内容正文:
高一 物理试卷
满分100分,时间75分钟
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2、不得随意在答题卡上涂改、乱画,使用黑色中性笔,认真规范答题,不得使用涂改液、修正带、透明胶等方法改错。
3、考试结束后,试卷本人留存将答题卡交回。
一、单选题(共7题,共28分)
1. 二十四节气是我国古代历法的独创,其中春分、夏至、秋分、冬至是二十四节气中四个重要的节气,在这四个节气时,地球和太阳的位置关系大致如图所示,则这四个节气中地球绕太阳运动的速率最大的是( )
A. 春分 B. 夏至 C. 秋分 D. 冬至
【答案】D
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律,太阳与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等,在冬至时,地球与太阳的连线最短,地球绕太阳运行的速率最大。
故选D。
2. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区四子王旗预定区域,实现了世界首次月球背面采样返回。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小等于其在月球表面的重力大小
B. 嫦娥六号探测器在进入地球大气层后减速下落的过程中,机械能转化为内能
C. 嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中(发动机无动力)动能增大
D. 嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力大于它对月球的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A.地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度不相等,则嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小不等于其在月球表面的重力大小,A项错误;
B.嫦娥六号探测器进入地球大气层后减速下落的过程中,因摩擦产热,机械能转化为内能,B项正确;
C.嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中,远离月球,月球对嫦娥六号探测器的引力做负功,嫦娥六号探测器的动能减小,C项错误;
D.嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力与它对月球的作用力是一对相互作用力,大小始终相等,方向相反,D项错误。
故选B。
3. 一质量为0.4 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面由静止开始运动,F随物体位置x变化的图像如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度g取10 m/s2,则物体从x=0运动到x=4 m的过程中,合力做的功为( )
A. 6 J B. 10 J C. 14 J D. 18 J
【答案】B
【解析】
【详解】图像面积表示功,则物体从x=0运动到x=4m的过程中,力F做的功
此过程摩擦力做的功
则合力做的功
故选B。
4. 一小孩站在岸边向湖面抛石子,他将两个完全相同的石子(均可视为质点)从空中同一位置M先后抛出,两石子的运动轨迹如图中a、b所示,两轨迹的交点为N。已知两石子经过N点时的机械能相同,两石子的落水点位于同一水平线上,忽略空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A. 两次抛出石子的初速度相同
B. 两石子落水时重力的瞬时功率相同
C. 两石子在空中运动过程中重力做功的平均功率相同
D. 两石子在各自的最高点的机械能相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.两石子经过N点时的机械能相同,则两石子经过N点时的动能相同,根据机械能守恒定律,则在M点时初速度的大小相等、方向不同,A项错误;
B.根据机械能守恒定律,两石子落水时的速度大小相等,竖直方向的分速度不同,根据,因此重力的瞬时功率不同,B项错误;
C.两石子在空中运动过程中重力做的功相同,由于两石子上升的高度不同,则运动的时间不同,故根据,它们的重力做功的平均功率不同,C项错误;
D.石子在空中运动过程中机械能守恒,两石子在N点的机械能相同,则两石子在各自的最高点的机械能相同,D项正确。
故选D。
5. 甲、乙两运动员在光滑水平冰面上进行滑冰训练。以速度运动的甲推一下静止在其正前方的乙,刚分开时,甲、乙的运动方向与的方向相同,且甲的速度为,则刚分开时,甲、乙的动量大小之比为( )
A. 3:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:3
【答案】C
【解析】
【详解】根据,设甲的初始动量为,则刚分开时,甲的末动量为,甲的动量变化量大小为
根据动量守恒定律,甲、乙系统总动量守恒,乙与甲动量变化大小相等,乙的初动量为零,则刚分开时,乙的动量大小为,所以甲、乙的动量大小之比为1:2。
故选C。
6. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,,,,,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】两球碰撞过程中系统动量守恒,以两球的初速度方向为正方向,如果两球发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得
代入数据解得
如果两球发生完全弹性碰撞,有
由机械能守恒定律得
代入数据解得
则碰撞后A、B的速度
故选C。
7. 如图所示,质量为m的盒子放在光滑的水平面上,盒子内部长度L=1 m,盒内正中间放有一质量M=3m的物块(可视为质点),物块与盒子内部的动摩擦因数为0.03。从某一时刻起,给物块一个水平向右、大小为4 m/s的初速度v0,已知物体与盒子发生弹性碰撞,g=10 m/s2,那么该物块与盒子前、后壁发生碰撞的次数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】C
【解析】
【详解】由动量守恒可得
Mv0=(M+m)v
到物块停止,系统机械能的损失为
M-(M+m)v2=μMg x
解得
x=m≈6.67 m
故物块与盒子发生7次碰撞。
故选C。
二、多选题(共3题,共18分)
8. 圆周运动是一种常见的曲线运动,例如电动机转子、车轮、皮带轮等都做圆周运动。某物体(可视为质点)做匀速圆周运动,则在该物体运动的过程中( )
A. 物体的速度时刻变化
B. 物体的加速度不变
C. 物体的动能一定不变
D. 物体的机械能一定不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体做匀速圆周运动,速度大小不变,方向时刻变化,故速度是变化的,A正确;
B.物体做匀速圆周运动,加速度大小不变,方向时刻变化,故加速度是变化的,B错误;
C.物体的动能,物体做匀速圆周运动,速度大小不变,故物体的动能不变,C正确;
D.物体做匀速圆周运动,动能不变,物体的重力势能不一定不变,故物体的机械能不一定不变,D错误。
故选AC。
9. 在某次跳水训练中,质量为的运动员在高的跳台上站立,然后保持站立姿势竖直下落,脚接触水后在水中沿竖直方向继续运动,直至速度为0。已知运动员的脚在水中下落的深度为。忽略空气阻力,重力加速度取,取跳台为零势能参考平面,则运动员( )
A. 在全过程中,重力做功为
B. 在脚刚好接触水时的机械能为0
C. 在脚刚好接触水时的重力势能为
D. 从脚接触水至速度为0,水的阻力做功为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.重力做功为,故A正确。
B.忽略空气阻力,在空中下落过程机械能守恒。初始状态(跳台处)速度,高度(零势能参考面),机械能。脚接触水时机械能仍为0。故B正确。
C.脚接触水时,高度(以跳台为零势能参考面)
重力势能 。故C正确。
D.全过程应用动能定理可得
解得水的阻力做功为,故D错误。
故选ABC。
10. 台球是大家比较喜爱的一项运动。在光滑水平面上,小明利用一个白球A以初速度v0去撞击10个一字排开的相同花球,如图所示,已知台球之间的碰撞为弹性正碰,白球质量是花球质量的2倍,则( )
A. 白球A第一次弹性正碰后速度大小为
B. 编号为1的花球的最终速度大小为
C. 编号为2的花球的最终速度大小为
D. 编号为10的花球的最终速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.质量为2m的白球A以初速度v0与编号为10的花球发生弹性正碰,满足动量守恒和机械能守恒,设碰后,白球A和编号为10的花球的速度分别为vA1、v1,以向右为正方向,则
解得
,
故A错误;
B.同理分析,两个质量相同的花球碰撞时,根据动量守恒定律和机械能守恒,两球速度交换,此时编号为10的花球与编号为9的花球交换速度,以此类推,最终编号为1的花球的速度为
故B正确;
C.质量为2m的白球A以初速度与编号为10的花球(速度为零)第2次发生弹性正碰,满足动量守恒定律和机械能守恒,则
解得
,
接者编号为10到3的花球依次与前面小球碰撞,最终可得编号为2的花球的速度为
故C错误;
D.因为
编号为2的花球不会与编号为1的花球再碰,依次类推,第10次碰撞后编号为10的花球的速度为
故D正确。
故选BD。
三、实验题(共2题,共0分)
11. 某同学利用实验室里的斜槽、小球等器材研究平抛运动。使实心小球每次都从斜槽上同一位置滚下,用铅笔记录小球做平抛运动过程中经过的位置(小球球心在木板上的水平投影点)及坐标(x,y)。通过多次实验,把竖直白纸上记录的小球的多个位置用平滑曲线连起来,就得到了小球做平抛运动的轨迹。
(1)实验中要建立直角坐标系,在下图中,坐标原点选择正确的是 。
A. B.
C. D.
(2)该同学画出的平抛运动轨迹为一条曲线,而根据小球的位置坐标(x,y)画出的y-x2图像如图所示,图线是一条过原点的直线,这说明小球的运动轨迹在坐标系中是____的一部分。若y-x2图像的斜率为k,重力加速度大小为g,则小球从斜槽末端飞出时的速度大小为____(用题中所给的字母表示)。
【答案】(1)D (2) ①. 抛物线 ②.
【解析】
【小问1详解】
建立坐标系时,应将小球在斜槽末端时球心在竖直面上的投影作为坐标原点,D项正确。
【小问2详解】
[1]画出的y-x2图像是一条过原点的直线,则有y=kx2,故小球的运动轨迹为抛物线的一部分。
[2]由平抛运动的规律,可知x=v0t,
整理得
所以
初速度大小
12. 如图甲所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带由静止开始自由下落,某同学利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)关于该实验,下列说法错误的是 (填选项前的字母)。
A. 实验时,应先释放纸带,后接通打点计时器的电源
B. 为了减小实验误差,重物应选择密度大、体积小的物体
C. 根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证机械能是否守恒
(2)挑选出一条点迹清晰的纸带,在选定的纸带上依次取计数点,如图乙所示,相邻计数点的时间间隔T=0.02 s。若重物的质量m=0.4 kg,重力加速度大小g取9.8 m/s2,O点为打下的第一个点,则打下F点时重物的速度大小为____m/s;从打下O点到打下F点的过程,重物动能的增加量为____J,重物重力势能的减少量为____J。(结果均保留3位有效数字)
(3)若用(2)中的方法处理实验数据,发现重物减少的重力势能略大于重物增加的动能,主要原因是 (填选项前的字母)。
A. 所选的起始点O不是打下的第一个点
B. 电源的电压偏低
C. 重物及纸带在下落时受到摩擦阻力
【答案】(1)A (2) ①. 1.15 ②. 0.265 ③. 0.274 (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.实验时,应先接通打点计时器的电源,后释放纸带,A错误;
B.为了减小实验误差,重物应选择密度大、体积小的物体,以减小阻力的影响,B正确;
C.根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证机械能是否守恒,C正确。
此题选择错误的,故选A。
【小问2详解】
[1]打下F点时重物的速度大小;
[2]从打下O点到打下F点的过程,重物动能的增加量
[3]重物重力势能的减少量。
【小问3详解】
A.若所选的起始点O不是打下的第一个点,则重物在F点的动能大于从打下O点到打下F点过程重物增加的动能,重物动能的增加量的测量值偏大,A项不符合题意;
B.电源的电压偏低,电磁铁产生的吸力就会减小,吸力不够,打出的点也就不清晰了,与误差的产生没有关系,B项不符合题意;
C.重物及纸带在下落时受到阻力,由于摩擦阻力做功,会使重物增加的动能略小于重物减少的重力势能,C项符合题意。
故选C。
四、计算题(共3题,共37分)
13. 如图所示,为长度的水平光滑轨道,为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道,两轨道在点平滑连接,质量的物块(可视为质点)静止在点。现用一水平向右大小为的力作用在物块上,运动到点时撤去。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)力对物块做的功;
(2)物块到达点时的速度大小;
(3)物块从点脱离轨道后上升的最大距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由功的定义可得,力做的功
解得
【小问2详解】
物块由点运动到点,由动能定理得
解得
【小问3详解】
物块从点脱离轨道后做竖直上抛运动,则
解得
14. 双响爆竹,其一响之后,腾空再发一响,因此得名二踢脚。如图所示,质量为0.1kg的二踢脚竖立在地面上被点燃后发出一响,向下喷出少量高压气体(此过程位移可忽略)后获得20m/s的速度竖直升起,到达最高点时恰好发生第二响,立即被炸成的A、B两块,其中质量的A部分以的速度向南水平飞出。已知第二响释放的能量有30%转化为A、B的机械能,不计二踢脚内火药的质量和所受的空气阻力,取,求:
(1)A、B两部分落地时的距离L;
(2)第二响释放的能量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)A、B两部分落地的时间为
炸成的A、B两块时,根据在水平方向动量守恒
其中
解得
炸成的A、B两块后,两部分分别做平抛运动,则两部分水平位移分别为
则,A、B两部分落地时的距离L为
(2)由题意可知
其中
解得
15. 如图所示,竖直平面内有一固定光滑的圆轨道,轨道半径为;质量为的长木板静置于光滑水平面上,紧靠且其上表面与等高。一质量为的小滑块(视为质点)从端由静止释放后沿轨道下滑,通过后恰好能运动到的最右端。已知滑块与上表面间的动摩擦因数,重力加速度大小为。
(1)求滑块刚到达时圆轨道对滑块的支持力大小;
(2)求的长度以及滑块在上时滑块与组成的系统因摩擦产生的热量。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
由到的过程,由能量守恒有
解得
在处,合力提供向心力,有
联立推导得
【小问2详解】
滑块从长木板左端到右端的过程,滑块和长木板水平方向动量守恒,有
解得
系统损失的动能转化为摩擦产生的热量,因此
推导得
摩擦力产生的热量等于摩擦力乘相对位移,有
解得
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满分100分,时间75分钟
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2、不得随意在答题卡上涂改、乱画,使用黑色中性笔,认真规范答题,不得使用涂改液、修正带、透明胶等方法改错。
3、考试结束后,试卷本人留存将答题卡交回。
一、单选题(共7题,共28分)
1. 二十四节气是我国古代历法的独创,其中春分、夏至、秋分、冬至是二十四节气中四个重要的节气,在这四个节气时,地球和太阳的位置关系大致如图所示,则这四个节气中地球绕太阳运动的速率最大的是( )
A. 春分 B. 夏至 C. 秋分 D. 冬至
2. 2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区四子王旗预定区域,实现了世界首次月球背面采样返回。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号探测器在地球表面的重力大小等于其在月球表面的重力大小
B. 嫦娥六号探测器在进入地球大气层后减速下落的过程中,机械能转化为内能
C. 嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中(发动机无动力)动能增大
D. 嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中,月球对它的作用力大于它对月球的作用力
3. 一质量为0.4 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面由静止开始运动,F随物体位置x变化的图像如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度g取10 m/s2,则物体从x=0运动到x=4 m的过程中,合力做的功为( )
A. 6 J B. 10 J C. 14 J D. 18 J
4. 一小孩站在岸边向湖面抛石子,他将两个完全相同的石子(均可视为质点)从空中同一位置M先后抛出,两石子的运动轨迹如图中a、b所示,两轨迹的交点为N。已知两石子经过N点时的机械能相同,两石子的落水点位于同一水平线上,忽略空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A. 两次抛出石子的初速度相同
B. 两石子落水时重力的瞬时功率相同
C. 两石子在空中运动过程中重力做功的平均功率相同
D. 两石子在各自的最高点的机械能相同
5. 甲、乙两运动员在光滑水平冰面上进行滑冰训练。以速度运动的甲推一下静止在其正前方的乙,刚分开时,甲、乙的运动方向与的方向相同,且甲的速度为,则刚分开时,甲、乙的动量大小之比为( )
A. 3:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:3
6. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,,,,,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
7. 如图所示,质量为m的盒子放在光滑的水平面上,盒子内部长度L=1 m,盒内正中间放有一质量M=3m的物块(可视为质点),物块与盒子内部的动摩擦因数为0.03。从某一时刻起,给物块一个水平向右、大小为4 m/s的初速度v0,已知物体与盒子发生弹性碰撞,g=10 m/s2,那么该物块与盒子前、后壁发生碰撞的次数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
二、多选题(共3题,共18分)
8. 圆周运动是一种常见的曲线运动,例如电动机转子、车轮、皮带轮等都做圆周运动。某物体(可视为质点)做匀速圆周运动,则在该物体运动的过程中( )
A. 物体的速度时刻变化
B. 物体的加速度不变
C. 物体的动能一定不变
D. 物体的机械能一定不变
9. 在某次跳水训练中,质量为的运动员在高的跳台上站立,然后保持站立姿势竖直下落,脚接触水后在水中沿竖直方向继续运动,直至速度为0。已知运动员的脚在水中下落的深度为。忽略空气阻力,重力加速度取,取跳台为零势能参考平面,则运动员( )
A. 在全过程中,重力做功为
B. 在脚刚好接触水时的机械能为0
C. 在脚刚好接触水时的重力势能为
D. 从脚接触水至速度为0,水的阻力做功为
10. 台球是大家比较喜爱的一项运动。在光滑水平面上,小明利用一个白球A以初速度v0去撞击10个一字排开的相同花球,如图所示,已知台球之间的碰撞为弹性正碰,白球质量是花球质量的2倍,则( )
A. 白球A第一次弹性正碰后速度大小为
B. 编号为1的花球的最终速度大小为
C. 编号为2的花球的最终速度大小为
D. 编号为10的花球的最终速度大小为
三、实验题(共2题,共0分)
11. 某同学利用实验室里的斜槽、小球等器材研究平抛运动。使实心小球每次都从斜槽上同一位置滚下,用铅笔记录小球做平抛运动过程中经过的位置(小球球心在木板上的水平投影点)及坐标(x,y)。通过多次实验,把竖直白纸上记录的小球的多个位置用平滑曲线连起来,就得到了小球做平抛运动的轨迹。
(1)实验中要建立直角坐标系,在下图中,坐标原点选择正确的是 。
A. B.
C. D.
(2)该同学画出的平抛运动轨迹为一条曲线,而根据小球的位置坐标(x,y)画出的y-x2图像如图所示,图线是一条过原点的直线,这说明小球的运动轨迹在坐标系中是____的一部分。若y-x2图像的斜率为k,重力加速度大小为g,则小球从斜槽末端飞出时的速度大小为____(用题中所给的字母表示)。
12. 如图甲所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带由静止开始自由下落,某同学利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)关于该实验,下列说法错误的是 (填选项前的字母)。
A. 实验时,应先释放纸带,后接通打点计时器的电源
B. 为了减小实验误差,重物应选择密度大、体积小的物体
C. 根据测量结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证机械能是否守恒
(2)挑选出一条点迹清晰的纸带,在选定的纸带上依次取计数点,如图乙所示,相邻计数点的时间间隔T=0.02 s。若重物的质量m=0.4 kg,重力加速度大小g取9.8 m/s2,O点为打下的第一个点,则打下F点时重物的速度大小为____m/s;从打下O点到打下F点的过程,重物动能的增加量为____J,重物重力势能的减少量为____J。(结果均保留3位有效数字)
(3)若用(2)中的方法处理实验数据,发现重物减少的重力势能略大于重物增加的动能,主要原因是 (填选项前的字母)。
A. 所选的起始点O不是打下的第一个点
B. 电源的电压偏低
C. 重物及纸带在下落时受到摩擦阻力
四、计算题(共3题,共37分)
13. 如图所示,为长度的水平光滑轨道,为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道,两轨道在点平滑连接,质量的物块(可视为质点)静止在点。现用一水平向右大小为的力作用在物块上,运动到点时撤去。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)力对物块做的功;
(2)物块到达点时的速度大小;
(3)物块从点脱离轨道后上升的最大距离。
14. 双响爆竹,其一响之后,腾空再发一响,因此得名二踢脚。如图所示,质量为0.1kg的二踢脚竖立在地面上被点燃后发出一响,向下喷出少量高压气体(此过程位移可忽略)后获得20m/s的速度竖直升起,到达最高点时恰好发生第二响,立即被炸成的A、B两块,其中质量的A部分以的速度向南水平飞出。已知第二响释放的能量有30%转化为A、B的机械能,不计二踢脚内火药的质量和所受的空气阻力,取,求:
(1)A、B两部分落地时的距离L;
(2)第二响释放的能量。
15. 如图所示,竖直平面内有一固定光滑的圆轨道,轨道半径为;质量为的长木板静置于光滑水平面上,紧靠且其上表面与等高。一质量为的小滑块(视为质点)从端由静止释放后沿轨道下滑,通过后恰好能运动到的最右端。已知滑块与上表面间的动摩擦因数,重力加速度大小为。
(1)求滑块刚到达时圆轨道对滑块的支持力大小;
(2)求的长度以及滑块在上时滑块与组成的系统因摩擦产生的热量。
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