内容正文:
高一物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册第五章至第八章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 刘同学为配合值日生打扫地面,将凳子向上搬起停放在高处,对于此过程中凳子的重力做功情况和凳子重力势能的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 重力做正功,重力势能增大 B. 重力做正功,重力势能减小
C. 重力做负功,重力势能增大 D. 重力做负功,重力势能减小
2. 一款感应垃圾桶如图甲所示,手或垃圾靠近其感应区,桶盖会自动绕O点水平打开,其俯视图如图乙所示。桶盖打开过程中,桶盖上A、B两点的角速度大小分别为、,线速度大小分别为vA、vB,则( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,倾角为的倾斜传送带以恒定的速率沿顺时针方向匀速运转,一物块相对传送带静止,随着传送带一起匀速向上运动,当物块运动一段距离的过程中( )
A. 物块的重力对物块不做功 B. 物块的摩擦力对物块不做功
C. 物块的支持力对物块不做功 D. 传送带对物块不做功
4. 小石子从山崖上无初速地脱落,不计空气阻力,以山崖下水平面为零势能面。小石子在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能和重力势能随运动时间t的变化关系中,正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图甲所示,放置于光滑水平面的轻质弹簧左端被固定,一小球以一定速度向左运动挤压弹簧,弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图乙所示。当弹簧的形变量为10cm时,弹簧的弹性势能为( )
A. 0.5J B. 1.0J C. 2.0J D. 4J
6. 将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。一位同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出,石子质量为m,被抛出时的速度大小为v0,当它第一次落到水面时的速度大小为v,重力加速度大小为g,则在此过程中石子克服空气阻力做的功为( )
A. B.
C. D.
7. 铅球比赛时,运动员将铅球(视为质点)从A点斜向上抛出,运动轨迹如图所示,B点为轨迹的最高点,C点与A点在同一高度,落地点为D,B点与A点的高度差为0.45m,A、C两点间的距离为3.6m。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,则铅球到达B点时的速度大小为( )
A. m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 10m/s
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,使小球2静止在光滑斜面的顶端,斜面固定在水平地面上,且斜面底端通过一小段圆弧与水平地面平滑连接,初始时小球1与小球2位于同一水平线上,现同时将小球1、2由静止释放,已知小球1、2的质量相等,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 两个小球到达地面所用的时间相等
B. 两个小球落地瞬间的速度大小相等
C. 小球1下落过程中重力做的功大于小球2下落过程中重力做的功
D. 小球1、2下落过程中的机械能均守恒
9. 如图所示,A、B两卫星绕地球做匀速圆周运动,A卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为S1,B卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为S2,则下列说法正确的是( )
A. A卫星的线速度大于B卫星的线速度
B. A卫星的线速度小于B卫星的线速度
C. S1等于S2
D. S1小于 S2
10. 充电技术的日益成熟,极大促进了电动汽车销量的增长。一辆电动汽车的质量为m,额定功率为P,该汽车由静止启动后做匀加速直线运动,汽车的速度大小为v时恰好达到其额定功率,之后汽车维持额定功率行驶,汽车匀速行驶时的速度大小为5v,汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定。下列说法正确的是( )
A. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 电动汽车做匀加速直线运动的过程中克服阻力做的功为
D. 电动汽车做匀加速直线运动的过程中克服阻力做的功为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 钱同学用如图甲所示的装置来探究平抛运动的特点,该同学将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)实验中,下列条件或操作正确的是_____。
A. 需要尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B. 必须调节斜槽使其末端水平
C. 必须使挡板每次等间距下移
(2)如图乙所示,、、为描出的部分轨迹上的三点,、和、的水平间距均为,竖直间距分别为和,则点_____(填“是”或“不是”)钢球做平抛运动的起点;已知重力加速度大小为,则钢球做平抛运动的初速度大小为_____(用、和表示)。
12. “求实”学习小组利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)实验时电火花计时器连接的是“220 V、50 Hz”的交流电源,则电火花计时器在纸带上打出相邻两点的时间间隔 T=__________s。
(2)为了符合操作规范,并减小实验误差,进行实验时应___________。
A. 先接通电源,再释放纸带 B. 先释放纸带,再接通电源
(3)实验中获得一条点迹清晰的纸带如图乙所示,将打出的第一点记为0,另在纸带上合适位置选取连续打出的四个点记为1、2、3、4,已测出点1、2、3、4到0的距离分别为h1、h2、h3、h4,若已知当地的重力加速度大小为g,则验证机械能守恒定律的表达式为gh3=_________(在h1、h2、h3、h4和T中选取合适的物理量符号表示)。
(4)实验中发现,重物重力势能的减少量总是略大于动能的增加量,可能的原因是___________。
13. 如图所示,光滑水平面内有一直角坐标系,一物块(可视为质点)初始时静止于原点O。现对物块施加大小为1.5N、方向沿x轴正方向的拉力,经过后物块的位置坐标为。第4s末撤去拉力,改为对物块施加沿y轴正方向的拉力。
(1)求物块的质量m;
(2)一段时间后物块的速度大小,若将该速度沿x轴和y轴方向分解,求此时物块沿y轴方向的分速度大小。
14. 如图所示,倾角的光滑斜面的顶端装有定滑轮,一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接 A、B 两物体,A、B 的质量分别为、,开始时把A拉到斜面底端,此时B离地面的高度h=2m。现将A由静止释放,斜面足够长,B落地后即被取走,不计轻绳和定滑轮间的摩擦,取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)从A被释放到B落地,A物体重力势能的变化量;
(2)B落地瞬间,A的速度大小 ;
(3)从A被释放到B落地的过程中,轻绳对A做的功W。
15. 一小游戏装置的简化图如图所示,水平固定平面MNPQ内MNHG区域光滑,GHPQ区域粗糙,光滑圆弧挡板BCDE(圆心为O,半径R=6m)垂直于平面MNPQ,轻弹簧一端固定在A点,另一端与质量m=0.4kg的小物块(可视为质点)接触(不栓接),初始时弹簧无形变。现用外力缓慢推小物块将弹簧沿轴线方向压缩一段距离后由静止释放小物块,小物块被弹出后正好以v0=5m/s 的速度从B点沿圆弧切线方向进入圆弧挡板沿着挡板运动,取重力加速度大小 g=10m/s2,G、E、O、C、H点在同一直线上。
(1)求释放物块的瞬间弹簧的弹性势能;
(2)求物块沿BC挡板运动时整个装置对它的作用力大小F;
(3)若物块最终停在D、E两点之间,求物块与GHPQ平面间的动摩擦因数满足的条件。
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高一物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册第五章至第八章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 刘同学为配合值日生打扫地面,将凳子向上搬起停放在高处,对于此过程中凳子的重力做功情况和凳子重力势能的变化情况,下列说法正确的是( )
A. 重力做正功,重力势能增大 B. 重力做正功,重力势能减小
C. 重力做负功,重力势能增大 D. 重力做负功,重力势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】重力与位移方向相反,重力做负功。重力做功与重力势能变化的关系为,重力做负功,重力势能增大。
故选C。
2. 一款感应垃圾桶如图甲所示,手或垃圾靠近其感应区,桶盖会自动绕O点水平打开,其俯视图如图乙所示。桶盖打开过程中,桶盖上A、B两点的角速度大小分别为、,线速度大小分别为vA、vB,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.因AB两点同轴转动,可知角速度相等,即,AB错误;
CD.根据,因为,可知,C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,倾角为的倾斜传送带以恒定的速率沿顺时针方向匀速运转,一物块相对传送带静止,随着传送带一起匀速向上运动,当物块运动一段距离的过程中( )
A. 物块的重力对物块不做功 B. 物块的摩擦力对物块不做功
C. 物块的支持力对物块不做功 D. 传送带对物块不做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体上升,重力对物块做负功,故A错误;
BC.传送带对物块的摩擦力方向与物块的运动方向相同,摩擦力对物块做正功,支持力与物块的运动方向垂直,支持力对物块不做功,故B错误,C正确;
D.摩擦力对物块做正功,则传送带对物块做正功,故D错误。
故选C。
4. 小石子从山崖上无初速地脱落,不计空气阻力,以山崖下水平面为零势能面。小石子在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能和重力势能随运动时间t的变化关系中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.在空中运动时做自由落体运动,加速度为重力加速度,恒定不变;根据
可知图像为过原点的倾斜直线,故A正确,B错误;
C.根据
可知图像为抛物线,故C错误;
D.以山崖下水平面为零势能面,设初始高度为,则有
可知图像为抛物线,故D错误。
故选A。
5. 如图甲所示,放置于光滑水平面的轻质弹簧左端被固定,一小球以一定速度向左运动挤压弹簧,弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图乙所示。当弹簧的形变量为10cm时,弹簧的弹性势能为( )
A. 0.5J B. 1.0J C. 2.0J D. 4J
【答案】C
【解析】
【详解】由能量关系可知,弹簧的弹性势能等于克服弹力做功,大小等于F-x图像与坐标轴围成的面积大小,则
故选C。
6. 将扁平的石子向水面快速抛出,石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方,俗称“打水漂”。一位同学将一石子从距水面高度为h处水平抛出,石子质量为m,被抛出时的速度大小为v0,当它第一次落到水面时的速度大小为v,重力加速度大小为g,则在此过程中石子克服空气阻力做的功为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据动能定理,合外力做功等于物体动能的变化量。石子从抛出到第一次落到水面的过程中,重力做功为,设空气阻力对石子做功为,则有:
解得空气阻力做功。
石子克服空气阻力做的功等于空气阻力做功的负值,即
代入得
故选A。
7. 铅球比赛时,运动员将铅球(视为质点)从A点斜向上抛出,运动轨迹如图所示,B点为轨迹的最高点,C点与A点在同一高度,落地点为D,B点与A点的高度差为0.45m,A、C两点间的距离为3.6m。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,则铅球到达B点时的速度大小为( )
A. m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 10m/s
【答案】B
【解析】
【详解】铅球从A到C的时间为
铅球的水平速度
铅球到达B点时的速度大小为6m/s。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,使小球2静止在光滑斜面的顶端,斜面固定在水平地面上,且斜面底端通过一小段圆弧与水平地面平滑连接,初始时小球1与小球2位于同一水平线上,现同时将小球1、2由静止释放,已知小球1、2的质量相等,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 两个小球到达地面所用的时间相等
B. 两个小球落地瞬间的速度大小相等
C. 小球1下落过程中重力做的功大于小球2下落过程中重力做的功
D. 小球1、2下落过程中的机械能均守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球1做自由落体运动,设下落的高度为,下落的时间为,则由自由落体运动的规律有
解得
对小球2进行受力分析可知,小球2沿斜面向下做匀加速直线运动,设其加速度为,斜面的倾角为,小球的质量为,则根据牛顿第二定律有
解得
斜面的长度为
则根据运动学公式有
解得小球2下落的时间为
所以两个小球到达地面所用的时间不相等,故A错误;
BC.由于小球1、2下落的高度相同,且两小球的质量也相同,则根据可知,小球1、2下落过程中重力做的功相等;根据动能定理有
所以小球1、2落地瞬间的速度大小相等,但方向不同,故B正确,C错误;
D.由于小球1、2下落的过程中,都只有重力做功,故小球1、2下落过程中的机械能均守恒,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,A、B两卫星绕地球做匀速圆周运动,A卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为S1,B卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为S2,则下列说法正确的是( )
A. A卫星的线速度大于B卫星的线速度
B. A卫星的线速度小于B卫星的线速度
C. S1等于S2
D. S1小于 S2
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据,可得
因,可知,A正确,B错误;
CD.根据
因,则,C错误,D正确。
故选AD。
10. 充电技术的日益成熟,极大促进了电动汽车销量的增长。一辆电动汽车的质量为m,额定功率为P,该汽车由静止启动后做匀加速直线运动,汽车的速度大小为v时恰好达到其额定功率,之后汽车维持额定功率行驶,汽车匀速行驶时的速度大小为5v,汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定。下列说法正确的是( )
A. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 电动汽车做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 电动汽车做匀加速直线运动的过程中克服阻力做的功为
D. 电动汽车做匀加速直线运动的过程中克服阻力做的功为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.汽车的速度大小为v时,有
汽车速度达到最大时,牵引力等于阻力,则有
根据牛顿第二定律可得
解得,故A错误,B正确;
CD.电动汽车做匀加速直线运动的位移为
电动汽车做匀加速直线运动的过程中克服阻力做功为
联立解得,故C正确,D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 钱同学用如图甲所示的装置来探究平抛运动的特点,该同学将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)实验中,下列条件或操作正确的是_____。
A. 需要尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B. 必须调节斜槽使其末端水平
C. 必须使挡板每次等间距下移
(2)如图乙所示,、、为描出的部分轨迹上的三点,、和、的水平间距均为,竖直间距分别为和,则点_____(填“是”或“不是”)钢球做平抛运动的起点;已知重力加速度大小为,则钢球做平抛运动的初速度大小为_____(用、和表示)。
【答案】(1)B (2) ①. 不是 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.保证钢球每次从斜槽上相同位置由静止释放即可,不需要减小钢球与斜槽间的摩擦,选项A错误;
B.为了保证钢球做平抛运动,必须调节斜槽使其末端水平,选项B正确;
C.挡板只要能记录下钢球下落到不同高度时的不同的位置即可,不需要等间距变化,选项C错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]若点是钢球做平抛运动的起点,则、和、的竖直间距应为,所以点不是钢球做平抛运动的起点;
[2]钢球在水平方向上做匀速直线运动,由于、和、的水平间距均为,所以钢球从点到点和从点到点的时间相等,设运动时间为,钢球在竖直方向上的运动为自由落体运动,根据运动规律有
钢球做平抛运动的初速度大小
12. “求实”学习小组利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)实验时电火花计时器连接的是“220 V、50 Hz”的交流电源,则电火花计时器在纸带上打出相邻两点的时间间隔 T=__________s。
(2)为了符合操作规范,并减小实验误差,进行实验时应___________。
A. 先接通电源,再释放纸带 B. 先释放纸带,再接通电源
(3)实验中获得一条点迹清晰的纸带如图乙所示,将打出的第一点记为0,另在纸带上合适位置选取连续打出的四个点记为1、2、3、4,已测出点1、2、3、4到0的距离分别为h1、h2、h3、h4,若已知当地的重力加速度大小为g,则验证机械能守恒定律的表达式为gh3=_________(在h1、h2、h3、h4和T中选取合适的物理量符号表示)。
(4)实验中发现,重物重力势能的减少量总是略大于动能的增加量,可能的原因是___________。
【答案】(1)0.02 (2)A
(3)
(4)存在空气阻力和摩擦阻力
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器在纸带上打出相邻两点的时间间隔 。
【小问2详解】
进行实验时应先接通电源,等打点稳定后再释放纸带,故选A;
【小问3详解】
从O点到3点重力势能减小量
动能增加量
则验证机械能守恒定律的表达式为即
【小问4详解】
实验中发现,重物重力势能的减少量总是略大于动能的增加量,可能的原因是重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力。
13. 如图所示,光滑水平面内有一直角坐标系,一物块(可视为质点)初始时静止于原点O。现对物块施加大小为1.5N、方向沿x轴正方向的拉力,经过后物块的位置坐标为。第4s末撤去拉力,改为对物块施加沿y轴正方向的拉力。
(1)求物块的质量m;
(2)一段时间后物块的速度大小,若将该速度沿x轴和y轴方向分解,求此时物块沿y轴方向的分速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
解得物块的质量
【小问2详解】
第4s末撤去拉力,改为对物块施加沿y轴正方向的拉力,则物块水平方向的速度不变,根据运动规律可知,物块沿x轴方向的分速度
一段时间后物块的速度大小,根据速度的合成与分解有
解得
14. 如图所示,倾角的光滑斜面的顶端装有定滑轮,一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接 A、B 两物体,A、B 的质量分别为、,开始时把A拉到斜面底端,此时B离地面的高度h=2m。现将A由静止释放,斜面足够长,B落地后即被取走,不计轻绳和定滑轮间的摩擦,取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)从A被释放到B落地,A物体重力势能的变化量;
(2)B落地瞬间,A的速度大小 ;
(3)从A被释放到B落地的过程中,轻绳对A做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)W=14.4J
【解析】
【小问1详解】
从 A 被释放到 B 落地,A 物体所受重力做的功
A 物体重力势能的变化量
解得
【小问2详解】
从A被释放到B落地,A、B两物体组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律有
解得。
【小问3详解】
对物体 A,根据动能定理有
解得 W=14.4J。
15. 一小游戏装置的简化图如图所示,水平固定平面MNPQ内MNHG区域光滑,GHPQ区域粗糙,光滑圆弧挡板BCDE(圆心为O,半径R=6m)垂直于平面MNPQ,轻弹簧一端固定在A点,另一端与质量m=0.4kg的小物块(可视为质点)接触(不栓接),初始时弹簧无形变。现用外力缓慢推小物块将弹簧沿轴线方向压缩一段距离后由静止释放小物块,小物块被弹出后正好以v0=5m/s 的速度从B点沿圆弧切线方向进入圆弧挡板沿着挡板运动,取重力加速度大小 g=10m/s2,G、E、O、C、H点在同一直线上。
(1)求释放物块的瞬间弹簧的弹性势能;
(2)求物块沿BC挡板运动时整个装置对它的作用力大小F;
(3)若物块最终停在D、E两点之间,求物块与GHPQ平面间的动摩擦因数满足的条件。
【答案】(1)Ep=5J
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从释放物块至物块到达B点的过程中,弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则
解得Ep=5J。
【小问2详解】
物块在 BC 段做匀速圆周运动,挡板对物块的弹力提供向心力,根据向心力公式有
平面对物块的支持力大小
整个装置对物块的作用力大小
解得
【小问3详解】
物块在 CDE 段运动过程中受到的滑动摩擦力大小始终为,方向与速度方向相反,如果物块恰好停在 D 点,根据动能定理有
如果物块恰好停在E点,根据动能定理有
因此
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