内容正文:
2024级高一春学期第一次月考物理试卷
一、单选题 (每题4分,共计28分)
1. 下列关于物理学史、物理学研究方法的叙述中,正确的是( )
A. 用质点来代替实际物体是采用了微元法
B. 是采用比值法定义的
C. 伽利略根据斜面实验,提出了惯性定律
D. 牛顿借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
2. 物体由静止开始做匀加速直线运动,经过8s,改为匀减速直线运动,又经过4s停下。关于该物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速过程和减速过程中的加速度大小之比为2:1
B. 加速过程和减速过程中的平均速度大小之比为1:2
C. 加速过程和减速过程中的位移大小之比为2:1
D. 通过题目给出的数据,可以求出运动过程中的最大速度
3. 如图所示,坐在雪橇上人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右匀速移动了一段距离,已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,雪橇受到的( )
A. 支持力为
B. 支持力为
C. 摩擦力为
D. 摩擦力为
4. 如图甲所示,一辆赛车在平直的赛道上匀加速行驶,某时刻开始速度v与运动时间t的关系如图乙所示,图像与纵轴的截距为b,图像的斜率为k,则在t=0时刻,赛车的( )
A. 初速度为b,加速度为k
B. 初速度为k,加速度为b
C. 初速度为,加速度为
D. 初速度,加速度为
5. 下列四幅图均为静止的光滑小球Q所受弹力方向的示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在光滑水平地面上,两物块用细线相连,物块质量为物块质量为,在的水平拉力作用下,两物块一起向右加速运动,则( )
A. 物块加速度大小为 B. 物块的加速度大小为
C. 间细线的拉力大小为 D. 间细线的拉力大小为
7. 在飞机飞行表演活动中,飞行员在悬停的飞机上先由静止释放小球甲,间隔2s又由静止释放小球乙。已知小球甲在下落的第1s内与最后1s内的位移之比为1:10,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 悬停的飞机离地面的高度为125m B. 甲球从释放到落地共用时6s
C. 甲球落地瞬间,乙球的速度大小为30m/s D. 甲球落地瞬间,乙球距地面的高度为90m
二、多选题(每题6分,共计18分)
8. 如图所示,沿光滑墙壁用网兜把一个足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为α.已知足球的质量为m,网兜的质量不计,重力加速度为g.关于悬绳对球的拉力F1 和墙壁对球的支持力F2,下列关系式正确的是( )
A. B. C. F2=mgtanα D.
9. 如图所示,质量为m光滑小球被竖直挡板挡住,静止在倾角为的斜面上,现将挡板绕其下端O点从竖直位置沿逆时针方向缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板对小球的弹力N和斜面对小球的弹力F变化情况是( )
A. N一直变大,在水平放置时最大 B. N先变小后变大
C. F一直减小,最小值为零 D. F先减小后增大
10. 在“秋粮入库”的工作中,工作人员用如图甲所示的倾斜传送带把粮食输送入仓库中。传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。装袋后的粮食(用小方块表示,可视为质点)无初速度放上传送带的底部,其运动的v-t图像如图乙所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则( )
A. 传送带的速度为2m/s
B. 粮袋入库过程相对传送带的位移2m
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.75
D. 粮袋所受摩擦力方向一直与粮袋运动方向相反
三、实验题(每空2分,共计20分)
11. 某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验,步骤如下:
(1)在弹簧测力计的下端悬挂一重物M,记下重物静止时弹簧测力计的示数F.
(2)将贴有白纸的木板竖直放置,三个细线套一端共系于一个结点,另一端分别系于弹簧测力计A、B和重物M上,测力计A挂于固定点P,手持测力计B的端拉动细线,使结点静止于O点,如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数、及_____。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中弹簧测力计B的示数只为_____N.
(3)在白纸上按一定标度作出F、、的图示,根据平行四边形定则作出、的合力F’的图示,若________,则平行四边形定则得到验证。
(4)本实验中采用的科学方法是_______.
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(5)关于本实验,下列做法合理的是_______.
A.三根细线必须等长
B.要使两弹簧测力计的读数非常接近
C.每次实验时弹簧测力计B始终保持水平
D.使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内
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. 实验需要满足沙桶和沙的总质量远小于滑块的质量
B. 先释放滑块,再接通打点计时器的电源
C. 在挂沙桶的条件下,调整长木板左端的高度,以补偿阻力
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)实验中打出一条纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为连续5个计数点,相邻两个计数点间还有4个点没有画出来,打点计时器所用交流电的频率为,则此次实验中滑块的加速度为_____。(结果保留2位有效数字)
(3)某实验兴趣小组,利用该实验装置来测定滑块的质量和滑块与长板间的动摩擦因数,实验中不平衡摩擦,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,则本次实验中由图像测得滑块的质量为_____,滑块与长木板之间的动摩擦因数为_____(用题目中的、、表示)。考虑到纸带与打点计时器之间的阻力、细绳与滑轮之间的阻力以及空气阻力,则测得的动摩擦因数_____(填“大于”,“等于”,“小于”)真实值。
四、解答题
13. 因自身的惊险和挑战性,跳伞被誉为“勇敢者的运动”。在某次跳伞表演中,跳伞运动员做低空跳伞表演,直升机悬停的位置距地面的高度,认为运动员离开直升机后做自由落体运动,经后运动员打开降落伞匀减速下落至地面,落地速度大小。取重力加速度大小。求:
(1)运动员做自由落体运动下落的高度h以及降落伞刚打开时运动员的速度大小;
(2)运动员匀减速下落过程的加速度大小a及其匀减速下落的时间t。
14. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲、人均处于静止状态。已知,。g取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
15. 如图所示,质量、长度的长薄木板B静止放置于粗糙水平面上,其与水平面的动摩擦因数。一质量小物块A(视为质点)以的速度冲上木板的左端,小物块与木板和地面之间的动摩擦因数均。最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。(重力加速度g取,若木块A从木板B上滑离,则其落地时间与速度变化可忽略)。求:
(1)小物块A冲上木板B的瞬间,两者各自的加速度大小;
(2)木板B的最大速度;
(3)小物块A和木板B均停止时,小物块A到木板B右端的距离。
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2024级高一春学期第一次月考物理试卷
一、单选题 (每题4分,共计28分)
1. 下列关于物理学史、物理学研究方法的叙述中,正确的是( )
A. 用质点来代替实际物体是采用了微元法
B. 是采用比值法定义的
C. 伽利略根据斜面实验,提出了惯性定律
D. 牛顿借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
【答案】B
【解析】
【详解】A.用质点来代替实际物体是采用了理想模型法,故A错误;
B.是采用比值法定义的,故B正确;
C.在伽利略研究的基础上,牛顿提出了牛顿第一定律,故C错误;
D.伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律,故D错误。
故选B。
2. 物体由静止开始做匀加速直线运动,经过8s,改为匀减速直线运动,又经过4s停下。关于该物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 加速过程和减速过程中的加速度大小之比为2:1
B. 加速过程和减速过程中的平均速度大小之比为1:2
C. 加速过程和减速过程中的位移大小之比为2:1
D. 通过题目给出的数据,可以求出运动过程中的最大速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.设匀加速运动的末速度为v,则加速的加速度大小
减速的加速度大小
可知加速度大小之比
a1:a2=t2:t1=1:2
A错误;
B.根据平均速度推论知
可知平均速度大小之比为1:1,B错误;
C.根据平均速度推论知,位移
因为时间之比为2:1,则位移之比为2:1,C正确;
D.根据题目中的数据,物体运动的加速度大小不知,则无法求出最大速度的大小,D错误。
故选C。
3. 如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右匀速移动了一段距离,已知雪橇与地面间的动摩擦因数为,雪橇受到的( )
A. 支持力为
B. 支持力为
C. 摩擦力为
D. 摩擦力为
【答案】C
【解析】
【详解】以人和雪橇为整体受力分析如图
由于雪橇匀速运动,故正交分解有
且
联立可得
故选C。
4. 如图甲所示,一辆赛车在平直的赛道上匀加速行驶,某时刻开始速度v与运动时间t的关系如图乙所示,图像与纵轴的截距为b,图像的斜率为k,则在t=0时刻,赛车的( )
A. 初速度b,加速度为k
B. 初速度为k,加速度为b
C. 初速度为,加速度为
D. 初速度为,加速度为
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得
由图像可知,,故选B。
5. 下列四幅图均为静止的光滑小球Q所受弹力方向的示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.对图中小球Q受力分析,在竖直方向上受力平衡,水平方向上不受力,因此小球A受到的弹力方向为竖直向上,故A错误;
B.对图中小球Q受力分析,在竖直方向上受力平衡,水平方向上不受力,因此左侧绳子上没有弹力,故B错误;
C.对图中小球Q受力分析,在竖直方向上受力平衡,水平方向上不受力,因此倾斜墙面对小球没有弹力,故C错误;
D.图中小球Q没有沿竖直方向放在球面上,球面对小球的弹力沿两球球心延长线向右上方向,根据平衡条件可知,左侧绳子对小球有沿绳子向左上方向的拉力,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,在光滑水平地面上,两物块用细线相连,物块质量为物块质量为,在的水平拉力作用下,两物块一起向右加速运动,则( )
A. 物块的加速度大小为 B. 物块的加速度大小为
C. 间细线的拉力大小为 D. 间细线的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.把A、B作为整体,设A、B加速度为a,由牛顿第二定律得
代入题中数据解得
故AB错误;
CD.结合牛顿第二定律,对受力分析得细线拉力
代入题中数据得
故C错误,D正确。
故选D 。
7. 在飞机飞行表演活动中,飞行员在悬停的飞机上先由静止释放小球甲,间隔2s又由静止释放小球乙。已知小球甲在下落的第1s内与最后1s内的位移之比为1:10,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 悬停的飞机离地面的高度为125m B. 甲球从释放到落地共用时6s
C. 甲球落地瞬间,乙球的速度大小为30m/s D. 甲球落地瞬间,乙球距地面的高度为90m
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球甲在下落的第1s内位移
则最后1s内的位移为50m,最后1s内的平均速度为50m/s,落地时的瞬时速度为
根据,可得悬停的飞机离地面的高度为
故A错误;
BCD.根据,可得小球甲下落时间为
因此甲球落地瞬间,乙球下落时间为3.5s,根据自由落体运动的规律,可知此时乙球速度大小为
下落高度为
乙球距地面的高度为
故BC错误,D正确。
故选D。
二、多选题(每题6分,共计18分)
8. 如图所示,沿光滑墙壁用网兜把一个足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为α.已知足球的质量为m,网兜的质量不计,重力加速度为g.关于悬绳对球的拉力F1 和墙壁对球的支持力F2,下列关系式正确的是( )
A. B. C. F2=mgtanα D.
【答案】AC
【解析】
【详解】以足球为研究对象,分析其受力情况:重力mg、悬绳对球的拉力F1和墙壁对球的支持力F2;
三个力的合力为零,根据平衡条件得知,mg和F2的合力与F2大小相等、方向相反,则有,F2=mgtanα,故选AC.
9. 如图所示,质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住,静止在倾角为的斜面上,现将挡板绕其下端O点从竖直位置沿逆时针方向缓慢转到水平位置,在此过程中,挡板对小球的弹力N和斜面对小球的弹力F变化情况是( )
A. N一直变大,在水平放置时最大 B. N先变小后变大
C. F一直减小,最小值为零 D. F先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【详解】对小球受力分析,如图
可知挡板转动时,挡板给球的弹力N与斜面给球的弹力F合力始终等于小球的重力,其中F的方向不变,挡板转动过程中,N大小变化规律为先变小后变大,其中挡板与斜面垂直时为最小,与此对应,F的大小为一直减小,最小值为零。
故选BC。
10. 在“秋粮入库”的工作中,工作人员用如图甲所示的倾斜传送带把粮食输送入仓库中。传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°。装袋后的粮食(用小方块表示,可视为质点)无初速度放上传送带的底部,其运动的v-t图像如图乙所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,则( )
A. 传送带速度为2m/s
B. 粮袋入库过程相对传送带的位移2m
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为0.75
D. 粮袋所受摩擦力方向一直与粮袋运动方向相反
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据图乙可知粮袋开始做匀加速运动,后与传送带相对静止做匀速运动,可知传送带的速度为2m/s,A正确;
B.粮袋匀加速运动的位移为
该段时间内传送带运动的距离为
粮袋入库过程相对传送带的位移为
B正确;
C.根据图乙可知粮袋匀加速时加速度大小为
根据牛顿第二定律有
代入数值解得
C错误;
D.分析可知匀加速阶段粮袋所受滑动摩擦力方向与运动方向相同;匀速阶段,粮袋受到静摩擦力,方向与运动方向也相同,所以粮袋所受摩擦力方向一直与粮袋运动方向相同,D错误。
故选AB。
三、实验题(每空2分,共计20分)
11. 某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验,步骤如下:
(1)在弹簧测力计的下端悬挂一重物M,记下重物静止时弹簧测力计的示数F.
(2)将贴有白纸的木板竖直放置,三个细线套一端共系于一个结点,另一端分别系于弹簧测力计A、B和重物M上,测力计A挂于固定点P,手持测力计B的端拉动细线,使结点静止于O点,如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数、及_____。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中弹簧测力计B的示数只为_____N.
(3)在白纸上按一定标度作出F、、的图示,根据平行四边形定则作出、的合力F’的图示,若________,则平行四边形定则得到验证。
(4)本实验中采用的科学方法是_______.
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(5)关于本实验,下列做法合理的是_______.
A.三根细线必须等长
B.要使两弹簧测力计的读数非常接近
C.每次实验时弹簧测力计B始终保持水平
D.使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内
【答案】 ①. 画出两细线的方向 ②. 2.70 ③. F与在一条直线上 ④. B ⑤. D
【解析】
【详解】(2)[1]因要验证平行四边形法则,则需要知道力的方向,故需画出两细线的方向;
[2]由图可读出弹簧测力计为2.70N;
(3)[3]由题可知,若符合平行四边形法则,则F与是一对相互作用力,故F与在一条直线上;
(4)[4]本实验中让两弹簧测力计的作用效果与重物的重力相同,故采用的方法为等效替代法,故B正确;
(5)[5]A.本实验对三根细线长度没有要求,故A错误;
B. 本实验对两弹簧测力计示数没有要求,故B错误;
C.本实验中不需要弹簧测力计B始终保持水平,故C错误;
D. 本实验必须使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内,这样才能保证力的准确性,故D正确。
故选D。
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. 实验需要满足沙桶和沙的总质量远小于滑块的质量
B. 先释放滑块,再接通打点计时器的电源
C. 在挂沙桶的条件下,调整长木板左端的高度,以补偿阻力
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)实验中打出一条纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为连续的5个计数点,相邻两个计数点间还有4个点没有画出来,打点计时器所用交流电的频率为,则此次实验中滑块的加速度为_____。(结果保留2位有效数字)
(3)某实验兴趣小组,利用该实验装置来测定滑块的质量和滑块与长板间的动摩擦因数,实验中不平衡摩擦,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,则本次实验中由图像测得滑块的质量为_____,滑块与长木板之间的动摩擦因数为_____(用题目中的、、表示)。考虑到纸带与打点计时器之间的阻力、细绳与滑轮之间的阻力以及空气阻力,则测得的动摩擦因数_____(填“大于”,“等于”,“小于”)真实值。
【答案】(1)D (2)0.72
(3) ①. ②. ③. 大于
【解析】
【小问1详解】
A.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A错误;
B.实验中应先接通打点计时器的电源,再释放滑块,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D。
【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
根据逐差法可得,滑块的加速度大小为
【小问3详解】
[1][2]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
[3]考虑到纸带与打点计时器之间的阻力、细绳与滑轮之间的阻力以及空气阻力,则计算中的滑动摩擦力要大于真实值,因此测得的滑动摩擦因数要大于真实值。
四、解答题
13. 因自身的惊险和挑战性,跳伞被誉为“勇敢者的运动”。在某次跳伞表演中,跳伞运动员做低空跳伞表演,直升机悬停的位置距地面的高度,认为运动员离开直升机后做自由落体运动,经后运动员打开降落伞匀减速下落至地面,落地速度大小。取重力加速度大小。求:
(1)运动员做自由落体运动下落的高度h以及降落伞刚打开时运动员的速度大小;
(2)运动员匀减速下落过程的加速度大小a及其匀减速下落的时间t。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据自由落体运动的规律有
解得
又
解得
【小问2详解】
对运动员匀减速下落过程,有
解得
又
解得
14. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲、人均处于静止状态。已知,。g取。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
【答案】(1),;(2)150N,水平向左
【解析】
【详解】(1)以结点O为研究对象,如图所示
沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,将分解,由平衡条件有
解得
由
联立解得
(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,受力如图所示
由平衡条件得
方向水平向左;
15. 如图所示,质量、长度的长薄木板B静止放置于粗糙水平面上,其与水平面的动摩擦因数。一质量小物块A(视为质点)以的速度冲上木板的左端,小物块与木板和地面之间的动摩擦因数均。最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。(重力加速度g取,若木块A从木板B上滑离,则其落地时间与速度变化可忽略)。求:
(1)小物块A冲上木板B的瞬间,两者各自的加速度大小;
(2)木板B的最大速度;
(3)小物块A和木板B均停止时,小物块A到木板B右端的距离。
【答案】(1)2 m/s2;0.4 m/s2;(2)0.4m/s;(3)0.05m
【解析】
【详解】(1)小物块和木板间动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为,小物块在木板上运动时,小物块和木板的加速度分别为、,根据牛顿第二定律有
m/s2
m/s2
(2)假设小物块能够运动到木板最右端,此时小物块的速度为vA,木板的速度为vB,运动时间为t1,根据运动学公式可知,小物块的速度为
vA=v0-a1t1
小物块的位移为
xA=
木板的速度
vB=a2t2
木板的位移
xB=
根据几何关系有
l=xA-xB
解得
vB=0.4m/s,vA=1m/s,t1=1s(t1=1.5s时,vA < vB舍去)
由vA > vB可知假设成立,即木板的最大速度为0.4m/s;
(3)小物块滑离木板后,假设小物块经过位移x1停止,则
解得
x1=0.25 m
对木板B由牛顿第二定律可知加速度为
=0.4 m/s2
减速到停止位移
解得
x2=02m
故小物块A和木板B均停止时两者间距离为
m
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