内容正文:
2025级高一年级第一学期12月份学分认定考试
物理试题
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.笔尖由a点经b点回到a点过程,初位置和末位置相同,位移为零,故A正确;
B.笔尖由a点经b点回到a点过程,轨迹长度不为零,则路程不为零,故B错误;
C.两次过a点时轨迹的切线方向不同,则速度方向不同,故C错误;
D.摩擦力方向与笔尖的速度方向相反,则两次过a点时摩擦力方向不同,故D错误。
故选A 。
2. “风动石”是福建省著名的自然景观,如图所示。无风时,“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止,此时底部巨石对其作用力为F2,则( )
A. F1的大小比F2的小 B. F1的大小比F2的大
C. F1与F2大小相等 D. F1与F2方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】无风时,底面巨石对“风动石”的作用力方向竖直向上,与重力平衡,大小为
当受到一个水平风力时,底面巨石对“风动石”的作用力与竖直向下的重力及水平方向的风力F,三力平衡。根据平衡条件可知,底面巨石对“风动石”的作用力大小为,故F2大于F1。
故选A。
3. 我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.5m/s2 C. 1.0m/s2 D. 1.5m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】根据速度位移关系
其中,
代入数据可得减速运动中其加速度的大小
故选B。
4. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
5. 如图,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为( )
A. B. C. G D.
【答案】B
【解析】
【详解】分析可知当凹槽底部对小球支持力为零时,此时拉力F最大,根据平衡条件有
解得
故选B。
6. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向右水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 无人机做减速运动
C. 无人机做加速运动 D. 零件的惯性逐渐变大
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.对零件进行简单受力分析可知零件水平方向的合力向左,加速度方向向左,运动方向向右,零件做减速运动,其相对于无人机静止,因此无人机做减速运动,故B正确,AC错误;
D.惯性只和自身质量有关,零件的惯性不变,故D错误。
故选B。
7. 某智能物流系统中,质量为的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据合力F随时间t的变化图像,可知在内分拣机器人所受合力为
根据牛顿第二定律有
解得
故在内分拣机器人做匀加速直线运动,经的时间加速,速度的变化量为
在内分拣机器人所受合力为,根据牛顿第二定律有
解得
故在内分拣机器人沿同一方向继续做匀速直线运动;
在内分拣机器人所受合力为
根据牛顿第二定律有
解得
故在内分拣机器人沿同一方向继续做匀减速直线运动,经的时间减速,速度的变化量为
根据图像的斜率表示加速度,以及速度变化量的大小变化情况,可知D图符合题意。
故选D。
8. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大
C. 甲运动的加速度大小为 D. 甲受到绳子的拉力大小为10.0N
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲相对木箱向右移动,因此木箱对甲的摩擦力方向向左,甲对木箱的摩擦力方向向右,故A错误;
B.对甲进行受力分析并应用牛顿第二定律得
对乙进行受力分析并应用牛顿第二定律得
解得,
对木箱进行受力分析
为绳子对木箱的弹力,等于两个的合力,由于大小方向不变,自身重力不变,摩擦力不变,因此地面对木箱的支持力不变,故B错误;
C.甲运动的加速度,故C正确;
D.甲受到绳子的拉力,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】木板在斜面上运动时,木板的加速度不变,设加速度为,木板从静止释放到下端到达A点的过程,根据运动学公式有
木板从静止释放到上端到达A点的过程,当木板长度为L时,有
当木板长度为时,有
又
,
联立解得
故选A。
10. 一长为L=0.4m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h=1.2m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度,不计空气阻力。若小球在管下降阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】若小球刚好在管上升到最高点时穿过管,则位移关系刚好满足
代入题中数据,解得
若小球在管刚落地时穿过管,则有
解得
所以满足的范围为
综合可知,C选项符合题意。
故选C。
11. 如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则下列说法错误的是( )
A. 可能大于 B. 时,甲的速度大小为
C. 之前,地面对斜面的摩擦力为0 D. 之前,甲、乙的加速度大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.图斜率表示速度,结合题意可知t=时刻乙的速度为0,且甲做匀加速直线运动,乙做匀减速直线运动,则在时间内,对甲乙分别有,
联立解得时刻甲的速度大小
在时间内,对甲乙分别有,
其中,
联立解得,,故A错误,符合题意,BD正确,不符合题意;
C.设斜面质量为M,取水平向左为正方向,之前,由牛顿第二定律可得,故C正确,不符合题意。
故选A。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某小组用图示装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,调节木板倾角,使小车在不挂槽码时运动,并打出纸带进行检验,下图中能表明补偿阻力恰当的是________;
A. B. C. D.
(2)某次实验得到一条纸带,部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出),测得,,,。已知打点计时器所接交流电源频率为,则小车的加速度________(要求充分利用测量数据,结果保留两位有效数字);
(3)在小车质量远大于槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是________;
A. 用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B. 在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C. 在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)在探究加速度a与质量m的关系时,依据实验数据绘制的图像如下图所示,很难直观看出图线是否为双曲线,常采用作图像来判断a与m是否成反比关系,小组经过充分讨论,认为下列________作图法也可直观判断a与m是否成反比关系。
A. 图像 B. 图像 C. 图像 D. 图像
【答案】 ①. B ②. 0.51 ③. 系统误差 ④. C ⑤. B
【解析】
【详解】[1]为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,需要调节木板倾角保证小车所受合力为零,小车匀速运动,因此纸带上的点等距分布。
故选B。
[2]每相邻两个计数点间还有4个点未画出,因此纸带相邻两点时间差为
相邻两段位移差和加速度满足,可以得到如下等式:
为了充分利用测量数据,求和第一个和第三个等式后推导得
代入数据得小车的加速度
[3]在小车质量远大于槽码质量时,认为细绳拉力近似等于槽码的重力,但实际上细绳拉力小于槽码的重力,这种误差是由于实验原理或方法本身的限制而造成的,属于系统误差;
[4]A.用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车,可以减小摩擦力,但不能解决拉力近似的问题,因此不能减小该误差,故A错误;
B.在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器,可以提高计时精度,但不能解决拉力近似的问题,因此不能减小该误差,故B错误;
C.在小车与细绳之间加装力传感器,可以测出小车所受拉力大小,从而避免拉力近似为槽码重力的假设,因此可以减小该误差,故C正确。
故选C。
[5]A.图像无法体现与是否成反比关系,故A错误;
B.如果与成反比关系,则是定值,在图像中是一条水平直线,可直观判断与是否成反比关系,故B正确;
C.图像无法体现与是否成反比关系,故C错误;
D.图像无法体现与是否成反比关系,故D错误。
故选B。
13. 小区阳台坠物事件层出不穷,假如在45m高的阳台上以初速为零坠落一小石块。求:(空气阻力不计,取)
(1)石块第1秒下落的位移的大小;
(2)石块最后1秒下落的位移的大小。
【答案】(1)5m (2)25m
【解析】
【小问1详解】
根据
解得石块第1秒下落的位移大小为
【小问2详解】
根据
解得石块下落的时间为
故石块最后1秒下落的位移大小为
代入数据解得
14. 某同学设计了一个测量风速大小的装置,装置如图所示。初始时圆环被锁定,当风速的方向水平向右时,小球静止,该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为,已知圆环质量为2kg,与杆的滑动摩擦因数为0.5,小球的质量,风对小球的作用力大小,其中k为比例系数,且,为风速大小,,忽略细线质量、空气浮力和风对细线和圆环的作用力,且认为最大静摩擦等于滑动摩擦力。已知,,求:
(1)此时细线对小球的拉力的大小;
(2)解除圆环锁定,风速多大时,圆环恰不滑动。
【答案】(1)50N;(2)15m/s
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析知,小球受重力、风的作用力和线的拉力作用,则由平衡条件得
解得
(2)对小球和环组成的整体受力分析,由平衡条件得
解得
15. 物流中心有许多大型传送带,图示为与水平面倾角为的传送带,其上表面AB长,传送带运行速度的大小与方向均可调节。若传送带正常运转时,其速度且沿逆时针方向,一货物从传送带顶端A点由静止释放,向底端B运动。已知货物与传送带间滑动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。求:
(1)货物从A点静止释放时的加速度大小;
(2)货物从A点运动至B点所需时间t;
(3)若传送带正常转动将货物运输至距离A点的C点时(C点未画出),监测员发现货物异样需终止传输,并通过改变传送带转动方向将货物返回至A点。已知传送带反向过程,皮带先匀减速后反向匀加速至速度v后保持匀速,且变速阶段的加速度大小均为,若货物恰好能在最短时间返回A点,试求传送带速度v的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)货物从A点静止释放时,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
(2)货物从A点到与传送带共速所用时间为
此过程货物通过的位移大小为
由于
可知共速后,货物与传送带相对静止一起做匀速运动,则有
则货物从A点运动至B点所需时间为
(3)皮带变速阶段的加速度大小均为,对货物,由于
可知在皮带变速阶段,货物一直相对于传送带向下运动,受到的滑动摩擦力一直向上,则货物从C点开始先向下做匀减速直线运动到速度减为0,之后再向上做匀加速直线运动,货物恰好能在最短时间返回A点,则货物返回A点时的速度等于;货物从C点到返回A点整个过程,加速度恒定不变,根据运动学公式可得
解得
16. 如图,质量为、足够长的长木板A静止在光滑水平面上,质量为的物块B以大小为的水平初速度向右滑上A,B滑上A的同时给B施加一个水平向左大小为的恒定拉力,已知物块与木板间的动摩擦因数为,重力加速度取,求:
(1)施加拉力后一瞬间,小物块和木板的加速度大小;
(2)物块B相对长木板向右运动的最远距离;
(3)从物块B滑上A至A回到开始的位置所用的时间。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)施加拉力后一瞬间,对小物块由牛顿第二定律得
解得小物块的加速度大小
施加拉力后一瞬间,对木板由牛顿第二定律得
解得
(2)物块B滑上木板向右做匀减速运动,木板向右做匀加速运动,二者达到共同速度时
解得
物块向右运动的位移
木板向右运动的位移
物块B相对长木板向右运动的最远距离
(3)物块与木板达到共同速度时的速度
物块与木板达到共同速度后,由于
所以物块与木板一起匀减速运动,由牛顿第二定律得
解得
速度减小到零的时间
向右运动的位移
物块与木板速度减小到零后向左一起匀加速运动,加速度大小为
A回到开始的位置
解得
所以从物块B滑上A至A回到开始的位置所用的时间
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2025级高一年级第一学期12月份学分认定考试
物理试题
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
2. “风动石”是福建省著名的自然景观,如图所示。无风时,“风动石”在重力和底部巨石作用力F1的作用下静止不动。若“风动石”受到一水平方向的风力作用时仍保持静止,此时底部巨石对其作用力为F2,则( )
A. F1的大小比F2的小 B. F1的大小比F2的大
C. F1与F2大小相等 D. F1与F2方向相同
3. 我国自主研发的CR450动车组试验时的速度可达450km/h。若以120m/s的初速度在平直轨道上行驶的CR450动车组,匀减速运行14.4km后停止,则减速运动中其加速度的大小为( )
A. 0.1m/s2 B. 0.5m/s2 C. 1.0m/s2 D. 1.5m/s2
4. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
5. 如图,内壁截面为半圆形的光滑凹槽固定在水平面上,左右边沿等高。该截面内,一根不可伸长的细绳穿过带有光滑孔的小球,一端固定于凹槽左边沿,另一端过右边沿并沿绳方向对其施加拉力F。小球半径远小于凹槽半径,所受重力大小为G。若小球始终位于内壁最低点,则F的最大值为( )
A. B. C. G D.
6. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向右水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 无人机做减速运动
C. 无人机做加速运动 D. 零件的惯性逐渐变大
7. 某智能物流系统中,质量为的分拣机器人沿水平直线轨道运动,受到的合力沿轨道方向,合力F随时间t的变化如图所示,则下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大
C. 甲运动的加速度大小为 D. 甲受到绳子的拉力大小为10.0N
9. 如图所示,固定的光滑斜面上有一木板,其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放,若木板长度为L,通过A点的时间间隔为;若木板长度为2L,通过A点的时间间隔为。为( )
A.
B.
C.
D.
10. 一长为L=0.4m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h=1.2m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度,不计空气阻力。若小球在管下降阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s
11. 如图(a),倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑,甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、,整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示,两条曲线均为抛物线,乙的曲线在时切线斜率为0,则下列说法错误的是( )
A. 可能大于 B. 时,甲的速度大小为
C. 之前,地面对斜面的摩擦力为0 D. 之前,甲、乙的加速度大小相等
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某小组用图示装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力,调节木板倾角,使小车在不挂槽码时运动,并打出纸带进行检验,下图中能表明补偿阻力恰当的是________;
A. B. C. D.
(2)某次实验得到一条纸带,部分计数点如下图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出),测得,,,。已知打点计时器所接交流电源频率为,则小车的加速度________(要求充分利用测量数据,结果保留两位有效数字);
(3)在小车质量远大于槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是________;
A. 用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B. 在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C. 在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)在探究加速度a与质量m的关系时,依据实验数据绘制的图像如下图所示,很难直观看出图线是否为双曲线,常采用作图像来判断a与m是否成反比关系,小组经过充分讨论,认为下列________作图法也可直观判断a与m是否成反比关系。
A. 图像 B. 图像 C. 图像 D. 图像
13. 小区阳台坠物事件层出不穷,假如在45m高的阳台上以初速为零坠落一小石块。求:(空气阻力不计,取)
(1)石块第1秒下落的位移的大小;
(2)石块最后1秒下落的位移的大小。
14. 某同学设计了一个测量风速大小的装置,装置如图所示。初始时圆环被锁定,当风速的方向水平向右时,小球静止,该同学测得此时细线与竖直方向的夹角为,已知圆环质量为2kg,与杆的滑动摩擦因数为0.5,小球的质量,风对小球的作用力大小,其中k为比例系数,且,为风速大小,,忽略细线质量、空气浮力和风对细线和圆环的作用力,且认为最大静摩擦等于滑动摩擦力。已知,,求:
(1)此时细线对小球的拉力的大小;
(2)解除圆环锁定,风速多大时,圆环恰不滑动。
15. 物流中心有许多大型传送带,图示为与水平面倾角为的传送带,其上表面AB长,传送带运行速度的大小与方向均可调节。若传送带正常运转时,其速度且沿逆时针方向,一货物从传送带顶端A点由静止释放,向底端B运动。已知货物与传送带间滑动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。求:
(1)货物从A点静止释放时的加速度大小;
(2)货物从A点运动至B点所需时间t;
(3)若传送带正常转动将货物运输至距离A点的C点时(C点未画出),监测员发现货物异样需终止传输,并通过改变传送带转动方向将货物返回至A点。已知传送带反向过程,皮带先匀减速后反向匀加速至速度v后保持匀速,且变速阶段的加速度大小均为,若货物恰好能在最短时间返回A点,试求传送带速度v的大小。
16. 如图,质量为、足够长的长木板A静止在光滑水平面上,质量为的物块B以大小为的水平初速度向右滑上A,B滑上A的同时给B施加一个水平向左大小为的恒定拉力,已知物块与木板间的动摩擦因数为,重力加速度取,求:
(1)施加拉力后一瞬间,小物块和木板的加速度大小;
(2)物块B相对长木板向右运动的最远距离;
(3)从物块B滑上A至A回到开始的位置所用的时间。
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