内容正文:
实验中学高一年级第二次学情检测
物理
一、单项选择题:本大题共11小题,每小题4分,共44分。
1. “绿水青山就是金山银山”,近年来随着生态环境的转好,扬州北湖湿地公园的白鹭数量不断增加。研究下列情境时,可将白鹭视为质点的是( )
A. 迁徙的位移 B. 起飞的姿态 C. 翩翩起舞 D. 低头觅食
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于白鹭在迁徙过程中的位移远大于白鹭自身的尺寸,因此在研究白鹭迁徙的位移时,可将白鹭的形状大小忽略不计,则此种情况下可将白鹭看成质点,故A正确;
B.对白鹭起飞姿态的研究,需要研究其翅膀如何煽动,其双脚如何离开接触面,其颈部、头部如何摆动等等,因此不能忽略白鹭的形状大小,则不能将白鹭看成质点,故B错误;
C.研究白鹭如何翩翩起舞,需要研究白鹭的翅膀如何煽动,甚至是整个身体如何舞动,因此不能忽略白鹭的形状大小,则不能将白鹭看成质点,故C错误;
D.研究白鹭低头觅食时,需要研究白鹭的颈部、头部如何运动,因此不能忽略白鹭的形状大小,则不能将白鹭看成质点,故D错误。
故选A。
2. 一辆汽车的刹车过程可近似看作匀减速直线运动,下列图像能正确描述汽车运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中表示初速度为0的匀加速直线运动,故A不符题意;
B.图中表示初速度为0的反方向的匀加速直线运动,故B不符题意;
C.图中表示初速度为负方向的匀速直线运动,故C不符题意;
D.图中表示以某一初速度开始的匀减速直线运动,最终速度减为0;可以描述汽车的刹车过程,故D符合题意。
故选D。
3. 在探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系实验中,某同学用a、b两弹簧测得如图所示的关系,则a、b两弹簧的劲度系数之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在图像中,图线的斜率为弹簧的劲度系数,可以把图中的单位长度看成1
故选A
4. 让一个小石块从深井的井口自由落下,经过时间t后听到石块击水的声音。设当地的重力加速度为g,不考虑空气阻力的作用,考虑声音在空气中传播需要一定时间,则石块落水时的速度( )
A. 大于gt B. 小于 C. 小于gt D. 等于
【答案】C
【解析】
【详解】AC.设石块下落时间为,声音传播时间为,则总时间
故
石块落水速度
因
则,A错误,C正确;
BD.为位移量纲,与速度无关,BD错误;
故选C。
5. 如图所示,将卡车上的货物由甲位置沿水平方向推移到乙位置,则卡车(连同货物)的( )
A. 重力大小不变,重心位置不变 B. 重力大小改变,重心位置改变
C. 移动过程中货物受到的摩擦力水平向左 D. 移动过程中货物受到的摩擦力水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】AB.重力大小由总质量决定,卡车连同货物的总质量不变,根据
重力大小不变;重心位置取决于质量分布,货物位置改变导致整体质量分布变化,重心位置改变,A错误、B错误;
CD.货物沿水平方向从甲推移到乙,货物相对卡车向左运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,故摩擦力水平向右,C错误、D正确;
故选D。
6. 在交通安全教育中,新交规要求骑电动车时“戴头盔、不超速、不违规载人”。这是因为( )
A. 戴头盔会使人惯性会变小
B. 载人后惯性不变
C. 超速时惯性会变大
D. 载人后惯性会变大,不容易停止
【答案】D
【解析】
【详解】质量是衡量惯性大小的唯一标准,戴头盔后、载人后质量变大,惯性会变大。
故选D。
7. 如图所示,人随自动扶梯匀减速运动,人站立位置水平,下列对人受力分析正确的是( )
A. 人只受到重力、支持力作用 B. 人处于超重状态
C. 人受到的摩擦力水平向左 D. 人受到的重力与支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.人随扶梯匀减速运动,加速度方向与速度方向相反。假设速度沿斜面向上,加速度沿斜面向下,加速度有水平向左的分量。根据牛顿第二定律,水平方向需有摩擦力提供合力,故人除重力、支持力外还受摩擦力,A错误;
B.加速度沿斜面向下,竖直方向分加速度竖直向下。由牛顿第二定律,竖直方向合力
其中为竖直分加速度,支持力
人处于失重状态,B错误;
C.加速度沿斜面向下,设为斜面倾角,水平方向分加速度
方向水平向左。水平方向合力由摩擦力提供,根据
摩擦力方向与相同,即水平向左,C正确;
D.重力与支持力大小关系为
二者大小不相等,不是一对平衡力,D错误;
故选C。
8. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,如图甲所示,轻质小圆环挂在橡皮条的下端,橡皮条的长度为GE。用细线连接弹簧测力计和小圆环,按图乙与图丙进行实验。则( )
A. 需要记录细线的长度
B. 只需记录F1和F2的大小
C. O和O′必须在同一位置
D. 拉力F1和F2之间的夹角越大越好
【答案】C
【解析】
【详解】A.该实验不需要记录细线的长度,而是要记录细线的方向,故A错误;
B.该实验需记录F1和F2以及F的大小和方向,故B错误;
C.该实验利用等效替代的思想,一个力的作用效果和两个力的作用效果相同,O和O′必须在同一位置,以保证相同的作用效果,故C正确;
D.拉力F1和F2之间的夹角即不能太大,也不能过小,过大和过小在作图时都会造成较大的实验误差,夹角要适当,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后,水平地面对任意一根支撑杆的支持力( )
A. 大小不变、方向不变 B. 大小改变、方向不变 C. 大小不变、方向改变 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】以三脚架和相机整体为研究对象,整体处于静止状态,受力平衡。整体受到竖直向下的总重力和水平地面对三个支撑杆竖直向上的支持力、、。根据竖直方向的平衡条件,合力为零,有
由于三脚架结构对称,调节高度过程中三个支撑杆受力情况相同,设每个支撑杆受到的支持力为,则
解得
总重力不变,故每个支持力的大小不变。支持力方向垂直于接触面,水平地面的接触面法线方向竖直向上,因此支持力方向始终竖直向上,方向不变。
故选A。
10. 某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会与竖直方向成θ角相对车厢保持静止,列车的加速度大小为( )
A. gtanθ B. C. gsinθ D.
【答案】A
【解析】
【详解】对小球受力分析,所受的合力提供水平方向的加速度。根据牛顿第二定律得
解得
故选A。
11. 2023年8月,受台风“杜苏芮”影响,我国京津冀等地发生了极端强降雨,导致部分地区被淹,中部战区组织官兵紧急救援。如图所示,在一次救援中,某河道水流速度大小恒为v,A处的下游C处有个半径为r的漩涡,其与河岸相切于B点,AB两点距离为。若解放军战士驾驶冲锋舟把被困群众从河岸的A处沿直线避开漩涡送到对岸,冲锋舟在静水中的速度最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】速度最小且避开漩涡沿直线运动到对岸时和速度方向恰好与漩涡相切,如图所示,
由于水流速不变,合速度与漩涡相切,冲锋舟相对河岸速度为船速末端矢量到合速度上任一点的连线。可知当冲锋舟相对河岸与合速度垂直时速度最小。所以有
联立解之得
故选B。
二、实验题
12. 用如图所示的装置探究加速度与质量的关系,把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上,小车的左端连接穿过打点计时器的纸带,右端连接细线,细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码,通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。
(1)下列实验操作中正确的有( )
A. 先释放小车后接通电源 B. 调整定滑轮使细线与长木板平行
C. 平衡摩擦力时必须移去纸带 D. 平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码
(2)某次实验打出的一条纸带如图乙所示,测得计数点1、2、3、4与0计数点间的距离分别为x1=3.60cm、x2=9.61cm、x3=18.01cm、x4=28.81cm。已知打点计时器打点周期为0.02s,相邻计数点间有四个打点未画出,则小车的加速度a=________m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)实验中保持托盘和砝码的总质量不变,改变小车和车内沙子的总质量M,进行实验,打出纸带,算出相应的加速度a,数据如下表所示。请在图丙中根据描出的点作出图像________;由图像可得出的结论是________。
托盘和砝码总质量为20g
2.40
1.99
1.43
1.25
1.11
0.77
0.62
0.48
0.24
M/kg
0.06
0.08
0.12
0.14
0.16
0.24
0.30
0.40
0.80
16.67
12.50
8.33
7.14
6.25
4.17
3.33
2.50
1.25
(4)某小组在实验中作出图像如图丁所示,图像斜率的物理意义是________;若图像纵截距为b,斜率为k,则托盘和砝码的总质量m=________(用字母b、k表示)。
【答案】(1)BD (2)2.40
(3) ①. ②. 合力一定时,当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M时,小车和车内沙子的加速度a与质量M成反比。
(4) ①. 托盘和砝码的总重力的倒数 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.为了更充分利用纸带,应先通电再释放小车,A错误;
B.调整定滑轮使细线与长木板平行,以保证小车在运动过程中合力不变,B正确;
C.平衡摩擦力时必须连接纸带,通过纸带上点迹均匀判断,C错误;
D.平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码,用小车重力分力来平衡摩擦力,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
相邻两计数点间的时间间隔为
由逐差法可知小车的加速度为
【小问3详解】
[1]通过描点,用平滑的曲线将点连接,图像为
[2]合力一定时,当托盘和砝码的总质量远小于小车和车内沙子的总质量M时,小车和车内沙子的加速度a与质量M成反比。
【小问4详解】
[1]根据牛顿第二定律可知
则
即图像斜率的物理意义是托盘和砝码的总重力的倒数。
[2]由图像可知,
联立解得托盘和砝码的总质量
三、计算题
13. 如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v-t图像,求:
(1)t=1s时,物体的速度大小;
(2)在1~2s内,物体的加速度大小。
【答案】(1)
5m/s (2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,时,方向速度大小为,方向速度大小为,则合速度大小为
【小问2详解】
到内方向的加速度
方向的加速度
则在1~2s内,物体的加速度大小为
14. 如图所示,质量为M=1.5kg的木板静止在光滑水平地面上,质量为m=1kg的小物块(可视为质点)初始静止于木板的最右端,木板与小物块间的动摩擦因数,给木板一水平向右的初速度,小物块在往后的运动中恰好没有从木板上掉下来,g取10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)木板运动过程中加速度的大小;
(2)木板长度s。
【答案】(1)先为,后为0
(2)2.5m
【解析】
【小问1详解】
共速前,对木板受力分析由牛顿第二定律
木板运动过程中加速度的大小
共速后,小物块和木板一起向右匀速直线运动,加速度为0
【小问2详解】
对小物块受力分析由牛顿第二定律
则加速度大小为
设两者共速所需的时间为t,由运动学公式可知
解得
共速时的速度大小为
根据题意可知,当两者共速时,物块恰在木板的最左端,则
15. 如图所示,质量为m=1kg的物体A,放在质量为M=4kg、倾角为θ=37°的斜面B上,现用水平力F推物体A,使A沿斜面匀速向上运动,B始终保持静止,A、B间,B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)F的大小;
(2)地面对B的支持力的大小;
(3)B对地面的摩擦力。
【答案】(1)20N (2)50N
(3)20N,方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
对A分析可得
解得
F=20N
【小问2详解】
对AB整体分析可知,竖直方向,地面对B的支持力的大小
【小问3详解】
对AB整体分析可知,水平方向
所以地面对B的摩擦力
f=F=20N
方向向左。
由于相互作用,B对地面的摩擦力大小为20N,方向水平向右。
16. 如图所示,一物流传送装置,电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度,货物从A点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为,传送带AB的长度,重力加速度。
(1)若传送带以匀速转动,求货物由A运动到B的时间;
(2)若货物刚放上A点时,传送带从开始以的加速度做匀减速运动直至静止,求货物静止时离A的距离;
(3)若货物刚放上A点时,传送带从静止开始做的匀加速运动,速度达到后立即做的匀减速运动直至静止,求货物运动到传送带B点时的速度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)若传送带以匀速转动,货物刚放上传送带时的加速度大小为
设货物到达B点时,仍未与传送带共速,则有
解得货物到达B点时的速度为
假设成立,则货物由A运动到B的时间为
(2)若货物刚放上A点时,传送带从开始以的加速度做匀减速运动,设经过时间,货物与传送带共速,则有
又
解得
,
此过程货物通过的位移为
货物与传送带共速后,由于
可知货物接着以做匀减速到停下,则有
则货物静止时离A的距离为
(3)若货物刚放上A点时,传送带从静止开始做的匀加速运动,速度达到后立即做的匀减速运动直至静止,传送带速度达到时所用时间为
此时货物的速度为
货物通过的位移为
接着传送带开始做减速运动,物块继续做加速运动,设经过时间,货物与传送带共速,则有
解得
,
此过程货物通过的位移为
之后由于
可知货物接着以做匀减速到B点,根据运动学公式可得
又
联立解得货物运动到传送带B点时的速度为
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物理
一、单项选择题:本大题共11小题,每小题4分,共44分。
1. “绿水青山就是金山银山”,近年来随着生态环境的转好,扬州北湖湿地公园的白鹭数量不断增加。研究下列情境时,可将白鹭视为质点的是( )
A. 迁徙的位移 B. 起飞的姿态 C. 翩翩起舞 D. 低头觅食
2. 一辆汽车的刹车过程可近似看作匀减速直线运动,下列图像能正确描述汽车运动的是( )
A. B.
C. D.
3. 在探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系实验中,某同学用a、b两弹簧测得如图所示的关系,则a、b两弹簧的劲度系数之比为( )
A. B. C. D.
4. 让一个小石块从深井的井口自由落下,经过时间t后听到石块击水的声音。设当地的重力加速度为g,不考虑空气阻力的作用,考虑声音在空气中传播需要一定时间,则石块落水时的速度( )
A. 大于gt B. 小于 C. 小于gt D. 等于
5. 如图所示,将卡车上的货物由甲位置沿水平方向推移到乙位置,则卡车(连同货物)的( )
A. 重力大小不变,重心位置不变 B. 重力大小改变,重心位置改变
C. 移动过程中货物受到的摩擦力水平向左 D. 移动过程中货物受到的摩擦力水平向右
6. 在交通安全教育中,新交规要求骑电动车时“戴头盔、不超速、不违规载人”。这是因为( )
A. 戴头盔会使人惯性会变小
B. 载人后惯性不变
C. 超速时惯性会变大
D. 载人后惯性会变大,不容易停止
7. 如图所示,人随自动扶梯匀减速运动,人站立位置水平,下列对人受力分析正确的是( )
A. 人只受到重力、支持力作用 B. 人处于超重状态
C. 人受到的摩擦力水平向左 D. 人受到的重力与支持力是一对平衡力
8. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,如图甲所示,轻质小圆环挂在橡皮条的下端,橡皮条的长度为GE。用细线连接弹簧测力计和小圆环,按图乙与图丙进行实验。则( )
A. 需要记录细线的长度
B. 只需记录F1和F2的大小
C. O和O′必须在同一位置
D. 拉力F1和F2之间的夹角越大越好
9. 如图所示,摄影师调节三脚架使相机高度降低。调节后,水平地面对任意一根支撑杆的支持力( )
A. 大小不变、方向不变 B. 大小改变、方向不变 C. 大小不变、方向改变 D. 无法判断
10. 某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会与竖直方向成θ角相对车厢保持静止,列车的加速度大小为( )
A. gtanθ B. C. gsinθ D.
11. 2023年8月,受台风“杜苏芮”影响,我国京津冀等地发生了极端强降雨,导致部分地区被淹,中部战区组织官兵紧急救援。如图所示,在一次救援中,某河道水流速度大小恒为v,A处的下游C处有个半径为r的漩涡,其与河岸相切于B点,AB两点距离为。若解放军战士驾驶冲锋舟把被困群众从河岸的A处沿直线避开漩涡送到对岸,冲锋舟在静水中的速度最小值为( )
A. B. C. D.
二、实验题
12. 用如图所示的装置探究加速度与质量的关系,把右端带有滑轮的长木板放在实验桌上,小车的左端连接穿过打点计时器的纸带,右端连接细线,细线绕过定滑轮挂有托盘和砝码,通过垫块调节木板左端高度平衡摩擦力。
(1)下列实验操作中正确的有( )
A. 先释放小车后接通电源 B. 调整定滑轮使细线与长木板平行
C. 平衡摩擦力时必须移去纸带 D. 平衡摩擦力时必须移去托盘和砝码
(2)某次实验打出的一条纸带如图乙所示,测得计数点1、2、3、4与0计数点间的距离分别为x1=3.60cm、x2=9.61cm、x3=18.01cm、x4=28.81cm。已知打点计时器打点周期为0.02s,相邻计数点间有四个打点未画出,则小车的加速度a=________m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)实验中保持托盘和砝码的总质量不变,改变小车和车内沙子的总质量M,进行实验,打出纸带,算出相应的加速度a,数据如下表所示。请在图丙中根据描出的点作出图像________;由图像可得出的结论是________。
托盘和砝码总质量为20g
2.40
1.99
1.43
1.25
1.11
0.77
0.62
0.48
0.24
M/kg
0.06
0.08
0.12
0.14
0.16
0.24
0.30
0.40
0.80
16.67
12.50
8.33
7.14
6.25
4.17
3.33
2.50
1.25
(4)某小组在实验中作出图像如图丁所示,图像斜率的物理意义是________;若图像纵截距为b,斜率为k,则托盘和砝码的总质量m=________(用字母b、k表示)。
三、计算题
13. 如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v-t图像,求:
(1)t=1s时,物体的速度大小;
(2)在1~2s内,物体的加速度大小。
14. 如图所示,质量为M=1.5kg的木板静止在光滑水平地面上,质量为m=1kg的小物块(可视为质点)初始静止于木板的最右端,木板与小物块间的动摩擦因数,给木板一水平向右的初速度,小物块在往后的运动中恰好没有从木板上掉下来,g取10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)木板运动过程中加速度的大小;
(2)木板长度s。
15. 如图所示,质量为m=1kg的物体A,放在质量为M=4kg、倾角为θ=37°的斜面B上,现用水平力F推物体A,使A沿斜面匀速向上运动,B始终保持静止,A、B间,B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)F的大小;
(2)地面对B的支持力的大小;
(3)B对地面的摩擦力。
16. 如图所示,一物流传送装置,电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度,货物从A点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为,传送带AB的长度,重力加速度。
(1)若传送带以匀速转动,求货物由A运动到B的时间;
(2)若货物刚放上A点时,传送带从开始以的加速度做匀减速运动直至静止,求货物静止时离A的距离;
(3)若货物刚放上A点时,传送带从静止开始做的匀加速运动,速度达到后立即做的匀减速运动直至静止,求货物运动到传送带B点时的速度。
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