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。
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列物理量中,其国际单位与功的国际单位相同的是( )
A. 力 B. 角速度 C. 功率 D. 动能
【答案】D
【解析】
【详解】功的国际单位是焦耳(),由功的定义式可得,对各选项分析如下:
A.力的国际单位是牛顿(),,与功的单位不同,故A错误;
B.角速度的国际单位是弧度每秒(),量纲为,与功的单位不同,故B错误;
C.功率的国际单位是瓦特(),由得,与功的单位不同,故C错误;
D.动能属于能量范畴,由动能公式可知其量纲为,国际单位为焦耳,与功的单位相同,故D正确。
故选D。
2. 测试机的飞行轨迹如图所示。测试机在飞行轨迹上、、、四个特征点处的速度方向标示中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向。图中、、、四个特征点仅点的速度方向与轨迹线相切,其余特征点的标示速度方向均不沿轨迹的切线方向,速度方向标示不正确。
故选C。
3. 一物体做平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体的速度改变,加速度不变
B. 该物体的速度不变,加速度改变
C. 该物体的速度和加速度都改变
D. 该物体的速度和加速度都不变
【答案】A
【解析】
【详解】平抛运动的受力特点为仅受重力,根据牛顿第二定律,加速度恒为重力加速度,大小、方向均固定,因此加速度不变。速度是矢量,平抛为曲线运动,速度方向沿轨迹切线方向时刻变化;同时竖直分速度满足随时间不断增大,合速度大小也持续增大,因此速度是变化的。
故选A。
4. 某汽车以额定功率在平直路面上行驶,空载时的最大速度为。若汽车所受的阻力与车重成正比,汽车装载了货物,且装载货物的质量与汽车的质量相等,其他情况不变,则汽车装载货物后的最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】汽车以额定功率行驶,达到最大速度时牵引力与阻力大小相等,结合功率公式,可得额定功率(为最大速度)。
设汽车质量为,阻力与车重的比例系数为:空载时阻力,因此
装载货物后总质量为,此时阻力,设此时最大速度为,同理有
联立可得汽车装载货物后的最大速度为
故选B。
5. 龙湾苹果是甘肃省白银市景泰县特产。一个质量为的龙湾苹果(视为质点)从距地面高度为处由静止下落,取重力加速度大小,不计空气阻力,则苹果落地前瞬间的动能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】苹果下落过程中,由动能定理
可得落地瞬间动能
故选B。
6. 某探测器登陆火星前,先后在半径不同的轨道上绕火星做匀速圆周运动,角速度大小分别为、,线速度大小分别为、。下列等式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】探测器绕火星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,推导如下,由
得
变形得
由
得
将代入角速度公式,化简得
可见与成正比,即
故选C。
7. 某次足球训练时,小明将静止在水平地面上质量为0.4kg的足球由静止斜向上踢出,足球被踢出后经2s落回地面,足球的落点到被踢出位置的距离为40m。取重力加速度大小,不计空气阻力。在小明将足球踢出的过程中,他对足球做的功为( )
A. 40 J B. 60 J C. 80 J D. 100 J
【答案】D
【解析】
【详解】不计空气阻力,足球被踢出后做斜抛运动,可分解为水平方向做匀速直线运动和竖直方向做竖直上抛运动:由竖直上抛运动规律,总时间满足
解得竖直分速度
水平方向有
解得水平分速度
根据动能定理,小明对足球做的功等于足球获得的初动能
代入计算得
故选D。
8. 小张去某森林公园游玩,途中要沿着台阶上一条高度为20m的坡路。小张(视为质点)的质量为60 kg,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 该过程中小张的重力势能增大
B. 该过程中小张的重力势能减小
C. 该过程中小张所受的重力做的功为12000 J
D. 该过程中小张所受的重力做的功为-12000 J
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.小张上坡过程中竖直高度升高,根据重力势能公式,高度增大,重力势能增大,故A正确,B错误;
CD.重力方向竖直向下,小张竖直位移向上,重力做负功,根据重力做功公式
代入数据得,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 白银市境内的黄河河段是黄河流经甘肃省的重要河段之一。黄河某段河岸平直,两岸的间距为d,小船从A岸以大小恒为、方向垂直河岸的速度(在静水中的速度)横渡黄河,小船从A岸到B岸的运动轨迹如图中虚线所示。下列说法正确的是( )
A. 小船横渡黄河所用的时间为
B. 小船横渡黄河所用的时间为
C. 从A岸到B岸,河水的流速先增大后减小
D. 从A岸到B岸,河水的流速先减小后增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.小船沿垂直河岸方向的速度为v0不变,可知横渡黄河所用的时间为,A正确,B错误;
CD.小船做曲线运动,合力方向指向轨迹的凹侧,因垂直河岸方向做匀速运动,可知平行河岸方向的加速度先向右后向左,即从A岸到B岸,河水的流速先增大后减小,C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,杂技演员表演“水流星”时,在长为1.6 m的轻绳的一端,系一个盛着水的容器,以轻绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动。容器在不同高度处的速率不同,但水始终不流出。取重力加速度大小g=10 m/s2,将容器视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. “水流星”通过最高点时,最小速度为4 m/s
B. “水流星”在与圆心等高的两个位置,向心加速度可能相同
C. “水流星”恰好通过最高点时,容器不受力的作用
D. “水流星”通过最低点时,轻绳的拉力一定大于容器和水所受的总重力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.水在最高点恰好不流出的临界条件是重力提供向心力,代入
解得最小速度,故A正确;
B.向心加速度是矢量,方向始终指向圆心。在圆心两侧与圆心等高的位置,两个位置的向心加速度方向相反,因此加速度不可能相同,故B错误;
C.恰好通过最高点时,轻绳拉力为零,但容器和水整体的重力提供向心力,容器仍然受到重力作用,并非不受力,故C错误;
D.最低点向心力方向竖直向上(指向圆心),由牛顿第二定律得
解得轻绳拉力,因此轻绳拉力一定大于容器和水的总重力,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学用如图甲所示的装置做“研究平抛物体的运动”实验。
(1)为保证小球从斜槽末端飞出后做平抛运动,斜槽末端必须__________。在描绘同一个轨迹时,小球每次________(填“必须”或“不必”)从斜槽上同一位置由静止释放。
(2)该同学用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的部分照片如图乙所示,图乙中各正方形小格的边长均为L,重力加速度大小为g,则小球做平抛运动的初速度大小____________(用L、g表示)。
【答案】(1) ①. 保持水平##水平 ②. 必须
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]要保证小球抛出后做平抛运动,小球抛出时初速度必须水平,因此斜槽末端必须保持水平
[2]为了保证小球每次平抛的初速度相同,得到同一个运动轨迹,小球每次必须从斜槽同一位置由静止释放
【小问2详解】
平抛运动可分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动,由图可知,相邻两点之间的水平位移均为,说明相邻两点的时间间隔相等,设为,竖直方向,连续相等时间内的位移差满足
由图得到竖直位移为,到竖直位移为,因此
代入得
解得
故小球做平抛运动的初速度大小
12. 学校物理兴趣小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑斜面,斜面的倾角为,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出,滑块上沿斜面方向的固定挡光板也未画出。
(1)若挡光板的宽度为,挡光板通过光电门所用的时间为,则滑块通过光电门时的速度大小为___________(用、表示)。
(2)让滑块从斜面顶端由静止滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为,滑块上的挡光板宽度为,光电门1和2之间的距离为,当地的重力加速度大小为。(结果均保留三位有效数字)
①滑块通过光电门1时的速度大小___________;
②滑块在光电门1、2之间运动的过程中动能的增加量为_________,重力势能的减少量为_______。
(3)通过以上数据可知,在误差允许的范围内,该过程滑块的机械能___________(填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】(1)
(2) ①. 1.00 ②. 3.94 ③. 3.97
(3)守恒
【解析】
【小问1详解】
滑块通过光电门时的速度大小为;
【小问2详解】
①[1]滑块通过光电门1时的速度大小
②[2][3]滑块通过光电门2时的速度大小
滑块在光电门1、2之间运动的过程中动能的增加量为
重力势能的减少量为
【小问3详解】
通过以上数据可知,在误差允许的范围内,则该过程滑块的机械能守恒。
13. 使物体脱离星球的引力束缚,不再绕星球运行,从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系为。已知月球的半径为,月球表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度大小的。引力常量为,不计其他星球的影响。求:
(1)月球的质量;
(2)月球的第二宇宙速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对月球表面附近质量为m的物体,万有引力等于重力,则有
解得
【小问2详解】
若该物体贴着月球表面做圆周运动,则根据万有引力等于向心力有
又星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系为
解得
14. 如图所示,一根长的细线,一端系着一个质量的小球(视为质点),拉住细线的另一端,使小球在距水平地面(足够大)高度的光滑水平桌面上做匀速圆周运动。现使小球的线速度缓慢地增大,当小球的线速度增大为时,细线断裂。取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求细线断裂前的瞬间,小球的角速度大小;
(2)求细线断裂前的瞬间,细线受到的拉力大小;
(3)若小球离开桌面时,速度方向与桌面边缘的夹角为,求小球飞出后的落地点(不反弹)到桌面边缘的水平距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据线速度与角速度的关系有
解得
【小问2详解】
细线断裂前的瞬间,小球受到的拉力大小
根据牛顿第三定律有
解得
【小问3详解】
设小球在空中运动的时间为t,有
小球落地点与小球飞出桌面边缘时的位置间的水平距离
又
解得
15. 如图甲所示,一木板放在足够大的粗糙水平桌面上,木板通过跨过光滑定滑轮的轻绳与物块A连接,木板右端与滑轮间的轻绳水平,将物块A由静止释放后经轻绳突然断裂(此时木板的速度大小,物块A未落地),同时将一物块B(视为质点)轻放在长木板的右端,B未滑离木板。已知物块B运动的图像如图乙所示。木板、物块A、物块B的质量均为,取重力加速度大小。求:
(1)木板下表面与桌面间的动摩擦因数以及物块B下表面与木板上表面间的动摩擦因数;
(2)物块B与木板间因摩擦而产生的热量;
(3)物块B放上木板后的整个过程中,木板与地面间因摩擦而产生的热量。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物块B放上木板右端前木板与物块A的加速度大小为,对木板与物块A组成的整体,根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动的规律有
解得
根据题图乙可知,物块B放上木板右端后,物块B的加速度大小,由图像可知,
对物块B,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
设物块B放上木板右端后,木板的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
设物块B放上木板右端后,物块B与木板经时间达到大小为v的共同速度,有
从物块B放上木板右端到两者达到共同速度的过程中,木板与物块B对地的位移大小分别为,
由于,因此物块B与木板达到共同速度后,一起做匀减速直线运动直至停下,根据功能关系有
解得
【小问3详解】
设物块B与木板达到共同速度后一起运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
设物块B与木板达到共同速度后一起运动的位移大小为x,根据匀变速直线运动的规律有
根据功能关系有
解得
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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。
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列物理量中,其国际单位与功的国际单位相同的是( )
A. 力 B. 角速度 C. 功率 D. 动能
2. 测试机的飞行轨迹如图所示。测试机在飞行轨迹上、、、四个特征点处的速度方向标示中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
3. 一物体做平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体的速度改变,加速度不变
B. 该物体的速度不变,加速度改变
C. 该物体的速度和加速度都改变
D. 该物体的速度和加速度都不变
4. 某汽车以额定功率在平直路面上行驶,空载时的最大速度为。若汽车所受的阻力与车重成正比,汽车装载了货物,且装载货物的质量与汽车的质量相等,其他情况不变,则汽车装载货物后的最大速度为( )
A. B. C. D.
5. 龙湾苹果是甘肃省白银市景泰县特产。一个质量为的龙湾苹果(视为质点)从距地面高度为处由静止下落,取重力加速度大小,不计空气阻力,则苹果落地前瞬间的动能为( )
A. B. C. D.
6. 某探测器登陆火星前,先后在半径不同的轨道上绕火星做匀速圆周运动,角速度大小分别为、,线速度大小分别为、。下列等式正确的是( )
A. B. C. D.
7. 某次足球训练时,小明将静止在水平地面上质量为0.4kg的足球由静止斜向上踢出,足球被踢出后经2s落回地面,足球的落点到被踢出位置的距离为40m。取重力加速度大小,不计空气阻力。在小明将足球踢出的过程中,他对足球做的功为( )
A. 40 J B. 60 J C. 80 J D. 100 J
8. 小张去某森林公园游玩,途中要沿着台阶上一条高度为20m的坡路。小张(视为质点)的质量为60 kg,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 该过程中小张的重力势能增大
B. 该过程中小张的重力势能减小
C. 该过程中小张所受的重力做的功为12000 J
D. 该过程中小张所受的重力做的功为-12000 J
9. 白银市境内的黄河河段是黄河流经甘肃省的重要河段之一。黄河某段河岸平直,两岸的间距为d,小船从A岸以大小恒为、方向垂直河岸的速度(在静水中的速度)横渡黄河,小船从A岸到B岸的运动轨迹如图中虚线所示。下列说法正确的是( )
A. 小船横渡黄河所用的时间为
B. 小船横渡黄河所用的时间为
C. 从A岸到B岸,河水的流速先增大后减小
D. 从A岸到B岸,河水的流速先减小后增大
10. 如图所示,杂技演员表演“水流星”时,在长为1.6 m的轻绳的一端,系一个盛着水的容器,以轻绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动。容器在不同高度处的速率不同,但水始终不流出。取重力加速度大小g=10 m/s2,将容器视为质点,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. “水流星”通过最高点时,最小速度为4 m/s
B. “水流星”在与圆心等高的两个位置,向心加速度可能相同
C. “水流星”恰好通过最高点时,容器不受力的作用
D. “水流星”通过最低点时,轻绳的拉力一定大于容器和水所受的总重力
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学用如图甲所示的装置做“研究平抛物体的运动”实验。
(1)为保证小球从斜槽末端飞出后做平抛运动,斜槽末端必须__________。在描绘同一个轨迹时,小球每次________(填“必须”或“不必”)从斜槽上同一位置由静止释放。
(2)该同学用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的部分照片如图乙所示,图乙中各正方形小格的边长均为L,重力加速度大小为g,则小球做平抛运动的初速度大小____________(用L、g表示)。
12. 学校物理兴趣小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中是固定的光滑斜面,斜面的倾角为,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出,滑块上沿斜面方向的固定挡光板也未画出。
(1)若挡光板的宽度为,挡光板通过光电门所用的时间为,则滑块通过光电门时的速度大小为___________(用、表示)。
(2)让滑块从斜面顶端由静止滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和。已知滑块的质量为,滑块上的挡光板宽度为,光电门1和2之间的距离为,当地的重力加速度大小为。(结果均保留三位有效数字)
①滑块通过光电门1时的速度大小___________;
②滑块在光电门1、2之间运动的过程中动能的增加量为_________,重力势能的减少量为_______。
(3)通过以上数据可知,在误差允许的范围内,该过程滑块的机械能___________(填“守恒”或“不守恒”)。
13. 使物体脱离星球的引力束缚,不再绕星球运行,从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系为。已知月球的半径为,月球表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度大小的。引力常量为,不计其他星球的影响。求:
(1)月球的质量;
(2)月球的第二宇宙速度。
14. 如图所示,一根长的细线,一端系着一个质量的小球(视为质点),拉住细线的另一端,使小球在距水平地面(足够大)高度的光滑水平桌面上做匀速圆周运动。现使小球的线速度缓慢地增大,当小球的线速度增大为时,细线断裂。取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求细线断裂前的瞬间,小球的角速度大小;
(2)求细线断裂前的瞬间,细线受到的拉力大小;
(3)若小球离开桌面时,速度方向与桌面边缘的夹角为,求小球飞出后的落地点(不反弹)到桌面边缘的水平距离。
15. 如图甲所示,一木板放在足够大的粗糙水平桌面上,木板通过跨过光滑定滑轮的轻绳与物块A连接,木板右端与滑轮间的轻绳水平,将物块A由静止释放后经轻绳突然断裂(此时木板的速度大小,物块A未落地),同时将一物块B(视为质点)轻放在长木板的右端,B未滑离木板。已知物块B运动的图像如图乙所示。木板、物块A、物块B的质量均为,取重力加速度大小。求:
(1)木板下表面与桌面间的动摩擦因数以及物块B下表面与木板上表面间的动摩擦因数;
(2)物块B与木板间因摩擦而产生的热量;
(3)物块B放上木板后的整个过程中,木板与地面间因摩擦而产生的热量。
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