绘制第二条图像,该图像斜率比丙中原图斜率___________(选填“大”或“小”)。
四、解答题
12. 一辆公交车从甲站以a1=1m/s2 的加速度匀加速出站,当其速度达到v1=50m/s时开始匀速行驶,临近乙站时司机又以a2=1m/s2 的加速度刹车,公交车恰好停靠在乙站.某次发车时,公交车因故晚出发了t0=180s ,公交车以相同的加速度出站,出站后当其速度达到v2=60m/s 时开始匀速行驶,临近乙站时仍以相同的加速度刹车结果也恰好停在乙站,并且正点到达.则甲、乙两站间的距离是多少?
13. 一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上,劈的斜面光滑且与水平面夹角为30°,用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球放在斜面上,轻绳与斜面的夹角为30°,如图所示。若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍,为使整个系统静止,k的最小值为多少?
14. 如图所示,楔形斜面B固定在粗糙的水平地面上,斜面的夹角。物块A的质量,它在外力F的作用下静止在斜面上。已知A与B间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,。
(1)当外力沿斜面向上时,求的取值范围;
(2)当外力水平向左时,求的取值范围。
15. 图所示,物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接,滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上,连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内,滑环B恰好不能下滑,滑环和杆间的动摩擦因数,设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求物块A和滑环B的质量之比。
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2024年11月高一期中考试卷
一、单选题
1. 一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行,第2s内的位移为6m,第3s内的位移为1.2m,物块的加速度大小是( )
A. 2.4m/s2 B. 3.6m/s2 C. 4.8m/s2 D. 5.0m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知第2s内的中间时刻的速度为
假设物块的运动时间大于等于3s,则第3s内的中间时刻的速度为
则匀减速的加速度为
故从1.5s减速的时间为
则假设不成立,即匀减速的时间小于3s,将刹车过程看成初速度为零的匀加速直线运动,设第3s加速的时间为,有
联立解得
,
故选D。
2. 甲、乙两车在平直的公路上沿相同的方向行驶,两车的速度v随时间t的变化关系如图所示,其中阴影部分面积分别为S1、S2,下列说法正确的是( )
A. 若S1= S2,则甲、乙两车一定在t2时刻相遇
B. 若S1 > S2,则甲、乙两车在0~t2时间内不会相遇
C. 在t1时刻,甲、乙两车的加速度相等
D. 0~t2时间内,甲车的平均速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.速度—时间图象与坐标轴所围图形的面积表示位移,由于不知道最初甲、乙两车起点是否相同,因此,若S1= S2,无法判断甲、乙两车是否在t2时刻相遇,A错误;
B.同理,若S1 > S2,甲、乙两车在0~t2时间内可能相遇,B错误;
C.速度—时间图象的斜率表示加速度,在t1时刻,甲的加速度小于乙的加速度,C错误;
D.在0~t2时间内,甲车的平均速度小于t1~t2时间内甲车的平均速度,在t1~t2时间内甲车的速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积小于做匀加速直线运动时速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积,因此<<,D正确。
故选D。
3. 操场跳远沙坑内有沙子,把沙粒堆起时沙粒下滑逐渐形成沙堆,若沙粒是干燥的,这些沙堆有几乎相等的顶角。学校沙坑中某一沙堆锥底周长约为63cm,母线长(沙堆顶点到锥底的斜边长)为12.5cm,则可推测沙粒之间的摩擦因数约为( )
A. 0.2 B. 0.6 C. 0.75 D. 0.8
【答案】C
【解析】
【详解】设圆锥的高为、底面半径为,母线长为,周长为,母线与水平面的夹角为,则
联立解得
对沙粒由平衡条件得
又
联立解得
故ABD错,C对。
故选C。
4. 如图所示,质量为m的匀质细绳,一端系在天花板上的A点,另一端系在竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是BC段绳长的n倍,且绳子B端的切线与墙壁的夹角为。以下说法正确的是( )
A. 绳子在C处弹力大小为
B. 绳子在B处弹力大小为
C. 绳子在A处弹力大小为
D. 绳子A端的切线与竖直方向夹角也为
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.对BC段受力分析,受重力、墙壁的拉力、AC绳子对其向左的拉力,如图甲所示
根据平衡条件,有
可得
所以,绳子在B处弹力大小为
又因为
联立解得:绳子在C处弹力大小为
故A错误,B正确;
CD.对AC段受力分析,受重力、墙壁的拉力、BC绳子对其向右的拉力,如图乙所示
设绳子A端的切线与竖直方向夹角为,根据平衡条件,有
又
联立解得
显然不一定等于,绳子在A处弹力大小为
故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,足够长的固定斜面倾角为,质量为m的滑块在拉力F的作用下沿斜面向下做匀速直线运动。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数 ,重力加速度大小为g,为了使拉力F最小,下列说法正确的是( )
A. 拉力F应垂直于斜面向上 B. 拉力F应沿着水平方向
C. 拉力F的最小值为 D. 拉力F的最小值小于
【答案】D
【解析】
【详解】CD.为了使拉力F最小,设拉力F与斜面的夹角为,对滑块受力分析,根据平衡条件有
变形可得
应用辅助角公式有
,
当时,拉力F最小
故D正确,C错误;
AB.由,,可知
所以
故AB错误。
故选D。
6. 如图所示,一长方形木板放置在水平地面上,在木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板跟木板之间并不接触。现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动,同时木板以相同大小的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,物块的质量为m,为让方形物块沿图示方向匀速运动,需要对物块沿挡板方向施加推力,则推力F的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】设物块沿挡板方向的速度为,与木板的相对速度为物块相对于木板的运动方向如图所示,根据运动的合成和分解规律可知
根据几何关系可得
可得
木板对物块的摩擦力方向与方向相反,挡板对物块的支持力为
其中
则挡板对物块摩擦力的大小为
联立可得
对物块沿方向根据平衡条件得
故A正确,BCD错误。
故选A。
7. 如图(a)是停在高速公路上的超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波信号,根据发出和接收到信号间的时间差,测出汽车的速度;图(b)中、是测速仪先后发出的两个超声波信号,、分别是测速仪检测到的、由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描、之间的时间间隔,超声波在空气中传播的速度是,若汽车是匀速直线行驶,则根据图(b)可知,下列说法正确的是( )
A. 信号传播到被测汽车时,汽车距测速仪的距离是204m
B. 测速仪在接收到第一个信号到发出第二个信号的时间间隔内,汽车行驶的距离为24m
C. 汽车正在向远离测速仪的方向行驶
D. 汽车的匀速时的速度大小是20m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.如图所示,之间一共有9格,共1.8s,则每一小格表示
测速仪第一次发出信号到接收到信号所用的时间为
信号传播到被测汽车时,汽车距测速仪的距离是
故A错误;
C.如图所示,测速仪第二次发出信号到接受到信号所用的时间为
在时间内,超声波从发出到与汽车相遇,再从第二次相遇的位置反射回去,所以第二次相遇的位置到测速仪的距离为
因为,所以汽车正在向靠近测速仪的方向行驶,故C错误;
D.汽车与超声波第一次相遇到第二次相遇所用的时间为
汽车与超声波第一次相遇的位置到到第二次相遇的位置的距离为
则汽车的速度为,故D正确;
B.测速仪在接收到第一个信号到发出第二个信号的时间为
汽车行驶的距离为,故B正确。
故选BD。
二、多选题
8. 如图所示,倾角为的斜面体放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过光滑轻小定滑轮的柔软轻绳与小球B连接。初始时,小球B在水平向右的拉力F作用下使轻绳OB段与水平拉力F的夹角,整个系统处于静止状态,已知A、B的质量关系为,重力加速度大小取g。现将小球B向右上方缓慢拉起,并保持夹角θ不变,从初始位置到轻绳OB段到达水平位置的过程中,斜面体与物块A均保持静止不动,则在此过程中( )
A. 拉力F的最小值为 B. 轻绳拉力的最小值
C. 地面对斜面体的支持力逐渐增大 D. 物块A所受的摩擦力逐渐增大
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB.对小球B,设绳子拉力为T,根据拉密定理得
从初始位置到轻绳OB段到达水平位置的过程中,、 的取值范围为
,
拉力F的最小值为,轻绳拉力的最小值。A正确,B错误;
C.设拉力与水平方向的夹角为 ,则对于AB及斜面这个整体,在竖直方向有
因为F及均逐渐增大,所以地面的支持力逐渐减小。C错误;
D.轻绳拉力的范围为
物体A受到的摩擦力为
拉力逐渐减小,所以摩擦力逐渐增大。D正确。
故选AD。
9. 晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上,A点高于B点,原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止(如图),不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,下列说法中一定正确的是( )
A. 相比无风时,挂钩对绳子的作用力变大
B. 无风时,挂钩左右两侧绳子OA较陡
C. 相比无风时,有风的情况下小
D. 在有风的情况下,A点沿杆稍下移到C点,绳子的拉力变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.有风时衣服受重力和水平风力,绳子对挂钩的合力等于这两个力合力,故挂钩对绳子的作用力(反作用力)为重力与风力的矢量和,大于重力,无风时,根据平衡条件可知,挂钩对绳子的拉力总等于衣服的重力,故A正确;
B.无风时,假设OB与水平方向的夹角为,OA与水平方向的夹角为,两细绳拉力水平方向的分力大小相等,方向相反,则有
解得
即挂钩左右两侧绳子倾斜程度相同,故B错误;
C.设绳长为L,两杆之间的距离为d,根据几何关系可得
无风时,根据平衡条件可得
解得
有风后,衣服受力一个风力,四力平衡,两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡,如图2所示的状态
此时通过A点和B点做平行于合力方向的直线,相对于两根杆的方向(如图红线所示),根据图中几何关系可知两根杆(即两红线)之间的距离d不好确定变大或者变小,故有风时不一定减小,故C错误;
D.当在有风的情况下,将A点沿杆稍下移到C点,根据图像可以看出,两端绳子之间的夹角变小,但是两细绳拉力的合力为恒力,则拉力F变小,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲、乙、丙、丁所示,四个小球完全相同且均处于静止状态,绳子在A、E、M、P处固定在地板或墙上,B、C、D、Q处是有绳子绕过的定滑轮,G处小球与大半圆球接触,大半圆球的球心F在定滑轮C的正下方且CG=CF,N处是结点,L处的杆通过铰链连在墙上,O处的杆直接固定在墙上.若小球、定滑轮大小不计,弹簧秤、绳、杆和滑轮的重力均不计,绳与滑轮、小球与大半圆球、杆与铰链间的摩擦均不计,在图甲、乙、丙、丁四种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3、F4,则
A. F1 =F4 B. F3=F4 C. F3=4F2 D. F1=F2
【答案】AC
【解析】
【详解】对甲图,小球处于二力平衡状态,绳子拉力等于小球的重力即:
则有弹簧秤拉力:
对乙图,对小球受力分析如图乙所示
根据矢量三角形和实物三角形相似可得:
由于:
故有:
对丙图,对接点受力分析如图丙所示
由力的平行四边形定则得:
对丁图,由定滑轮两侧力相等可得:
综上所述有:
,,,
A. 与分析相符,故A正确;
B. 与分析不符,故B错误;
C. 与分析相符,故C正确;
D. 与分析不符,故D错误.
三、实验题
11. (1)学生分组实验中,甲小组利用弹簧测力计探究两个互成角度的力的合成规律,装置如图甲所示。
这里采用的实验方法是___________。
A.微元法 B.理想实验法 C.等效替代法 D.控制变量法
(2)乙小组用铁架台、刻度尺、弹簧和多个质量已知且质量相等的钩码,做探究“弹簧弹力与弹簧形变量的关系”实验,如图乙所示。
①根据实验数据绘制图像,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x,如图丙所示。
由图像可得弹簧的劲度系数___________(,计算结果保留2位有效数字);
②乙小组将上面弹簧剪断成长度相等的两段,取其中一段重复实验,根据实验数据在丙中绘制第二条图像,该图像斜率比丙中原图斜率___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. C ②. 9.8 ③. 大
【解析】
【详解】(1)[1]先用一个弹簧测力计施加一个力把结点拉至O点,记下这个力。再用两个弹簧测力计分别钩住细绳套仍将结点拉至O点,记录下这两个力。这里采用的实验方法是等效替代法。
故选C。
(2)①[2] 以钩码为研究对象有
解得
结合m-x图像有
解得
②[3] 弹簧剪断后劲度系数增大,图像的斜率增大。
四、解答题
12. 一辆公交车从甲站以a1=1m/s2 的加速度匀加速出站,当其速度达到v1=50m/s时开始匀速行驶,临近乙站时司机又以a2=1m/s2 的加速度刹车,公交车恰好停靠在乙站.某次发车时,公交车因故晚出发了t0=180s ,公交车以相同的加速度出站,出站后当其速度达到v2=60m/s 时开始匀速行驶,临近乙站时仍以相同的加速度刹车结果也恰好停在乙站,并且正点到达.则甲、乙两站间的距离是多少?
【答案】x=57km
【解析】
【分析】根据题目条件可以写出从A到B:第一次的位移表达式和第二次的位移表达式,找到两次过程中时间之间的关系,联立方程求解.
【详解】已知a1=1/s2,a2=-1m/s2
第一次:设公交车匀速行驶时间为t1,匀加速行驶时间为t2,由于匀减速刹车时的加速度与加速时的相等,加速过程的末速度与减速过程的初速度相等,故加速时间与减速时间相等均为t2,由题意知:
故有:
第二次:设动车匀速行驶时间为t1′,匀加速行驶时间为t2′,由于匀减速刹车时的加速度与加速时的相等,加速过程的末速度与减速过程的初速度相等,故加速时间与减速时间相等均为t2′,由题意知:
故有:
因两次均正点到达,则有:t1+2t2=t1′+2t2′+180s
即:t1+100s=t1′+300s
联立以上各式得:x=57km.
【点睛】本题准确找到两次过程时间之间的关系,分阶段列出两次的位移方程是解决问题关键.
13. 一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上,劈的斜面光滑且与水平面夹角为30°,用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球放在斜面上,轻绳与斜面的夹角为30°,如图所示。若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍,为使整个系统静止,k的最小值为多少?
【答案】
【解析】
【详解】小球受力如图所示,由平衡条件及正交分解法得
所以
再以小球与劈为研究对象,由力的平衡条件得
因此
可见k的最小值。
14. 如图所示,楔形斜面B固定在粗糙的水平地面上,斜面的夹角。物块A的质量,它在外力F的作用下静止在斜面上。已知A与B间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,。
(1)当外力沿斜面向上时,求的取值范围;
(2)当外力水平向左时,求的取值范围。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)因为时,物块A不能单独静止在斜面上,所以一定有外力作用在物块A上。当较小时,物块A有向下的运动趋势,物块A所受的摩擦力方向沿斜面向上,此时减小,增大,当摩擦力增加到最大值时,此时有最小值,如图甲所示。
沿斜面方向有
垂直斜面方向有
由
解得
当较小时,物块A有向上的运动趋势,物块A所受的摩擦力方向沿斜面向下,此时增大,增大,当摩擦力增加到最大值时,些时有最大值,如图乙所示。
沿斜面方向有
沿垂直斜面方向有
由
解得
则的取值范围为。
(2)当较小时,物块A有向下的运动趋势,物块A所受的摩擦力方向仍沿斜面向上,此时减小,增大,当摩擦力增加到最大值时,此时有最小值,如图丙所示。
沿斜面方向有
沿垂直斜面方向有
由
解得
当较大时,物块A有向上的运动趋势,物块A所受的力方向沿斜面向下,此时增大,增大,当摩擦力增加到最大值时,此时有最大值,如图丁所示。
沿斜面方向有
沿垂直斜面方向有
根据滑动摩擦力公式有
解得
则的取值范围为(或)。
15. 图所示,物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接,滑环B套在与竖直方向成的粗细均匀的固定杆上,连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内,滑环B恰好不能下滑,滑环和杆间的动摩擦因数,设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求物块A和滑环B的质量之比。
【答案】
【解析】
【详解】对A受力分析,根据平衡条件可得
对B受力分析,如图所示
根据平衡条件可得,
又
联立解得
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