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2028届高一年级物理学科阶段性练习参考答案
题号
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答案
D
D
A
C
C
D
D
BC
AC
ABC
11.(1)AE (2)
(3)B 纸带与打点计时器间有摩擦阻力且存在空气阻力
12.(1) (2)B (3)8.0
13.(1)120 N,90 N (2)-420 J
【详解】(1)重物下降的过程中受力平衡,设此时P、Q绳中拉力的大小分别为和,竖直方向,则有水平方向,则有联立代入数据解得,
(2)整个过程根据动能定理可得解得两根绳子拉力对重物做的总功为W=-420 J
14.(1) (2) (3)
【详解】(1)在竖直方向受力平衡解得轻绳拉力的大小
(2)根据牛顿第二定律解得转盘角速度
(3)稳定转动时,座椅和游客的速度从静止到稳定转动,根据动能定理
解得从静止到稳定转动,轻绳拉力对座椅与游客做的功
15.(1)0.8 m (2)0.75 m (3)7 J 17.5 J
【详解】(1)设滑块通过B点时的竖直分速度大小为,根据几何关系有根据速度-位移公式,有解得
(2)从A到C,小滑块下降的高度为此过程中小滑块机械能守恒,得
联立解得
(3)小滑块以的速度滑上木板,由图像可知,在时小滑块与木板达到共速的速度,内,假设小滑块和木板的加速度大小分别为和,则,
假设小滑块与木板之间的动摩擦因数为,木板与地面之间的动摩擦因数为,
根据牛顿第二定律,对小滑块有对木板有解得,共速之后,由于,所以两者相对静止一起在粗糙的水平地面匀减速滑行至速度为0,共同的加速度满足解得对木板,时间段,其位移大小为共速后木板和小滑块共同滑行的位移为解得,故全过程中木板与地面摩擦产生的热量为
解得对滑块,时间段,其位移大小为共速前木板和小滑块滑行的相对位移为故木板与滑块摩擦产生的热量为解得
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2028届高一年级物理学科阶段性练习
考试时间:75分钟;
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.如图,某质点沿直线运动的v-t图像为余弦曲线,从图中可以判断( )
A.在时间内,合力逐渐减小 B.在时间内,合力做正功
C.在时间内,质点动能增大 D.在时间内,合力做的总功为零
2.衢州市某校学生赴常山巨石阵研学,如图为学生在景区内“喊泉”的情景。某同学玩“喊泉”时,喷泉达到的最大高度约20 m,喷管直径约10 cm。水的密度,假设喷泉电动机的能量全部转化为水的动能,不计空气阻力,取π=3,则此次“喊泉”喷水最高时( )
A.水离开喷管口时的速度大小约为10 m/s
B.单位时间内喷出管口的水柱的体积约为0.60 m3
C.单位时间内喷出管口的水柱的质量约为300 kg
D.给喷泉喷水的电动机的输出功率约为30 kW
3.如图所示,中国自行研制,具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由“长征”运载火箭将其送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点通过变轨进入预定圆轨道。下列说法正确的是( )
A.飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B.飞船在A点的加速度比在B点的加速度小
C.从A点运行到B点的过程中,地球引力对飞船做正功
D.从A点运行到B点的过程中,飞船的动能先减小后增大
4.如图所示,质量m=10 kg的物体在F=100 N斜向下的推力作用下,沿水平面以v=1 m/s的速度匀速前进x=1 m,已知F与水平方向的夹角θ=30°。取重力加速度g=10 m/s2,则( )
A.推力F做的功为50 J B.推力F的功率为100 W
C.物体与水平面间的动摩擦因数为 D.物体克服摩擦力做功为50 J
5.如图所示,轻弹簧竖直固定在水平地面上,处于原长时弹簧上端位于O点。一小球从O点正上方h=0.8 m处由静止释放,落至O点后压缩弹簧。已知小球质量m=0.2 kg,弹簧劲度系数k=50 N/m,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小球落至O点时动能最大,最大值为1.6 J
B.小球从接触弹簧到运动至最低点,始终处于超重状态
C.从释放到落至最低点,小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D.当弹簧压缩量为0.08 m时,小球的加速度大小为10 m/s2,方向竖直向下
6.如图所示,两只小球a、b的质量均为m,a球套在固定竖直杆上,此时它与水平地面相距h=0.2 m,b球放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接。现由静止释放a球,不计一切摩擦,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A.a球落地前,轻杆对b一直做正功
B.a球落地时的速度大小为3 m/s
C.a球下落过程中,其加速度始终小于g
D.当a球的机械能最小时,b球对地面的压力等于mg
7.如图甲所示,倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动,将一质量m=10 kg的货物(可视为质点)轻放到传送带底端A,货物运动的速度v随时间t变化的图像如图乙所示,t=10 s时刻货物到达传送带顶端B,取重力加速度大小g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,货物从A端运动到B端的过程中,下列说法正确的是( )
A.货物受到的摩擦力做的功为20 J B.货物受到的摩擦力大小始终为64 N
C.货物受到的合力做的功为920 J D.货物与传送带间因摩擦产生的热量为320 J
8.将一质量为m的物体分别放到地球的南北两极点时,该物体的重力均为。将该物体放在地球赤道上时,该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R,已知引力常量为G,则由以上信息可得出( )
A. B.地球的质量为
C.地球自转的角速度为 D.地球的平均密度为
9.某新能源汽车采用纯电驱动,并配备动能回收系统。该车从静止启动沿平直公路行驶,其动力输出功率P与速度v关系如图所示,当速度达到后,保持额定功率不变,达到最大速度后继续匀速行驶。当汽车距离目的地s=50 m时,关闭动力系统,同时启动动能回收系统,将部分机械能转化为电能储存在电池中,恰好停靠目的地。已知汽车行驶过程受到恒定阻力f=2.4×103 N,汽车(含驾驶员)总质量m=1.5×103 kg,则该汽车( )
A.速度达到前加速度保持不变 B.能达到的最大速度为6 m/s
C.速度达到所用时间约为2.5 s D.整个过程最多可回收的电能为1.7×105 J
10.风洞实验通过产生人工控制的模拟飞行器在气流中的运动过程。如图所示为某次实验示意图,固定在竖直面内的光滑圆弧轨道ACD与粗糙水平面平滑相切于A点,O为圆弧轨道的圆心。将质量为m的滑块(可视为质点)从水平地面上的E点由静止释放,整个装置处在水平向右的风场中,滑块始终受到恒定风力作用。已知圆弧轨道的半径为R,滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.25,且滑块恰好能在圆弧轨道上的B点处保持静止,OB与竖直方向的夹角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。设A、E两点间的距离为l,下列说法正确的是( )
A.滑块受到的风力大小为
B.若滑块能通过圆弧轨道的最高点C,则
C.当时,滑块运动到D点之前一定不会脱离圆轨道
D.当l<5R时,滑块运动到D点之前一定会脱离圆轨道
二、实验题(2*9=18分)
11.用“落体法”验证机械能守恒定律时,利用了如图1所示的装置,完成了如下操作:将连接重物的纸带穿过打点计时器的限位孔,接通电源,待打点计时器工作稳定后,释放纸带,重复多次操作,从其中挑选出一条打点比较清晰的纸带,如图2所示。在纸带上选取一系列的计数点0、1、2…、6,已知两相邻计数点间还有一个点,并用刻度尺依次测出相邻两计数点间的距离为、、、、、,重力加速度用g表示。
(1)根据所学的知识分析下列选项,其中符合事实的为____________。
A.图1中的打点计时器所用的电源为频率为50 Hz的交流电
B.接通电源前,应使重物远离打点计时器,并保持纸带竖直
C.由于纸带和打点计时器之间存在摩擦力,因此为了减少摩擦力所做的功,应选取较短的纸带
D.在处理实验数据时,必须测出重物的质量
E.实验时应选用体积较小、密度较大的重物
(2)如果重物的质量用m表示,打点计时器的打点频率用f表示,则打点计时器从打下计数点1到打下计数点5的过程中,重物动能的增加量为____________,重力势能的减少量为___________。(用以上测量数据或已知的物理量表示)
(3)假设以O点所在的水平面为重力势能的零势能面,求出打下1、2、3、4、5、6点时重物的重力势能的和动能的值,以重力势能的减少量和动能的增加量为纵坐标,以重物下落的高度为横坐标,在图3中描绘出的图线为A、B,则动能的增加量与下落高度的关系图线为_____(选填“A”或“B”)。两图线没有重合的原因是____________________________。
12.(1)卡文迪什利用如图1所示的扭秤实验装置测量了引力常量,横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A,旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B,A、B两球表面的最近距离为L,两球间的万有引力大小为F。则可以表示出引力常量G=___________。
(2)在下列的实验中,与“卡文迪什扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是( )
A.探究力的合成规律 B.通过平面镜观察桌面的微小形变
C.探究加速度与力、质量的关系 D.探究小车速度随时间变化的规律
(3)2050年,我国宇航员登上某一未知天体,已知某天体半径为R、现要测得该天体质量,宇航员用如图2甲所示装置做了如下实验:悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图2乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔为0.10 s,照片中坐标为物体运动的实际距离,已知引力常量为G,则:
①由以实验数据,可推算出该星球表面的重力加速度g为_____________m/s2;(保留两位有效数字)
②该星球质量为______________。(用G、R、g表示)
四、解答题(10+12+14=36分)
13.将重物从高层楼房的窗外运到地面时,为安全起见,要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图,一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P,另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q,二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m=4.2 kg,重力加速度大小g=10 m/s2,当P绳与竖直方向的夹角α=37°时,Q绳与竖直方向的夹角β=53°。(sin37°=0.6)
(1)求此时P、Q绳中拉力的大小;
(2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h=10 m,求在重物下降到地面的过程中,两根绳子拉力对重物做的总功。
14.如图所示为游乐场“旋转飞椅”的简化原理图。处于水平面内的圆形转盘,可绕穿过其中心的竖直轴转动。让转盘由静止开始逐渐加速转动,经过一段时间后,游客与转盘一起做匀速圆周运动,达到稳定状态,此时轻绳与竖直方向夹角为θ。已知绳长为L且不可伸长,悬点与转轴中心的距离为r,座椅与游客可视为质点,总质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)轻绳拉力的大小T;
(2)转盘角速度的大小ω;
(3)从静止到稳定转动,轻绳拉力对座椅与游客做的功W。
15.如图甲所示,竖直面内固定有一光滑圆弧轨道BC,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角α=37°现将一质量为m=1 kg小滑块(可视为质点)从空中的A点以的初速度水平向左抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,沿着圆弧轨道运动到C点,小滑块到达C点时速度大小为7 m/s,经光滑水平段CD后,从D点滑上质量为M=1 kg的足够长的木板上,长木板上表面与CD段等高。图乙为木板开始运动后一段时间内的v~t图像,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)A、B两点的高度差h;
(2)圆弧轨道半径R;
(3)全过程中木板与地面因摩擦而产生的热量以及滑块与木板因摩擦产生的热量。
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