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江苏省徐州市第一中学2025-2026学年高一上学期12月调研考试
物 理
考试时间:75分钟 满分:100分 命题人:周岩、张学庆 审核人:张祥凤
一、单选题(本大题共11小题,每小题4分,共44分)
1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识。推动了科学技术的创新和革命,促进了人类文明的进步。关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确的是( )
A.伽利略首先提出了惯性的概念,并指出质量是惯性大小的唯一量度
B.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
C.牛顿运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿运动定律都能通过现代的实验手段直接验证
D.当时,称作物体在时刻的瞬时速度,这应用了微分思想的分析方法
2.量纲在物理学中有重要作用,可以用来校验公式的正确性、简化单位换算、辅助推导物理关系等。若g表示重力加速度,L表示长度,ρ表示密度,S表示横截面积,v表示速度,根据物理量的量纲判断下列说法不正确的是( )
A.ρSv3表示的物理量是力
B.表示的物理量是时间
C.表示的物理量是速度
D.vS表示的物理量是流量(单位时间流过其横截面的体积)
3.巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛,中国选手双人跳水以绝对优势获得金牌。比赛中两位运动员的动作一致,同步分为满分10分,则下列说法正确的是( )
A.指运动员比赛中的通过的路程
B.裁判员在评同步分时,只能以水面为参考系
C.研究运动员的空中翻转动作时,不可将运动员视为质点
D.跳水运动员在起跳后,若忽略空气阻力,其运动可视为自由落体运动
4.学校体育器材室有一圆弧形篮球架,如图所示,若某同学将同一篮球分别放在、、、位置,挡板均竖直,不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.在位置时篮球对圆弧篮球架的压力最大
B.在位置时篮球对圆弧篮球架的压力最大
C.在位置时篮球对挡板的压力最大
D.在位置时篮球对挡板的压力最大
5.某破冰船成功冲出厚重的密集浮冰区,胜利突围解困成功。如图为破冰船连线冲破冰层时的破冰原理示意图,若船体向前的推力为F,两侧船体间夹角为,、分别与两侧船体垂直,则沿、两侧推开冰层的力大小为( )
A.F B. C. D.
6.在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,得到的结果如图所示,则下列说法正确的是( )
A.本实验所采用的科学方法是控制变量法
B.拉力的方向用铅笔沿细绳划线得出
C.在用图示法表示各力时必须采用相同标度
D.为减小实验误差,F1、F2越大越好
7.如图所示,三根在竖直平面内的光滑细管A、B、C上端平齐,B管竖直放置,A管与B管的夹角为α,C管与B管的夹角为β,且α﹤β。三个小球同时从管口顶端静止释放,经过相同的时间,三球所处位置正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图,一条平直的大河宽1800m,河水流速处处相等,都为;一艘汽艇相对河水速度大小恒为,从岸边A点出发,河对岸正对A点处记为B点,在河对岸点的上游有C点,下游有D点,且,则( )
A.该汽艇有可能在10min内到达河对岸某处
B.该汽艇不可能在20min内到达河对岸某处
C.如果汽艇沿直线AC到达C点比沿直线AD到达D点用时更长
D.如果汽艇相对于水的速度不变,但河水流速加快,汽艇过河的时间可能增加也可能减少
9.电梯、汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感,其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述加速度变化快慢的物理量,即。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标,按照这一指标,具有零急动度的乘客,感觉较舒适。图为某汽车加速过程的急动度随时间的变化规律。下列说法正确的是( )
A.在时间内,汽车做匀加速直线运动
B.在时间内,汽车做匀加速直线运动
C.在时间内,汽车加速度的变化量大小为
D.在时间内,乘客感觉较舒适
10.如图,水平桌面上有一薄板,薄板上摆放着小圆柱体A、B、C,圆柱体的质量分别为、、,且。用一水平外力将薄板沿垂直的方向抽出,圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同,圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后,三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,在倾角的固定光滑斜面上,劲度系数为的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端与小滑块相连,小滑块在斜面上紧靠着但不粘连,、的质量均为,初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力拉动,使沿斜面向上做加速度大小为的匀加速运动,、的图像如图所示,的图像在时刻的切线与轴平行,已知重力加速度大小为,则( )
A.施加力的瞬间,、间的弹力大小为
B.A、在时刻分离,此时弹簧弹力大小为
C.弹簧恢复到原长时,的速度达到最大值
D.沿斜面向上运动过程中速度最大时,、间的距离为
二、实验题(本题共15分)
12.小宏用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力的关系,让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A.除图中已有的器材,还需要交流电源、天平(含配套砝码)、秒表和刻度尺
B.如图甲,此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
C.实验时小车应从靠近打点计时器处由静止释放
D.应适当调节滑轮高度,使细线与桌面平行
(2)实验中打出的一条纸带的部分实验数据如图乙所示,相邻两个计数点间还有四个点未画出。所用交流电源的频率为50Hz,则打C点时小车的速度大小为 m/s;小车的加速度大小为 (结果均保留两位有效数字)。
(3)小宏做实验时,得出的图像如图丙所示,可能的原因是 。
(4)为了解决上面的问题,小宏选用图丁所示器材进行实验,设小车质量为,共6个槽码,每个槽码的质量均为,重力加速度取。实验步骤如下:
①安装好实验器材,跨过定滑轮的细线一端连接在小车上,另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点,表明小车沿倾斜轨道匀速下滑;
②保持轨道倾角不变,取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码),让小车拖着纸带沿轨道下滑,根据纸带上打的点迹测出加速度;
③逐个减少细线下端悬挂的槽码数量,重复步骤②;
④以取下槽码的总个数的倒数为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作图线。
按照上述步骤,小宏得到了一条直线,测得其斜率,则 kg。
三、解答题(本题共4小题,共41分)
13.(6分)某课外兴趣小组借助传感器,研究一小球做平抛运动的规律。小球水平抛出时速度与竖直方向成角,落地时速度方向与竖直方向成角,小球可看作质点,重力加速度取,求(结果可以保留根式):
(1)小球做平抛运动的初速度大小;
(2)小球抛出时距离地面的高度;
14.(8分)如图所示,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球(),用水平向左的外力拉小车,使小球和车一起向左匀加速运动,细线与竖直方向成角,如图甲。求:
(1)水平向左的外力F的大小。
(2)若用同样大小的力水平向右拉小球,使小球和车一起向右匀加速运动,此时细线与竖直方向夹角的正切值为多少?
15.(12分)如图所示为货场传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ =37°,传送带AB长度足够长,传送皮带轮以大小为v =2 m/s的恒定速率顺时针转动.一木炭包以v0=12 m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带并留下一段黑色的径迹,若木炭包与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将木炭包视为质点.(g=10 m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求木炭包刚滑上传送带时加速度为多大?
(2)从木炭包滑上传送带开始计时,木炭包再次滑回A端用时?
(3)木炭包从滑上传送带到再次回到A端,黑色径迹长度为多少?
16.(15分)如图所示,质量M=2kg的木板A静置于水平地面上,质量m=3kg的物块B(可视为质点)以v0=4m/s的水平速度,从木板A的最左端开始在木板A上滑动.已知A与B、A与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.2、μ2=0.1,重力加速度g取10m/s2。
(1)求木板A的加速度大小aA;
(2)若物块B未从木板A的右端滑出,求木板A的最小长度;
(3)若木板A的长度为L=1.45m,为使物块B不从木板A的右端滑出,在它刚滑上木板时,对A施加水平向右的恒力,该力作用时间t0=0.5s后撤除,求恒力的最小值Fmin。
答案及解析
1.
【答案】B
【详解】A. 牛顿在《自然哲学的数学原理》中首次提出了惯性的概念,并指出质量是惯性大小的量度,而非伽利略。故A错误;
B. 伽利略通过斜面实验结合逻辑推理(如外推法)研究自由落体运动,突破了传统经验束缚,建立了科学的研究方法。此描述符合史实,故B正确;
C. 牛顿第一定律(惯性定律)描述的是理想状态(无外力作用),无法通过实验直接验证,需借助逻辑推理。故C错误;
D. 瞬时速度的定义应用了极限思想(当Δt趋近于0时平均速度的极限),而非微分思想。微分是数学工具,用于计算导数,但题目中未涉及导数的具体运算,故D错误。
故选B。
2.
【答案】A
【详解】A.、、的量纲分别为、、,所以的量纲为
力的量纲为,表示的物理量不是力,故A错误,符合题意;
B.、的量纲分别是、,故的量纲为
故表示时间,故B正确,不符合题意;
C.的量纲为
故表示的物理量是速度,故C正确,不符合题意;
D.的量纲为
流量的量纲是,表示的物理量是流量,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.
【答案】C
【详解】A.10m指的是运动员初始位置与水面的高度差,不是运动员比赛中的通过的路程,故A错误;
B.参考系的选取具有任意性,裁判员在评同步分时,不一定要以水面为参考系,也能以其中一个运动员为参考系,故B错误;
C.研究运动员的空中翻转动作时,运动员的形状大小不能忽略不计,不可将运动员视为质点,故C正确;
D.跳水运动员在起跳后,由于存在斜向上的初速度,所以运动员不是做自由落体运动,故D错误。
故选C。
4.
【答案】A
【详解】篮球受到重力、挡板的支持力和斜面的支持力,篮球受力分析如图所示
由平衡条件可知挡板对篮球的支持力大小为
圆弧篮球架对篮球的弹力大小为
其中为弧面的倾角,越大,越大,挡板对篮球的支持力越大,所以在位置时挡板对篮球的支持力最大,根据牛顿第三定律可知,篮球对挡板的压力最大;越大,越小,圆弧篮球架对篮球的弹力越大,所以在位置时圆弧篮球架对篮球的弹力最大,根据牛顿第三定律可知,在位置时篮球对圆弧篮球架的压力最大。
故选A。
5.
【答案】A
【详解】对F进行分解,如图
由图可知,由于沿、两侧推开冰层的力与两侧船体垂直,则两分力夹角为120°且大小相等,由几何关系可知,沿、两侧推开冰层的力大小均为F。
故选A。
6.
【答案】C
【详解】A.本实验所采用的科学方法是等效替代法。故A错误;
B.记录拉力方向时,应该在细线的方向上点两个点来记录,不可以用铅笔沿细线画一条线来表示,这样橡皮条会发生形变,实验误差很大,故B错误;
C.在用图示法表示各力时必须采用相同标度,标度不同无法寻找分力与合力的关系,故C正确;
D.为减小实验误差,F1、F2适当大一些,不能超过弹簧测力计的量程。故D错误。
故选C。
7.
【答案】C
【详解】如图所示,ABCD为同一圆上的点,圆的半径为R,小球从A沿光滑杆AB、AC、AD滑下,
从AB下滑用时,有
解得
从AC下滑,有
而AC的长度为
故有
解得
同理若从AD下滑,时间为,即小球到达圆上三点所用时间相同;
依此结论可知,而现在三个小球均从管口上方下滑且无摩擦,相同时间后小球的位置是在同一个圆弧上,且所在位置与竖直位置连线与倾斜轨道夹角为直角,故选C。
8.
【答案】C
【详解】AB.汽艇相对水速度
水流速度
当汽艇垂直河岸航行时,垂直分速度最大,过河时间最短
A错误,B错误;
C.沿AC航行时,汽艇需朝上游调整方向,垂直分速度
沿AD航行时,汽艇朝下游调整方向,垂直分速度
因,
故
过河时间,越小,时间越长,因此沿AC到达C点用时更长,C正确。
D.过河时间由垂直分速度决定,与水流速度无关,D错误。
故选C。
9.
【答案】C
【详解】AB.由急动度的物理意义可知,在时间内,急动度增加,加速度增加得越来越快,在时间内,急动度不变,则加速度均匀增加,故A错误,B错误;
C.由急动度的物理意义可知,图像的面积代表加速度的变化量,在时间内,汽车加速度的变化量大小为,故C正确;
D.急动度越小乘客越舒适,在0~5.0s时间内急动度较小,乘客感觉较舒适,故D错误。
故选BC。
10.
【答案】A
【详解】设圆柱体的质量为m,圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为,则在抽薄板的过程中,圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动,离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动,根据牛顿第二定律有
可得,加速运动与减速运动时的加速度都为
由于圆柱体A先离开薄板,B、C同时后离开薄板,则根据可知,A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度,同时A加速的位移小于B、C加速的位移。离开薄板后,根据可知,B、C在桌面上滑动的距离相等,且大于A在桌面上滑动的距离。
故选A。
11.
【答案】D
【详解】A.施加前,对、整体,根据平衡条件有
解得
施加力的瞬间,设、间的弹力大小为,对A受力分析由牛顿第二定律有
联立解得
A错误
B.B、根据图可知,在时刻、分离,此时它们具有相同的加速度和速度,且
对A受力分析由牛顿第二定律有
代入数据解得此时弹簧弹力大小为
B错误;
CD.当的合力为零时,其速度达到最大,对应图中的时刻,此时对A受力分析有
A、分离时,
过程中A运动的位移为
B运动的位移为
由题意可知
A、间的距离为
联立解得
C错误;D正确。
故选D。
12.
【答案】(1)C
(2) 0.69 0.48
(3)小车质量不再远大于槽码的质量
(4)0.038
【详解】(1)A.打点计时器可以记录小车运动的时间,不需要秒表,需要交流电源、天平(含配套砝码)和刻度尺,A错误;
B.进行“补偿阻力”的实验操作时,小车前面不能悬挂槽码,B错误;
C.实验时小车应从靠近打点计时器处由静止释放,以便在纸带上打出更多的点,充分利用纸带,C正确;
D.应适当调节滑轮高度,使细线与木板平行,保证细线对小车的拉力等于小车受到的合力,D错误。
故选C。
(2)[1]因为交流电源的频率是50Hz,相邻两计数点间还有四个点未画出,所以相邻计数点的时间间隔s,根据匀变速直线运动时间中点的瞬时速度等于平均速度可知,打C点时小车的速度
[2]根据结合逐差法,可得纸带的加速度
(3)以小车为研究对象,根据牛顿第二定律可得
以槽码为研究对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得,
可知当小车质量远大于槽码的质量时,小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力,所以图线上部弯曲的原因是:随着槽码质量的增加,小车质量不再远大于槽码的质量。
(4)根据题意可知,对于小车匀速时有
取下个槽码后,对小车和槽码分别受力分析有,
联立解得
整理可得
则有s2/m
解得kg。
13.
【答案】(1)5m/s
(2)3.75m
【详解】(1)当小球抛出后小球的竖直分速度为
水平方向的分速度为
(2)小球落地时竖直方向的分速度为
小球抛出时距离地面的高度为
14.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)用水平向左的外力拉小车,使小球和车一起向左匀加速运动,以小车和小球为整体,根据牛顿第二定律可得
对甲图小球分析,如图所示
则有
,
联立解得
,
(2)用同样大小的力水平向右拉小球,使小球和车一起向右匀加速运动,根据牛顿第二定律可得
对乙图小球分析,如图所示
则有
,
联立解得
15.
【答案】(1) (2)(3)(9+4)m
【分析】(1)货物刚滑上传送带时,受到重力、传送带的支持力和沿传送带向下的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律求解加速度。(2)货物的速度和传送带的速度相同后,继续向上做匀减速运动,滑动摩擦力方向沿传送带向上,由牛顿第二定律求出加速度,由运动学公式求出速度减至零的时间和位移,再求出上滑的总位移.货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑,由下滑位移大小与上滑总位移大小相等,求出下滑的时间,最后求出总时间。(3)当炭包和传送带共速时求出此段相对位移差为,当炭包速度向上减为零时求出此段位移差为,炭包向下加速运动再次回到A点时求出此段位移差为,即可求出长度。
【详解】(1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为,货物相对传送带向上运动,所以货物受到的摩擦力沿传送带向下,货物受力如图所示。
根据牛顿第二定律得
又
,
解得
。
(2)货物速度从减至与传送带速度相同所用时间
位移大小
。
过了后货物所受摩擦力沿传送带向上,设此时货物的加速度大小为,同理可得
方向沿传送带向下。设货物再经时间,速度减为零,则
。
沿传送带向上滑动的位移大小
,
上滑的总距离为
。
货物到达最高点再次下滑时的加速度大小为,设下滑时间为,由
,
解得
s
则货物从端滑上传送带到再次滑回端的总时间为
。
(3)当炭包和传送带共速时,
m,
=2m,
则
m
当炭包速度向上减为零时,
m,
=2m,
m
炭包向下加速运动再次回到A点时,
m,
m,
m,
=9+4m
16.
【答案】(1)aA=0.5m/s2(方向水平向右);(2)Lmin=3.2m;(3)Fmin=7N
【详解】(1)设开始B、A间滑动摩擦力为FfB,A、地间最大静摩擦力为FfAm,因
FfB=μ1mg=6N>FfAm=μ2(m+M)g=5N①
故木板A的加速度
aA==0.5m/s2②
方向水平向右。
(2)B、A等速前B的加速度
aB1=μ1g=2m/s2③
方向:水平向左
设经过时间t21时B、A速度相等且为v等,则:
对B
v等=v0-aB1t21④
对A
v等=aAt21⑤
联立②③④⑤得
t21=1.6s,v等=0.8m/s⑥
等速过程中B相对A向右滑动的距离
⑦
等速后因为
μ1≥μ2
物块B与木板A一起向右匀减速运动,故要使物块B不从木板A的右端滑出,木板A的最小长度
Lmin=x相21⑧
联立⑥⑦⑧得
Lmin=3.2m⑨
(3)由(2)可知,当恒力取最小值Fmin且作用t0=0.5s后立即撤除Fmin时B、A还没有等速,撤除Fmin经t3后B、A才等速,然后一起向右匀减速运动。
对A在撤去恒力Fmin前
Fmin+μ1mgμ2(m+M)g=MaA1⑩t0内B相对A向右滑动距离
⑪
设再经过t32后B、A速度相同为v共,则
⑫t32内B相对A向右滑动的距离
⑬
故要使物块B不从木板A的右端滑出,应满足
L=x相31+x相32=1.45m⑭
联立得
Fmin2-27Fmin+140=0
即
Fmin=7NFmin=20N舍去,因若Fmin=20N则Fmin作用t0=0.5s时A的速度
aA1t0=5.25m/s
大于此时B的速度
v0aB1t0=3m/s
故舍去。
即恒力F的最小值Fmin=7N
试卷第2页,共18页
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