内容正文:
2023级高三物理第一次周练
一、选择题:本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.小李在学习过程中非常喜欢总结归纳,下图是他用来描述多种物理情景的图像,其中横轴和纵轴的截距分别为n和m,在如图的可能物理情景中,下列说法正确的是( )
A.若为图像,则物体的运动速度可能在减小
B.若为图像且物体初速度为零,则物体的最大速度为
C.若为图像,则一定做匀变速直线运动
D.若为图像且物体初速度为零,则最大速度出现在时刻
2.如图,用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的点,将木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平,绳与木板之间的夹角保持不变,忽略圆柱体与木板之间的摩擦,在转动过程中( )
A.圆柱体对木板的压力逐渐增大
B.圆柱体对木板的压力先增大后减小
C.两根细绳上的拉力均先增大后减小
D.两根细绳对圆柱体拉力的方向不变
3.如图所示,两质量相等的光滑小圆环A、B用细线相连,水平横杆穿过圆环A,竖直杆穿过圆环B。开始时,细线处于贴着竖直杆处于竖直方向。现在细线某点上施加一水平向右的拉力F,使两环缓慢移动,则在这一移动过程中( )
A.水平向右的拉力逐渐减小
B.横杆对环A的弹力逐渐增大
C.细线对环B的拉力不变
D.细线对环A的拉力不变
4.如图(甲)所示,5颗相同的棋子整齐叠放在粗糙水平桌面上,第5颗棋子的最左端与水平面上的点重合,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力作用在第3颗棋子上,经一小段时间后,关于图(乙)显示的五颗棋子的位置关系,不可能出现的是( )
A.图a B.图b C.图c D.图d
5.如图所示,内部光滑直角三角形管道竖直放置,在A点静止释放质点甲并使其沿路径下滑至C点;在A点静止释放质点乙并使其沿路径到达C点,其中质点乙在通过B点很小的一段圆弧后只改变速度方向,不改变速度大小,而后进入轨道。若两质点所用时间相等,则应该满足什么条件?( )
A. B. C. D.
6.如图,A、B两球分别套在两光滑水平直杆上,两球通过轻绳绕过一定滑轮相连,现A球以速度v向左匀速移动,某时刻连接两球的轻绳与水平方向夹角分别为、β( )
A.此时B球的速度为
B.此时B球的速度为
C.在增大到90°的过程中,B球做匀速运动
D.在增大到90°的过程中,B球做加速运动
7.如图,某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出,击球点到竖直墙壁的距离4.8m。当网球竖直分速度为零时,击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后,垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取,网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,质量为M的木楔倾角为θ,在水平地面上保持静止.当将一质量为m的木块放在斜面上时正好沿斜面匀速下滑,如果用与斜面成α角的力F拉着木块沿斜面匀速上滑.重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.当α=2θ时,F有最小值
B.F的最小值为mgsin2θ
C.在木块匀速上滑过程中,地面对M的静摩擦力方向水平向右
D.在木块匀速上滑过程中,地面对M的静摩擦力方向水平向左
9.一物体在如图甲所示的xOy平面上运动,其x方向的图像和y方向的图像分别如图乙、图丙,图丙中AB段为抛物线,轨迹方程为,虚线AC为时该抛物线的切线,已知时物体的位置坐标为,下列说法正确的是( )
A.时,物体的速度大小为 B.时,物体的位置坐标为
C.前2s物体y方向的加速度越来越小 D.物体在2s内做加速度的曲线运动
10.如图所示,在水平地面上固定一倾角为的光滑斜面,在斜面底端一小物块以初速度沿斜面上滑,同时在斜面底端的正上方高h处以速度水平抛出一小球,当物块速度最小时,小球与物块在斜面上恰好相碰撞,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球做平抛运动的时间 B.小球与小物块相遇的时间
C.小物块的初速度 D.小球平抛的初速度
二、实验题:共14分。
11.某实验小组用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数k。图乙是某次测量弹簧长度L时刻度尺的局部放大图,图丙是该小组同学根据数据作出的图像,纵轴表示钩码的质量,横轴表示弹簧的伸长量x(弹簧始终在弹性限度内)。请回答下列问题:
(1)根据图乙所示,测量值L= cm。
(2)该弹簧的劲度系数k= N/m。(取g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
(3)该小组的同学将该弹簧制成一把弹簧测力计,某次测量弹簧测力计的指针如图丁所示,弹簧测力计所测力的大小F= N。
(4)关于本实验中的实验操作及实验结果,以下说法错误的是( )
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证钩码处于静止状态再读数据
C.用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
12.某实验小组设计了一个测量物块A与桌面间的动摩擦因数的实验,装置如图所示,物块A在外力作用下静止在水平桌面上的P点,绕过定滑轮的轻绳一端连接在物块A上,另一端吊着重物B,调节定滑轮,使物块A与滑轮间的轻绳与桌面平行,测出物块B离地面的高度h,已知物块A、B的质量相同,重力加速度为g。回答下列问题:
(1)撤去作用在物块A上的外力,物块A由静止向右运动直至停止,测出物块A停下的位置到P点的距离s,则物块A与桌面间的动摩擦因数µ= (用s、h表示):
(2)为了减小实验误差,实验小组成员改变物块A释放的位置进行多次实验,测出每次物块B开始离地面的高度h及释放A后A在水平桌面上滑行的距离s,根据测得的多组s、h作图像,得到图像的斜率为k,则求得物块A与桌面间的动摩擦因数µ= ;
(3)若考虑定滑轮转动时的动能和摩擦,测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
三、解答题:共40分。
13.捶丸起源于唐代的步打球,是一种以杖击球的体育活动,类似今天的高尔夫。如图所示,某次捶丸游戏中游戏者将可视为质点的小球从斜面顶端A点以水平初速度m/s击出,小球落到斜面上某点。已知斜面AB的长度m,倾角,不计空气阻力,取重力加速度大小m/s2。
(1)求小球在空中运动的时间t;
(2)求小球落到斜面前瞬间的速度大小;
14.如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量m=50kg的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下,已知两木棍间距d=6cm,与水平面的夹角。(,,g取10m/s2)。求:
(1)每根直木棍对水泥圆筒的摩擦力;
(2)水泥圆筒与直木棍的动摩擦因数;
(3)将水泥圆筒沿直木棍匀速向上运动,所需最小拉力。(注:)
15.倾角为的足够长的固定斜面,与质量为M的长木板之间的动摩擦因数为,长木板从静止开始沿斜面下滑,当其加速到时,同时将质量分别为、两个小物块紧挨着轻放到木板上靠近下端的位置,如图所示。、与长木板之间的动摩擦因数分别为、,,,,各接触面平行,两物块均没有从木板上端滑离,重力加速度,。求:
(1)两物块刚放上木板时各自的加速度;
(2)从放上物块开始经过多长时间质量为的小物块与长木板速度第一次相等,在两物块第一次碰撞前物块间的最大距离为多少;
(3)从木板开始运动到两物块在长木板上第一次相遇所用的时间。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.若为图像,其斜率表示速度,则物体速度保持不变,故A错误;
B.若为图像且物体初速度为零,由动能定理
即
所以物体的最大速度为
故B正确;
C.若为图像,假设物体做匀变速直线运动,则有
即对于匀变速直线运动,其图像不可能是一次函数图像,故C错误;
D.若为图像且物体初速度为零,则图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量,所以物体的最大速度为
出现在时刻,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】设两绳子对圆柱体的拉力的合力为,木板对圆柱体的支持力为,绳子与木板夹角为,从右向左看如图所示
在矢量三角形中,根据正弦定理
在木板以直线为轴向后方缓慢转动直至水平过程中,不变,从逐渐减小到0,又
且
可知
则
可知从锐角逐渐增大到钝角,根据
由于不断减小,可知不断减小,先增大后减小,可知先增大后减小,结合牛顿第三定律可知,圆柱体对木板的压力先增大后减小,设两绳子之间的夹角为,绳子拉力为,则
可得
不变,逐渐减小,可知绳子拉力不断减小,两根细绳对圆柱体拉力方向变化,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.D
【详解】C.任意状态受力,如图所示
对B受力分析,如图所示
可以构成如下图所示矢量三角形
设绳与竖直方向的夹角为θ,当F继续向右运动时,则θ增大,T2、FN2变大,故C错误;
AD.设F与绳子点为O点,对O点受力分析如图所示
根据平衡条件可得
随着θ增大,T2′增大,则F增大,T1′不变,即细线对A的拉力不变,故A错误,D正确;
B.对环A,有
由此可知,横杆对环A的弹力FN1不变,故B错误。
故选D。
4.B
【详解】设两棋子间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,根据牛顿第二定律可知,最上面两个棋子与第三个棋子保持相对静止时,最大加速度,有
对最上面三个棋子研究,根据牛顿第二定律得
最上面三个棋子不发生相对滑动时,最大拉力
(1)当时,所有棋子均静止不动,选项A不符合题意;
(2)当时,最上面三个棋子保持相对静止一起向右匀加速直线运动,由于水平面对棋子5的最大静摩擦力为,棋子3对棋子4的上表面的最大静摩擦力为,棋子4下表面受到的最大静摩擦力为,可知最下面两个棋子保持不动,如图(d)所示,选项D不符合题意;
(3)当时,最上面两个棋子与棋子3发生相对滑动,上面两个棋子以加向右做加速,第三个棋子以大于的加速度向右加速,两者发生相对位移,但均向右运动,最下面两个棋子也将保持不动,如图(c)所示,选项C不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】设斜面长L,则在A点静止释放质点甲并使其沿路径下滑至C点
解得
在A点静止释放质点乙并使其沿路径到达C点,在AB段
解得
在BC段
若两质点到达C点所用时间相等,则
解得
故D正确。
故选D。
6.D
【详解】AB.将A、B两球的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速度相等,如图所示
在沿绳子方向的分速度为
解得,故AB错误;
CD.在增大到90°的过程中,绳子的方向与B球运动的方向之间的夹角始终是锐角,所以绳对B球的拉力一直做正功,B的速度一直在增大,所以B球做加速运动,但加速度不恒定,不是匀加速运动,故C错误,D正确。
故选D。
7.B
【详解】设网球飞出时的速度为,竖直方向
代入数据得
则
排球水平方向到点的距离
根据几何关系可得打在墙面上时,垂直墙面的速度分量
平行墙面的速度分量
反弹后,垂直墙面的速度分量
则反弹后的网球速度大小为
网球落到地面的时间
着地点到墙壁的距离
故B正确,ACD错误。
故选B。
8.BD
【详解】AB.选木块为研究对象,当没加外力F时正好匀速下滑,设木块与斜面间的动摩擦因数为,此时平行于斜面方向必有
当加上外力F时,对木块受力分析如下图
则
平行于斜面方向
垂直于斜面方向
解得
可得
故当时,分母最大,F有最小值,最小值为
故A错误,B正确;
C.由题意可知木块匀速下滑是不需要外力F,系统处于平衡状态,水平方向合力为零,地面对M的无静摩擦力作用。故C错误;
D.选物体和M和m整体为研究对象,设水平面对木楔M的摩擦力是,水平方向受力平衡,则有
可知摩擦力的方向向左。故D正确。
故选BD。
9.ABD
【详解】A.根据题意可知,时刻
,
所以物体的速度大小为
故A正确;
B.在图像中,图线与横轴围成的面积表示方向的位移,即
由图丙可知,,轴坐标为,此时物体的位置坐标为。故B正确;
C.轴方向的位置为
对比题干中的轨迹方程可知
则前2s物体y方向的加速度恒定不变。故C错误;
D.物体在方向的加速度为
2s内做加速度大小为
初速度与加速度不共线故物体在2s内做加速度大小的曲线运动。故D正确。
故选ABD。
10.BC
【详解】AB.小球做平抛运动过程
根据几何关系
整理得
故A错误,B正确;
C.物块速度最小时速度为零,则
故C正确;
D.根据以上分析
解得
故D错误。
故选BC。
11.(1)7.95
(2)49.0
(3)8.00
(4)C
【详解】(1)由图乙可得出,测量值为
(2)由胡克定律可得
(3)由图丁可知,弹簧测力计一小格为0.1N,所以图中读数为
(4)A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度,故A正确,不符合题意;
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证钩码处于静止状态再读数据,故B正确,不符合题意;
C.用刻度尺测得弹簧的长度,再减去弹簧的原长,即为弹簧的伸长量,故C错误,符合题意;
D.在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.(1)
(2)
(3)偏大
【详解】(1)根据功能关系可得
根据动能定理可得
联立解得
(2)由
可得
根据题意可得
解得
(3)考虑滑轮与绳子的摩擦和定滑轮转动时的动能,则实验时,物块A与桌面间摩擦力克服摩擦力做功偏大,则动摩擦因数测量值与真实值相比偏大。
13.(1)1s
(2)m/s
【详解】(1)设小球的位移大小为,竖直方向上有
水平方向上有
代入数据得小球在空中运动的时间
(2)小球落到斜面上时竖直方向的分速度大小
小球落到斜面前瞬间的速度大小
m/s
14.(1),方向沿木棍向上;(2)0.6;(3) 480N
【详解】(1)从右侧视角分析,在沿斜坡方向根据平衡条件
解得
方向沿木棍向上
(1)由底部沿木棍向上看,受力关系如图所示
图中θ角满足
解得
根据平衡条件
解得
所以动摩擦因数
(3)从右侧视角受力分析,如图所示
因木棍提供的支持力合成为,摩擦力合成为
故这两个力的合力方向固定,图中β角满足
故
现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡,拉力最小值为多少”,根据力学平衡的矢量三角形得
解得
15.(1),方向平行木板向下,,方向平行木板向下;(2),;(3)
【详解】(1)质量为物块刚放上木板时,受力分析有
解得
方向平行木板向下;同理,对质量为物块有
解得
方向平行木板向下。
(2)分析可知两物块刚放上木板时木板做匀减速运动,设加速度大小为,有
解得
设质量为物块与木板第一次到达共同速度时经过的时间为,有
解得
,
此时质量为物块速度为
此时两物块相距为
若质量为物块与木板共速后相对静止,相互间的摩擦力大小为,此时质量为物块受到的摩擦力方向沿斜面向上,对木板受力分析有
对质量为物块受力分析有
联立解得
,
可得质量为物块与木板共速后一起匀速下滑,质量为物块继续做匀加速运动,设再经过时间后两物块速度相同,此时两物块距离最大,有
解得
该过程中两物块相对位移为
所以在两物块第一次碰撞前物块间的最大距离为
(3)分析可知当两物块共速后,质量为物块将继续做匀加速运动,此时木板对其的摩擦力方向沿斜面向上,此时质量为物块的加速度为
设此时质量为物块与木板的共同加速度为,有
解得
设当两物块共速后经过时间,两物块相遇,有
解得
长木板刚开始从静止沿斜面下滑时加速度为
当其加速到时间为
所以从木板开始运动到两物块在长木板上第一次相遇所用的时间为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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