内容正文:
红桥高级中学第一学期物理期中试卷
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于质点和参考系,下列说法正确的是( )
A. 研究地球的自转时,地球可以视为质点
B. 选择不同的参考系,对同一物体运动情况的描述一定相同
C. 研究火车从北京到上海的运动时间时,火车可以视为质点
D. 参考系必须是静止不动的物体
2. 关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A. 物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B. 某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C. 速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D. 加速度减小时,运动物体的速度一定减小
3. 如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,气门芯位移的大小为( )
A. B. C. D.
4. 关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )
A. 物体所受合外力发生改变时,其加速度可能不变
B. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致
C. 牛顿第二定律的表达式可以写成,说明对某个物体来说,它的质量m跟合外力F成正比,跟它的加速度a成反比
D. 加速度方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同
5. 一遥控玩具汽车沿平直路行驶,用x表示它相对于出发点的位移,如图近似描述了汽车在0~25秒内的位移一时间图像,则下列正确的是( )
A. 25秒内汽车平均速度大小为1m/s
B. 5秒末汽车的加速度为
C. 25秒内汽车的平均速率为1.6m/s
D. 前25s内汽车运动方向发生改变
6. 如图所示,物体在,方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动。已知物体与水平面的动摩擦因数,物体质量,可知物体所受摩擦力为( )
A 10N,水平向右 B. 4N,水平向右
C. 10N,水平向左 D. 4N,水平向左
7. 关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 树叶在空中的飘落是自由落体运动
B. 物体刚下落时,速度和加速度都为零
C. 自由落体运动的重力加速度随纬度增大而增大
D. 自由落体运动(总时间大于1s)第1s内和最后1s的位移相同
8. 如图所示,物体静止在倾角为的固定斜面上,关于物体对斜面的作用力,有以下说法,其中正确的是( )
A. 方向竖直向下,大小为 B. 方向竖直向上,大小为
C. 方向垂直斜面向上,大小为 D. 方向垂直斜面向下,大小为
9. 如图所示一辆货车拉着一个箱子在平直的公路上行驶,箱子始终相对于汽车静止,下列说法正确的是( )
A. 若汽车加速行驶,箱子受摩擦力向后
B. 若汽车匀速行驶,箱子受摩擦力向后
C. 若汽车减速行驶,箱子受摩擦力向前
D. 若汽车减速行驶,箱子受摩擦力向后
10. 如图所示,物体A用轻质细绳与圆环B连接,圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角逐渐增大。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 绳OB的拉力先减小再增大
B. 绳OB的拉力先增大再减小
C. 水平力F逐渐减小
D. 水平力F逐渐增大
11. 如图所示,用一根轻质弹簧将小球A悬挂在天花板上,用细线将小球B悬挂在小球A的下方,两小球均处于静止状态。已知小球A、B的质量之比为1:3,重力加速度大小为g,则细线被剪断的瞬间( )
A. 小球B的加速度大小为0 B. 小球B的加速度大小为3g
C. 小球A的加速度大小为3g D. 小球A的加速度大小为g
二、实验题(每空3分,共15分)
12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。
(1)通过实验得到如图乙所示a-F图像,造成这一结果的原因是在平衡摩擦力时,木板与水平桌面间的倾角_________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,小车在实际运动过程中所受的拉力_________(填“大于”“小于”或“等于”)砝码和盘受到的总重力,为了便于探究、减小误差,应使砝码和盘的总质量m_________小车的质量M(填“远大于”“远小于”或“等于”)。
(3)某次实验打出一条点迹清晰的纸带如图丙所示,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间有四个计时点未标出,计时器打点频率为50Hz,相邻两计数点的时间为_________s,则小车运动的加速度大小为_________m/s²。
三、计算题(13、14题12分;15题8分;16题9分;共四题41分)
13. 从离地面500m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s²。
(1)求小球经过多长时间落到地面;
(2)自小球开始下落开始计时,求小球在最后2s内的位移大小;
(3)求小球下落位移为下落总位移一半时的速度大小。
14. 质量为1kg的物体静止在光滑水平面上。现给该物体同时施加两个大小分别为且相互垂直的水平力,如图所示。求:
(1)物体所受合力F的大小;
(2)物体加速度a的大小;
(3)2s末物体速度v的大小。
15. 国家规定了免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过。假设收费站前、后都是平直大道,大假期间过站的车速要求不超过,事先小汽车未减速的车速均为,制动后小汽车的加速度的大小为试问:
(1)大假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动?
(2)假设车过站后驾驶员立即使车以的加速度匀加速至原来的速度,则加速过程中汽车运动的时间是多少?
(3)在(1)(2)问题中,车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少?
16. 如图甲所示,质量为1kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。取重力加速度g取。求:
(1)力F的大小;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)0--10s内物体的位移。
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红桥高级中学第一学期物理期中试卷
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于质点和参考系,下列说法正确的是( )
A. 研究地球的自转时,地球可以视为质点
B. 选择不同的参考系,对同一物体运动情况的描述一定相同
C. 研究火车从北京到上海的运动时间时,火车可以视为质点
D. 参考系必须是静止不动的物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究地球自转时,需考虑地球各部分的运动差异,不能忽略其大小和形状,故地球不可视为质点,故A错误;
B.不同参考系对同一运动的描述通常不同,故B错误;
C.研究火车从北京到上海的运动时间时,火车长度远小于两地距离,形状和大小可忽略,对运动时间无影响,故可视为质点,故C正确;
D.参考系可以是静止或运动的物体,故D错误。
故选C。
2. 关于速度、速度变化量、加速度,下列说法正确的是( )
A. 物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B. 某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
C. 速度很大的物体,其加速度有可能很小,但不能为零
D. 加速度减小时,运动物体的速度一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据公式
可知物体运动的速度变化量越大,但可能更大,故加速度不一定越大,故A错误;
B.速度为零时,加速度可以很大。如子弹刚要被射出时,速度为零,但加速度很大,故B正确;
C.速度很大的物体(如匀速直线运动的物体),加速度可以为零,故C错误;
D.加速度减小仅说明速度变化变慢,若加速度方向与速度方向相同,速度仍会增大,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,气门芯位移的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时,轮子向前运动半个周长,气门芯在水平方向上移动的距离为,在竖直方向上移动的距离为2R,由勾股定理可知,气门芯位移的大小为
故选C。
4. 关于牛顿第二定律,下列说法中正确的是( )
A. 物体所受合外力发生改变时,其加速度可能不变
B. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致
C. 牛顿第二定律的表达式可以写成,说明对某个物体来说,它的质量m跟合外力F成正比,跟它的加速度a成反比
D. 加速度方向与合力的方向总是一致的,但与速度的方向可能相同,也可能不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由 可知,当合外力 改变时,质量 不变,加速度 一定改变,故A错误。
B.物体的运动方向(即速度方向)不一定与合力方向一致,例如上抛运动中合力向下而速度向上,故B错误。
C.质量 是物体的固有属性,与合外力 和加速度 无关,故C错误。
D.加速度方向与合力方向总是一致的,但速度方向可能与加速度方向相同,也可能不同,故D正确。
故选D。
5. 一遥控玩具汽车沿平直路行驶,用x表示它相对于出发点的位移,如图近似描述了汽车在0~25秒内的位移一时间图像,则下列正确的是( )
A. 25秒内汽车的平均速度大小为1m/s
B. 5秒末汽车的加速度为
C. 25秒内汽车的平均速率为1.6m/s
D 前25s内汽车运动方向发生改变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,汽车的初位置为,25秒末的位置为,可知25s内汽车的位移为20m,根据可知这段时间的平均速度为0.8m/s,故A错误;
B.根据图像的斜率表示速度,由图可知,前10s内图像的斜率不变,故前10s内汽车做匀速直线运动,所以加速度为零,故B错误;
C.前25s汽车的路程为40m,根据可知平均速率为,故C正确;
D.根据图像,可知前10s内汽车向正方向做匀速直线运动,10~15s内汽车处于静止,15~25s汽车反方向做匀速直线运动,故D正确。
故选CD。
6. 如图所示,物体在,方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动。已知物体与水平面的动摩擦因数,物体质量,可知物体所受摩擦力为( )
A. 10N,水平向右 B. 4N,水平向右
C. 10N,水平向左 D. 4N,水平向左
【答案】D
【解析】
【详解】物体所受摩擦力为滑动摩擦力,方向水平向左,大小为
故选D。
7. 关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 树叶在空中的飘落是自由落体运动
B. 物体刚下落时,速度和加速度都为零
C. 自由落体运动的重力加速度随纬度增大而增大
D. 自由落体运动(总时间大于1s)第1s内和最后1s的位移相同
【答案】C
【解析】
【详解】A. 树叶在空中的飘落受空气阻力作用,不符合自由落体运动仅受重力的条件,故A错误;
B. 物体刚下落时,初速度为零,但加速度为重力加速度不为零,故B错误;
C. 重力加速度随纬度增大而增大,故C正确;
D. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,位移公式为
第1s内位移
最后1s位移(设总时间 T>1s) 为
其中,位移不相同,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,物体静止在倾角为的固定斜面上,关于物体对斜面的作用力,有以下说法,其中正确的是( )
A. 方向竖直向下,大小为 B. 方向竖直向上,大小为
C. 方向垂直斜面向上,大小为 D. 方向垂直斜面向下,大小为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】物体在斜面上处于平衡状态,则受到的竖直向下的重力Mg和斜面对物块的作用力而平衡,则斜面对物体的作用力大小为Mg,方向竖直向上;则物体对斜面的作用力大小为Mg,方向竖直向下。
故选A。
9. 如图所示一辆货车拉着一个箱子在平直的公路上行驶,箱子始终相对于汽车静止,下列说法正确的是( )
A 若汽车加速行驶,箱子受摩擦力向后
B. 若汽车匀速行驶,箱子受摩擦力向后
C. 若汽车减速行驶,箱子受摩擦力向前
D. 若汽车减速行驶,箱子受摩擦力向后
【答案】D
【解析】
【详解】A.水平方向上,盒子仅受摩擦力作用,根据牛二定律可知,当汽车加速行驶时,加速度向前,因此箱子受摩擦力向前,故A错误;
B.当汽车匀速行驶时,合外力为零,加速度也为零,因此箱子不受摩擦力,故B错误;
CD.水平方向上,盒子仅受摩擦力作用,根据牛二定律可知,当汽车减速行驶时,加速度向后,因此箱子受摩擦力向后,故C错误,D正确。
故选D。
10. 如图所示,物体A用轻质细绳与圆环B连接,圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角逐渐增大。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 绳OB的拉力先减小再增大
B. 绳OB的拉力先增大再减小
C. 水平力F逐渐减小
D. 水平力F逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】细绳与竖直方向的夹角为,物体的质量为m,对结点O受力分析,如图
AB.设OB绳子的弹力为T,则有
解得
增大,则拉力T增大,故AB错误。
CD.运用合成法,则由平衡条件得
增大,则F增大,故C错误D正确;
故选D。
11. 如图所示,用一根轻质弹簧将小球A悬挂在天花板上,用细线将小球B悬挂在小球A的下方,两小球均处于静止状态。已知小球A、B的质量之比为1:3,重力加速度大小为g,则细线被剪断的瞬间( )
A. 小球B的加速度大小为0 B. 小球B的加速度大小为3g
C. 小球A的加速度大小为3g D. 小球A的加速度大小为g
【答案】C
【解析】
【详解】设A的质量为,B的质量为,细线被剪断前,以A、B为整体,根据受力平衡可得,弹簧弹力为
细线被剪断的瞬间,弹簧弹力保持不变;小球B只受重力作用,则小球B的加速度大小为g;以A为对象,根据牛顿第二定律可得小球A的加速度大小为
故选C。
二、实验题(每空3分,共15分)
12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究加速度与力、质量的关系。
(1)通过实验得到如图乙所示的a-F图像,造成这一结果的原因是在平衡摩擦力时,木板与水平桌面间的倾角_________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,小车在实际运动过程中所受的拉力_________(填“大于”“小于”或“等于”)砝码和盘受到的总重力,为了便于探究、减小误差,应使砝码和盘的总质量m_________小车的质量M(填“远大于”“远小于”或“等于”)。
(3)某次实验打出一条点迹清晰的纸带如图丙所示,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间有四个计时点未标出,计时器打点频率为50Hz,相邻两计数点的时间为_________s,则小车运动的加速度大小为_________m/s²。
【答案】(1)偏小 (2) ①. 小于 ②. 远小于
(3) ①. 0.1 ②. 0.5
【解析】
【小问1详解】
根据题中图像可知,小车受到一定大小的拉力时,小车的加速度才不为0,由此可知,小车受到的摩擦力未被完全平衡,木板与水平桌面间的倾角偏小。
【小问2详解】
[1][2]平衡摩擦力后进行实验时,小车与砝码均做匀加速直线运动,砝码和砝码盘整体处于失重状态,因此细线上的拉力小于砝码和砝码盘受到的总重力,为减小误差,应使砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。
【小问3详解】
[1][2]在相邻的两个计数点之间有四个计时点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为
根据逐差法,可知小车的加速度大小
三、计算题(13、14题12分;15题8分;16题9分;共四题41分)
13. 从离地面500m的空中自由落下一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s²。
(1)求小球经过多长时间落到地面;
(2)自小球开始下落开始计时,求小球在最后2s内的位移大小;
(3)求小球下落位移为下落总位移的一半时的速度大小。
【答案】(1)10s (2)180m
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据
解得落地时间
【小问2详解】
从开始运动起的前内的位移大小为
小球在最后内的位移大小为
【小问3详解】
下落位移为下落总位移一半,即下落位移为,根据
此时小球的速度大小为
14. 质量为1kg的物体静止在光滑水平面上。现给该物体同时施加两个大小分别为且相互垂直的水平力,如图所示。求:
(1)物体所受合力F的大小;
(2)物体加速度a的大小;
(3)2s末物体速度v的大小。
【答案】(1)5N (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据力的平行四边形定则,可知质点所受F1和F2的合力大小为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,质点产生的加速度为
【小问3详解】
由速度时间关系式
2s末物体速度v的大小
15. 国家规定了免费车辆在通过收费站时在专用车道上可以不停车拿卡或交卡而直接减速通过。假设收费站的前、后都是平直大道,大假期间过站的车速要求不超过,事先小汽车未减速的车速均为,制动后小汽车的加速度的大小为试问:
(1)大假期间,驾驶员应在距收费站至少多远处开始制动?
(2)假设车过站后驾驶员立即使车以的加速度匀加速至原来的速度,则加速过程中汽车运动的时间是多少?
(3)在(1)(2)问题中,车因减速和加速过站而耽误的时间至少为多少?
【答案】(1)108 m
(2)4 s (3)4 s
【解析】
【小问1详解】
已知21.6km/h=6 m/s,108km/h=30 m/s
根据速度位移关系式
解得
驾驶员应在距收费站108m处开始制动。
【小问2详解】
根据速度时间关系式可知加速过程中汽车运动的时间
【小问3详解】
在加速阶段
解得x2=72m
则总位移x=x1+x2=180m
减速阶段时间
若不减速通过收费站,所需时间
车因减速和加速过站而耽误的时间至少为
16. 如图甲所示,质量为1kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v-t图像如图乙所示。取重力加速度g取。求:
(1)力F的大小;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)0--10s内物体的位移。
【答案】(1)1.5N (2)0.05 (3)-2m
【解析】
【小问1详解】
设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为,向左做匀加速直线运动的加速度大小为,则由v-t图像得,
由牛顿第二定律有
联立解得,
【小问2详解】
由第一问可知:物体与水平面间的动摩擦因数
【小问3详解】
选水平向右为速度正方向,物体减速阶段即0到4s内发生的位移
物体从4s到10s反向做加速运动,发生的位移为
所以10s内物体的位移为
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