内容正文:
高2025级高一下期第三次学月考
物理
物理试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟
第一卷 选择题(46分)
一、选择题(1-7每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】以漏下的沙子为参考系,罐子向右上角做匀加速直线运动(竖直方向上加速度为g,方向向上,水平方向上加速度为恒定加速度a,方向向右),加速度大小方向恒定,对于每一个瞬间落下的沙子都满足该条件,即任何时刻落下的沙子都在罐子的左下角且跟罐子的连线与水平线的夹角恒定,所以沙子排列的几何形为一条直线
选D。
2. 高速或超速离心机是基因提取中的关键设备。当超速离心机转速达r/min时,关于距超速离心机转轴10cm处的质点,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小为270m/s
B. 角速度大小为rad/s
C. 向心加速度大小为m/s2
D. 周期为s
【答案】B
【解析】
【详解】该质点的频率
则周期
角速度大小
线速度大小
向心加速度大小
故选B。
3. 长潭水电厂位于浙江省台州市黄岩区境内永宁江上游,是发电运行近40年的老厂。平均水位落差约为100m,水的流量约为1.35×104 m3/s。保持船只通航需要约 3500 m3/s 的流量,其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时,水流的动能有20%转化为电能。假设每天从早到晚均有船只需要通过,则下列说法正确的是( )
A. 最大功率约为2.0×109 W
B. 年发电量约为1.8×1010 kWh
C. 通过技术改进,能够使所有的水的动能都转化为电能
D. 通航一天流失的能量7.0× 105 J
【答案】B
【解析】
【详解】A.设平均水位落差约h=100m,水的流量约Q1=1.35×104m3/s,船只通航需要约Q2=3500m3/s的流量,最大功率为
故A错误;
B.根据电功的计算公式有
故B正确;
C.根据能量守恒定律可知,所有的水的动能无法全部都转化为电能,故C错误;
D.通航一天流失的能量为
故D错误;
故选B。
4. 如图所示,O点为单摆的固定悬点,现将可视为质点的摆球拉至A点,此时细线处于张紧状态,静止释放摆球,摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,B点为运动中的最低位置。整个过程忽略空气阻力,则在摆动稳定后的一个周期内( )
A. 摆球受到重力、拉力、回复力、向心力四个力的作用
B. 摆球在经过A点和C点处,速度为零,向心力不为零
C. 摆球在经过B点处,速度最大,回复力为零
D. 摆球相邻两次经过B点时,细线拉力大小不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.摆球受到重力、拉力两个力的作用,A错误;
B.摆球在经过A点和C点处,速度为零,向心力等于沿着半径方向的合力,向心力也为零,B错误;
C.摆球在经过B点处,速度最大,回复力等于沿着切线方向的合力,回复力也为零,C正确;
D.摆球相邻两次经过B点时,速度大小相等,根据牛顿第二定律得
解得
细线拉力大小相等,D错误。
故选C。
5. 质量为,速度为的A球跟质量为的静止B球发生正碰,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,碰撞后的B球速度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当两球发生完全非弹性碰撞时,B球的速度最小,根据动量守恒定律有
解得
当两球发生弹性碰撞时,B球的速度最大,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律得
联立解得
故速度可能值的范围为。
故选B。
6. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的v-t图像如图所示,图中线段除AB段是曲线外,其余线段都是直线,已知在t1时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法正确的是( )
A. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越大
B. 图像中直线OA段起重机的功率保持不变
C. 在t1时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在t2时刻,起重机的拉力最大且为
【答案】C
【解析】
【详解】A.v-t图像斜率表示加速度,图像中曲线AB段,加速度越来越小,故A错误;
B.图像中直线OA段重物匀加速上升,起重机的牵引力不变,速度增大,功率增大,故B错误;
CD.0~t1时间内,起重机做匀加速直线运动,拉力为定值,t1时刻达到额定功率P=Fv1,此后速度增加,功率不变,拉力减小,故在t1时刻,起重机的拉力最大且为,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,有一质量为的小球,以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为,小球在上升过程中始终未能冲出圆弧,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球和滑块组成的系统动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.在小球运动过程中,小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒,系统竖直方向动量不守恒,小球和滑块组成的系统动量不守恒,故A错误;
B.小球在圆弧轨道上升到最高点时小球与滑块速度相同,系统在水平方向上动量守恒。规定的方向为正方向,水平方向根据动量守恒定律可得
解得,故B错误;
C.取水平面为零势能面,根据机械能守恒定律得:
解得:,故C正确;
D.小球离开圆弧轨道时,规定的方向为正方向,水平方向根据动量守恒定律可得
根据机械能守恒定律,则有
联立以上两式可得:,
小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为,方向向左,故D错误。
故选C。
二、8-10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,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A. 甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A机械能守恒
B. 乙图中,物体A固定,物体B沿斜面匀速下滑,物体B的机械能守恒
C. 丙图中,不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒
D. 丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒
【答案】CD
【解析】
【详解】A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A受重力和弹簧弹力作用,弹簧弹力对物体A做功,物体A的机械能不守恒,因为除重力外弹簧弹力做功,将物体A的机械能转化为弹簧的弹性势能,故A错误;
B.乙图中,物体B沿斜面匀速下滑,说明物体B受重力、支持力和摩擦力作用,摩擦力做功,物体B的机械能不守恒,机械能转化为内能,故B错误;
C.丙图中,不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中,对于A、B组成的系统,只有重力做功,没有其他力做功,所以A、B组成的系统机械能守恒,故C正确;
D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的高度不变,重力势能不变,速度大小不变动能不变,所以小球的机械能守恒,故D正确。
故选CD。
9. 很多大型商场都安装了台阶式自动扶梯方便乘客购物,如图所示,扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀加速运动,下列说法中正确的有( )
A. 重力对人做负功 B. 支持力对人做正功
C. 摩擦力对人做负功 D. 合外力对人做功为零
【答案】AB
【解析】
【详解】人站在自动扶梯上,人受到竖直向下的重力作用和竖直向上的支持力作用,由于扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀加速运动,人受水平向右摩擦力作用,合外力方向沿扶梯斜向右上,所以重力对人做负功,支持力对人做正功,摩擦力对人做正功;合外力对人做正功。
故选AB。
10. 如图甲为0.1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道,已知小球恰能到达最高点C,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图像,如图乙所示g取10m/s2,B为AC轨道中点,下列说法正确的是( )
A. 图乙中x=4
B. 小球从B到C损失了0.125J的机械能
C. 小球从A到C合力做的功为-1.05J
D. 小球从C抛出后,落地点到A的距离为1m
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.在C点,根据牛顿第二定律得
解得
A正确;
B.小球从A到C损失的机械能为
因为从A到B的过程摩擦力大于从B到C的过程,所以从B到C的过程损失的机械能小于全程的一半。B错误;
C.根据动能定理得
C正确;
D.小球从C抛出后,做平抛运动,有
解得
D错误。
故选AC。
第二卷 非选择题(54分)
三、实验探究题(16分)
11. “验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行.
(1)比较这两种方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些.
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,直接测量的物理量是( )
A.重力加速度
B.重物下落的高度
C.重物下落的瞬时速度
D.重物下落的平均速度
(3)在进行“验证机械能守恒定律”的实验时,应( )
A.先释放纸带,再接通电源
B.用手托住重物由静止释放
C.根据计算重物在t时刻的速度
D.使重物下落的起始位置靠近打点计时器
【答案】 ①. 甲 ②. B ③. D
【解析】
【详解】(1)甲的方案摩擦阻力小,误差小,而且方便操作,所用实验器材少,所以甲的方案好些
(2)A.验证机械能守恒的实验,重力势能减小等于动能的增加,所以重力加速度是已知的,无需测量,A错误
B.实验要计算重力势能的减少量,所以需要测量物体下落的高度,B正确
CD.本实验的下落瞬时速度是根据纸带处理得到,无法直接测量,而平均速度本实验用不到,CD错误
(3)A.根据实验操作,接通电源打点稳定后,再释放纸带,A错误
B.释放时,纸带应竖直,减少与限位孔的摩擦,所以释放时,应按图中所示,B错误
C.因为要验证机械能守恒,所以速度需根据实际的纸带计算,而不能用自由落体公式计算,因为自由落体运动只受重力,机械能一定守恒,C错误
D.释放纸带前,重锤应靠近打点计时器,这样可以充分利用纸带,D正确
12. 某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数,想出了很多方法。
(1)其中甲同学采用如图1所示的装置进行实验,他使物块在重力的牵引下开始运动,当重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上,实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动,如图2为他截取的一段纸带,记录了物块做匀减速运动过程的信息,1、2、3、4、5是他选取的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器电源的频率为50Hz。根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度的大小a=______________m/s2(保留两位有效数字)。若当地的重力加速度大小为,则物块与桌面的动摩擦因数=_______(保留两位有效数字),该测量结果比动摩擦因数的真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
(2)乙同学采用了如图3所示的另一套装置进行实验,使物块A位于水平桌面的O点时,重物B刚好接触地面,将A拉到P点,待B稳定后由静止释放。A最终滑到Q点,分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h,重复以上的操作,分别测出以下几组实验数据,并画出s-h图像为正比例函数图像,已知图像的斜率为k,实验中测得A、B的质量分别为和则根据关系图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数=__________。(用题目中的已知量表示)
【答案】(1) ①. 2.0 ②. 0.20 ③. 偏大
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]由题意知,相邻计数点间的时间间隔为
T=0.1s
由逐差法可得加速度为
[2]物体受摩擦力作用而减速运动,可得
解得
[3]由于减速阶段的加速度由滑动摩擦力和纸带受的阻力共同产生,所以计算结果偏大。
【小问2详解】
B下落至落地前的过程,对于A、B组成的整体根据动能定理有
在B落地后,A运动到Q,根据动能定理有
解得
结合s-h图象的斜率为k,可得
求得
四、计算题(38分,13题8分,14题12分,15题18分)
13. 长为L的细线上端固定,下端系着质量为m的小球,小球在水平面内做匀速圆周运动时,测出小球与悬挂点的竖直高度为H,已知重力加速度为g。求:
(1)小球做匀速圆周运动时受到细线的拉力大小。
(2)小球做匀速圆周运动的周期。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析,设绳子的拉力为F,拉力在竖直方向的分力等于重力,则
(2)对小球,小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,得
解得
14. 一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求:
(1)0~6s时间内水平拉力F对物体所做的功;
(2)0~10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率;
(3)0~4s时间内合力对物体所做的功。
【答案】(1)18J;(2)3W;(3)1.5J
【解析】
【详解】(1)由图乙和图丙可知,时间内水平拉力做功为
由题图丙可知时间内物体的位移为
水平拉力做功为
则时间内水平拉力对物体所做的功为
(2)由题图丙可知,在时间内,物体做匀速运动,则此时摩擦力f的大小等于拉力F的大小,由题图乙可知摩擦力大小为
时间内物体的总位移为
则时间内物体克服摩擦力所做的功为
物体克服摩擦力所做的功的平均功率为
(3)由丙图可知在时间内,物体发生的位移为
则时间内合力对物体所做的功为
15. 某固定装置的截面如图所示,水平直轨道左端固定一劲度系数的轻弹簧,质量的小物块P静止在O点(与弹簧接触但不拴接),水平传送带以的速度逆时针运动,传送带左端与水平轨道在B点平滑连接(不影响传送带运动)。已知A、O之间的距离等于弹簧原长,O、B之间的距离,之间的距离,小物块P与水平轨道以及传送带之间的动摩擦因数,取。现给小物块P施加一水平向左的推力,使小物块P向左运动,当速度为零时立即撤去推力。弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能可表示为:,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。求:
(1)小物块P在推力F的作用下向左运动的最大距离x;
(2)小物块P滑上传送带时的速度大小v;
(3)小物块P与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据能量守恒有
解得
【小问2详解】
撤去恒力F到小物块P滑到B点的过程,根据能量守恒有
解得
【小问3详解】
设小物块P在传送带上向右运动的速度减为零所用时间为,位移大小为,加速度大小为a,则有,,
解得,,
小物块速度减为零后向左加速运动,与传送带达到共同速度所用时间为,位移大小为,则有,
解得,
小物块P在传送带上运动过程中产生的热量
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高2025级高一下期第三次学月考
物理
物理试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟
第一卷 选择题(46分)
一、选择题(1-7每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验:一个罐子在空中沿水平直线向右做匀加速运动,沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力,则下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是( )
A. B.
C. D.
2. 高速或超速离心机是基因提取中的关键设备。当超速离心机转速达r/min时,关于距超速离心机转轴10cm处的质点,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小为270m/s
B. 角速度大小为rad/s
C. 向心加速度大小为m/s2
D. 周期为s
3. 长潭水电厂位于浙江省台州市黄岩区境内永宁江上游,是发电运行近40年的老厂。平均水位落差约为100m,水的流量约为1.35×104 m3/s。保持船只通航需要约 3500 m3/s 的流量,其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时,水流的动能有20%转化为电能。假设每天从早到晚均有船只需要通过,则下列说法正确的是( )
A. 最大功率约为2.0×109 W
B. 年发电量约为1.8×1010 kWh
C. 通过技术改进,能够使所有的水的动能都转化为电能
D. 通航一天流失的能量7.0× 105 J
4. 如图所示,O点为单摆的固定悬点,现将可视为质点的摆球拉至A点,此时细线处于张紧状态,静止释放摆球,摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,B点为运动中的最低位置。整个过程忽略空气阻力,则在摆动稳定后的一个周期内( )
A. 摆球受到重力、拉力、回复力、向心力四个力的作用
B. 摆球在经过A点和C点处,速度为零,向心力不为零
C. 摆球在经过B点处,速度最大,回复力为零
D. 摆球相邻两次经过B点时,细线拉力大小不相等
5. 质量为,速度为的A球跟质量为的静止B球发生正碰,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,碰撞后的B球速度可能是( )
A. B. C. D.
6. 一台额定功率为P的起重机从静止开始提升质量为m的重物,重物运动的v-t图像如图所示,图中线段除AB段是曲线外,其余线段都是直线,已知在t1时刻拉力的功率达到额定功率,之后功率保持不变。下列说法正确的是( )
A. 图像中曲线AB段起重机的加速度越来越大
B. 图像中直线OA段起重机的功率保持不变
C. 在t1时刻,起重机的拉力最大且为
D. 在t2时刻,起重机的拉力最大且为
7. 如图所示,有一质量为的小球,以速度滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块。滑块的质量为,小球在上升过程中始终未能冲出圆弧,重力加速度为,则在小球运动过程中( )
A. 小球和滑块组成的系统动量守恒
B. 小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C. 小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D. 小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
二、8-10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,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A. 甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A机械能守恒
B. 乙图中,物体A固定,物体B沿斜面匀速下滑,物体B的机械能守恒
C. 丙图中,不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒
D. 丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒
9. 很多大型商场都安装了台阶式自动扶梯方便乘客购物,如图所示,扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀加速运动,下列说法中正确的有( )
A. 重力对人做负功 B. 支持力对人做正功
C. 摩擦力对人做负功 D. 合外力对人做功为零
10. 如图甲为0.1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道,已知小球恰能到达最高点C,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图像,如图乙所示g取10m/s2,B为AC轨道中点,下列说法正确的是( )
A. 图乙中x=4
B. 小球从B到C损失了0.125J的机械能
C. 小球从A到C合力做的功为-1.05J
D. 小球从C抛出后,落地点到A的距离为1m
第二卷 非选择题(54分)
三、实验探究题(16分)
11. “验证机械能守恒定律”的实验装置可以采用图示的甲或乙方案来进行.
(1)比较这两种方案,_____(填“甲”或“乙”)方案好些.
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,直接测量的物理量是( )
A.重力加速度
B.重物下落的高度
C.重物下落的瞬时速度
D.重物下落的平均速度
(3)在进行“验证机械能守恒定律”的实验时,应( )
A.先释放纸带,再接通电源
B.用手托住重物由静止释放
C.根据计算重物在t时刻的速度
D.使重物下落的起始位置靠近打点计时器
12. 某学校的学生为了测定物块与桌面之间的动摩擦因数,想出了很多方法。
(1)其中甲同学采用如图1所示的装置进行实验,他使物块在重力的牵引下开始运动,当重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上,实验中甲同学用打点计时器记录了物块的运动,如图2为他截取的一段纸带,记录了物块做匀减速运动过程的信息,1、2、3、4、5是他选取的计数点,相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器电源的频率为50Hz。根据纸带可求出物块做减速运动过程中的加速度的大小a=______________m/s2(保留两位有效数字)。若当地的重力加速度大小为,则物块与桌面的动摩擦因数=_______(保留两位有效数字),该测量结果比动摩擦因数的真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
(2)乙同学采用了如图3所示的另一套装置进行实验,使物块A位于水平桌面的O点时,重物B刚好接触地面,将A拉到P点,待B稳定后由静止释放。A最终滑到Q点,分别测量OP、OQ的长度h和s。改变h,重复以上的操作,分别测出以下几组实验数据,并画出s-h图像为正比例函数图像,已知图像的斜率为k,实验中测得A、B的质量分别为和则根据关系图线计算出物块A与桌面间的动摩擦因数=__________。(用题目中的已知量表示)
四、计算题(38分,13题8分,14题12分,15题18分)
13. 长为L的细线上端固定,下端系着质量为m的小球,小球在水平面内做匀速圆周运动时,测出小球与悬挂点的竖直高度为H,已知重力加速度为g。求:
(1)小球做匀速圆周运动时受到细线的拉力大小。
(2)小球做匀速圆周运动的周期。
14. 一物体放在水平地面上,如图甲所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求:
(1)0~6s时间内水平拉力F对物体所做的功;
(2)0~10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率;
(3)0~4s时间内合力对物体所做的功。
15. 某固定装置的截面如图所示,水平直轨道左端固定一劲度系数的轻弹簧,质量的小物块P静止在O点(与弹簧接触但不拴接),水平传送带以的速度逆时针运动,传送带左端与水平轨道在B点平滑连接(不影响传送带运动)。已知A、O之间的距离等于弹簧原长,O、B之间的距离,之间的距离,小物块P与水平轨道以及传送带之间的动摩擦因数,取。现给小物块P施加一水平向左的推力,使小物块P向左运动,当速度为零时立即撤去推力。弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能可表示为:,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。求:
(1)小物块P在推力F的作用下向左运动的最大距离x;
(2)小物块P滑上传送带时的速度大小v;
(3)小物块P与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。
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