内容正文:
高一·物理
注意事项:在答题前请认真阅读本注意事项
1.本卷包含选择题和非选择题两部分,答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。
2.答题请务必用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上,并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示,某家用轿车开前车门时,后视镜和车门拉手会随门一起绕轴转动,记的角速度分别为和,线速度大小分别为和。则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题可知,a、b同轴转动,角速度相等,即,故A正确,B错误;
CD.题图可知,根据
可知,故CD错误。
故选A。
2. “福建舰”电磁弹射系统将舰载机J20在水平轨道上由静止加速。舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示,以表示舰载机的速度,以表示舰载机的位移,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图像的斜率大小等于速度大小,由图可知加速度始终在横轴上方,因此舰载机速度一直增大,图像的斜率一直增大,故AB错误;
CD.图像的斜率大小等于加速度大小,由图可知舰载机加速度先不变后减小且始终在横轴上方,因此图像的斜率先不变后减小,选项D图与描述相符,故D正确,C错误。
故选D。
3. 如图所示,两同学用大小相等的力共提一桶水沿水平路面做匀速直线运动。已知二力在同一竖直平面内。下列说法中正确的是( )
A. 二力的夹角越大,用力越小 B. 二力相互垂直时,用力最小
C. 二力与水平方向的夹角相等 D. 二力的夹角变大,合力变小
【答案】C
【解析】
【详解】C.设两同学的作用力大小均为,与水平方向的夹角分别为、,根据水平方向的平衡关系可知,所以,C正确;
AB.设两力间的夹角为,根据竖直方向的平衡关系可得
可得,可看出越大,越小,就越大;当时,有最小值,AB错误;
D.二力的合力始终与一桶水的重力等大反向,保持不变,D错误;
故选C。
4. 有一圆盘陀螺在水平面内转动,滴在圆盘边缘上的墨水被甩出,在陀螺下方的水平面上形成一条条拖线,俯视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 由图可知陀螺在做逆时针方向转动
B. 墨水被甩出说明陀螺正在加速转动
C. 墨水被甩出后做的是匀速直线运动
D. 拖线与圆盘在水平面上投影圆相切
【答案】D
【解析】
【详解】AB.因圆周运动的速度方向沿圆的切线方向,则由图可知陀螺在做顺时针方向转动,但不能判断是否在加速转动,AB错误;
C.墨水被甩出后做的是平抛运动,C错误;
D.因圆周运动的速度方向沿圆的切线方向,墨水抛出后水平方向做匀速直线运动,则拖线与圆盘在水平面上投影圆相切,D正确。
故选D。
5. 用图示装置探究“角速度、半径一定时,向心力与质量的关系”,下列操作正确的是( )
A. 将质量不同的小球分别放在挡板A和C上
B. 将质量相同的小球分别放在挡板A和C上
C. 将质量不同的小球分别放在挡板B和C上
D. 将质量相同的小球分别放在挡板B和C上
【答案】A
【解析】
【详解】探究“角速度、半径一定时,向心力与质量的关系”时,要保持角速度和运动半径一定,改变小球的质量,则应将质量不同的小球分别放在挡板A和C上。
故选A。
6. 如图所示,小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球受重力、支持力和向心力三力作用
B. 小球的高度越高,运动周期就越大
C. 小球的高度越高,所受支持力越大
D. 小球的高度越高,所受合外力越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球只受重力和支持力,向心力是二者的合力,不是独立的力,故A错误;
B.设支持力方向与竖直方向夹角为,则有
解得
高度越高,圆周运动的半径r越大,因此周期T越大,故B正确;
C.结合以上分析,可知小球受到的支持力
小球的高度越高,小球受到的支持力方向与竖直方向夹角不变,故N不变,故C错误;
D.小球的合外力提供其向心力,即合力为,而与小球的高度无关,故D错误。
故选B。
7. 卫星绕地球运行的轨迹如图所示,卫星从M运行到N、从P运行到Q的过程中,与地球连线扫过的面积与相等。则该卫星( )
A. 发射速度一定大于第二宇宙速度
B. 从M运行到N的过程中速度不断增大
C. 从M运行到N的过程中加速度先增大后减小
D. 从M运行到N的时间大于从P运行到Q的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于卫星依然绕地球运行,没有摆脱地球的束缚,因此其发射速度一定小于第二宇宙速度,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力,可得
解得
由于从M到N的过程中,轨道半径先减小后增大,则卫星从M到N的过程中,速度先增大后减小,故B错误;
C.对卫星受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得
由于从M到N的过程中,轨道半径先减小后增大,因此卫星从M运行到N的过程中,加速度先增大后减小,故C正确;
D.根据开普勒第二定律可知,卫星与地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等,因此卫星从M运行到N的时间等于从P运行到Q的时间,故D错误。
故选C。
8. 一条船由两岸纤夫拉着沿平行河岸方向前进,右岸纤夫以与航线夹角的恒力F拉船,如图所示,则左岸纤夫拉力的最小值及方向是( )
A. 、与河岸垂直 B. 、与河岸垂直
C. 、与F垂直 D. 、与F垂直
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示,当左岸纤夫拉力与河岸垂直的时候有最小值,最小值为
故选A。
9. 如图所示,物块A放在木箱B中,并保持相对静止,一起做匀速直线运动,轻弹簧处于拉伸状态,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列哪种情形A一定不会被弹簧拉动( )
A. 原来沿竖直方向运动,现向上加速
B. 原来沿竖直方向运动,现向下加速
C. 原来沿水平方向运动,现向右加速
D. 原来沿水平方向运动,现向左减速
【答案】A
【解析】
【详解】A.原来沿竖直方向运动做匀速直线运动,A处于平衡状态,对A受力分析,可得在水平方向有,在竖直方向上有
若向上加速,则A有竖直向上的加速度,即
又最大静摩擦力等于滑动摩擦力,根据
可知最大静摩擦力增大,而弹簧的弹力大小不变,则A一定不会被弹簧拉动,故A正确;
B.原来沿竖直方向运动做匀速直线运动,A处于平衡状态,对A受力分析,可得在水平方向有,在竖直方向上有
若向下加速,则A有竖直向下的加速度,即
又最大静摩擦力等于滑动摩擦力,根据
可知最大静摩擦力减小,而弹簧的弹力大小不变,则 A有可能会被弹簧拉动,故B错误;
C.原来沿水平方向运动做匀速直线运动,A处于平衡状态,对A受力分析,可得在水平方向有,在竖直方向上有
若向右加速,则A有向右的加速度,根据牛顿第二定律有
可知有可能为零,向左减小或向右增加,当且向右时,对应的加速度为
若加速度大于,则A有可能会被弹簧拉动,故C错误;
D.原来沿水平方向运动做匀速直线运动,A处于平衡状态,对A受力分析,可得在水平方向有,在竖直方向上有
若向左减速,则A有向右的加速度,根据牛顿第二定律有
可知有可能为零,向左减小或向右增加,当且向右时,对应的加速度为
若加速度大于,则A有可能会被弹簧拉动,故D错误。
故选A。
10. 足球运动员训练罚点球,足球放置在球门正前方O点,两次射门,足球分别水平垂直门框的横梁和门柱击中其上a点和b点,如图所示。不考虑足球的旋转,不计空气阻力,比较球的两次飞行过程( )
A. 球的飞行时间可能相等 B. 球的速度变化量可能相等
C. 球射出时速率可能相等 D. 球击门的速度可能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.将足球击中a点和b点的过程看作是逆向的平抛运动,则根据
因可知,A错误;
B.根据,可知,即球速度变化量不相等,B错误;
CD.根据,因a球水平位移较小,而运动时间较长,可知,即a球击门的速度较小;射出时的速率
因而,可知球射出时速率v可能相等,C正确,D错误。
故选C。
11. 如图所示,传送带以速率顺时针转动,一煤块无初速放在底端B点,经时间t到达顶端A点,煤块在传送带上的划痕长为。若传送带以速率逆时针转动,将煤块无初速放在A点,也经时间t刚好到达B点,煤块在传送带上的划痕长为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,划痕未出现覆盖,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设传送带的倾角为,煤块的质量为,煤块与传送带之间的动摩擦因数为,传送带顺时针转动时,对煤块,根据牛顿第二定律有
解得
当传送带逆时针转动时,对煤块,根据牛顿第二定律有
解得
可知
由题知,煤块向上运动和向下运动的时间相同,位移大小也相同,则作出符合题意要求的图像,如图所示
煤块向下运动时一定先加速后匀速,向上运动时可能一直加速或先加速后匀速,根据图像可判断,故AB错误;
CD.根据图像,可知煤块向上运动过程相对位移更大,故,故C错误,D正确。
故选D。
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. 如图1所示,在“探究平抛运动规律”的实验中,用小锤打击L形弹性金属片,A球会沿水平方向抛出,同时B球由静止开始下落。
(1)甲同学想通过判断两球是否同时落地,来探究平抛运动在竖直方向的运动规律。下列方法最合适的是________
A. 用眼睛看两球是否同时落地
B. 用耳朵听两球是否同时落地
C. 用秒表测两球下落时间是否相同
(2)乙同学用如图2所示的频闪照相法记录了两球落地前在不同时刻的位置,图中实线为正交的水平线和竖直线,且相邻竖直线间距相等。分析该照片,可得出的实验结论是________
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(3)丙同学想通过该频闪照片来测量当地的重力加速度。
①获得A球在某连续三个时刻的位置如图3所示,b位置竖直方向在刻度尺上对应的位置如图4所示,其读数为________cm;
②若照相机的闪光频率为f,图3中a与b、b与c竖直方向的距离分别为和,照片上物体影像长度与物体实际长度的比值为k,则当地的重力加速度________(用题中所给的物理量表示);
③若因器材原因导致A球抛出时速度方向不水平,则仅从这一影响因素分析,重力加速度的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”),简要说明理由:________。
【答案】(1)B (2)C
(3) ①. 4.75~4.85 ②. ③. 没有影响 ④. 因为平台不水平时小球A做斜抛运动,竖直方向仍然做加速度为g的匀加速直线运动
【解析】
【小问1详解】
判断两球是否同时落地,最好的办法是用耳朵分辨,听两球是否同时落地,故选B;
【小问2详解】
可判断A球在相同时间内水平位移都相同,即水平方向做匀速直线运动;竖直方向与做自由落体运动的物体的竖直位移总相等,可知小球在竖直方向做自由落体运动,故选C。
【小问3详解】
①[1]b位置竖直方向在刻度尺上对应的位置读数为4.80cm;
②[2]根据
可得
③[3][4]没有影响;因为平台不水平时小球A做斜抛运动,竖直方向仍然做加速度为g的匀加速直线运动。
13. 如图所示,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。
(1)求地球质量M;
(2)一颗卫星在距地表高度也为R的轨道绕地球中心做圆周运动,求卫星在轨道上稳定运行的速度v。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在地球表面,物体的万有引力等于物体的重力,则有
解得地球的质量为
【小问2详解】
万有引力提供圆周运动的向心力,则有
解得卫星的速度为
14. 如图所示,半圆形轨道AB固定在水平面上,轨道半径,直径AOB竖直。将一质量的小球从轨道最低点B以某一速率水平向左射入,发现小球恰能通过轨道最高点A,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求小球经过A点的速率及从A点抛出到落地经历的时间;
(2)若小球经过B点的速率与小球落地速率相等,求小球进入轨道时对B点的压力大小。
【答案】(1),1s
(2)150N
【解析】
【小问1详解】
小球恰能通过轨道最高点,有
解得
从A点抛出到落地过程,有
解得
【小问2详解】
从A点抛出到落地,竖直方向有(或)
解得
落地时的速度满足
解得
合力提供向心力,有,
解得
由牛顿第三定律知,小球进入轨道时对点的压力大小为150N
15. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合、转台起动前,一质量为m的小物块恰能静止在陶罐内A点处,与竖直方向的夹角为。转台缓慢加速,当角速度为时,小物块受到的摩擦力恰好为零。重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。
(1)求物块和陶罐之间的动摩擦因数;
(2)求的大小;
(3)若角速度增大到,使得物块所受摩擦力的大小和(1)中所受摩擦力大小相同,求的值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由平衡条件有
得
【小问2详解】
竖直方向
水平方向
(或由)
得
【小问3详解】
摩擦力的方向沿切面向下,大小为
竖直方向
水平方向
得。
16. 如图甲所示,长、质量为的长木板B放在倾角的光滑固定斜面上,处于锁定状态而保持静止。斜面底端固定一弹性挡板,B与之相碰后立即原速率反弹。另有一质量也为m、可视为质点的小物块A,A与长木板B之间的动摩擦因数,取、、。
(1)若B下端到挡板距离,解除对B的锁定后,求B下端到达挡板处所用的时间;
(2)如图乙所示,将A轻放在B上端的同时,解除对B的锁定,求B与挡板首次碰撞后瞬间A、B的加速度大小;
(3)在(2)中情境下,发现A滑至B的下端时,B刚好与挡板发生第3次碰撞,求解除锁定时B下端到挡板的距离。
【答案】(1)1s (2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
以B为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得
由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
解得
【小问2详解】
碰撞前,A、B整体相对静止一起下滑,碰撞后,分别以A、B为研究对象进行分析。
以小物块A为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得A的加速度大小
以长木板B为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得B的加速度大小
【小问3详解】
B第一次碰撞前,以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律,得
解得
B第一次碰撞时,A、B具有相同的速度,根据匀变速直线运动速度与位移的关系,有
B每次撞击挡板时间间隔
A一直向下匀加速下滑,在B碰第三次时,根据匀变速直线运动位移与时间的关系,有
联立解得
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注意事项:在答题前请认真阅读本注意事项
1.本卷包含选择题和非选择题两部分,答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。
2.答题请务必用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上,并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图所示,某家用轿车开前车门时,后视镜和车门拉手会随门一起绕轴转动,记的角速度分别为和,线速度大小分别为和。则( )
A. B. C. D.
2. “福建舰”电磁弹射系统将舰载机J20在水平轨道上由静止加速。舰载机的加速度随时间的变化关系如图所示,以表示舰载机的速度,以表示舰载机的位移,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,两同学用大小相等的力共提一桶水沿水平路面做匀速直线运动。已知二力在同一竖直平面内。下列说法中正确的是( )
A. 二力的夹角越大,用力越小 B. 二力相互垂直时,用力最小
C. 二力与水平方向的夹角相等 D. 二力的夹角变大,合力变小
4. 有一圆盘陀螺在水平面内转动,滴在圆盘边缘上的墨水被甩出,在陀螺下方的水平面上形成一条条拖线,俯视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 由图可知陀螺在做逆时针方向转动
B. 墨水被甩出说明陀螺正在加速转动
C. 墨水被甩出后做的是匀速直线运动
D. 拖线与圆盘在水平面上投影圆相切
5. 用图示装置探究“角速度、半径一定时,向心力与质量的关系”,下列操作正确的是( )
A. 将质量不同的小球分别放在挡板A和C上
B. 将质量相同的小球分别放在挡板A和C上
C. 将质量不同的小球分别放在挡板B和C上
D. 将质量相同的小球分别放在挡板B和C上
6. 如图所示,小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球受重力、支持力和向心力三力作用
B. 小球的高度越高,运动周期就越大
C. 小球的高度越高,所受支持力越大
D. 小球的高度越高,所受合外力越大
7. 卫星绕地球运行的轨迹如图所示,卫星从M运行到N、从P运行到Q的过程中,与地球连线扫过的面积与相等。则该卫星( )
A. 发射速度一定大于第二宇宙速度
B. 从M运行到N的过程中速度不断增大
C. 从M运行到N的过程中加速度先增大后减小
D. 从M运行到N的时间大于从P运行到Q的时间
8. 一条船由两岸纤夫拉着沿平行河岸方向前进,右岸纤夫以与航线夹角的恒力F拉船,如图所示,则左岸纤夫拉力的最小值及方向是( )
A. 、与河岸垂直 B. 、与河岸垂直
C. 、与F垂直 D. 、与F垂直
9. 如图所示,物块A放在木箱B中,并保持相对静止,一起做匀速直线运动,轻弹簧处于拉伸状态,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列哪种情形A一定不会被弹簧拉动( )
A. 原来沿竖直方向运动,现向上加速
B. 原来沿竖直方向运动,现向下加速
C. 原来沿水平方向运动,现向右加速
D. 原来沿水平方向运动,现向左减速
10. 足球运动员训练罚点球,足球放置在球门正前方O点,两次射门,足球分别水平垂直门框的横梁和门柱击中其上a点和b点,如图所示。不考虑足球的旋转,不计空气阻力,比较球的两次飞行过程( )
A. 球的飞行时间可能相等 B. 球的速度变化量可能相等
C. 球射出时速率可能相等 D. 球击门的速度可能相同
11. 如图所示,传送带以速率顺时针转动,一煤块无初速放在底端B点,经时间t到达顶端A点,煤块在传送带上的划痕长为。若传送带以速率逆时针转动,将煤块无初速放在A点,也经时间t刚好到达B点,煤块在传送带上的划痕长为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,划痕未出现覆盖,则( )
A. B. C. D.
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. 如图1所示,在“探究平抛运动规律”的实验中,用小锤打击L形弹性金属片,A球会沿水平方向抛出,同时B球由静止开始下落。
(1)甲同学想通过判断两球是否同时落地,来探究平抛运动在竖直方向的运动规律。下列方法最合适的是________
A. 用眼睛看两球是否同时落地
B. 用耳朵听两球是否同时落地
C. 用秒表测两球下落时间是否相同
(2)乙同学用如图2所示的频闪照相法记录了两球落地前在不同时刻的位置,图中实线为正交的水平线和竖直线,且相邻竖直线间距相等。分析该照片,可得出的实验结论是________
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(3)丙同学想通过该频闪照片来测量当地的重力加速度。
①获得A球在某连续三个时刻的位置如图3所示,b位置竖直方向在刻度尺上对应的位置如图4所示,其读数为________cm;
②若照相机的闪光频率为f,图3中a与b、b与c竖直方向的距离分别为和,照片上物体影像长度与物体实际长度的比值为k,则当地的重力加速度________(用题中所给的物理量表示);
③若因器材原因导致A球抛出时速度方向不水平,则仅从这一影响因素分析,重力加速度的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”),简要说明理由:________。
13. 如图所示,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。
(1)求地球质量M;
(2)一颗卫星在距地表高度也为R的轨道绕地球中心做圆周运动,求卫星在轨道上稳定运行的速度v。
14. 如图所示,半圆形轨道AB固定在水平面上,轨道半径,直径AOB竖直。将一质量的小球从轨道最低点B以某一速率水平向左射入,发现小球恰能通过轨道最高点A,不计空气阻力,重力加速度。
(1)求小球经过A点的速率及从A点抛出到落地经历的时间;
(2)若小球经过B点的速率与小球落地速率相等,求小球进入轨道时对B点的压力大小。
15. 如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合、转台起动前,一质量为m的小物块恰能静止在陶罐内A点处,与竖直方向的夹角为。转台缓慢加速,当角速度为时,小物块受到的摩擦力恰好为零。重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。
(1)求物块和陶罐之间的动摩擦因数;
(2)求的大小;
(3)若角速度增大到,使得物块所受摩擦力的大小和(1)中所受摩擦力大小相同,求的值。
16. 如图甲所示,长、质量为的长木板B放在倾角的光滑固定斜面上,处于锁定状态而保持静止。斜面底端固定一弹性挡板,B与之相碰后立即原速率反弹。另有一质量也为m、可视为质点的小物块A,A与长木板B之间的动摩擦因数,取、、。
(1)若B下端到挡板距离,解除对B的锁定后,求B下端到达挡板处所用的时间;
(2)如图乙所示,将A轻放在B上端的同时,解除对B的锁定,求B与挡板首次碰撞后瞬间A、B的加速度大小;
(3)在(2)中情境下,发现A滑至B的下端时,B刚好与挡板发生第3次碰撞,求解除锁定时B下端到挡板的距离。
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