内容正文:
泰宁一中2025-2026学年下学期第一次阶段考试
高一物理
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共4题,每题只有一个正确答案,每小题5分,共20分)
1. 做匀速圆周运动的物体,不变的物理量是( )
A. 线速度 B. 向心力
C. 向心加速度 D. 周期
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动线速度是矢量,大小不变,方向为切线方向,时刻变化,故A错误;
BC.匀速圆周运动向心力和向心加速度都是矢量,大小不变,但方向都指向圆心,时刻变化,故BC错误;
D.周期是标量,匀速圆周运动的周期固定,故D正确。
故选D。
2. 如图是自行车的传动系统,A、B、C三点分别是大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的点,关于三点线速度和角速度大小关系正确的是( )
A. C点线速度最大 B. A点角速度最大
C. A、B两点角速度相同 D. B、C两点线速度大小相同
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.由图可知,A、B两点为皮带传动,有相同的线速度,即
B、C两点为同轴传动,有相同的角速度,即
对B、C两点,根据,因C点半径更大,故,综上分析可知C点线速度最大,故A正确,CD错误;
B.因A点半径更大,且,根据可得;又,故A点角速度最小,故B错误。
故选A。
3. 某同学以初速度将质量为m的实心球斜向上抛出,出手点离地高为,球在空中运动的部分轨迹如图所示,运动中球离地的最大高度为。以地面为零势能面,忽略空气阻力,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 球离手后做变加速曲线运动
B. 球在最高点机械能为
C. 该同学抛球过程对球做的功为
D. 球落地前瞬间的机械能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于忽略空气阻力,球离手后只受重力作用,则加速度为重力加速度,因此球做匀变速曲线运动,A错误;
B.球离手后做斜向上抛运动,设初速度方向与水平方向夹角为θ,在水平方向则有
在竖直方向则有
球在最高点时,竖直方向的分速度是零,水平方向的分速度不变,因此在最高点机械能为
B错误;
C.设该同学抛球过程对球做的功为,由动能定理可得
C错误;
D.由题意可知,球从抛出到落地前瞬间,忽略空气阻力,则球只受重力作用,因此机械能守恒,所以球落地前瞬间的机械能为,D正确。
故选D。
4. 如图左,水平转盘可绕竖直轴在水平面内转动,轴上装有传感器。长L的细绳一端固定在传感器上,另一端系有的小物块,细绳伸直但不紧绷。水平转盘开始逐渐加速,传感器测得细绳拉力F与转盘角速度的平方关系图如下,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,则( )
A. 细绳对物块的拉力提供物块的向心力
B. 物块与转盘间动摩擦因数为0.5
C. 细绳长
D. 仅增大细绳的长度,图线与横轴的交点不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.当转盘角速度较小时,物块的向心力由静摩擦力提供;当角速度增大到一定程度,细绳绷紧后,向心力由最大静摩擦力和细绳的拉力共同提供,故A错误;
BC.由图可知时,此时静摩擦力达到最大,之后,细绳开始有拉力,对物块,根据牛顿第二定律有
解得
结合图像可得斜率
解得
纵截距
解得,故B错误,C正确;
D.根据
当时,解得
可知仅增大细绳的长度,图线与横轴的交点变小,即图线与横轴的交点左移,故D错误。
故选C。
二、双项选择题(以下每题均有2个正确答案,每小题6分,漏选得3分,共24分)
5. “滑草”是一项趣味性很强的户外活动。如图所示为小孩坐滑草板沿倾斜草坡加速下滑,则此过程中( )
A. 小孩所受的重力不做功 B. 小孩所受的合外力做正功
C. 草坡对滑草板的摩擦力做负功 D. 草坡对滑草板的支持力做负功
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小孩坐滑草板沿倾斜草坡加速下滑,高度下降,小孩所受的重力做正功,故A错误;
B.小孩加速下滑,速度逐渐增大,动能增大,根据动能定理,可知小孩所受的合外力做正功,故B正确;
C.摩擦力与小孩的位移相反,草坡对滑草板的摩擦力做负功,故C正确;
D.草坡对滑草板的支持力与位移垂直,则不做功,故D错误。
故选BC。
6. 如图所示,用长为L细线悬挂一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,细线与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,则
A. 细线的拉力大小为
B. 小球运动的加速度大小为 gsinθ
C. 小球运动的角速度大小为
D. 小球运动的线速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】
如图所示对小球进行受力分析,可知T和G的合力等于向心力,,,,,,,所以AC正确BD错误
7. 一块物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度大小取10m/s2。则( )
A. 物块下滑过程中机械能不守恒
B. 物块与斜面间的摩擦力大小为4N
C. 物块下滑时合外力的大小为6N
D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由题图可知,动能和重力势能之和减小,机械能不守恒,故A正确;
B.设斜面倾角为,有sin=0.6,cos=0.8,由动能定理有
解得,故B正确;
C.初始时重力势能
其中h=3m,则m=1kg
由题图可知,物块到达底端时动能为10J,由
可得,故C错误;
D.由图可知,下滑2.0m时,动能、重力势能之和为22J,故机械能损失8J,故D错误。
故选AB。
8. 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能与位移s的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出( )
A. 汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B. 汽车的额定功率为40kW
C. 汽车前500m加速运动的时间为16.25s
D. 汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设汽车行驶过程中所受地面的阻力大小为f,根据图线①,并结合动能定理有
其中,
联立解得,故A错误;
B.由图可知汽车的最大动能为
根据
解得汽车的最大行驶速度为
当汽车以最大速度行驶时,牵引力与阻力大小相等,所以汽车的额定功率为,故B错误;
C.设汽车前500m加速运动的时间为t,根据动能定理有
其中,s2=500m
联立解得,故C正确;
D.开启储能装置后,根据能量守恒定律,可知初始动能转化为克服阻力的功和储存的电能,根据图线②可得
其中
联立解得,故D正确。
故选CD。
三、填空实验(共21分)
9. 如图,做匀速圆周运动的质点在2s内由A点运动到B点,AB弧长为4m,所对的圆心角为,该质点的线速度大小为_________,角速度大小为_________。
【答案】 ①. 2 ②.
【解析】
【详解】[1]根据线速度定义式
解得该质点的线速度大小为
[2]根据角速度定义式
解得该质点的角速度大小为
10. 质量为的汽车在平直公路上行驶,阻力大小恒为。若它以的速度匀速行驶,则发动机的实际功率为__________W;若它以的加速度匀加速行驶,当速度为时,发动机的实际功率为__________W。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]若它以的速度匀速行驶,此时牵引力大小为
此时发动机的实际功率为
[2]若它以的加速度匀加速行驶,当速度为时,根据牛顿第二定律可得
解得牵引力大小为
此时发动机的实际功率为
11. 一质量为m的汽车通过半径为R的拱形桥,以速度经过最高点时,向心加速度大小________,汽车对桥面的压力大小________(重力加速度为g)。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]向心加速度大小
[2]汽车在最高点,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,可知汽车对桥面的压力大小
12. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为,变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合,每层半径之比由上至下分别为、和。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,我们主要用到了物理学中的______。
A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 转化法
(2)将传动皮带调至第“三”层塔轮,同时将质量相同的小球放在A、C处,其角速度之比为______。
(3)某同学将质量相等两小球分别放在槽中B和C位置,并将传动皮带调至图乙中的第二层,转动手柄,则B和C两小球的向心力之比为______。
【答案】(1)B (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验探究向心力F的大小与小球质量m关系时,保持r、不变;探究向心力F的大小与角速度的关系时,保持r,m不变;探究向心力F的大小和半径r之间的关系时,保持m、不变,所以实验中采用的实验方法是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
变速塔轮边缘处的线速度相等,根据可知,左、右塔轮的角速度之比为,则A、C处小球的角速度之比为。
【小问3详解】
将传动皮带调至图乙中的第二层,变速塔轮边缘处的线速度相等,根据可知,左、右塔轮的角速度之比为,则B、C处小球的角速度之比为
又
则根据可知,B和C位置两小球的向心力之比为
13. 如图,在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)以下操作不当的是_______(填选项前面的代号)
A. 打点计时器接在直流电源上
B. 操作时先通电再放纸带
(2)实验正确操作得到的一条纸带如图乙所示,已知两相邻计数点间的时间间隔为,重力加速度为。为了验证0点到5点间的机械能是否守恒,测得重锤的质量为,0点到4、5、6点间的距离分别为、、,则0点到5点间重力势能的减少量为______(用题中给出物理量的符号表示),下列运算打计数点5时重锤动能的表达式正确的是______(填选项前面的代号)
A. B.
【答案】 ①. A ②. ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]
A. 打点计时器应接在交流电源上,A错误,满足题意要求;
B. 操作时应先接通打点计时器电源,待打点稳定后再放纸带,B正确,不满足题意要求。
故选A。
(2)[2]0点到5点间重力势能的减少量为
[3]由于重锤下落时不可避免受到阻力的作用,使得重锤的实际加速度小于重力加速度,根据匀变速直线运动中间时刻速度等于这段时间的平均速度,打计数点5时重锤的速度为
则打计数点5时重锤动能的表达式为
A正确,B错误。
故选A。
四、计算题
14. 如图,质量为m的物块沿半径为R的圆弧轨道的顶端A由静止滑下,通过最低点B的速度大小为(g为当地重力加速度),求:
(1)物块下滑过程中重力做的功;
(2)通过B点时轨道对物块的支持力大小;
(3)这一过程中物块克服摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块在下滑过程中,高度下降,重力做功为
【小问2详解】
物块在B点,根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
物块从A点到B点,根据动能定理有
解得物块克服摩擦力做的功
15. 质量5t的汽车,额定功率是60kW,在水平路面上行驶的最大速度为,设它所受运动阻力保持不变。
(1)则汽车受到的运动阻力是多少?
(2)在额定功率下行驶,当汽车速度为时的加速度为多少?
(3)若汽车由静止开始启动,全程保持功率为额定功率,启动后2s内行驶了7.5m,求此时汽车的速度大小为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当汽车的速度达到最大时,牵引力最小,与阻力相等,根据
其中,,代入解得
【小问2详解】
在额定功率下行驶,设当汽车速度为时牵引力为,根据
代入数据解得
根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
若汽车由静止开始启动,全程保持功率为额定功率,设经2s末速度为,根据动能定理有
解得
16. 如图甲,水平桌面离地,上面固定一光滑曲面,下端A切线水平,与一半径R可调节的光滑圆形轨道相连,在最高点B处装有压力传感器,可测出物体对轨道压力F,AC段长.将质量的小物块从高处的O点由静止释放,物块通过圆形轨道后恰好停在C点。
(1)求物块通过A点速度大小以及物块与桌面间动摩擦因数;
(2)现将AC截去一段x,物块飞出桌面后下正好落到C点正下方,求?
(3)调节圆形轨道的半径R,并记录传感器的读数F,得出图像如图乙,求出a、b的值。
【答案】(1)4m/s,0.4
(2)0.72m (3),
【解析】
【小问1详解】
物块从O点到A点,根据动能定理有
解得
物块从A点到C点,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
将AC截去一段x,设物块滑离桌面时速度为,根据动能定理有
解得
物块做平抛运动,在竖直方向上有
解得
在水平方向上有
解得
【小问3详解】
物块从A点到B点,根据动能定理有
在B点,根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律,可知物体对轨道压力,即
结合图乙,可知当时,代入上式,可得
解得
当时,代入上式,可得
解得
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泰宁一中2025-2026学年下学期第一次阶段考试
高一物理
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单项选择题(本题共4题,每题只有一个正确答案,每小题5分,共20分)
1. 做匀速圆周运动的物体,不变的物理量是( )
A. 线速度 B. 向心力
C. 向心加速度 D. 周期
2. 如图是自行车的传动系统,A、B、C三点分别是大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的点,关于三点线速度和角速度大小关系正确的是( )
A. C点线速度最大 B. A点角速度最大
C. A、B两点角速度相同 D. B、C两点线速度大小相同
3. 某同学以初速度将质量为m的实心球斜向上抛出,出手点离地高为,球在空中运动的部分轨迹如图所示,运动中球离地的最大高度为。以地面为零势能面,忽略空气阻力,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 球离手后做变加速曲线运动
B. 球在最高点机械能为
C. 该同学抛球过程对球做的功为
D. 球落地前瞬间的机械能为
4. 如图左,水平转盘可绕竖直轴在水平面内转动,轴上装有传感器。长L的细绳一端固定在传感器上,另一端系有的小物块,细绳伸直但不紧绷。水平转盘开始逐渐加速,传感器测得细绳拉力F与转盘角速度的平方关系图如下,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,则( )
A. 细绳对物块的拉力提供物块的向心力
B. 物块与转盘间动摩擦因数为0.5
C. 细绳长
D. 仅增大细绳的长度,图线与横轴的交点不变
二、双项选择题(以下每题均有2个正确答案,每小题6分,漏选得3分,共24分)
5. “滑草”是一项趣味性很强的户外活动。如图所示为小孩坐滑草板沿倾斜草坡加速下滑,则此过程中( )
A. 小孩所受的重力不做功 B. 小孩所受的合外力做正功
C. 草坡对滑草板的摩擦力做负功 D. 草坡对滑草板的支持力做负功
6. 如图所示,用长为L细线悬挂一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,细线与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,则
A. 细线的拉力大小为
B. 小球运动的加速度大小为 gsinθ
C. 小球运动的角速度大小为
D. 小球运动的线速度大小为
7. 一块物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度大小取10m/s2。则( )
A. 物块下滑过程中机械能不守恒
B. 物块与斜面间的摩擦力大小为4N
C. 物块下滑时合外力的大小为6N
D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
8. 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能与位移s的关系图像如图所示,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出( )
A. 汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
B. 汽车的额定功率为40kW
C. 汽车前500m加速运动的时间为16.25s
D. 汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为
三、填空实验(共21分)
9. 如图,做匀速圆周运动的质点在2s内由A点运动到B点,AB弧长为4m,所对的圆心角为,该质点的线速度大小为_________,角速度大小为_________。
10. 质量为的汽车在平直公路上行驶,阻力大小恒为。若它以的速度匀速行驶,则发动机的实际功率为__________W;若它以的加速度匀加速行驶,当速度为时,发动机的实际功率为__________W。
11. 一质量为m的汽车通过半径为R的拱形桥,以速度经过最高点时,向心加速度大小________,汽车对桥面的压力大小________(重力加速度为g)。
12. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为,变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合,每层半径之比由上至下分别为、和。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,我们主要用到了物理学中的______。
A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 转化法
(2)将传动皮带调至第“三”层塔轮,同时将质量相同的小球放在A、C处,其角速度之比为______。
(3)某同学将质量相等两小球分别放在槽中B和C位置,并将传动皮带调至图乙中的第二层,转动手柄,则B和C两小球的向心力之比为______。
13. 如图,在“验证机械能守恒定律”的实验中:
(1)以下操作不当的是_______(填选项前面的代号)
A. 打点计时器接在直流电源上
B. 操作时先通电再放纸带
(2)实验正确操作得到的一条纸带如图乙所示,已知两相邻计数点间的时间间隔为,重力加速度为。为了验证0点到5点间的机械能是否守恒,测得重锤的质量为,0点到4、5、6点间的距离分别为、、,则0点到5点间重力势能的减少量为______(用题中给出物理量的符号表示),下列运算打计数点5时重锤动能的表达式正确的是______(填选项前面的代号)
A. B.
四、计算题
14. 如图,质量为m的物块沿半径为R的圆弧轨道的顶端A由静止滑下,通过最低点B的速度大小为(g为当地重力加速度),求:
(1)物块下滑过程中重力做的功;
(2)通过B点时轨道对物块的支持力大小;
(3)这一过程中物块克服摩擦力做的功。
15. 质量5t的汽车,额定功率是60kW,在水平路面上行驶的最大速度为,设它所受运动阻力保持不变。
(1)则汽车受到的运动阻力是多少?
(2)在额定功率下行驶,当汽车速度为时的加速度为多少?
(3)若汽车由静止开始启动,全程保持功率为额定功率,启动后2s内行驶了7.5m,求此时汽车的速度大小为多少?
16. 如图甲,水平桌面离地,上面固定一光滑曲面,下端A切线水平,与一半径R可调节的光滑圆形轨道相连,在最高点B处装有压力传感器,可测出物体对轨道压力F,AC段长.将质量的小物块从高处的O点由静止释放,物块通过圆形轨道后恰好停在C点。
(1)求物块通过A点速度大小以及物块与桌面间动摩擦因数;
(2)现将AC截去一段x,物块飞出桌面后下正好落到C点正下方,求?
(3)调节圆形轨道的半径R,并记录传感器的读数F,得出图像如图乙,求出a、b的值。
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