内容正文:
宁夏六盘山高级中学
2025-2026学年第一学期高一期末测试卷
试卷类型: A、B卷
学科:物理 测试时间:120分钟 满分:100分
A卷
一、单选题(本题共16小题,每题2分,共32分)
1. 北京时间2026年1月19日10时34分,神舟二十号飞船返回舱将在东风着陆场成功着陆。飞船在轨时间达到270天。2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功 。11月1日3时22分,神舟二十一号成功对接于空间站天和核心舱前向端口。以下观点符合物理观念的是( )
A. “飞船在轨时间达到270天”,其中270天是指时刻
B. 执行飞船与空间站交会对接任务时可以视空间站为质点
C. 在描述飞船位置的变化量时,我们更加关心的应该是位移而非路程
D. 在描述飞船发射过程中的速度时,选火星作为参考系将更加简洁
2. 一辆汽车做匀变速直线运动加速度越大,说明它的( )
A. 初速度越大
B. 末速度越大
C. 速度变化量越大
D. 速度变化越快
3. 如图所示,质量m=3kg的物体置于光滑水平面上。t=0时刻,在大小为F=15N的水平拉力作用下,物体由静止开始做匀加速直线运动。则物体3s末的速度大小和前3秒内的位移大小分别是( )
A. 15m/s和22.5m B. 20m/s和40m C. 30m/s和50m D. 10m/s和30m
4. 已知一物体做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动。该物体在1s末,2s末,3s末…,的速度分别是v1,v2,v3…,前1 s内、前2 s内、 前3 s内的位移分别是x1,x2,x3,…在第1s内、第2s内、第3s内……的位移分别是xI ,xII,xIII,…在各个连续相等的时间间隔T内的位移分别是s1,s2,s3,…,sn,则下列结论正确的是( )
A. v1∶v2∶v3∶…=1∶2∶3∶…
B. x1∶x2∶x3∶…=3∶8∶9∶…
C. xI∶xII∶xIII∶…=2 ∶3∶5∶…
D. Δs=s2-s1 =s3-s2 =…=sn-sn-1=
5. 关于重力、弹力、摩擦力,以下说法错误的是( )
A. 测量物体所受重力的大小时应当保持物体处于静止或匀速直线运动状态
B. 物体的重心不一定在物体上
C. 静止在水平桌面上的瓶子受到的支持力是由瓶子产生的形变引起的
D. 瓶子压着一张纸条,扶住瓶子把纸条抽出时,瓶子所受摩擦力的方向与抽纸条的方向相同
6. 两个力F1 和F2 之间的夹角为θ,其合力为F。以下说法正确的是( )
A. 合力F总比分力F1 和F2中的任何一个力都小
B. 若F1 和F2大小不变,θ角越小,则合力F就越大
C. 若夹角θ不变,F1大小不变,F2增大, 则合力F一定增大
D. 若F1 和F2大小相等,夹角θ为,则合力与F1 和F2大小不相等
7. 一个静止的物体,在某平面上受到5个力的作用,如图所示。现把其中的一个力F1改为F1的反方向(大小不变),它们合力的大小是( )
A. 3F1 B. 2F1 C. F1 D. 6F1
8. 牛顿运动定律是指牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,关于牛顿运动定律,以下观点符合经典物理学观念的是( )
A. 只有合力才可以产生加速度,某一个单独的力不能产生加速度
B. 向上抛出的物体,在空中之所以向上运动是因为物体具有惯性
C. 静止在水平桌面上的书本受到的支持力和重力是一对作用力和反作用力
D. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
9. 如图所示,当电梯向上做减速运动时,下列说法正确的是( )
A. 人所受的重力将变大 B. 人所受的重力将变小
C. 人对地板的压力将变大 D. 人对地板的压力将变小
10. 一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上,如图所示,空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方,横梁AO水平, 斜梁BO跟横梁的夹角为θ,如果把斜梁加长一点,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化( )
A. 横梁对O点的作用力大小将不变
B. 横梁对O点的作用力大小将变大
C. 斜梁对O点的作用力大小将变大
D. 斜梁对O点的作用力大小将变小
11. 某质点从a到c沿曲线做加速运动,在b点所受合力F的方向可能的图示是( )
A. B. C. D.
12. 如图,A、B两个物体用细绳相连,A在力F作用下在水平面上运动,B在竖直方向运动。当细绳与水平面间的夹角为θ时,B的速度为v1,此时物体A的速度v的大小是( )
A. B. C. v1•tanθ D.
13. 关于合运动与分运动的关系,以下说法错误的是( )
A. 各分运动与合运动是指同一物体的运动
B. 各分运动的共同效果与合运动效果相同
C. 各分运动与合运动同时发生和结束,时间相同
D. 各分运动之间彼此不独立,相互影响
14. 当地时间1月3日凌晨,美国对主权国家委内瑞拉发动军事行动,强行非法绑架总统马杜罗并将其转移至美国境内。面对美方公然践踏《联合国宪章》的行径,国际社会的愤怒正在升级,多个国家和国际组织表示强烈谴责。视频资料显示,执行绑架马杜罗任务的直升机以约100英尺(约30米)的高度贴着海面飞行时,位于直升机底部的一块金属部件自然脱落。忽略空气阻力,金属部件脱落后( )
A. 水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动
B. 水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动
C. 水平方向和竖直方向均做匀加速直线运动
D. 水平方向和竖直方向均做匀速直线运动
15. 斜向上抛出的物体的运动轨迹如图所示,C点是轨迹最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是(不计空气阻力)( )
A. 物体在C点的速度为零
B. 物体在A点的速度与在B点的速度相同
C. 物体在A点、B点的水平分速度等于物体在C点的速度
D. 物体在A、B两点的竖直分速度相同
16. 如图,一个圆盘在水平面内匀速转动,线速度是10m/s。盘面上距圆盘中心1m的位置有一个质量为2kg的物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 物块受重力、支持力、摩擦力和向心力
B. 摩擦力的方向与运动方向相反
C. 摩擦力的方向指向圆心
D. 摩擦力的大小是150N
二、实验题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
17. 某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度,g取10N/kg。
表:砝码质量与弹簧总长度
砝码质量m / g
0
20
30
40
50
60
弹簧总长度l / cm
6.0
7.2
8.3
97
10.7
12.0
(1)根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的F-x图像。_____
(2)根据F-x图像计算弹簧的劲度系数k=_____N/m 。(保留1位小数)
18. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。某实验小组得到如图乙所示的痕迹点。
(1)下列实验要求正确的是______;
A. 每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
B. 挡板MN应等间距下移
C. 所用的斜槽应光滑
(2)某同学用一张方格纸记录轨迹,确保了方格纸的左边缘为竖直方向,却忘记标注坐标原点,得到4个点迹如图丙所示。已知小方格的边长L=10cm,取重力加速度g=10m/s2,钢球水平抛出时的初速度v0 =______ 。(保留两位有效数字)
三、计算题(本大题共4小题,共18分)
19. 一小球在半径为4m的圆周上做匀速圆周运动,已知角速度是5rad/s。求:向心加速度的大小。
20. 将一个质量为10 kg的铅球放在倾角为37°的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处于静止状态,如图所示,不考虑铅球受到的摩擦力。(sin37=0.6;cos37=0.8)
(1)求挡板对铅球的弹力的大小
(2)求斜面对铅球的支持力的大小
21. 如图所示,为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑,求:a点和c点的向心加速度大小之比
22. 有一辆质量为1000 kg的小汽车驶上圆弧半径为40 m的拱桥。取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)汽车到达桥顶时速度为10 m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空,对桥没有压力?
B卷
四、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
23. 关于向心力和向心加速度,下列说法正确的是( )
A. 向心力只改变物体运动的方向,不能改变物体的速度大小
B. 向心力是物体实际受到的力
C. 向心加速度越大,线速度的大小变化越快
D. 匀速圆周运动的向心加速度是变化的
24. 下列运动中加速度不变的有( )
A. 斜抛运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 变速圆周运动
25. 一艘小船在静水中的速度为3m/s,要渡过一条宽度为60m、水流速度为4m/s的河流。下列判断正确的是( )
A. 小船不可能垂直河岸到达正对岸
B. 小船渡河的最短时间是20秒
C. 小船以最短时间渡河时,其实际航线是垂直河岸的
D. 小船以最短位移渡河时,所需渡河时间是25秒
26. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于超重状态
B. 图b中增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度改变
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出
D 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
27. 根据公开资料,“南天门计划”的核心作战平台包括:排水量达10万吨级别的“鸾鸟”空天母舰、配备粒子加速炮的“玄女”无人作战飞行器,以及具备全频段隐身能力、可在有人与无人模式间自由切换的“白帝”战斗机。在空天母舰中,科研人员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适,科学家设想在空天母舰中建造一种环形空间站,如图所示。圆环绕中心匀速旋转,科研人员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。 已知旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度ω=0.707rad/s,科研人员可视为质点。地球表面的重力加速度为g = 10m/s2 。下列说法正确的是( )
A. “南天门计划”不仅仅是一个简单的科幻故事,它已经是我国现实装备发展的前瞻视野与强劲实力的展示
B. “圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的重力提供了向心力
C. “圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的支持力提供了向心力
D. 为达到目的,圆环的半径为r应设计为20m (计算精度不要求太高)
五、计算题(本题共3小题,共20分)
28. 一位滑雪者,人与装备的总质量为100kg,山坡倾角为37°,山坡直线赛道AB之间总长17.24m,滑雪者以5 m/s的初速度沿山坡直线赛道的A点开始匀加速直线滑下,B点为山坡直线赛道的末端,滑雪板与赛道间的动摩擦因数为0.025,g取10 m/s2。求:滑雪者在滑到山坡直线赛道末端B点时的速度大小。(忽略空气阻力;sin37=0.6;cos37=0.8)
29. 环保人员在一次检查时发现,有一根排污管正在向我市七十二连湖湖口排出大量污水。这根管道水平设置,如图所示。环保人员测得管口离水面的高度为5m,也知道排污管的直径为20cm ,每秒钟排污体积为0.2198 m3 / s 。环保人员想采集污水进行成分检测,因排污管口在土丘处,故不方便取水,为在污水落入湖水的地方采集到污水样本,需要计算管口到落入点的水平距离,但毕业多年的环保人员已经忘记了相关知识及计算方法。 请你在忽略空气阻力的情况下,根据以上信息计算求出:管口到落入点的水平距离。
30. 如图所示,竖直光滑圆弧轨道AB的半径R=0.8m,水平传送带与圆弧轨道相切于B点。传送带长L=1.4m,以v=5m/s的速度顺时针匀速转动。一质量m=0.5kg的小物块从A点无初速度释放后,从B点滑上传送带,在B点时的速度大小为4m/s,再从C点飞离传送带,落到水平地面上的P点。已知C、P两点间的高度差h=3.2m,小物块可视为质点,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小物块运动至B点时对轨道的压力大小
(2)求小物块在传送带上运动时间
(3)求小物块从C点飞到P点的水平位移
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宁夏六盘山高级中学
2025-2026学年第一学期高一期末测试卷
试卷类型: A、B卷
学科:物理 测试时间:120分钟 满分:100分
A卷
一、单选题(本题共16小题,每题2分,共32分)
1. 北京时间2026年1月19日10时34分,神舟二十号飞船返回舱将在东风着陆场成功着陆。飞船在轨时间达到270天。2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功 。11月1日3时22分,神舟二十一号成功对接于空间站天和核心舱前向端口。以下观点符合物理观念的是( )
A. “飞船在轨时间达到270天”,其中270天是指时刻
B. 执行飞船与空间站交会对接任务时可以视空间站为质点
C. 在描述飞船位置的变化量时,我们更加关心的应该是位移而非路程
D. 在描述飞船发射过程中的速度时,选火星作为参考系将更加简洁
【答案】C
【解析】
【详解】A.“飞船在轨时间达到270天”中“270天”表示时间间隔(即时间段),而非时刻(时间点),故A错误;
B.执行飞船与空间站交会对接任务时,需考虑空间站的尺寸、姿态和对接端口的精确位置,其大小和形状不可忽略,因此不能将空间站视为质点,故B错误;
C.位置的变化量指物体位置从起点到终点的变化,位移(矢量,有大小和方向)直接描述这一变化,而路程(标量,路径长度)仅反映运动轨迹长度。在描述飞船位置变化时,位移更直接且符合物理观念(如轨道计算),故C正确;
D.描述飞船发射过程的速度时,通常以地球为参考系(如地面测控),因飞船运动直接相对于地球。火星与地球存在相对运动(公转、自转),选用火星参考系需额外考虑相对速度,会增加描述复杂性,不符合“简洁”要求。故D错误。
故选C。
2. 一辆汽车做匀变速直线运动的加速度越大,说明它的( )
A. 初速度越大
B. 末速度越大
C. 速度变化量越大
D. 速度变化越快
【答案】D
【解析】
【详解】加速度是描述速度变化快慢的物理量,汽车做匀变速直线运动的加速度越大,则根据可知:
A.初速度不一定越大,选项A错误;
B.末速度不一定越大,选项B错误;
C.速度变化量不一定越大,选项C错误;
D.速度变化越快,选项D正确。
故选D。
3. 如图所示,质量m=3kg的物体置于光滑水平面上。t=0时刻,在大小为F=15N的水平拉力作用下,物体由静止开始做匀加速直线运动。则物体3s末的速度大小和前3秒内的位移大小分别是( )
A. 15m/s和22.5m B. 20m/s和40m C. 30m/s和50m D. 10m/s和30m
【答案】A
【解析】
【详解】由牛顿第二定律,
物体3s末的速度大小
前3秒内的位移大小
故选A。
4. 已知一物体做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动。该物体在1s末,2s末,3s末…,的速度分别是v1,v2,v3…,前1 s内、前2 s内、 前3 s内的位移分别是x1,x2,x3,…在第1s内、第2s内、第3s内……的位移分别是xI ,xII,xIII,…在各个连续相等的时间间隔T内的位移分别是s1,s2,s3,…,sn,则下列结论正确的是( )
A. v1∶v2∶v3∶…=1∶2∶3∶…
B. x1∶x2∶x3∶…=3∶8∶9∶…
C. xI∶xII∶xIII∶…=2 ∶3∶5∶…
D. Δs=s2-s1 =s3-s2 =…=sn-sn-1=
【答案】A
【解析】
【详解】根据匀加速直线运动公式,初速度,加速度为。速度公式为,位移公式为
A.物体在末、 末、 末的速度分别为
,,
速度比,故A正确;
B.前 内、前 内、前 内的位移分别为
,,
位移比 ,故B错误;
C.第内、第内、第内的位移分别为
,,
位移比 ,故C错误;
D.在连续相等时间间隔内的位移分别为 。第个间隔的位移
位移差 ,故D错误。
故选A。
5. 关于重力、弹力、摩擦力,以下说法错误的是( )
A. 测量物体所受重力的大小时应当保持物体处于静止或匀速直线运动状态
B. 物体的重心不一定在物体上
C. 静止在水平桌面上的瓶子受到的支持力是由瓶子产生的形变引起的
D. 瓶子压着一张纸条,扶住瓶子把纸条抽出时,瓶子所受摩擦力的方向与抽纸条的方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.测量物体所受重力的大小时,常根据二力平衡确定,故应当保持物体处于静止或匀速直线运动状态,故A正确;
B.物体的重心跟物体的形状和质量分布有关,其位置不一定在物体上,故B正确;
C.静止在水平桌面上的瓶子受到的支持力是由桌面产生的形变引起的,故C错误;
D.扶住瓶子把纸条抽出时,瓶子相对于纸条的运动方向与抽纸条的方向相反,故受到与抽纸条的方向相同的摩擦力,故D正确。
故选C。
6. 两个力F1 和F2 之间的夹角为θ,其合力为F。以下说法正确的是( )
A. 合力F总比分力F1 和F2中的任何一个力都小
B. 若F1 和F2大小不变,θ角越小,则合力F就越大
C. 若夹角θ不变,F1大小不变,F2增大, 则合力F一定增大
D. 若F1 和F2大小相等,夹角θ为,则合力与F1 和F2大小不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据平行四边形定则可知,和的大小可能同时大于、小于或等于,故A错误;
B.根据平行四边形定则可知,若和大小不变,θ角越大,则合力就越小,θ角越小,则合力F就越大,故B正确;
C.若夹角θ大于90°,大小不变,增大,合力不一定增大,如两力夹角为180°,且大于时,F2增大时,合力减小,故C错误;
D.若和大小相等,夹角θ为,根据平行四边形定则,合力和分力大小相等,故D错误。
故选B。
7. 一个静止的物体,在某平面上受到5个力的作用,如图所示。现把其中的一个力F1改为F1的反方向(大小不变),它们合力的大小是( )
A. 3F1 B. 2F1 C. F1 D. 6F1
【答案】B
【解析】
【详解】物体在某平面上受到5个力作用保持静止,则所受合力为零,除F1以外其他4个力的合力与F1大小相等,方向相反。现把其中的一个力F1改为F1的反方向(大小不变),除F1以外其他4个力的合力不变,故它们的合力的大小为2F1。
故选B。
8. 牛顿运动定律是指牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,关于牛顿运动定律,以下观点符合经典物理学观念的是( )
A. 只有合力才可以产生加速度,某一个单独的力不能产生加速度
B. 向上抛出的物体,在空中之所以向上运动是因为物体具有惯性
C. 静止在水平桌面上的书本受到的支持力和重力是一对作用力和反作用力
D. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律,加速度由合力决定,但某一个单独的力(如物体仅受一个力作用)也能产生加速度,故A错误;
B.向上抛出的物体在空中向上运动,是由于物体具有惯性,要保持其离开手时的运动状态,故B正确;
C.书本静止时,支持力(桌子对书本的作用力)和重力(地球对书本的作用力)均作用在书本上,是一对平衡力;其作用力和反作用力分别为书本对桌子的压力(支持力的反作用力)和书本对地球的引力(重力的反作用力),故C错误;
D.牛顿第一定律描述理想状态(无外力作用),现实中无法完全消除外力(如摩擦力),故无法用实验直接验证,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,当电梯向上做减速运动时,下列说法正确的是( )
A. 人所受的重力将变大 B. 人所受的重力将变小
C. 人对地板的压力将变大 D. 人对地板的压力将变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当电梯向上做减速运动时,人所受的重力不变,故AB错误;
CD.当电梯向上做减速运动时,加速度向下,对人由牛顿第二定律得
人所受地板支持力
由牛顿第三定律得人对地板的压力也小于重力。匀速运动时,人对地板的压力大小等于人的重力大小,故与匀速运动相比人对地板的压力将变小,故C错误,D正确。
故选D。
10. 一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上,如图所示,空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方,横梁AO水平, 斜梁BO跟横梁的夹角为θ,如果把斜梁加长一点,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化( )
A. 横梁对O点的作用力大小将不变
B. 横梁对O点的作用力大小将变大
C. 斜梁对O点的作用力大小将变大
D. 斜梁对O点的作用力大小将变小
【答案】D
【解析】
【详解】对O点受力分析,
由平衡知识可知,每根横梁对O点的拉力为
每根斜梁对O点的支持力为
如果把斜梁加长一点,仍保持连接点O的位置不变,横梁仍然水平,则θ角变大,则斜梁BO对O点的作用力将F1变小,横梁AO对O点的作用力F2将变小。
故选D。
11. 某质点从a到c沿曲线做加速运动,在b点所受合力F的方向可能的图示是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物体从a点运动到c做曲线运动,据轨迹可知合外力与运动方向不在一条直线上,且合外力的方向指向弯曲一侧,AB图中的F指向曲线的外侧,故AB错误;物体从a点运动到c做加速曲线运动,物体受到的力与运动的方向之间的夹角是锐角,外力对物体做正功,物体做加速运动,故C错误,D正确.
12. 如图,A、B两个物体用细绳相连,A在力F作用下在水平面上运动,B在竖直方向运动。当细绳与水平面间的夹角为θ时,B的速度为v1,此时物体A的速度v的大小是( )
A. B. C. v1•tanθ D.
【答案】B
【解析】
【详解】将A的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直于细绳方向的速度,其中沿细绳方向的速度等于B的速度,则
即
故选B。
13. 关于合运动与分运动的关系,以下说法错误的是( )
A. 各分运动与合运动是指同一物体的运动
B. 各分运动的共同效果与合运动效果相同
C. 各分运动与合运动同时发生和结束,时间相同
D. 各分运动之间彼此不独立,相互影响
【答案】D
【解析】
【详解】A. 各分运动与合运动都是描述同一物体的运动状态,故A正确;
B. 合运动的效果(如位移、速度)是各分运动效果的矢量和,因此共同效果相同,故B正确;
C. 分运动与合运动在时间上同步,同时发生和结束,时间相同,故C正确;
D. 各分运动之间彼此独立,互不影响,故D错误。
本题选错误的,故选D。
14. 当地时间1月3日凌晨,美国对主权国家委内瑞拉发动军事行动,强行非法绑架总统马杜罗并将其转移至美国境内。面对美方公然践踏《联合国宪章》的行径,国际社会的愤怒正在升级,多个国家和国际组织表示强烈谴责。视频资料显示,执行绑架马杜罗任务的直升机以约100英尺(约30米)的高度贴着海面飞行时,位于直升机底部的一块金属部件自然脱落。忽略空气阻力,金属部件脱落后( )
A. 水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动
B. 水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动
C. 水平方向和竖直方向均做匀加速直线运动
D. 水平方向和竖直方向均做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】金属部件脱落时具有与直升机相同的水平初速度。忽略空气阻力,水平方向不受外力作用,根据牛顿第一定律,保持匀速直线运动;竖直方向受重力作用,初速度为零,做自由落体运动,即匀加速直线运动。
故选B。
15. 斜向上抛出的物体的运动轨迹如图所示,C点是轨迹最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是(不计空气阻力)( )
A. 物体在C点的速度为零
B. 物体在A点的速度与在B点的速度相同
C. 物体在A点、B点的水平分速度等于物体在C点的速度
D. 物体在A、B两点的竖直分速度相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.斜抛过程,C点是轨迹最高点,速度沿水平方向,不等于零,A错误;
B.由对称性可知,物体在A点的速度与在B点的速度大小相等,方向不同,B错误;
C.物体在水平方向做匀速直线运动,水平方向的分速度始终保持不变,故物体在A点、B点的水平分速度等于物体在C点的速度,C正确;
D.物体在竖直方向做竖直上抛运动,由对称性可知,等高的A、B两点竖直分速度大小相同,方向相反,D错误。
故选C。
16. 如图,一个圆盘在水平面内匀速转动,线速度是10m/s。盘面上距圆盘中心1m的位置有一个质量为2kg的物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A 物块受重力、支持力、摩擦力和向心力
B. 摩擦力的方向与运动方向相反
C. 摩擦力的方向指向圆心
D. 摩擦力的大小是150N
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块受重力、支持力、摩擦力作用,其中摩擦力提供物块做圆周运动的向心力,A错误;
BC.摩擦力的方向指向圆心,与运动方向垂直,B错误,C正确;
D.摩擦力的大小是,D错误。
故选C。
二、实验题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
17. 某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。他将实验数据记录在表格中。实验时弹力始终未超过弹性限度,g取10N/kg。
表:砝码质量与弹簧总长度
砝码质量m / g
0
20
30
40
50
60
弹簧总长度l / cm
6.0
7.2
8.3
9.7
10.7
12.0
(1)根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的F-x图像。_____
(2)根据F-x图像计算弹簧的劲度系数k=_____N/m 。(保留1位小数)
【答案】(1) (2)12.3(±0.6)
【解析】
【小问1详解】
根据可求出挂上钩码后弹簧的拉力,由表格中数据可知弹簧原长为。
弹簧的伸长量,做出弹簧弹力与弹簧伸长量的关系表格如下
弹簧弹力F/ N
0
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
弹簧伸长量x / m
0
0.012
0.023
0.037
0.047
0.060
根据实验数据在坐标纸上作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的F-x图像如图所示
【小问2详解】
根据胡克定律知弹簧的劲度系数为图线的斜率: N/m
18. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从末端水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。某实验小组得到如图乙所示的痕迹点。
(1)下列实验要求正确的是______;
A. 每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
B. 挡板MN应等间距下移
C. 所用的斜槽应光滑
(2)某同学用一张方格纸记录轨迹,确保了方格纸的左边缘为竖直方向,却忘记标注坐标原点,得到4个点迹如图丙所示。已知小方格的边长L=10cm,取重力加速度g=10m/s2,钢球水平抛出时的初速度v0 =______ 。(保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2)2.0
【解析】
【小问1详解】
AC.为了保证小球每次抛出的速度相同,每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,但所用的斜槽不需要光滑,故A正确,C错误;
B.挡板MN不需要等间距下移,故B错误。
故选A。
【小问2详解】
由图乙可知,小球两点间的水平位移相等,则两点间的时间间隔相等,设相邻两点间的时间间隔为,竖直方向上,由逐差法
可得
水平方向上,由
可得小球平抛的初速度
代入数据解得
三、计算题(本大题共4小题,共18分)
19. 一小球在半径为4m圆周上做匀速圆周运动,已知角速度是5rad/s。求:向心加速度的大小。
【答案】100m/s2
【解析】
【详解】向心加速度的大小
20. 将一个质量为10 kg的铅球放在倾角为37°的斜面上,并用竖直挡板挡住,铅球处于静止状态,如图所示,不考虑铅球受到的摩擦力。(sin37=0.6;cos37=0.8)
(1)求挡板对铅球的弹力的大小
(2)求斜面对铅球的支持力的大小
【答案】(1)75N (2)125N
【解析】
【小问1详解】
如图所示,铅球受斜面和挡板对小球的支持力、和重力
由三力平衡得
【小问2详解】
由三力平衡得
21. 如图所示,为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑,求:a点和c点的向心加速度大小之比
【答案】2:1
【解析】
【详解】因ac两点的线速度相等,即 va=vc
根据
故aa:ac=rc:ra=2:1
22. 有一辆质量为1000 kg的小汽车驶上圆弧半径为40 m的拱桥。取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)汽车到达桥顶时速度为10 m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空,对桥没有压力?
【答案】(1)7500N
(2)20m/s
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力
【小问2详解】
恰好腾空时,车对桥面的压力恰为零,则对车
解得
B卷
四、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
23. 关于向心力和向心加速度,下列说法正确的是( )
A. 向心力只改变物体运动的方向,不能改变物体的速度大小
B. 向心力是物体实际受到的力
C. 向心加速度越大,线速度的大小变化越快
D. 匀速圆周运动的向心加速度是变化的
【答案】AD
【解析】
【详解】A.向心力只改变物体运动的方向,不能改变物体的速度大小,故A正确;
B.向心力是效果力,不是物体实际受到的力,故B错误;
C.向心加速度不改变线速度的大小,向心加速度越大,线速度的方向变化越快,故C错误;
D.匀速圆周运动的向心加速度始终指向圆心,方向时刻变化,故D正确。
故选AD。
24. 下列运动中加速度不变的有( )
A. 斜抛运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 变速圆周运动
【答案】AB
【解析】
【详解】斜抛运动和平抛运动的加速度都是g不变;而匀速圆周运动和变速圆周运动的加速度方向都是不断变化的,则加速度不断变化。
故选AB。
25. 一艘小船在静水中的速度为3m/s,要渡过一条宽度为60m、水流速度为4m/s的河流。下列判断正确的是( )
A. 小船不可能垂直河岸到达正对岸
B. 小船渡河的最短时间是20秒
C. 小船以最短时间渡河时,其实际航线是垂直河岸的
D. 小船以最短位移渡河时,所需的渡河时间是25秒
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小船在静水中的速度(3m/s)小于水流速度(4m/s),无法通过调整航向完全抵消水流的影响,因此无法垂直河岸到达正对岸,故A正确。
B.最短渡河时间由船速的横向分量决定。当船头垂直河岸时,横向速度最大为3m/s,时间,故B正确。
C.最短时间渡河时,船的实际运动是船速(3m/s横向)与水速(4m/s纵向)的合成,合速度为斜向下游的矢量,航线不垂直河岸,故C错误。
D.最短位移渡河时,船头指向与合速度方向垂直,此时合速度大小
方向与河岸的夹角为
对应的时间,故D错误。
故选AB。
26. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于超重状态
B. 图b中增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度改变
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出
D 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当汽车通过最低点时,需要向上的向心力,,处于超重状态,故A正确;
B.设绳长为L,绳与竖直方向上的夹角为,小球竖直高度为h,由
结合,可得
两物体高度一致,则它们角速度大小相等,故B错误;
C.物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动,故图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出,故C正确;
D.超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力,会挤压外轨产生向内的力,故D错误。
故选AC。
27. 根据公开资料,“南天门计划”的核心作战平台包括:排水量达10万吨级别的“鸾鸟”空天母舰、配备粒子加速炮的“玄女”无人作战飞行器,以及具备全频段隐身能力、可在有人与无人模式间自由切换的“白帝”战斗机。在空天母舰中,科研人员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适,科学家设想在空天母舰中建造一种环形空间站,如图所示。圆环绕中心匀速旋转,科研人员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。 已知旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度ω=0.707rad/s,科研人员可视为质点。地球表面的重力加速度为g = 10m/s2 。下列说法正确的是( )
A. “南天门计划”不仅仅是一个简单的科幻故事,它已经是我国现实装备发展的前瞻视野与强劲实力的展示
B. “圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的重力提供了向心力
C. “圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的支持力提供了向心力
D. 为达到目的,圆环的半径为r应设计为20m (计算精度不要求太高)
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.“南天门计划”不仅仅是一个简单的科幻故事,它已经是我国现实装备发展的前瞻视野与强劲实力的展示,A正确。
BC.“圆环绕中心匀速旋转”模型中旋转舱内的侧壁的支持力提供了向心力,B错误,C正确;
D.根据
可得
为达到目的,圆环的半径为r应设计为20m ,D正确。
故选ACD。
五、计算题(本题共3小题,共20分)
28. 一位滑雪者,人与装备的总质量为100kg,山坡倾角为37°,山坡直线赛道AB之间总长17.24m,滑雪者以5 m/s的初速度沿山坡直线赛道的A点开始匀加速直线滑下,B点为山坡直线赛道的末端,滑雪板与赛道间的动摩擦因数为0.025,g取10 m/s2。求:滑雪者在滑到山坡直线赛道末端B点时的速度大小。(忽略空气阻力;sin37=0.6;cos37=0.8)
【答案】15m/s
【解析】
【详解】垂直山坡方向,滑雪者受力平衡:
沿山坡向下方向:
又
联立解得
由运动学公式
解得
29. 环保人员在一次检查时发现,有一根排污管正在向我市七十二连湖湖口排出大量污水。这根管道水平设置,如图所示。环保人员测得管口离水面的高度为5m,也知道排污管的直径为20cm ,每秒钟排污体积为0.2198 m3 / s 。环保人员想采集污水进行成分检测,因排污管口在土丘处,故不方便取水,为在污水落入湖水的地方采集到污水样本,需要计算管口到落入点的水平距离,但毕业多年的环保人员已经忘记了相关知识及计算方法。 请你在忽略空气阻力的情况下,根据以上信息计算求出:管口到落入点的水平距离。
【答案】7m
【解析】
【详解】如图所示,将该问题简化为水的平抛运动
由平抛运动规律有: ,
设出水口的直径为d,单位时间内流出的水量为Q , 则,
联立解得,水平距离x=7m
30. 如图所示,竖直光滑圆弧轨道AB的半径R=0.8m,水平传送带与圆弧轨道相切于B点。传送带长L=1.4m,以v=5m/s的速度顺时针匀速转动。一质量m=0.5kg的小物块从A点无初速度释放后,从B点滑上传送带,在B点时的速度大小为4m/s,再从C点飞离传送带,落到水平地面上的P点。已知C、P两点间的高度差h=3.2m,小物块可视为质点,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小物块运动至B点时对轨道的压力大小
(2)求小物块在传送带上运动的时间
(3)求小物块从C点飞到P点的水平位移
【答案】(1)5N
(2)0.3s (3)4m
【解析】
【小问1详解】
物块在点,由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小为。
【小问2详解】
由(1)问得物块以v0=4m/s从点滑上传送带做匀加速直线运动,由牛顿第二定律
得
物块加速至过程,由匀变速直线运动规律
得
由运动学公式
得= 0.9m
物块在传送带上匀速运动的时间
物块在传送带上运动的总时间=t1 + t2 = 0.3s
【小问3详解】
由平抛运动规律有:
联立解得x=4m
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