内容正文:
乌鲁木齐市第二十三中学2028届高一12月月考物理试卷
分值:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题4分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略的理想斜面实验是完全凭空想象的
B. 同一物体在地球上和月球上的惯性相同
C. 速度大的物体惯性大
D. 牛顿第一定律说明了物体在不受外力时只能保持静止状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.伽利略的理想实验基于实际实验的合理外推(如逐渐减小斜面摩擦并观察现象),并非完全凭空想象,故A错误。
B.惯性由物体质量决定,质量是物体的固有属性,不随位置改变,故B正确。
C.惯性仅与质量有关,与速度无关,故C错误。
D.牛顿第一定律指出,物体不受外力时将保持静止或匀速直线运动状态,故D错误。
故选B。
2. 关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第二定律的表达式是矢量式,a与F方向可以不相同
B. 在公式中,a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的代数和
C. 某一瞬间的加速度,只能由这一瞬间的外力决定,而与这一瞬间之前或之后的外力无关
D. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.牛顿第二定律的表达式是矢量式,加速度与合力方向始终相同,故A错误;
B.在公式中,若为合力,则等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和,而非代数和,故B错误;
C.根据牛顿第二定律的瞬时性,加速度仅由该时刻的合力决定,与之前或之后的力无关,故C正确;
D.物体运动方向(速度方向)与加速度方向可能不同(如减速运动),而加速度方向与合力方向一致,因此运动方向不一定与合力方向相同,故D错误。
故选C。
3. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,飞船与空间站对接后,推进器的推力大小为F时,飞船和空间站在推力方向上一起运动的加速度大小为a,若飞船质量为m1,空间站的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可得
所以
故选B。
4. 如图所示,小球在水平轻绳和轻弹簧的拉力作用下保持静止,弹簧与竖直方向的夹角为。(,),若从M点剪断弹簧的瞬间,小球的加速度大小为,若从N点剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为。则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以小球为研究对象,由平衡条件得
解得
若从M点剪断弹簧瞬间,小球所受的弹簧弹力消失,所受的轻绳拉力突变为零,小球在重力作用下向下运动,小球的加速度大小为。
若从N点剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力没有变化,小球所受的合外力是重力与弹力的合力,与原来轻绳的拉力大小相等,方向相反,
由牛顿第二定律得
解得
代入数据解得
B正确。
故选B。
5. 如图甲所示为市面上深受儿童喜欢的一款玩具——“冲天火箭”,模型火箭被安装在竖直发射支架上,当小朋友用力一踩旁边的塑料气囊,模型火箭会受到一个较大的气体压力而瞬间被竖直发射出去,离开支架后的运动可看成直线运动,运动过程所受阻力大小与速率成正比,以刚开始离开支架瞬间为计时起点,火箭的速度-时间图像如图乙所示,则( )
A. 过程火箭所受空气阻力先减小后增大
B. 时刻火箭的加速度大小大于重力加速度
C. 火箭离开支架后上升的最大高度为
D. 若时刻火箭回到起始位置,则
【答案】A
【解析】
【详解】A.火箭所受阻力大小与速率成正比,由图知过程速率减小,阻力减小,过程速率变大,阻力变大,故A正确。
B.时刻速率为0,阻力为零,只受重力,加速度大小为g,故B错误。
C .时间内物体的运动不是匀变速直线运动,根据图像围成的面积表示位移,可知火箭上升的最大高度小于,故C错误。
D.上升过程、下降过程位移大小相等,加速度大小不同,时间不等,所以,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,质量为的物块置于水平桌面上,现对其施加两个作用力、,水平向右、大小为,与水平方向成夹角斜向左上方,大小为,此时物块恰好未滑动。已知、在同一竖直平面内,物块与桌面间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,。现撤去,则物块运动的加速度大小等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对其施加两个作用力、,物块恰好未滑动,根据平衡条件可得
代入数据解得
现撤去,根据牛顿第二定律可得
解得物块运动的加速度大小为
故选D。
二、多选题(每小题6分,共24分)
7. 初中已经学过力对物体做功的表达式为W=FL,功的单位是焦耳(J)。下列单位关系也表示焦耳的是( )
A. B. W(瓦特)·s C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据公式可得,即N·m表示焦耳,故A错误;
B.根据公式可得,即W·s表示焦耳,故B正确;
CD.根据公式可得
所以
即表示焦耳,故C正确,D错误。
故选BC。
8. 某商场的智能化电动扶梯在无人乘坐时运转得很慢,有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示,一顾客乘电动扶梯上楼,始终与扶梯相对静止,电梯踏板水平,下列说法中正确的是( )
A. 匀速阶段,顾客不受摩擦力的作用
B. 加速阶段,顾客受到的摩擦力方向指向身后
C. 加速阶段,顾客受到扶梯的支持力大于重力
D. 加速阶段,顾客处于失重状态
【答案】AC
【解析】
【详解】A.匀速阶段,顾客受力平衡,则水平方向受力为零,可知水平方向不受摩擦力的作用,故A正确;
B.加速阶段,加速度有水平向右的分量,则顾客受到的摩擦力方向指向身前,故B错误;
CD.加速阶段,加速度有竖直向上的分量,则顾客超重,则受到扶梯的支持力大于重力,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 一质量为2kg的遥控小汽车由静止开始在水平面上运动,运动中发现前方有一障碍物,立即关闭发动机仅在阻力作用下做减速运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。若小汽车在整个运动过程中受到的阻力大小不变,时间内小汽车的总位移为37.5m,下列说法正确的是( )
A. 小汽车加速阶段的位移大小为25m
B. 小汽车减速阶段运动的时间为2s
C. 小汽车受到的阻力大小为15N
D. 小汽车加速阶段受到的牵引力大小为30N
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小汽车在加速阶段的位移大小,A项错误;
B.小汽车减速阶段有,解得,B项正确;
CD.图像的斜率等于加速度可知加速阶段和减速阶段小汽车的加速度大小分别为、
由牛顿第二定律得、
联立解得、,C项正确,D项错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平桌面上质量为m的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与质量为2m的物体B相连,两物体由静止释放后瞬间,轻绳拉力大小为,物体B的加速度大小为;将A、B两物体位置互换后由静止释放后瞬间,轻绳拉力大小为,物体B的加速度大小为。不计一切摩擦阻力。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】当物体A放水平桌面上,物体B竖直悬挂时,对A列牛顿第二定律:
对B列牛顿第二定律:
解得,
当物体B放在水平桌面上,物体A竖直悬挂时,对B列牛顿第二定律:
对A列牛顿第二定律:
解得,
即,,故BC正确。
三、实验题(每空2分,共12分)
11. 下图为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。
(1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力,故在组装器材完毕后需平衡阻力,平衡阻力时________(选填“需要”或“不需要”)挂上砂桶;正确操作后,在长木板右端下放一块垫木,以调整长木板右端的高度,放上小车后,轻推小车使之运动,打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带(纸带上打点方向为由到),则需要将垫木向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)本实验操作过程中,________(选填“需要”或“不需要”)满足砂桶及砂的质量远小于小车质量。
(3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带,已知相邻两点间还有4个点未画出,则根据纸带可得此次小车的加速度________。(结果保留3位有效数字)
(4)若某次实验过程中,求得小车加速度的大小为,则砂桶的加速度为________。
(5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像,其中符合实验事实的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 左
(2)不需要 (3)1.93
(4)
(5)乙
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为使轻绳拉力作为合力,即使除拉力以外的合力为零,故不能将拉力算进去,即平衡阻力时不需要挂上砂桶;由纸带可以看出小车点迹分布越来越密集,说明小车在做减速运动,平衡阻力不足,需增大倾角,故需向左移动垫木;
【小问2详解】
小车所受拉力可由力传感器直接读取,故不再需要砂桶及砂的质量远小于小车质量;
小问3详解】
根据逐差法,则有
【小问4详解】
两股轻绳拉小车,所以砂桶的加速度是小车加速度的2倍,即砂桶的加速度是;
【小问5详解】
本实验中作用在小车上的力可以准确测量,加速度与力成正比,可知乙正确。
四、解答题(共40分)
12. 如图所示,质量为物体静止于水平面上,现用大小为、与水平方向夹角为的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。(取,,)
(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度大小是多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对物体受力分析,由题干图知,水平方向,根据牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
对物体受力分析,如图所示
竖直方向,根据平衡条件得
又
水平方向,根据牛顿第二定律得
解得
13. 如图所示,一质量为0.5kg的小球由地面竖直向上抛出,初速度,经过0.8s时间上升到最高点,然后再落回地面。已知上升和下落过程中小球所受空气阻力大小恒定不变,取,求:
(1)小球所受空气阻力的大小;
(2)小球由最高点落回地面所需要的时间。
【答案】(1)2.5N
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球上升过程的加速度为
由牛顿第二定律
解得小球所受空气阻力的大小为
小问2详解】
小球上升的位移为
下落过程小球的加速度为
由
解得小球由最高点落回地面所需要的时间为
14. 生活在南极的企鹅经常用肚皮贴着雪地滑行。如图所示,倾角为的倾斜雪地与水平雪地平滑连接于B点。一只企鹅肚皮贴着雪地从倾斜雪地上的A点由静止开始下滑,最后停在水平雪地上。已知A、B两点距离为4m,假设企鹅肚皮与倾斜雪地、水平雪地的动摩擦因数均为。求:
(1)企鹅下滑到B点时速度的大小;
(2)企鹅停止位置与B点的距离;
(3)企鹅从静止下滑到停止所用的时间。(结果可用根号表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
企鹅从A到B做匀加速运动,由牛顿第二定律
解得
由运动学公式
解得
【小问2详解】
从B匀减速到停止,由牛顿第二定律
解得
由运动学公式
解得
【小问3详解】
匀加速用时
匀减速用时
总用时为
联立,解得
15. 如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右匀速运行,现将一质量m=2kg的物块轻轻放在传送带A端,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,若A端与B端相距L=6m,取g=10m/s2,问:
(1)物块放上后,在传送带上做什么运动,从A到B需要多长时间?
(2)物块放上后,在传送带上留下的痕迹有多长?
【答案】(1)3.5s
(2)1m
【解析】
【小问1详解】
小物体开始做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
若加速至与传送带速度相等,则有
解得
则匀加速直线运动的时间
匀速直线运动的时间
小物体由A到B的时间
解得
【小问2详解】
划痕长度即相对位移,匀加速过程,传送带的位移
相对位移
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分值:100分 考试时间:75分钟
一、单选题(每小题4分,共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 伽利略的理想斜面实验是完全凭空想象的
B. 同一物体在地球上和月球上的惯性相同
C. 速度大的物体惯性大
D. 牛顿第一定律说明了物体在不受外力时只能保持静止状态
2. 关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第二定律的表达式是矢量式,a与F方向可以不相同
B. 在公式中,a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的代数和
C. 某一瞬间的加速度,只能由这一瞬间的外力决定,而与这一瞬间之前或之后的外力无关
D. 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同
3. 如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,飞船与空间站对接后,推进器的推力大小为F时,飞船和空间站在推力方向上一起运动的加速度大小为a,若飞船质量为m1,空间站的质量为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,小球在水平轻绳和轻弹簧的拉力作用下保持静止,弹簧与竖直方向的夹角为。(,),若从M点剪断弹簧的瞬间,小球的加速度大小为,若从N点剪断轻绳的瞬间,小球的加速度大小为。则( )
A B. C. D.
5. 如图甲所示为市面上深受儿童喜欢的一款玩具——“冲天火箭”,模型火箭被安装在竖直发射支架上,当小朋友用力一踩旁边的塑料气囊,模型火箭会受到一个较大的气体压力而瞬间被竖直发射出去,离开支架后的运动可看成直线运动,运动过程所受阻力大小与速率成正比,以刚开始离开支架瞬间为计时起点,火箭的速度-时间图像如图乙所示,则( )
A. 过程火箭所受空气阻力先减小后增大
B. 时刻火箭的加速度大小大于重力加速度
C. 火箭离开支架后上升的最大高度为
D. 若时刻火箭回到起始位置,则
6. 如图所示,质量为的物块置于水平桌面上,现对其施加两个作用力、,水平向右、大小为,与水平方向成夹角斜向左上方,大小为,此时物块恰好未滑动。已知、在同一竖直平面内,物块与桌面间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,,。现撤去,则物块运动的加速度大小等于( )
A. B. C. D.
二、多选题(每小题6分,共24分)
7. 初中已经学过力对物体做功的表达式为W=FL,功的单位是焦耳(J)。下列单位关系也表示焦耳的是( )
A. B. W(瓦特)·s C. D.
8. 某商场的智能化电动扶梯在无人乘坐时运转得很慢,有人站上扶梯时会先加速再匀速运转。如图所示,一顾客乘电动扶梯上楼,始终与扶梯相对静止,电梯踏板水平,下列说法中正确的是( )
A. 匀速阶段,顾客不受摩擦力的作用
B. 加速阶段,顾客受到摩擦力方向指向身后
C. 加速阶段,顾客受到扶梯的支持力大于重力
D. 加速阶段,顾客处于失重状态
9. 一质量为2kg的遥控小汽车由静止开始在水平面上运动,运动中发现前方有一障碍物,立即关闭发动机仅在阻力作用下做减速运动,其速度v随时间t变化的图像如图所示。若小汽车在整个运动过程中受到的阻力大小不变,时间内小汽车的总位移为37.5m,下列说法正确的是( )
A. 小汽车加速阶段的位移大小为25m
B. 小汽车减速阶段运动的时间为2s
C. 小汽车受到的阻力大小为15N
D. 小汽车加速阶段受到的牵引力大小为30N
10. 如图所示,水平桌面上质量为m的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与质量为2m的物体B相连,两物体由静止释放后瞬间,轻绳拉力大小为,物体B的加速度大小为;将A、B两物体位置互换后由静止释放后瞬间,轻绳拉力大小为,物体B的加速度大小为。不计一切摩擦阻力。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验题(每空2分,共12分)
11. 下图为“探究加速度与力、质量关系”实验装置示意图。图中打点计时器的电源为的交变电源。在小车质量一定的情况下探究加速度与力的关系。
(1)为使轻绳对小车的拉力为小车所受的合外力,故在组装器材完毕后需平衡阻力,平衡阻力时________(选填“需要”或“不需要”)挂上砂桶;正确操作后,在长木板右端下放一块垫木,以调整长木板右端的高度,放上小车后,轻推小车使之运动,打点计时器在纸带上打出如图所示的纸带(纸带上打点方向为由到),则需要将垫木向________(选填“左”或“右”)移动。
(2)本实验操作过程中,________(选填“需要”或“不需要”)满足砂桶及砂质量远小于小车质量。
(3)下图是某同学实验过程中得到的一条点迹清晰的纸带,已知相邻两点间还有4个点未画出,则根据纸带可得此次小车的加速度________。(结果保留3位有效数字)
(4)若某次实验过程中,求得小车加速度的大小为,则砂桶的加速度为________。
(5)如图是甲、乙、丙三位同学作出的加速度与弹簧测力计示数的关系图像,其中符合实验事实的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)。
四、解答题(共40分)
12. 如图所示,质量为的物体静止于水平面上,现用大小为、与水平方向夹角为的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。(取,,)
(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体的加速度大小是多大?
13. 如图所示,一质量为0.5kg小球由地面竖直向上抛出,初速度,经过0.8s时间上升到最高点,然后再落回地面。已知上升和下落过程中小球所受空气阻力大小恒定不变,取,求:
(1)小球所受空气阻力的大小;
(2)小球由最高点落回地面所需要的时间。
14. 生活在南极的企鹅经常用肚皮贴着雪地滑行。如图所示,倾角为的倾斜雪地与水平雪地平滑连接于B点。一只企鹅肚皮贴着雪地从倾斜雪地上的A点由静止开始下滑,最后停在水平雪地上。已知A、B两点距离为4m,假设企鹅肚皮与倾斜雪地、水平雪地的动摩擦因数均为。求:
(1)企鹅下滑到B点时速度的大小;
(2)企鹅停止位置与B点的距离;
(3)企鹅从静止下滑到停止所用的时间。(结果可用根号表示)
15. 如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s向右匀速运行,现将一质量m=2kg的物块轻轻放在传送带A端,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,若A端与B端相距L=6m,取g=10m/s2,问:
(1)物块放上后,在传送带上做什么运动,从A到B需要多长时间?
(2)物块放上后,在传送带上留下的痕迹有多长?
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