内容正文:
高一上学期12月考试物理试卷
一、单选题(21分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 单向直线运动中,运动物体的位移就是路程
B. 速度是描述物体位置变化的物理量
C. “质点”概念的引入运用了控制变量法
D. 当极短时,就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度,这体现了物理学中的极限思想
【答案】D
【解析】
【详解】A.单向直线运动中,运动物体的位移大小等于路程,位移时矢量,路程是标量,因此,不能认为物体的位移就是路程,A错误;
B.位移是描述物体位置变化的物理量,B错误;
C.“质点”概念的引入运用了理想模型法,C错误;
D.物体某段时间内的平均速度
当极短,趋近于0时,就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度,这体现了物理学中的极限思想,D正确。
故选D。
2. 关于匀变速直线运动,下列说法正确的是()
A. 加速度大小不变的直线运动是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动任何相等时间内速度的变化量相等
C. 匀变速直线运动的速度与时间成正比
D. 匀变速直线运动的速度不可能先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动的加速度是恒定不变,所以加速度大小不变、方向不变的直线运动才是匀变速直线运动,故A错误;
B.因加速度恒定,故在任何相等的时间内的速度变化量都相等,故B正确;
C.因存在初速度,故速度不一定与时间成正比,故C错误;
D.做匀减速直线运动的物体,速度可能先减小,后反向增大,所以匀变速直线运动的速度可能先减小后增大,故D错误。
故选B。
3. 物价变化趋势与市场供给和调控息息相关,若将物价的“上涨”类比成“加速”,将物价的“下跌”类比成“减速”,据此,你认为“物价下跌出现变缓趋势”可类比成( )
A. 加速度增大的加速运动 B. 加速度减小的加速运动
C. 加速度减小的减速运动 D. 加速度增大的减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】物价类比成速度,物价上涨快慢可类比成加速度,物价下跌出现变缓趋势,相当于加速度减小,但物价仍然在下跌,则速度仍然减小,即加速度减小的减速运动。
故选C。
4. 一物块以一定的速度冲上倾角为的光滑斜面,用x表示物块相对出发点的位移,从冲上斜面底端开始计时,其图像如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度大小为,加速度大小为
B. 该斜面的倾角为60°
C. 末物块的速度为零
D. 物块沿斜面上滑的最大距离为10m
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据位移时间公式 有
变形得
由图可知
斜率为
解得
故A错误;
B.物块沿光滑斜面上滑,根据牛顿第二定律有
则有
解得
故B错误;
C.减速到零的时间为
故C错误;
D.根据
可得
故D正确。
故选D。
5. 如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知,,木块与地面间的动摩擦因数为μ,木块受到的摩擦力为( )
A.
B.
C. 0.6F
D. μmg
【答案】A
【解析】
【详解】由于物体向右运动,所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,即
在竖直方向上,有
联立可得
故选A。
6. 质量为2kg的物体,放在倾角为的斜面上恰能匀速下滑,若要使物体沿该斜面匀速向上运动,需对物体施加沿水平方向的力的大小为(取g=10m/s2)( )
A. B. 30N C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当物体匀速下滑时,受力情况如图所示
沿斜面方向
垂直于斜面的方向
又,由以上三式代入数据可得
物体向上滑动时,受力情况如图所示
沿斜面的方向
垂直于斜面的方向
又,由以上三式代入数据可解得
故选A。
7. 可视为质点的M、N两车在同地、同时沿同一方向做直线运动,M做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,N做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零,取出发点位置为x=0,如图所示为M、N两车在运动过程中的位置(x)-速度(v)图象,则
A. N的初速度大小为2m/s
B. M、N两车加速度大小之和为6m/s2
C. M车加速度大小是N车加速度大小的4倍
D. M车加速度大小为2m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图象可知,当x=0时,N的速度为6m/s,即N的初速度v0=6m/s,故A错误;
B.设M、N先后通过x=6m处时的速度均为v,则对M
对N
联立以上两式解得
故B错误;
CD.设当M的速度从0加速到v1=8m/s、N的速度从6m/s 减速到v2=2m/s时,两车通过的位移均为x′,则对M
对N
联立以上两式解得
解得
故C错误,D正确。
二、多选题(15分)
8. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动,球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ.设球质量m,重力加速度为g.不计球和球拍之间摩擦,不计空气阻力,则()
A. 运动员的加速度大小为gtanθ
B. 球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C. 运动员的加速度大小为gsinθ
D. 球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
【答案】AD
【解析】
【分析】球、球拍和人具有相同的加速度,对球分析,根据牛顿第二定律求出加速度的大小,结合平行四边形定则求出球拍对球的作用力的大小.
【详解】球和运动员具有相同的加速度,对小球分析如图所示,
则小球所受的合力为mgtanθ,根据牛顿第二定律得,a==gtanθ.故A正确,C错误.根据平行四边形定则知,球拍对球的作用力N=.故B错误,D正确;故选AD.
9. 如图所示,固定的斜面上叠放着A、B两木块,木块A与B的接触面水平,水平力F作用于木块A,使木块A、B保持静止状态,且F≠0。则下列描述正确的是( )
A. A对B的压力和B对A的支持力是一对平衡力
B. A不可能只受到3个力作用
C. B可能受到4个力作用
D. 斜面对木块B的摩擦力方向一定沿斜面向下
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据牛顿第三定律,A对B的压力和B对A的支持力是一对作用力与反作用力。故A错误;
B.对木块A受力分析,受推力、重力、支持力和静摩擦力,A受到4个力作用。故B正确;
C.对木块B受力分析,受重力、A对B的压力、A对B水平向左的静摩擦力、斜面对B垂直向上的支持力,斜面对B有可能有静摩擦力(当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向分力与重力沿斜面向下的分力平衡时静摩擦力为零),故B受4个力或5个力。故C正确;
D.当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向分力与重力沿斜面向下的分力平衡时,斜面对木块B的静摩擦力为零;当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向分力大于重力沿斜面向下的分力时,B有上滑的趋势,斜面对木块B的静摩擦力方向沿斜面向下;当A对B向左的静摩擦力平行于斜面方向的分力小于重力沿斜面向下的分力时,B有下滑的趋势,斜面对木块B的静摩擦力方向沿斜面向上。故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,质量均为的物体A、B叠放在粗糙水平面上保持静止,B与A之间、A与水平面之间的动摩擦因数分别为滑轮及细绳质量不计最大静摩擦力等于滑动摩擦力,某时刻起滑轮受到随时间均匀增大的水平拉力的作用。则下列说法中正确的是( )
A. B所受的摩擦力方向一定向左
B. B所受的摩擦力方向可能向右
C. 当时,A、B均静止
D. 若不论水平力F有多大,物体A、B间都不会相对滑动
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB.当F较小时,两物体处于静止状态,此时B受到向右的细线的拉力作用,可知受到的静摩擦力向左;若F增大到一定值时,A相对地面滑动,此时若AB相对静止,则对整体有
对B有
解得
可知B受A的静摩擦力向左;假设AB产生相对滑动,且B相对A向左滑动,则B受摩擦力向右,则对A有
对B有
则由上述表达式可知
a2>a1
与假设相矛盾,可知B所受的摩擦力方向不可能向右。故A正确;B错误;
C.若AB均静止时,同时满足
,
故C错误;
D.若μ1=μ2=μ,则对A有
对B有
可知
a1=a2
即不论水平力F有多大,物体A、B间都不会相对滑动。故D正确。
故选AD。
三、实验题(21分)
11. 某实验小组设计如图甲所示的实验装置,用来测量滑块与木板之间的动摩擦因数:一木板水平固定在桌面上,一端装有定滑轮;滑块的左端与穿过打点计时器(未画出)的纸带相连,右端用细线通过定滑轮与托盘连接。在托盘中放入适量砝码,接通电源,释放滑块,打点计时器在纸带上打出一系列的点。
(1)如图乙所示,为实验中获取的一条纸带:0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),测得计数点间的距离如图所示。已知交流电源的频率为50Hz,根据图中数据计算出滑块加速度大小为a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
(2)滑块、托盘(含砝码)的质量分别用M、m表示,滑块的加速度用a表示,重力加速度为g,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=________。(用题中M、m、g、a表示)
(3)若实验测得的动摩擦因数偏大,原因可能是________。
A.纸带与打点计时器间有摩擦 B.滑轮存在摩擦阻力
C.木板未调节水平,左端偏高 D.未满足M远大于m
【答案】 ①. 0.48—0.51 ②. ③. AB
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由题意f=50Hz,则T=0.02s,相邻两计数点间还有4个计时点未画出,故相邻两计数点间的时间间隔
据匀变速直线运动的推论,得
(2)[2]以整个系统为研究对象,根据牛顿第二定律得
解得
(3)[3] AB.纸带与打点计时器间的摩擦力和滑轮存在摩擦阻力都会使测得的摩擦力增大,故动摩擦因数偏大,故AB正确;
C.若木板未调节水平,左端偏高,则
故真实的动摩擦因数为
故木板未调节水平,左端偏高,实验测得的动摩擦因数偏小,故C错误;
D.本实验不需要用托盘(含砝码)的重力表示绳上的拉力,因此不需要满足M远大于m,故D错误。
故选AB。
12. 图示为利用拉力传感器和位移传感器探究“加速度与力的关系”的实验装置,可以通过改变钩码的数量来改变小车所受的拉力。拉力传感器可以测量轻绳的拉力,位移传过传感器通过DIS(数字化信息系统)可以测小车的加速度。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.建立物理模型法
(2)若小车在水平轨道上,通过改变钩码的数量,可以得到多组实验数据,重力加速为度为g度,则下列能正确反映小车运动的加速度a力和所受拉力F的关系图像是________。
A. B.
C. D.
(3)正确选择(2)问中的图像,可求得小车、拉力传感器和位移传感器发射部分的总质量为________,小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________。
【答案】 ①. B ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]本实验采用的是控制小车质量不变,通过改变外力来研究加速度与外力的关系,因此是控制变量法;
(2)[2]在水平轨道上,由于受到摩擦力,拉力不为零时,加速度仍然为零,故选项C正确,选项ABD错误;
(3)[3][4]根据牛顿第二定律得,,,图线的斜率表示质量的倒数,则,解得,因为时,加速度为零,解得摩擦力大小为:。
【点睛】对于图象问题,通常的方法是得出两个物理量的表达式,结合图线的斜率和截距进行求解。
四、解答题(43分)
13. 如图所示是冰壶比赛的场地,运动员在本垒把冰壶沿水平冰面投出,滑向营垒中心。若让冰壶在冰面上自由滑行,则冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,若队友在其滑行前方摩擦冰面,则冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%。已知运动员投出冰壶时,冰壶到营垒中心的距离为30m,求:
(1)若要让冰壶投出后直接到达营垒中心,则冰壶投出时的速度应为多大?
(2)本来自由滑行最终会停在营垒中心的冰壶,若为了战术需要,要使其多滑行1m,则队友最晚应于冰壶运动到多远时开始摩擦冰壶前方的冰面?
【答案】(1)3.5m/s;(2)21m
【解析】
【详解】(1)让冰壶在冰面上自由滑行,则
由运动公式
解得
(2)队友最晚应于冰壶运动到s时开始摩擦冰壶前方的冰面,此时的速度设为v,则
擦冰后的加速度
解得
s=21m
14. 用轻绳AC和BC悬挂一重物,绳AC和BC与水平天花板的夹角分别为和,如图所示,已知悬挂重物的重力150牛顿,求AC绳和BC绳上承受的拉力大小?
【答案】;
【解析】
【详解】对结点C受力分析,由几何关系可得
故AC绳和BC绳上承受的拉力大小分别为和。
15. 如图甲所示,足够长的水平传送带上叠放着质量M=0.4kg的木板和质量m=0.1kg的小物块(视为质点),木板与传送带间的动摩擦因数1=0.6,木板与物块间的动摩擦因数2=0.5。开始时系统处于静止状态,若传送带沿顺时针方向运行,传送带速度-时间图象如图乙所示,物块始终不会从木板上掉下,取重力加速度大小g=10m/s2,认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,求:
(1)在0~2s内木板的加速度大小a1以及物块的加速度大小a2,在2s~3s内木板的加速度a1′以及物块的加速度大小a2′;
(2)物块在0~3s内平均速度的大小;
(3)木板的最短长度L。
【答案】(1) ,,,;(2) ;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由图乙可知,在0~2s内,传送带的加速度
若木板相对物块和传送带滑动时,最大加速度
解得
若物块在木板上相对木板滑动时,最大加速度
可知
由于
,
在0~2s内,木板的加速度和物块的加速度为
在2s~3s内,皮带的加速度
此时长木板相对传送带滑动,物块相对长木板滑动,因此
,
(2)在0~2s内,物块的位移
在2s~3s内,物块的位移
因此物块在0~3s内平均速度
(3)从2s末开始,物块达到传送带速度所需时间
这段时间内位移
从2s末开始,木板达到传送带速度所需时间
这段时间内位移
而在
时间内木板匀速运动,位移大小
因此木板的最短长度
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高一上学期12月考试物理试卷
一、单选题(21分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 单向直线运动中,运动物体的位移就是路程
B. 速度是描述物体位置变化的物理量
C. “质点”概念的引入运用了控制变量法
D. 当极短时,就可以表示物体在某时刻或某位置的瞬时速度,这体现了物理学中的极限思想
2. 关于匀变速直线运动,下列说法正确的是()
A. 加速度大小不变的直线运动是匀变速直线运动
B. 匀变速直线运动任何相等时间内速度的变化量相等
C. 匀变速直线运动的速度与时间成正比
D. 匀变速直线运动的速度不可能先减小后增大
3. 物价变化趋势与市场供给和调控息息相关,若将物价的“上涨”类比成“加速”,将物价的“下跌”类比成“减速”,据此,你认为“物价下跌出现变缓趋势”可类比成( )
A. 加速度增大的加速运动 B. 加速度减小的加速运动
C. 加速度减小的减速运动 D. 加速度增大的减速运动
4. 一物块以一定的速度冲上倾角为的光滑斜面,用x表示物块相对出发点的位移,从冲上斜面底端开始计时,其图像如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度大小为,加速度大小为
B. 该斜面的倾角为60°
C. 末物块的速度为零
D. 物块沿斜面上滑的最大距离为10m
5. 如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知,,木块与地面间的动摩擦因数为μ,木块受到的摩擦力为( )
A.
B.
C. 0.6F
D. μmg
6. 质量为2kg的物体,放在倾角为的斜面上恰能匀速下滑,若要使物体沿该斜面匀速向上运动,需对物体施加沿水平方向的力的大小为(取g=10m/s2)( )
A. B. 30N C. D.
7. 可视为质点的M、N两车在同地、同时沿同一方向做直线运动,M做初速度为零,加速度大小为a1的匀加速直线运动,N做初速度为v0、加速度大小为a2的匀减速直线运动至速度减为零,取出发点位置为x=0,如图所示为M、N两车在运动过程中的位置(x)-速度(v)图象,则
A. N的初速度大小为2m/s
B. M、N两车加速度大小之和为6m/s2
C. M车加速度大小是N车加速度大小的4倍
D. M车加速度大小为2m/s2
二、多选题(15分)
8. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动,球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ.设球质量m,重力加速度为g.不计球和球拍之间摩擦,不计空气阻力,则()
A. 运动员的加速度大小为gtanθ
B. 球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C. 运动员的加速度大小为gsinθ
D. 球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
9. 如图所示,固定的斜面上叠放着A、B两木块,木块A与B的接触面水平,水平力F作用于木块A,使木块A、B保持静止状态,且F≠0。则下列描述正确的是( )
A. A对B的压力和B对A的支持力是一对平衡力
B. A不可能只受到3个力作用
C. B可能受到4个力作用
D. 斜面对木块B的摩擦力方向一定沿斜面向下
10. 如图所示,质量均为的物体A、B叠放在粗糙水平面上保持静止,B与A之间、A与水平面之间的动摩擦因数分别为滑轮及细绳质量不计最大静摩擦力等于滑动摩擦力,某时刻起滑轮受到随时间均匀增大的水平拉力的作用。则下列说法中正确的是( )
A. B所受的摩擦力方向一定向左
B. B所受的摩擦力方向可能向右
C. 当时,A、B均静止
D. 若不论水平力F有多大,物体A、B间都不会相对滑动
三、实验题(21分)
11. 某实验小组设计如图甲所示的实验装置,用来测量滑块与木板之间的动摩擦因数:一木板水平固定在桌面上,一端装有定滑轮;滑块的左端与穿过打点计时器(未画出)的纸带相连,右端用细线通过定滑轮与托盘连接。在托盘中放入适量砝码,接通电源,释放滑块,打点计时器在纸带上打出一系列的点。
(1)如图乙所示,为实验中获取的一条纸带:0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),测得计数点间的距离如图所示。已知交流电源的频率为50Hz,根据图中数据计算出滑块加速度大小为a=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
(2)滑块、托盘(含砝码)的质量分别用M、m表示,滑块的加速度用a表示,重力加速度为g,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=________。(用题中M、m、g、a表示)
(3)若实验测得的动摩擦因数偏大,原因可能是________。
A.纸带与打点计时器间有摩擦 B.滑轮存在摩擦阻力
C.木板未调节水平,左端偏高 D.未满足M远大于m
12. 图示为利用拉力传感器和位移传感器探究“加速度与力的关系”的实验装置,可以通过改变钩码的数量来改变小车所受的拉力。拉力传感器可以测量轻绳的拉力,位移传过传感器通过DIS(数字化信息系统)可以测小车的加速度。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法 B.控制变量法
C.等效替代法 D.建立物理模型法
(2)若小车在水平轨道上,通过改变钩码的数量,可以得到多组实验数据,重力加速为度为g度,则下列能正确反映小车运动的加速度a力和所受拉力F的关系图像是________。
A. B.
C. D.
(3)正确选择(2)问中的图像,可求得小车、拉力传感器和位移传感器发射部分的总质量为________,小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________。
四、解答题(43分)
13. 如图所示是冰壶比赛的场地,运动员在本垒把冰壶沿水平冰面投出,滑向营垒中心。若让冰壶在冰面上自由滑行,则冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,若队友在其滑行前方摩擦冰面,则冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%。已知运动员投出冰壶时,冰壶到营垒中心的距离为30m,求:
(1)若要让冰壶投出后直接到达营垒中心,则冰壶投出时的速度应为多大?
(2)本来自由滑行最终会停在营垒中心的冰壶,若为了战术需要,要使其多滑行1m,则队友最晚应于冰壶运动到多远时开始摩擦冰壶前方的冰面?
14. 用轻绳AC和BC悬挂一重物,绳AC和BC与水平天花板的夹角分别为和,如图所示,已知悬挂重物的重力150牛顿,求AC绳和BC绳上承受的拉力大小?
15. 如图甲所示,足够长的水平传送带上叠放着质量M=0.4kg的木板和质量m=0.1kg的小物块(视为质点),木板与传送带间的动摩擦因数1=0.6,木板与物块间的动摩擦因数2=0.5。开始时系统处于静止状态,若传送带沿顺时针方向运行,传送带速度-时间图象如图乙所示,物块始终不会从木板上掉下,取重力加速度大小g=10m/s2,认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,求:
(1)在0~2s内木板的加速度大小a1以及物块的加速度大小a2,在2s~3s内木板的加速度a1′以及物块的加速度大小a2′;
(2)物块在0~3s内平均速度的大小;
(3)木板的最短长度L。
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