内容正文:
江苏省如皋中学2024-2025学年度第二学期综合练习(一)
高一物理
一、单选题
1. 如图所示,小明两手握住轻绳两端提着一钩码保持静止,不计钩码与轻绳的摩擦,下列说法正确的是( )
A. 缓慢减小轻绳之间的夹角,轻绳的弹力将逐渐变大
B. 无论用多大的力拉轻绳,也不可能将轻绳拉至水平
C. 缓慢增大轻绳之间的夹角,轻绳的弹力大小一定大于钩码的重力大小
D. 当轻绳之间的夹角为时,轻绳的弹力大小等于钩码的重力大小
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.设轻绳之间的夹角为,钩码的质量为,根据受力平衡可得
可得轻绳的弹力大小为
可知缓慢减小轻绳之间的夹角,轻绳的弹力将逐渐减小;当轻绳之间的夹角为时,轻绳的弹力大小为
故ACD错误;
B.根据平衡条件可知,轻绳一定需要存在竖直方向的分力与钩码的重力平衡,所以无论用多大的力拉轻绳,也不可能将轻绳拉至水平,故B正确。
故选B。
2. 物体在两个相互垂直的力作用下运动,力对物体做功,力对物体做功,则的合力对物体做功为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】力对物体做的功是标量,因此合力对物体做的功等于各分力做功的代数和,与力的方向无关。
已知F1做功3J,F2做功4J,合力对物体做的功为
故选A。
3. 一个物体在距地面高度为地球半径的2倍时所受地球的引力为,则在地球表面所受地球引力为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力定律,一个物体在距地面高度为地球半径的2倍时所受地球的引力为
则则在地球表面所受地球引力为
故选D。
4. 如图所示,一物体静止在斜面上,现在使斜面体向右匀速移动一段距离,物体相对斜面始终静止,则下列关于物体所受各力对物体做功的说法中正确的是( )
A. 重力做正功
B. 支持力不做功
C. 摩擦力做负功
D. 合力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】对物体受力分析可知物体受重力、弹力和摩擦力,受力分析图如图所示
由于物体在水平方向移动,重力的方向与物体位移方向垂直,所以重力对物体不做功,支持力的方向与位移方向的夹角小于90°,则支持力对物体做正功,摩擦力的方向与位移方向的夹角大于90°,所以摩擦力对物体做负功;物体匀速运动,合外力为0,不做功。
故选C。
5. 质量的金属小球,从空中某点由静止开始自由下落,经落地,空气阻力不计,,则小球在下落过程中第内重力的平均功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】自由下落总位移公式为
前1秒的位移
前2秒位移
第2秒内的位移
第2秒内重力做的功
平均功率
故选C。
6. 如图所示,小明从同一高度将相同的A、B两个篮球先后抛出,篮球恰好都能垂直打在篮板上的点。已知篮球A、B抛出时与水平方向的夹角分别为、,运动时间分别为、,抛出时初速度的大小分别为、,不计空气阻力。则( )
A B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将两篮球的运动过程的逆过程看作是平抛运动,则因为竖直高度相同,根据
可知竖直速度相同
根据
可知时间相同
根据
则因A的水平位移小,则水平速度较小,即
根据
可知
故选D。
7. 静止卫星的加速度为a1,速度为v1;地面附近卫星的加速度为a2,速度为v2;合肥市某一楼房随地球自转的向心加速度为a3,速度为v3,则下列关系中在确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】CD.楼房和静止卫星周期相等,则角速度相等,即
ω1=ω3
根据
v=rω
则
v1>v3
地面附近卫星和静止卫星都靠万有引力提供向心力,根据
解得
知轨道半径越大,线速度越小,则
v2>v1
即
v2>v1>v3
故CD错误;
AB.楼房和静止卫星周期相等,则角速度相等,即
ω1=ω3
而加速度
a=rω2
则
a1>a3
地面附近卫星和静止卫星都靠万有引力提供向心力,根据
得
知轨道半径越大,向心加速度越小,则
a2>a1
即
a2>a1>a3
故A错误,B正确。
故选B。
8. 如图所示,滚筒洗衣机脱水时,滚筒绕水平转动轴匀速转动,滚筒上有很多漏水孔,附着在潮湿衣服上水从漏水孔中被甩出,达到脱水的效果,则( )
A. 衣物在最高点A时脱水效果最好
B. 匀速转动过程中衣物受到的合力做功为零
C. 衣物在A、B两点时的加速度相同
D. 衣物在A、B两点时所受筒壁的力大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】AD.对衣物分析,若衣物受到筒壁的作用力为N,那么在A点有
在B点有
由以上两式可知N2>N1。衣物在其他位置时,作用力的值在N1和N2之间,所以衣物在最低点B时脱水效果最好,故AD错误;
B.匀速转动过程中衣物的动能不变,根据动能定理可知,受到的合力做功为零,B正确;
C.衣物在A、B两点时的加速度大小相同,但方向相反,C错误。
故选B。
9. 如图为同一平面内绕地球的三个卫星轨道示意图,Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,Ⅱ为椭圆轨道,Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等,且Ⅲ与Ⅱ相交于M点,Ⅰ与Ⅱ相切于N点,三颗不同的卫星A、B、C正沿轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ稳定运行,则( )
A. A、B某时刻速度可能等大
B. A、B经过N点时受到的万有引力一定相同
C. B、C的周期不相等
D. B、C与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据变轨规律,A在N点速度小于B在N点速度,而A速度不变,A速度又大于B在最远点速度,故A在某一时刻,A、B速度可能等大,故A正确;
B.A、B两卫星的质量关系不确定,则经过N点时受到的万有引力不一定相同,B错误;
C.根据开普勒第三定律,因Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等,则B、C的周期相等,C错误;
D.根据开普勒第二定律,因B、C运行的轨道不同,则两卫星与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积不一定相等,D错误。
故选A。
10. 如图所示,水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,人始终相对于车静止,在车行驶距离L的过程中,则( )
A. 人对车推力F做的功为0
B. 车对人摩擦力做的功为
C. 车对人合力做的功为
D. 车对人合力做功为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据功的概念可知,人对车推力F做的功为FL,A错误;
B.对人受力分析可知f-F=ma,可知车对人摩擦力做的功为Wf=fL=(F+ma)L,B错误;
CD.根据牛顿第二定律可知,车对人的合力大小为ma,方向水平向左,则车对人合力做的功为,C正确,D错误。
故选C。
11. 一辆汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶,行驶的速度为。现突然驶上一段泥泞的道路,阻力变为原来的2倍,行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况,过程中汽车功率始终保持不变。则汽车的速度随时间变化的关系图像可能正确是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】首先P=Fv,开始的时候
P0=F0v0=fv0
当阻力变为原来的2倍时,则因速度不能瞬时改变,则牵引力瞬时不变,则加速度
反向瞬时增加,速度减小,牵引力增加,减速时的加速度大小在减小;当牵引力增加到2f时,根据
P0 =2f∙v0
即直到速度减为原来的一半时再次匀速运动;行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况,则阻力又变为原来的f,则加速度瞬时增加,则速度增加,牵引力减小,加速度逐渐减小到零,当速度再次增加到v0时,牵引力等于阻力,又开始匀速运动。
故选B。
12. 如图所示,质量为M的小车放在光滑的水平面上,质量为m的物体(可视为质点)放在小车的左端,受到水平恒力F的作用后,物体由静止开始运动,设小车与物体间的摩擦力为,车长为L,则物体从小车左端运动到右端时,车发生的位移为x,则( )
A. 摩擦力对物体做的功为
B. 摩擦力对小车做的功为
C. 物体具有的动能为
D. 小车具有的动能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦力对物体做的功为,A错误;
B.摩擦力对小车做的功为,B错误;
C.根据动能定理,物体具有的动能为,C正确;
D.对小车根据动能定理,则小车具有的动能为,D错误。
故选C。
二、非选择题
13. 2024年巴黎奥运会,中国选手郑钦文力克对手夺得冠军,为中国赢得首枚奥运网球单打金牌。现将某次击球过程简化,如图所示。网球在离水平地面高处被击出,初速度方向与水平方向的夹角,一段时间后网球刚好能水平飞过离水平地面高的位置,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)该过程的时间;
(2)初速度的大小。
【答案】(1)0.6s
(2)10m/s
【解析】
【小问1详解】
网球在竖直方向上做匀减速直线运动,最高点竖直分速度恰好为0,则有
解得
【小问2详解】
网球离手时,竖直方向上的分速度大小为
所以
14. 如图所示是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动,已知人和摩托车的总质量为m,人以的速度过轨道最高点B,并以的速度过最低点A。求:
(1)在A摩托车对轨道的压力大小;
(2)从B点运动到A点的过程中,牵引力和阻力做的总功W。
【答案】(1)4mg;(2)
【解析】
【详解】(1)在A点,由牛顿第二定律有
解得
FA=4mg
结合牛顿第三定律可知,在A摩托车对轨道的压力大小为4mg。
(2)从B点运动到A点的过程中,根据动能定理有
解得
15. 如图所示有A、B两颗卫星绕地球在同一个平面内做顺时针匀速圆周运动,周期分别为和,其中,地球半径为R,A、B到地球表面的高度分别为,,引力常量为G,不考虑地球自转,求:
(1)卫星B绕地球做圆周运动的周期;
(2)若从图示时刻(A、B两卫星与地心连线相互垂直)开始,经多长时间t两卫星第一次相距最远。
【答案】(1)8T (2)
【解析】
【小问1详解】
由开普勒第三定律可知
又,,
联立可得
【小问2详解】
设两卫星第一次相距最远所用时间为t,则有
且,
则
16. 如图1所示,一质量为的小物体静止在光滑的水平台面上,在水平推力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴运动,F与物体坐标x的关系如图2所示。在时撤去力F,同时物体从平台飞出,重力加速度g取,不计空气阻力。求:
(1)从坐标原点到处,水平推力所做的功W;
(2)物体即将离开平台时力F的功率P。
【答案】(1)16J (2)48W
【解析】
【小问1详解】
图线与横轴所围成的面积即为力F做的功,则由数学关系
小问2详解】
设物体离开平台时瞬时速度为v,根据能量守恒定律有
联立解得
图2可知离开平台时,则F功率为
17. 如图所示,在竖直平面内,有一倾角为的斜面与半径为的光滑圆弧轨道相切于B点,C是最低点,与的夹角为,D与圆心O等高,将一质量为的小滑块从A点由静止释放后沿斜面运动,斜面上间的距离为,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,空气阻力不计,,取重力加速度大小。求:
(1)小滑块第一次运动到B点时的速度大小;
(2)小滑块第一次运动到C点时,轨道对小滑块的弹力大小;
(3)小滑块通过C点后,能到达的位置离C点的最大高度h。
【答案】(1)
(2)20N (3)1m
【解析】
【小问1详解】
小滑块第一次运动到B点时,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
小滑块第一次运动到C点时,根据动能定理可得
解得
在C点
解得轨道对小滑块的弹力
【小问3详解】
设小滑块通过C点后,能到达的位置离C点的最大高度为h,则
解得
18. 如图所示,一足够长的水平传送带以的速度向右传送,一质量的小物块从P点以速度向左滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数为,取,。从小滑块滑上传送带开始,求:
(1)小物块离P点最远处位移;
(2)小物块回到P点,传送带对小物块做的功;
(3)小物块回到P点,传送带克服摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块减速为0时,位移最远,由牛顿第二定律得
解得
由速度公式得
解得t=2s
由位移公式得
【小问2详解】
速度为0后,未达共速用时,则有
解得
此时
则
【小问3详解】
结合以上分析,可知传送带克服摩擦力做的功
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高一物理
一、单选题
1. 如图所示,小明两手握住轻绳两端提着一钩码保持静止,不计钩码与轻绳摩擦,下列说法正确的是( )
A. 缓慢减小轻绳之间的夹角,轻绳的弹力将逐渐变大
B. 无论用多大的力拉轻绳,也不可能将轻绳拉至水平
C. 缓慢增大轻绳之间夹角,轻绳的弹力大小一定大于钩码的重力大小
D. 当轻绳之间的夹角为时,轻绳的弹力大小等于钩码的重力大小
2. 物体在两个相互垂直的力作用下运动,力对物体做功,力对物体做功,则的合力对物体做功为( )
A. B. C. D.
3. 一个物体在距地面高度为地球半径2倍时所受地球的引力为,则在地球表面所受地球引力为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,一物体静止在斜面上,现在使斜面体向右匀速移动一段距离,物体相对斜面始终静止,则下列关于物体所受各力对物体做功的说法中正确的是( )
A. 重力做正功
B. 支持力不做功
C. 摩擦力做负功
D. 合力做正功
5. 质量的金属小球,从空中某点由静止开始自由下落,经落地,空气阻力不计,,则小球在下落过程中第内重力的平均功率为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,小明从同一高度将相同的A、B两个篮球先后抛出,篮球恰好都能垂直打在篮板上的点。已知篮球A、B抛出时与水平方向的夹角分别为、,运动时间分别为、,抛出时初速度的大小分别为、,不计空气阻力。则( )
A. B. C. D.
7. 静止卫星的加速度为a1,速度为v1;地面附近卫星的加速度为a2,速度为v2;合肥市某一楼房随地球自转的向心加速度为a3,速度为v3,则下列关系中在确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,滚筒洗衣机脱水时,滚筒绕水平转动轴匀速转动,滚筒上有很多漏水孔,附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出,达到脱水的效果,则( )
A. 衣物在最高点A时脱水效果最好
B. 匀速转动过程中衣物受到的合力做功为零
C. 衣物在A、B两点时的加速度相同
D. 衣物在A、B两点时所受筒壁的力大小相等
9. 如图为同一平面内绕地球的三个卫星轨道示意图,Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,Ⅱ为椭圆轨道,Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等,且Ⅲ与Ⅱ相交于M点,Ⅰ与Ⅱ相切于N点,三颗不同的卫星A、B、C正沿轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ稳定运行,则( )
A. A、B某时刻速度可能等大
B. A、B经过N点时受到的万有引力一定相同
C. B、C的周期不相等
D. B、C与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等
10. 如图所示,水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,人始终相对于车静止,在车行驶距离L的过程中,则( )
A. 人对车推力F做的功为0
B. 车对人摩擦力做的功为
C. 车对人合力做的功为
D. 车对人合力做的功为0
11. 一辆汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶,行驶的速度为。现突然驶上一段泥泞的道路,阻力变为原来的2倍,行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况,过程中汽车功率始终保持不变。则汽车的速度随时间变化的关系图像可能正确是( )
A B.
C. D.
12. 如图所示,质量为M的小车放在光滑的水平面上,质量为m的物体(可视为质点)放在小车的左端,受到水平恒力F的作用后,物体由静止开始运动,设小车与物体间的摩擦力为,车长为L,则物体从小车左端运动到右端时,车发生的位移为x,则( )
A. 摩擦力对物体做的功为
B. 摩擦力对小车做的功为
C. 物体具有的动能为
D. 小车具有的动能为
二、非选择题
13. 2024年巴黎奥运会,中国选手郑钦文力克对手夺得冠军,为中国赢得首枚奥运网球单打金牌。现将某次击球过程简化,如图所示。网球在离水平地面高处被击出,初速度方向与水平方向的夹角,一段时间后网球刚好能水平飞过离水平地面高的位置,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)该过程的时间;
(2)初速度的大小。
14. 如图所示是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动,已知人和摩托车的总质量为m,人以的速度过轨道最高点B,并以的速度过最低点A。求:
(1)在A摩托车对轨道的压力大小;
(2)从B点运动到A点过程中,牵引力和阻力做的总功W。
15. 如图所示有A、B两颗卫星绕地球在同一个平面内做顺时针匀速圆周运动,周期分别为和,其中,地球半径为R,A、B到地球表面的高度分别为,,引力常量为G,不考虑地球自转,求:
(1)卫星B绕地球做圆周运动的周期;
(2)若从图示时刻(A、B两卫星与地心连线相互垂直)开始,经多长时间t两卫星第一次相距最远。
16. 如图1所示,一质量为的小物体静止在光滑的水平台面上,在水平推力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴运动,F与物体坐标x的关系如图2所示。在时撤去力F,同时物体从平台飞出,重力加速度g取,不计空气阻力。求:
(1)从坐标原点到处,水平推力所做的功W;
(2)物体即将离开平台时力F的功率P。
17. 如图所示,在竖直平面内,有一倾角为的斜面与半径为的光滑圆弧轨道相切于B点,C是最低点,与的夹角为,D与圆心O等高,将一质量为的小滑块从A点由静止释放后沿斜面运动,斜面上间的距离为,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,空气阻力不计,,取重力加速度大小。求:
(1)小滑块第一次运动到B点时的速度大小;
(2)小滑块第一次运动到C点时,轨道对小滑块的弹力大小;
(3)小滑块通过C点后,能到达的位置离C点的最大高度h。
18. 如图所示,一足够长的水平传送带以的速度向右传送,一质量的小物块从P点以速度向左滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦因数为,取,。从小滑块滑上传送带开始,求:
(1)小物块离P点最远处位移;
(2)小物块回到P点,传送带对小物块做的功;
(3)小物块回到P点,传送带克服摩擦力做的功。
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