内容正文:
高一物理
(试卷总分:100分 考试时间:75分钟)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10道选择题,单选4分,多选6分,共46分。在每小题给出的四个选项中。1~7题只有一项符合题目要求;8~10题有多项符合要求,少选漏选得3分,选错不得分。
1. 打水漂是一项休闲活动,核心是让扁平物体在水面连续弹跳。在某次用石子打水漂时,在空中竖直平面内有一段石子从M点运动到N点的轨迹MN,如图所示。当石子经过P点时,下列关于石子速度v的方向、受到合力F的方向的图示可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,教室内安装有可以沿水平方向滑动的黑板,黑板不动时,A同学从上向下画竖线,粉笔由上端从静止开始画到下端时停止,当B同学以某一速度向左匀速拉动黑板的同时,A同学用粉笔在黑板上重复前面的画线动作,则粉笔在黑板上画出的轨迹可能为乙图中的( )
A. B.
C. D.
3. 某同学准备参加秋季运动会跳绳项目,在傍晚用内嵌多个彩灯的塑料绳练习跳绳,照片记录了彩灯在曝光时间内的运动轨迹。彩灯的运动可视为匀速圆周运动,相机本次曝光时间是,圆弧对应的圆心角约为60°,则该同学一分钟跳绳的个数约为( )
A. 100 B. 200 C. 300 D. 400
4. 如图所示,轻质细绳绕过光滑定滑轮,一端系着质量为m的重物,人拉着另一端以速度v沿水平地面向左匀速移动。经过图示位置时,细绳与水平方向的夹角为。在人匀速移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物处于失重状态
B. 重物以速度v匀速上升
C. 重物受到细绳的拉力等于它的重力
D. 当时,人与重物的速度大小之比为
5. 如图所示,甲、乙两个小球分别以初速度,从固定斜面的顶端水平抛出,分别落到斜面上的A、B两点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球在空中运动时间之比为1∶2
B. 甲、乙两球在空中运动时间之比为1∶4
C. 甲、乙两球接触斜面的瞬间,速度方向与斜面夹角不同
D. 甲、乙两球运动过程中离斜面最远距离之比为
6. 如图,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中有A、B、C三点,这三点所在处半径关系如图所示,则这三点的各物理量之间的关系是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做半径为的圆周运动,小球直径略小于管道内径,ab为过圆心的水平线,已知重力加速度为g。则小球( )
A. 经最高点的最小速度为
B. 经最高点的速度越大,对管壁的弹力一定越大
C. 在ab上方运动时,对内侧管壁可能有作用力
D. 在ab下方运动时,对内侧管壁可能有作用力
8. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的合力一定指向圆心
B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C. 平抛运动的物体只受重力作用
D. 平抛运动在相等时间里的速度变化量时刻改变
9. 如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空中甩动,使杯在水平面内做圆周运动,来感受向心力。则下列说法中正确的是( )
A. 保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大
B. 保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将变小
C. 保持质量、角速度不变;增大绳长,绳对手的拉力将增大
D. 保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将变小
10. 如图,一水平圆转台上放有质量均为的物块和,两物块间用轻绳连接,轻绳伸直但无弹力,分别放置在转台同一直径的两侧,物块和距离转台中心转轴的距离分别为和,物块与转台间的动摩擦因数均为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,物块和均可视为质点。现逐渐增大转台的转速,下列说法正确的是( )
A. 当转台的角速度大于时,绳子才会产生张力
B. 当两物块都将要相对转台滑动时,转台的角速度为
C. 当两物块都将要相对转台滑动时,绳子的拉力大小为
D. 当转台的角速度等于时,物块不受摩擦力
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是:小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地;
(2)上述现象说明:平抛运动的时间与初速度大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动;
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点,结合实验中重锤方向确定坐标系,丙图中小方格的边长均为L,重力加速度为g,则小球运动中水平分速度的大小为______。(可用根号表示)
12. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图;其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的甲球和乙球、质量为m的丙球。
(1)下列实验与本实验方法相同的是______;
A. 探究平抛运动的特点 B. 探究弹簧形变量与力的关系
C. 探究加速度与力和质量的关系 D. 探究两个互成角度的力的合成规律
(2)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应选择甲球和______球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在AC位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则AC位置处的小球转动所需的向心力之比为______,AC两个挡板角速度之比为______。
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答时须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位。
13. 将一个小球以的速度从的高度水平抛出,落在水平地面上。不计空气阻力,g取。求:
(1)小球在空中运动的时间t;
(2)小球抛出点与落地点之间的水平距离x;
(3)小球落地时速度v的大小和方向与水平夹角的正切值。
14. 春节是阖家欢乐的日子,为了庆祝这份喜悦,很多地方燃放烟花爆竹,但由于燃放不当,一些地方遭受了山火的侵袭,各地方积极组织直升机灭火。某次飞行过程中,运送的水在水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间t的关系图像如图a、b所示,假设该直升机一次可运送5吨水。关于某次运送水的运动,求:(结果可用根号表示)
(1)水在第1s时的加速度大小;
(2)4s时水的速度大小以及整个过程水的位移大小;
(3)水到达的最大高度。
15. 如图所示,竖直线AB为竖直光滑半圆弧轨道的直径,其半径,A端切线水平,水平轨道BC与半径的光滑竖直圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道AB,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD,B点与C点的距离,重力加速度。求:
(1)小球在A点对圆弧轨道的压力大小F;
(2)小球在圆弧上C点受到的支持力大小。
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高一物理
(试卷总分:100分 考试时间:75分钟)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10道选择题,单选4分,多选6分,共46分。在每小题给出的四个选项中。1~7题只有一项符合题目要求;8~10题有多项符合要求,少选漏选得3分,选错不得分。
1. 打水漂是一项休闲活动,核心是让扁平物体在水面连续弹跳。在某次用石子打水漂时,在空中竖直平面内有一段石子从M点运动到N点的轨迹MN,如图所示。当石子经过P点时,下列关于石子速度v的方向、受到合力F的方向的图示可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当石子经过P点时,石子速度v的方向应为轨迹的切线方向,且受到合力F应指向轨迹的凹侧,故B选项的图示可能正确。
故选B。
2. 如图所示,教室内安装有可以沿水平方向滑动的黑板,黑板不动时,A同学从上向下画竖线,粉笔由上端从静止开始画到下端时停止,当B同学以某一速度向左匀速拉动黑板的同时,A同学用粉笔在黑板上重复前面的画线动作,则粉笔在黑板上画出的轨迹可能为乙图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】粉笔由上端从静止开始画到下端时停止,表明竖直方向上先向下做加速运动,后向下做减速运动,加速度方向先向下后向上,B同学以某一速度向左匀速拉动黑板的同时,则粉笔相对于黑板水平方向向右做匀速直线运动,根据运动的合成可知,粉笔相对于黑板先做加速度方向向下的匀变速曲线运动,之后做加速度方向向上的匀变速曲线运动,由于合力方向指向轨迹内侧,第四个选择项满足要求。
故选D。
3. 某同学准备参加秋季运动会跳绳项目,在傍晚用内嵌多个彩灯的塑料绳练习跳绳,照片记录了彩灯在曝光时间内的运动轨迹。彩灯的运动可视为匀速圆周运动,相机本次曝光时间是,圆弧对应的圆心角约为60°,则该同学一分钟跳绳的个数约为( )
A. 100 B. 200 C. 300 D. 400
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知跳绳的转动角速度为
所以每秒跳绳的圈数为,每分钟能跳300个。
故选C。
4. 如图所示,轻质细绳绕过光滑定滑轮,一端系着质量为m的重物,人拉着另一端以速度v沿水平地面向左匀速移动。经过图示位置时,细绳与水平方向的夹角为。在人匀速移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物处于失重状态
B. 重物以速度v匀速上升
C. 重物受到细绳的拉力等于它的重力
D. 当时,人与重物的速度大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】将人的速度分解为沿细绳方向和垂直细绳方向,重物的速度等于沿绳方向的速度,则有
ABC.由于人向左匀速移动,则逐渐减小,逐渐增大,则重物向上做加速运动;加速度向上,所以重物处于超重状态;根据牛顿第二定律可知,重物受到细绳的拉力一定大于它的重力,故ABC错误;
D.当时,
人与重物的速度大小之比为,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,甲、乙两个小球分别以初速度,从固定斜面的顶端水平抛出,分别落到斜面上的A、B两点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球在空中运动时间之比为1∶2
B. 甲、乙两球在空中运动时间之比为1∶4
C. 甲、乙两球接触斜面的瞬间,速度方向与斜面夹角不同
D. 甲、乙两球运动过程中离斜面最远距离之比为
【答案】A
【解析】
【详解】AB。设斜面的倾角为,由于两次均落至斜面,位移偏角相同,可得
可得
由题意知,甲、乙两球初速度之比为1∶2,两球在空中运动时间之比为1∶2,故A正确,B错误;
C.由于两次均落至斜面,位移偏角相同,设速度与水平方向的夹角为,根据平抛运动的推论可得,则甲、乙两球接触斜面的瞬间,速度方向与水平方向的夹角相同,即速度方向与斜面夹角相同,故C错误;
D.离斜面的最远距离为
由题意可知,甲、乙两球初速度之比为1∶2,则甲、乙两球运动过程中离斜面最远距离之比为1∶4,故D错误。
故选A。
6. 如图,两轮用皮带传动,皮带不打滑,图中有A、B、C三点,这三点所在处半径关系如图所示,则这三点的各物理量之间的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、B两点也在皮带上,则线速度相同,即
而B、C两点同轴转动,其角速度相同,即
由于
则根据可得,
则有,
由可得
故选B。
7. 如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做半径为的圆周运动,小球直径略小于管道内径,ab为过圆心的水平线,已知重力加速度为g。则小球( )
A. 经最高点的最小速度为
B. 经最高点的速度越大,对管壁的弹力一定越大
C. 在ab上方运动时,对内侧管壁可能有作用力
D. 在ab下方运动时,对内侧管壁可能有作用力
【答案】C
【解析】
【详解】AB.在最高点,当速度时,内壁对小球有支持力,根据牛顿第二定律可得,解得
当速度越大时,支持力越小,结合牛顿第三定律可知,对管壁的弹力越小。
当时,速度有最小值0,故AB错误;
C.小球在过圆心的水平线上方运动时,小球的速度如果比较小,靠重力和内侧管壁的支持力提供向心力,C正确;
D.在下方运动时,受到的向心力指向圆心,而重力沿半径方向的分力背离圆心,故小球还必须受到外壁的支持力,对内侧管壁没有作用力,D错误。
故选C。
8. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的合力一定指向圆心
B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C. 平抛运动的物体只受重力作用
D. 平抛运动在相等时间里的速度变化量时刻改变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的物体,合外力提供圆周运动的向心力,故合外力一定指向圆心,故A正确;
B.匀速圆周运动加速度方向不断变化,不是匀变速曲线运动,故B错误;
C.平抛运动只受重力,故C正确;
D.根据,加速度恒定
平抛运动在相等时间里的速度变化量相同,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空中甩动,使杯在水平面内做圆周运动,来感受向心力。则下列说法中正确的是( )
A. 保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大
B. 保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将变小
C. 保持质量、角速度不变;增大绳长,绳对手的拉力将增大
D. 保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将变小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由题意,根据向心力公式,有
又
联立,可得
所以,保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大,故B错误,A正确;
CD.同理,可知保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大,故D错误,C正确。
故选AC。
10. 如图,一水平圆转台上放有质量均为的物块和,两物块间用轻绳连接,轻绳伸直但无弹力,分别放置在转台同一直径的两侧,物块和距离转台中心转轴的距离分别为和,物块与转台间的动摩擦因数均为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,物块和均可视为质点。现逐渐增大转台的转速,下列说法正确的是( )
A. 当转台的角速度大于时,绳子才会产生张力
B. 当两物块都将要相对转台滑动时,转台的角速度为
C. 当两物块都将要相对转台滑动时,绳子的拉力大小为
D. 当转台的角速度等于时,物块不受摩擦力
【答案】BD
【解析】
【详解】A.因物块A的转动半径较大,可知A首先达到最大静摩擦力,此时由
可知
即当转台的角速度大于时,绳子才会产生张力,A错误;
BC.当两物块都将要相对转台滑动时,此时对A有
对B有
解得转台的角速度为,,B正确,C错误;
D.当物块不受摩擦力时,对B由
对A有
解得转台的角速度,D正确。
故选BD。
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是:小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地;
(2)上述现象说明:平抛运动的时间与初速度大小无关,平抛运动的竖直分运动是______运动;
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点,结合实验中重锤方向确定坐标系,丙图中小方格的边长均为L,重力加速度为g,则小球运动中水平分速度的大小为______。(可用根号表示)
【答案】(1)同时 (2)自由落体
(3)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
敲击弹性金属片后,A做平抛运动,B同时从同一高度做自由落体运动,二者竖直方向运动规律相同,因此会同时落地。
【小问2详解】
A、B同时落地的现象说明,平抛运动的竖直分运动和自由落体运动规律一致,因此平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
【小问3详解】
平抛运动水平方向匀速,竖直方向是加速度为的匀变速直线运动:
由图丙可知,、水平位移相等,均为
说明两段运动时间相等,设为,竖直方向根据匀变速直线运动推论
可得竖直位移差
解得
水平分速度
12. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图;其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的甲球和乙球、质量为m的丙球。
(1)下列实验与本实验方法相同的是______;
A. 探究平抛运动的特点 B. 探究弹簧形变量与力的关系
C. 探究加速度与力和质量的关系 D. 探究两个互成角度的力的合成规律
(2)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应选择甲球和______球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在AC位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则AC位置处的小球转动所需的向心力之比为______,AC两个挡板角速度之比为______。
【答案】(1)C (2)乙
(3) ①. 1∶4 ②. 1∶2
【解析】
【小问1详解】
探究向心力大小的表达式与探究加速度与力和质量的关系采用的都是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
探究向心力与圆周运动轨道半径的关系应使两球质量相等,故应选择甲球和乙球作为实验球。
【小问3详解】
[1]左右标尺露出的格数表示向心力的大小,故向心力之比为1∶4。
[2]皮带处于塔轮的某一层上,转动半径相同,两个小球质量相同,由向心力公式
AC两个挡板角速度之比为1∶2。
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答时须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位。
13. 将一个小球以的速度从的高度水平抛出,落在水平地面上。不计空气阻力,g取。求:
(1)小球在空中运动的时间t;
(2)小球抛出点与落地点之间的水平距离x;
(3)小球落地时速度v的大小和方向与水平夹角的正切值。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
根据平抛运动规律可知,小球竖直方向有
解得
【小问2详解】
小球在水平方向做匀速直线运动,则有
【小问3详解】
小球落地时竖直方向速度大小
则小球落地时速度大小
设v方向与水平方向夹角为,则有
即v方向与水平方向夹角正切值为2。
14. 春节是阖家欢乐的日子,为了庆祝这份喜悦,很多地方燃放烟花爆竹,但由于燃放不当,一些地方遭受了山火的侵袭,各地方积极组织直升机灭火。某次飞行过程中,运送的水在水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间t的关系图像如图a、b所示,假设该直升机一次可运送5吨水。关于某次运送水的运动,求:(结果可用根号表示)
(1)水在第1s时的加速度大小;
(2)4s时水的速度大小以及整个过程水的位移大小;
(3)水到达的最大高度。
【答案】(1)
(2)5m/s,
(3)18m
【解析】
【小问1详解】
水在第1s时,根据可得,
根据平行四边形定则,可得,合加速度为
【小问2详解】
由图可得4s时水的各方向的分速度为,
根据平行四边形定则,可得4s时水的速度
0~6s内水的各方向的分位移为,
0~6s内水的位移为
【小问3详解】
由图b可知,在竖直方向上,水一直向上运动,则在时水到达最大高度,最大高度为。
15. 如图所示,竖直线AB为竖直光滑半圆弧轨道的直径,其半径,A端切线水平,水平轨道BC与半径的光滑竖直圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道AB,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD,B点与C点的距离,重力加速度。求:
(1)小球在A点对圆弧轨道的压力大小F;
(2)小球在圆弧上C点受到的支持力大小。
【答案】(1)12.5N
(2)131N
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,小球从A运动到C做平抛运动,竖直方向有
解得
水平方向上有
解得
在A点,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律得压力
【小问2详解】
在C处,小球的竖直速度
则小球在C处速度
设速度与水平夹角为,则有
小球在C处,由牛顿第二定律有
联立解得
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