内容正文:
天津市南开中学滨海生态城学校2025-2026学年(上)
高一年级第二次限时训练物理学科试卷
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请用黑色签字笔将答案写在答题卡上
第I卷
本卷共10小题,每题4分,共40分
一、单项选择题(本题共6小题,每题4分,共24分)
1. 日本福岛核事故已经过去了4549天,人们正在逐渐谈忘这场灾难时,新的危机却在逼近.2023年8月24日13时(北京时间12时)整,福岛第一核电站“经过处理”的核污染水启动排海,经过17分钟,核污染水就经海底隧道流进了太平洋。日本计划今年排放31200吨,整个排海工作预计持续30年。关于本消息中涉及的时间和时刻,属于时刻的是( )
A. 4549天 B. 8月24日13时整
C. 17分钟 D. 30年
2. 物体甲的位移时间图像和物体乙的位移时间图像分别如图1、2所示,则这两个物体的运动情况是( )
A. 甲在整个6s时间内做往返运动,位移为零
B. 甲在整个6s时间内运动方向一直不变,位移大小为4m
C. 乙在整个6s时间内位移为6m
D. 乙在整个6s时间内运动方向一直不变,位移大小为4m
3. 将一个的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力方向与F成角,另一个分力为,则下列说法正确的是( )
A. 的大小不可能等于10N B. 的大小不可能小于6N
C. 的大小不可能小于6N D. 的方向可能与F平行
4. 下列图中各物体均处于静止状态.图中画出了小球所受的所有弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,绳子一端系在天花板上,另一端O悬挂一个重物,有一拉力F作用于O点且与水平方向成α角(),保持绳子拉力与竖直方向夹角不变,当角从开始缓慢增大时,重物始终处于平衡状态,以下说法正确的是( )
A. 拉力先减小后增大
B. 拉力先增大后减小
C. 拉力先增大后减小
D. 当时,拉力最小
6. 如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用细线水平拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态,已知重力加速度为g,则( )
A. A对地面的摩擦力方向向左 B. A对地面的压力大于(M+m)g
C. B对A的压力大小为mg D. 细线对小球的拉力大小为
二、多项选择题(每题4分,漏选2分,不选或选错0分)
7. 下列说法中正确的是( )
A. 物体受到摩擦力的同时必定受到了弹力
B. 滑动摩擦力的大小与物体所受重力成正比
C. 形状规则、质量分布均匀的物体重心一定在物体上
D. 静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体可以受到静摩擦力
8. 如图所示,直杆弯折成固定在竖直面内,OA段竖直,OB段水平,绕过光滑滑轮C的不可伸长的细线两端D、E分别固定在OA、OB上,质量为m的小球吊在滑轮下,静止时,DC段细线与竖直方向的夹角为,不计滑轮及细线的重力,重力加速度为g,则( )
A. 细线上的拉力大小为mg
B. 仅将D端缓慢沿杆向上移,细线上拉力不变
C. 仅将E端缓慢沿杆向左移,细线上拉力减小
D. 仅将D端缓慢沿杆向下移,在滑轮到达D端前,DC段细线有可能变水平
9. 如图所示,轻绳跨过固定在水平横梁右端的定滑轮挂住一个质量为的物体,,(杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则下列说法正确的是( )
A. 轻绳段的张力为
B. 杆对滑轮的作用力为
C. 若将绳端沿墙下移,使之再次平衡,则杆所受作用力变大
D. 若将绳端沿墙下移,使之再次平衡,则杆所受作用力变小
10. 打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸,进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左
B. 第10张纸与第11张之间的摩擦力大小为
C. 第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为
D. 若要系统能够持续的进纸,则应满足
第Ⅱ卷
本卷共2题,共60分。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 如图1、2所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置。橡皮条的一端固定,另一端点拴有细绳套。
(1)本实验采用的科学方法是_________。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)关于本实验,以下操作正确的是__________;
A. 实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行
B. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,两测力计的读数越大越好
C. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角越小越好
D. 每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向
(3)某次实验中根据实验结果画出的图如图2所示,________表示力和合力的实际测量值。(填F或)
(4)实验小组进行了图3、4的实验,先用5个钩码拉弹簧使之伸长至某个位置,并记录,如图3;然后再用两组钩码(一组3个钩码,一组4个钩码)拉伸弹簧,如图4。每个钩码质量均相同,第二次拉伸弹簧使伸长至位置,两次实验弹簧均处于水平。如果该实验中“力的平行四边形定则”得到验证,则图4中的和(绳子与竖直方向夹角)满足________。
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,实验装置如图1所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______(多选);
A. 采用控制变量的方法
B. 调节轨道的倾斜度,使小车在不受牵引时恰能静止在轨道上
C. 通过改变槽码的个数可以改变小车所受的拉力
D. 实验时无需满足小车质量远大于钩码质量
(2)图2所示为某次实验打出的一条纸带,选取点A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,则计数点E的读数为______cm,小车的加速度大小______。(保留2位有效数字)。
(3)本次实验最后得出来的加速度与力关系图像如图所示,此图线不过原点的主要原因是______________________________
四、解答题(共3小题,共44分)
13. 如图所示,光滑斜面固定在水平桌面上,斜面倾角,一挡板竖直固定在斜面上,质量为的光滑小球夹在斜面与挡板之间。(取,,)求:
(1)小球对挡板的弹力大小;
(2)小球对斜面的支持力大小。
14. 如图所示,质量为4kg的物体静止于水平面上,现用大小为20N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求:(取,,)
(1)当力作用在物体上时,物体的加速度是多大?
(2)若经过4秒撤掉这个力,求物体从撤掉力开始到停下来的位移大小是多少?
15. 如图所示,离地面足够高处有一竖直空管,管长为l=0.2m,M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动,同时在距空管N端面正下方d=0.25m处有一小球开始做自由落体运动,取g=10m/s2。求:
(1)若经过t1=0.2s,小球与N端面等高,求空管的速度大小v0;
(2)若经过t2=0.5s,小球在空管内部,求空管的速度大小v0应满足什么条件;
(3)若小球运动中未穿过M端面,为使小球在空管内部运动的时间最长,求v0的大小,并求出这个最长时间。
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高一年级第二次限时训练物理学科试卷
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请用黑色签字笔将答案写在答题卡上
第I卷
本卷共10小题,每题4分,共40分
一、单项选择题(本题共6小题,每题4分,共24分)
1. 日本福岛核事故已经过去了4549天,人们正在逐渐谈忘这场灾难时,新的危机却在逼近.2023年8月24日13时(北京时间12时)整,福岛第一核电站“经过处理”的核污染水启动排海,经过17分钟,核污染水就经海底隧道流进了太平洋。日本计划今年排放31200吨,整个排海工作预计持续30年。关于本消息中涉及的时间和时刻,属于时刻的是( )
A. 4549天 B. 8月24日13时整
C. 17分钟 D. 30年
【答案】B
【解析】
【详解】4549天、17分钟、30年均为时间段,8月24日13时整为时刻。
故选B。
2. 物体甲的位移时间图像和物体乙的位移时间图像分别如图1、2所示,则这两个物体的运动情况是( )
A. 甲在整个6s时间内做往返运动,位移为零
B. 甲在整个6s时间内运动方向一直不变,位移大小为4m
C. 乙在整个6s时间内位移为6m
D. 乙在整个6s时间内运动方向一直不变,位移大小为4m
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由位移时间图线的斜率表示瞬时速度,纵坐标的变化量表示位移,可知甲在整个时间内一直沿正向运动,总位移为
故A错误,B正确;
CD.由图线的斜率可知,乙在前3s内沿正向运动,后3s内沿负向运动,即做往返运动,总位移为
故CD错误。
故选B。
3. 将一个的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力方向与F成角,另一个分力为,则下列说法正确的是( )
A. 的大小不可能等于10N B. 的大小不可能小于6N
C. 的大小不可能小于6N D. 的方向可能与F平行
【答案】C
【解析】
【详解】AB.两个分力和合力只要能组成一个矢量三角形都是有可能的(即满足两边之和大于第三边),所以的大小有可能小于6N,也有可能等于10N,故AB错误;
C.合力与两个分力组成一个矢量三角形,由题图可得,当的方向与垂直时,有最小值,大小为
故C正确;
D.根据力的合成法则可知,不在一条直线上的两个分力和合力组成一个矢量三角形,所以的方向不可能与F平行,故D错误。
故选C。
4. 下列图中各物体均处于静止状态.图中画出了小球所受的所有弹力的情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.当水平面光滑时,根据平衡条件可知,该图中小球只受竖直向上的弹力,故A错误;
B.该图中小球只受竖直向上的弹力,若受,小球不能平衡,故B错误;
C.该图中小球受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对小球沿圆心连线斜向上方向的弹力,故C正确;
D.该图中小球受绳的拉力和球面对小球通过圆心斜向上的弹力,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,绳子一端系在天花板上,另一端O悬挂一个重物,有一拉力F作用于O点且与水平方向成α角(),保持绳子拉力与竖直方向夹角不变,当角从开始缓慢增大时,重物始终处于平衡状态,以下说法正确的是( )
A. 拉力先减小后增大
B. 拉力先增大后减小
C. 拉力先增大后减小
D. 当时,拉力最小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.以点研究对象,分析受力,根据平衡条件得知与绳子拉力的合力与重力总是大小相等、方向相反,由力的合成图(如下图)
可知当角逐渐增大时,绳子拉力越来越小,故AB错误;
CD.当与绳子垂直时,有最小值,根据几何关系,此时,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用细线水平拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。整个装置处于静止状态,已知重力加速度为g,则( )
A. A对地面的摩擦力方向向左 B. A对地面的压力大于(M+m)g
C. B对A的压力大小为mg D. 细线对小球的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.把A、B看成一个整体,对整体受力分析可知,整体受到的重力和地面对整体的支持力是一对平衡力,地面对整体没有摩擦力,即A对地面没有摩擦力,A错误;
B.由平衡条件可知,地面对A的支持力大小为
由牛顿第三定律可知A对地面的压力大小为,故B错误;
CD.对光滑球B受力分析,如图
由平衡条件得,
根据几何知识得,
解得A对B的支持力大小为
由牛顿第三定律可知B对A的压力大小为
解得细线对光滑球B的拉力大小为,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(每题4分,漏选2分,不选或选错0分)
7. 下列说法中正确的是( )
A. 物体受到摩擦力的同时必定受到了弹力
B. 滑动摩擦力的大小与物体所受重力成正比
C. 形状规则、质量分布均匀的物体重心一定在物体上
D. 静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体可以受到静摩擦力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据摩擦力产生的条件可知,物体受到摩擦力的同时必定受到了弹力,故A正确;
B.滑动摩擦力的大小与物体与接触面间的压力成正比,不一定与物体所受重力成正比,故B错误;
C.形状规则、质量分布均匀的物体重心不一定在物体上,比如质量分布均匀的圆环,重心在圆心上,不在圆环上,故C错误;
D.静止的物体可以受到滑动摩擦力,比如物块在水平地面上滑行,水平地面受到物块的滑动摩擦力作用;运动的物体可以受到静摩擦力,比如物块与倾斜传送带相对静止一起向上匀速运动,物块受到沿传送带向上的静摩擦力作用,故D正确。
故选AD。
8. 如图所示,直杆弯折成固定在竖直面内,OA段竖直,OB段水平,绕过光滑滑轮C的不可伸长的细线两端D、E分别固定在OA、OB上,质量为m的小球吊在滑轮下,静止时,DC段细线与竖直方向的夹角为,不计滑轮及细线的重力,重力加速度为g,则( )
A. 细线上的拉力大小为mg
B. 仅将D端缓慢沿杆向上移,细线上拉力不变
C. 仅将E端缓慢沿杆向左移,细线上拉力减小
D. 仅将D端缓慢沿杆向下移,在滑轮到达D端前,DC段细线有可能变水平
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据对称性可知,DC段细线、EC段细线与竖直方向夹角相等,设细线上的拉力为,对滑轮与小球进行分析,根据平衡条件有
解得
故A错误;
B.令细线长为L,DE水平方向的间距为d,DC段细线、EC段细线与竖直方向夹角相等,令为,根据几何关系可知
根据平衡条件有
若仅将D端缓慢沿杆向上移,则细线与竖直方向的夹角不变,可知细线拉力大小不变,故B正确;
C.若仅将E端缓慢沿杆向左移,DE水平方向的间距为d减小,结合上述可知,细线与竖直方向的夹角变小,则拉力减小,故C正确;
D.仅将D端缓慢沿杆向下移,在滑轮到达D端前,结合上述可知,滑轮两边细线与竖直方向的夹角始终相等,因此DC段细线始终不可能变成水平,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,轻绳跨过固定在水平横梁右端的定滑轮挂住一个质量为的物体,,(杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则下列说法正确的是( )
A. 轻绳段的张力为
B. 杆对滑轮的作用力为
C. 若将绳端沿墙下移,使之再次平衡,则杆所受作用力变大
D. 若将绳端沿墙下移,使之再次平衡,则杆所受作用力变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力,同一条绳上拉力相等,所以轻绳段的张力为,故A正确;
B.取点为研究对象,进行受力分析如图所示
根据几何关系可得
方向和水平方向成向斜右上方,即杆对滑轮的作用力为,故B错误;
CD.若将绳端沿墙下移,使之再次平衡,悬挂物体质量不变,绳上的拉力不变,两端绳之间的夹角变小,由平行四边形定则可知,则绳对杆的作用力变大,故C正确,D错误。
故选 AC。
10. 打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸,进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A. 第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左
B. 第10张纸与第11张之间的摩擦力大小为
C. 第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为
D. 若要系统能够持续的进纸,则应满足
【答案】AC
【解析】
【详解】A.第2张纸受到第1张纸的滑动摩擦力向右,所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左,故A正确;
BC.工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为F+mg,所以第2张以下的纸没有运动,只有运动趋势,所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,大小均为,故B错误,C正确;
D.搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为,第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为
若要系统能够持续的进纸,有
通常情况下,
可得,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷
本卷共2题,共60分。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 如图1、2所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置。橡皮条的一端固定,另一端点拴有细绳套。
(1)本实验采用的科学方法是_________。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)关于本实验,以下操作正确的是__________;
A. 实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行
B. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,两测力计的读数越大越好
C. 用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角越小越好
D. 每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向
(3)某次实验中根据实验结果画出的图如图2所示,________表示力和合力的实际测量值。(填F或)
(4)实验小组进行了图3、4的实验,先用5个钩码拉弹簧使之伸长至某个位置,并记录,如图3;然后再用两组钩码(一组3个钩码,一组4个钩码)拉伸弹簧,如图4。每个钩码质量均相同,第二次拉伸弹簧使伸长至位置,两次实验弹簧均处于水平。如果该实验中“力的平行四边形定则”得到验证,则图4中的和(绳子与竖直方向夹角)满足________。
【答案】(1)B (2)D
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
本实验主要采用的科学方法是等效替代法,故选B。
【小问2详解】
AD.实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计必须与木板平行,且每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向,故A错误,D正确;
BC.为减小实验误差,用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角和两测力计的读数都不能太小或太大,故BC错误。
故选D。
【小问3详解】
由于实验存在误差,和合力的实际测量值与理论值有偏差,故选。
【小问4详解】
由题图可知,其第二次拉伸时,两个力在竖直方向上的合力为零,设单个钩码的质量为m,有
两个力在水平方向上的合力为5mg,有
解得
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,实验装置如图1所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______(多选);
A. 采用控制变量的方法
B. 调节轨道的倾斜度,使小车在不受牵引时恰能静止在轨道上
C. 通过改变槽码的个数可以改变小车所受的拉力
D. 实验时无需满足小车质量远大于钩码质量
(2)图2所示为某次实验打出的一条纸带,选取点A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,则计数点E的读数为______cm,小车的加速度大小______。(保留2位有效数字)。
(3)本次实验最后得出来的加速度与力关系图像如图所示,此图线不过原点的主要原因是______________________________
【答案】(1)AC (2) ①. 3.70 ②. 0.20
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
A.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中利用控制变量法,来判断小车质量不变时外力与加速度的关系,故A正确;
B.调节轨道的倾斜度,使小车能在轨道上做匀速直线运动(即打出的纸带点迹均匀),才能判断为平衡好了摩擦力,故B错误;
C.实验中近似将槽码的重力当成细绳的拉力,所以改变槽码的数量可以改变小车所受的拉力,故C正确;
D.实验中槽码与小车一起运动,具有相同大小的加速度,只有当小车质量远大于槽码质量时,才能近似认为绳的拉力与槽码重力相等,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1]图中最小一格表示1mm,根据读数规则,E点的读数为3.70cm。
[2]根据运动学公式
利用逐差法,代入数据后有
【小问3详解】
图像中拉力时小车的加速度,说明平衡摩擦力过度,即木板的倾斜角度过大。
四、解答题(共3小题,共44分)
13. 如图所示,光滑斜面固定在水平桌面上,斜面倾角,一挡板竖直固定在斜面上,质量为的光滑小球夹在斜面与挡板之间。(取,,)求:
(1)小球对挡板的弹力大小;
(2)小球对斜面的支持力大小。
【答案】(1)30N (2)50N
【解析】
【小问1详解】
小球静止时受力平衡,对小球受力分析,受到的三个力可以围成首尾相连的三角形,如图所示
所以挡板对小球的弹力
根据相互作用力原理,小球对挡板的弹力也为30N。
【小问2详解】
小球受到的斜面对小球的支持力为
根据相互作用力原理,小球对斜面的弹力为50N。
14. 如图所示,质量为4kg的物体静止于水平面上,现用大小为20N、与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿水平面做匀加速运动。物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,求:(取,,)
(1)当力作用在物体上时,物体的加速度是多大?
(2)若经过4秒撤掉这个力,求物体从撤掉力开始到停下来的位移大小是多少?
【答案】(1)
(2)0.4m
【解析】
【小问1详解】
对物体受力分析,在竖直方向上受力平衡,有
滑动摩擦力的大小为
在水平方向上有
代入全部数据后,可解得
【小问2详解】
外力作用4s后物体的速度为
撤去外力后,物体在滑动摩擦力的作用下做减速运动,此时的摩擦力
可解得
根据运动学方程,物体做减速运动的过程运动的位移为
15. 如图所示,离地面足够高处有一竖直空管,管长为l=0.2m,M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的速度向下做匀速直线运动,同时在距空管N端面正下方d=0.25m处有一小球开始做自由落体运动,取g=10m/s2。求:
(1)若经过t1=0.2s,小球与N端面等高,求空管的速度大小v0;
(2)若经过t2=0.5s,小球在空管内部,求空管的速度大小v0应满足什么条件;
(3)若小球运动中未穿过M端面,为使小球在空管内部运动的时间最长,求v0的大小,并求出这个最长时间。
【答案】(1) 2.25m/s;(2) 3m/s≤v0≤3.4m/s;(3) 3m/s, 0.4s
【解析】
【详解】(1)当球与N点等高时,由位移公式可得
解得
v0=2.25m/s
(2)若v0最小时,球恰好运动到与N点等高,由位移公式可得
得
v0min=3m/s
若v0最大时,球恰好运动到与M点等高,由位移公式可得
解得
v0max=3.4m/s
空管的速度大小v0应满足
3m/s≤v0≤3.4m/s
(3)当小球运动到M处恰好与管共速,此情况小球在空管内部运动的时间最长,则:
,
解得
,
小球与N点等高时,则
解得
t4=0.1s或t4=0.5s
即t=0.1s时,小球刚进入空管N端,t=0.5s时,小球恰好离开空管N端,则小球在空管内部运动的最长时间为
tm= 0.5s-0.1s=0.4s
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