内容正文:
高一物理期中考试试题
一、选择题:本题共10小题,共46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6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 加速度 B. 质量 C. 重力势能 D. 功率
2. 自行车部分结构如图所示,是大齿轮边缘上一点,是小齿轮边缘上一点,大齿轮和小齿轮由链条连接,是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来,转动脚踏板,使大齿轮和后轮匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 、两点的线速度大小相等 B. 、两点的线速度大小相等
C. 点的周期大于点的周期 D. 点的周期小于点的周期
3. 如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、支持力和向心力
B. 小球的向心力由支持力提供
C. 小球的向心力由重力和支持力的合力提供
D. 小球重力和支持力的合力方向沿漏斗壁向下
4. 如图所示,长为R的轻杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在光滑的水平轴O上。给小球一个初速度后,使小球在竖直平面内做完整圆周运动,空气阻力可忽略,重力加速度为g。则在小球获得初速度后的运动过程中,以下说法错误的是( )
A. 小球过最低点时处于超重状态
B. 小球过最高点时的最小速度为
C. 小球过最高点时,杆所受的弹力可能等于零
D. 小球过最高点时,杆对球的作用力可能与球所受重力方向相反
5. 如图所示,一物体由静止开始分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面从顶端下滑到底端C、D、E处,下列说法正确的是( )
A. 三个过程中,合力做功不相等
B. 三个过程中,到底端C、D、E处的速度相同
C. 三个过程中,到底端E处所用的时间最长
D. 三个过程中,到底端C、D、E处重力的瞬时功率相同
6. 如图所示,有关生活中圆周运动的实例分析,下列说法正确的是( )
A. 火车转弯的速度超过规定速度时,火车轮缘会挤压内轨
B. 飞机在水平面内做匀速圆周运动时,空气对飞机的作用力等于重力
C. 汽车匀速通过凹形桥面最低点时,汽车受到的合外力竖直向上
D. 衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时,在最高点的向心加速度最小
7. 如图所示,为地球赤道上的物体,为近地卫星,为地球同步卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. A、B、C三物体,都仅由万有引力提供向心力
B. 线速度大小关系为
C. 向心加速度大小关系为
D. 角速度大小关系为
8. 高考期间,为了方便考生掌握时间,考室前面都悬挂了时钟,如图所示为一块走时准确的时钟,下列关于时钟的说法正确的是( )
A. 时针转动的周期最长
B. 秒针的角速度为
C. 分针与秒针的角速度之比为
D. 分针从“7”第一次转到“8”过程中时针转过的角度为
9. 如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 重力做功为mgL B. 绳的拉力做功为0
C. 空气阻力f做功为 D. 外力做的总功为
10. 一玩具电动汽车在粗糙的水平面上由静止开始启动,玩具汽车的加速度a与运动速度的倒数1/v的关系图像如图所示。已知玩具汽车的质量m=1kg,汽车在运动过程中所受阻力为其重力的k倍,k为常数,重力加速度g取10m/s2,下列判断正确的是( )
A. 玩具汽车以恒定功率启动
B. 玩具汽车速度为1.5m/s时的加速度为1m/s2
C. 玩具汽车匀加速运动的时间为0.5s
D. 玩具汽车牵引力的最大功率为4W
二、实验题。(每空2分,合计16分)
11. 用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间,遮光板的宽度为。下列问题(2)、(3)中计算结果均保留到小数点后两位。
(1)滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的____________(平均速度,瞬时速度)表示;
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为_________;
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为_________。
12. 实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,物块、用跨过定滑轮的细线连接,物块的下端连接纸带。将物块从高处由静止释放,打点计时器在物块上拖着的纸带打出了一系列的点,通过对纸带上的点进行测量和分析,即可验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用交流电源的频率为,物块、的质量分别为,,取重力加速度。据此回答下列问题:
(1)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,其中点是打点计时器打下的第一个点,每隔点取一个个计数点,、、是相邻的个计数点。则之间的距离为__________。
(2)通过计算可得,打点计时器打下点时,物块的速度大小为__________。计算结果保留位有效数字。
(3)从打点到点的过程中,和组成的系统动能的增加量__________,系统重力势能的减少量__________,实验允许的误差范围内,满足,则可验证此过程中满足机械能守恒定律。计算结果均保留位有效数字
(4)实验小组测出点到不同计数点的距离,并算出打点计时器打下该计数点时物块的速度大小,在坐标纸上作出图像,若所得图像是一条过原点且斜率为__________用表示的直线,也可验证机械能守恒定律。
三、解答题(13题10分。14题12分,15题16分)
13. 2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,实现中国首次对地外天体的直接探测,把玉兔号的足迹刻在了月球上。视月球为半径R的均匀球体,其体积,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,在不考虑自转的情况,求:(结果均用字母表达)
(1)月球的第一宇宙速度;
(2)月球的平均密度。
14. 长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图。求摆线L与竖直方向的夹角为α 时:
(1)线的拉力F的大小;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)小球运动的角速度及周期。
15. 如图所示,质量均为1kg的A、B两物块用轻质弹簧相连,A放置在水平地面上,B用轻绳通过光滑的定滑轮与静止在平台上的物块C相连,绳子处于紧绷状态,物块C恰好能静止在平台上。已知物块C的质量为2kg,物块C与平台面间的动摩擦系数为0.25,弹簧的劲度系数为100N/m。现用一水平向右的拉力F作用在物块C上,使物块C向右做匀加速直线运动,时A物块恰好离开地面,已知重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)初始时弹簧的压缩量;
(2)物块C做匀加速运动的加速度大小;
(3)A物块刚好离开地而前,拉力F所做的功。
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高一物理期中考试试题
一、选择题:本题共10小题,共46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6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 加速度 B. 质量 C. 重力势能 D. 功率
【答案】A
【解析】
【详解】A.加速度既有大小又有方向,运算符合矢量运算法则,属于矢量,故A正确;
B.质量只有大小、没有方向,属于标量,故B错误;
C.重力势能只有大小,其正负表示能量的相对大小而非方向,属于标量,故C错误;
D.功率只有大小、没有方向,属于标量,故D错误。
故选A。
2. 自行车部分结构如图所示,是大齿轮边缘上一点,是小齿轮边缘上一点,大齿轮和小齿轮由链条连接,是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来,转动脚踏板,使大齿轮和后轮匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 、两点的线速度大小相等 B. 、两点的线速度大小相等
C. 点的周期大于点的周期 D. 点的周期小于点的周期
【答案】AC
【解析】
【详解】A.大齿轮和小齿轮由链条连接,不打滑时,边缘线速度大小相等,即,故A正确;
D.小齿轮和后轮同轴转动,因此角速度相等,根据,角速度相等则周期相等,故D错误;
B.因,根据,且后轮半径(小齿轮半径)
因此,故B错误;
C.由,大齿轮半径,根据
可得;又,故
周期,角速度越小周期越大,因此,故C正确。
故选 AC。
3. 如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、支持力和向心力
B. 小球的向心力由支持力提供
C. 小球的向心力由重力和支持力的合力提供
D. 小球重力和支持力的合力方向沿漏斗壁向下
【答案】C
【解析】
【详解】由于漏斗壁光滑,则对小球受力分析如图所示
小球受重力、支持力两个力作用,二力合力提供向心力,且小球所受重力和支持力的合力在水平方向,由于向心力为效果力,故受力分析不需要分析向心力。
故选C。
4. 如图所示,长为R的轻杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在光滑的水平轴O上。给小球一个初速度后,使小球在竖直平面内做完整圆周运动,空气阻力可忽略,重力加速度为g。则在小球获得初速度后的运动过程中,以下说法错误的是( )
A. 小球过最低点时处于超重状态
B. 小球过最高点时的最小速度为
C. 小球过最高点时,杆所受的弹力可能等于零
D. 小球过最高点时,杆对球的作用力可能与球所受重力方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球过最低点时,具有指向圆心的加速度,即竖直向上的加速度,故小球过最低点时处于超重状态,故A正确,不符合题意;
B.由于杆能对小球施加支持力,所以小球到达最高点的最小速度为零,故B错误,符合题意;
C.若小球在最高点时重力恰好提供向心力,则杆所受的弹力为零,故C正确,不符合题意;
D.若小球在最高点时所受重力大于所需的向心力,则杆对球的作用力与球所受重力方向相反,故D正确,不符合题意。
本题选错误的,故选B。
5. 如图所示,一物体由静止开始分别沿三个倾角不同的固定光滑斜面从顶端下滑到底端C、D、E处,下列说法正确的是( )
A. 三个过程中,合力做功不相等
B. 三个过程中,到底端C、D、E处的速度相同
C. 三个过程中,到底端E处所用的时间最长
D. 三个过程中,到底端C、D、E处重力的瞬时功率相同
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据动能定理得
可知物体到达底端的速度大小相等。合力做功相等,但是速度方向不同,故AB错误;
C.AC段的位移最小,加速度最大,根据知可知在AC段运动的时间最短,AE段运动的时间最长,故C正确;
D.根据,可知物体在三个斜面上到达底端时速度大小相同,但是竖直方向的分速度不同,故重力瞬时功率不同,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,有关生活中圆周运动的实例分析,下列说法正确的是( )
A. 火车转弯的速度超过规定速度时,火车轮缘会挤压内轨
B. 飞机在水平面内做匀速圆周运动时,空气对飞机的作用力等于重力
C. 汽车匀速通过凹形桥面最低点时,汽车受到的合外力竖直向上
D. 衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时,在最高点的向心加速度最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.火车转弯若超过规定速度行驶时,火车将做离心运动,则外轨会对火车轮缘有挤压作用,即火车轮缘会挤压外轨,故A错误;
B.飞机在水平面内做匀速圆周运动时,空气对飞机的作用力竖直向上的分力等于重力,所以空气对飞机的作用力大于重力,故B错误;
C.汽车匀速通过凹形桥面最低点时,由支持力和重力的合外力提供向心力,向心力方向指向圆心,即竖直向上,所以汽车受到的合外力竖直向上,故C正确;
D.衣服随洗衣机滚筒匀速转动时,角速度相同,各点的相等,根据
在任意位置的向心加速度大小均相等,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,为地球赤道上的物体,为近地卫星,为地球同步卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. A、B、C三物体,都仅由万有引力提供向心力
B. 线速度大小关系为
C. 向心加速度大小关系为
D. 角速度大小关系为
【答案】B
【解析】
【详解】A.A物体的向心力由万有引力和支持力的合力提供,B、C物体,由万有引力提供向心力,A错误;
BD.A、C的角速度相同,的半径大于,根据可知,的线速度大于的线速度,根据
解得,
可知的线速度大于的线速度,的角速度大于的角速度,B正确D错误;
C.A、C的角速度相同,的半径大于,根据
可知的向心加速度大于的向心加速度,根据
可知的向心加速度大于的向心加速度,C错误。
故选B。
8. 高考期间,为了方便考生掌握时间,考室前面都悬挂了时钟,如图所示为一块走时准确的时钟,下列关于时钟的说法正确的是( )
A. 时针转动的周期最长
B. 秒针的角速度为
C. 分针与秒针的角速度之比为
D. 分针从“7”第一次转到“8”过程中时针转过的角度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.时针转动一周时间为十二小时,分针转动一周为一小时,秒针转动一周为一分钟,时针转动周期最长,故A正确;
B.,故B错误;
C.,分针与秒针的角速度之比为1:60,故C错误;
D.分针从“7”第一次转到“8”过程中用时5分钟即小时,时针转过的角度为,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 重力做功为mgL B. 绳的拉力做功为0
C. 空气阻力f做功为 D. 外力做的总功为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.重力在整个运动过程中始终不变,所以重力做功为,故A正确;
B.因为绳子拉力在运动过程中始终与运动方向垂直,故绳子拉力对小球不做功,即,故B正确;
C.阻力所做的总功等于每个小弧段上阻力所做功的代数和,即,故C错误;
D.外力做的总功等于各个力做功的代数和,即,故D正确。
故选ABD。
10. 一玩具电动汽车在粗糙的水平面上由静止开始启动,玩具汽车的加速度a与运动速度的倒数1/v的关系图像如图所示。已知玩具汽车的质量m=1kg,汽车在运动过程中所受阻力为其重力的k倍,k为常数,重力加速度g取10m/s2,下列判断正确的是( )
A. 玩具汽车以恒定功率启动
B. 玩具汽车速度为1.5m/s时的加速度为1m/s2
C. 玩具汽车匀加速运动的时间为0.5s
D. 玩具汽车牵引力的最大功率为4W
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题可知,根据牛顿第二定律可得
整理可得
结合图像可知阶段,斜率不变,此阶段为恒定功率启动,以后,玩具车的加速度不变,即为恒定加速启动阶段,因此玩具车先恒定加速启动,后恒定功率启动,故A错误;
BD.结合图像的意义可得,
解得,
当玩具车的速度时,代入上述函数表达式,解得 ,故B错误,D正确;
C.由图可知,当玩具车的速度为时,玩具车进入恒定功率启动阶段,由图像可知,恒定加速启动时,玩具车的加速度大小为
则玩具车匀加速运动的时间为,故C正确。
故选CD。
二、实验题。(每空2分,合计16分)
11. 用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为,通过第二个光电门的时间,遮光板的宽度为。下列问题(2)、(3)中计算结果均保留到小数点后两位。
(1)滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的____________(平均速度,瞬时速度)表示;
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为_________;
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为_________。
【答案】(1)平均 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示。
【小问2详解】
经过第一个光电门的速度大小
【小问3详解】
经过第二个光电门的速度大小
12. 实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,物块、用跨过定滑轮的细线连接,物块的下端连接纸带。将物块从高处由静止释放,打点计时器在物块上拖着的纸带打出了一系列的点,通过对纸带上的点进行测量和分析,即可验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用交流电源的频率为,物块、的质量分别为,,取重力加速度。据此回答下列问题:
(1)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,其中点是打点计时器打下的第一个点,每隔点取一个个计数点,、、是相邻的个计数点。则之间的距离为__________。
(2)通过计算可得,打点计时器打下点时,物块的速度大小为__________。计算结果保留位有效数字。
(3)从打点到点的过程中,和组成的系统动能的增加量__________,系统重力势能的减少量__________,实验允许的误差范围内,满足,则可验证此过程中满足机械能守恒定律。计算结果均保留位有效数字
(4)实验小组测出点到不同计数点的距离,并算出打点计时器打下该计数点时物块的速度大小,在坐标纸上作出图像,若所得图像是一条过原点且斜率为__________用表示的直线,也可验证机械能守恒定律。
【答案】(1)
(2)0.39 (3) ①. ②. 0.0191
(4)
【解析】
【小问1详解】
刻度尺为mm刻度尺,故应估读到分度值的下一位,因此之间的距离为
【小问2详解】
由题可知,相邻计数点的时间间隔为,打下点时,物块的速度大小为
【小问3详解】
[1]从打点到点的过程中,和组成的系统动能的增加量
[2]系统重力势能的减少量
【小问4详解】
若系统机械能守恒,则满足
化简得
图像斜率为
三、解答题(13题10分。14题12分,15题16分)
13. 2013年,嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察,实现中国首次对地外天体的直接探测,把玉兔号的足迹刻在了月球上。视月球为半径R的均匀球体,其体积,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,在不考虑自转的情况,求:(结果均用字母表达)
(1)月球的第一宇宙速度;
(2)月球的平均密度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据
可得月球的第一宇宙速度为
(2)在月球表面处有
又
联立解得月球的平均密度为
14. 长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图。求摆线L与竖直方向的夹角为α 时:
(1)线的拉力F的大小;
(2)小球运动的线速度的大小;
(3)小球运动的角速度及周期。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
做匀速圆周运动的小球受力分析如图所示
小球受重力mg和绳子的拉力F,因为小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球受到的合力指向圆心,且沿水平方向。根据平衡条件得
解得
【小问2详解】
由牛顿第二定律得
由几何关系得
所以小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
【小问3详解】
小球运动的角速度
解得
小球运动的周期
解得
15. 如图所示,质量均为1kg的A、B两物块用轻质弹簧相连,A放置在水平地面上,B用轻绳通过光滑的定滑轮与静止在平台上的物块C相连,绳子处于紧绷状态,物块C恰好能静止在平台上。已知物块C的质量为2kg,物块C与平台面间的动摩擦系数为0.25,弹簧的劲度系数为100N/m。现用一水平向右的拉力F作用在物块C上,使物块C向右做匀加速直线运动,时A物块恰好离开地面,已知重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)初始时弹簧的压缩量;
(2)物块C做匀加速运动的加速度大小;
(3)A物块刚好离开地而前,拉力F所做的功。
【答案】(1)5cm (2)
(3)2.76J
【解析】
【小问1详解】
开始时物块C恰好保持静止,则C受到绳子的拉力为
对物块B受力分析可知
解得
即弹簧压缩量为0.05m。
【小问2详解】
A刚好离开地面时,对A受力分析有
解得
则在内,物块C做匀加速运动的位移
由运动学公式
解得
【小问3详解】
把B、C看成整体,对B、C整体受力分析,由牛顿第二定律
整理可得
画出F与x的关系图像如图所示
当时,
该过程拉力F所做的功
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