内容正文:
南通市海门实验学校2025级高一第一学期期中考试……物理
(满分:100分,考试时间75分钟)
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 一个轮子直径为1m,P为轮子边缘上的一点,在研究P点的位移时可将轮子看成质点的情况是( )
A. 轮子滚动1m B. 轮子滚动1km
C. 轮子绕转轴转动1周 D. 以上说法都不对
2. 一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A. 4∶1 B. 3∶1 C. 2∶1 D. 1∶1
3. 小球做直线运动的频闪照片如图所示,由此可以断定小球( )
A. 速度一定向左 B. 速度一定向右
C. 加速度可能向左 D. 加速度一定向右
4. 如图为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法正确的是( )
A. 两绳套的长度要相等
B. 细绳可用橡皮筋替换
C. 图钉a不可以固定在白纸上
D. 两弹簧测力计左右互换影响实验结果
5. 如图所示,物理老师用一根筷子穿透一个苹果,他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,发现苹果会沿着筷子向上“爬”,下列说法正确的是( )
A. 苹果越小越容易完成该实验
B. 苹果受到筷子的向上的力才会向上“爬”
C. 该实验原理主要是利用牛顿第一定律
D. 该实验原理主要是利用牛顿第三定律
6. 《中国制造2025》是国家实施强国战略的第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球的接触面始终保持竖直,则( )
A. 小球没有掉下去,是因为摩擦力大于小球的重力
B. 若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
C. 若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力不变
D. 若铁夹竖直移动,小球受到的摩擦力一定变小
7. 某同学站在力传感器下蹲,力传感器上显示的图线可能是( )
A. B. C. D.
8. 科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光灯间隔时间正好与水滴从下落到的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的、、、四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(取)( )
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
B. 闪光的间隔时间是
C. 水滴在相邻两点间的平均速度大小满足
D. 水滴在各点的瞬时速度大小满足
9. 如图所示,长方体物块甲、乙叠放在固定斜面上,甲受到一个沿斜面向上的拉力F,两物块保持静止,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙间一定不光滑
B. 乙与斜面间一定不光滑
C. 若撤去拉力F,有可能甲运动乙静止
D. 若撤去拉力F,有可能甲静止乙运动
10. 如图所示,在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道,ac沿竖直方向,abcd是一个矩形,将三个小球同时从a点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的速度损失,当竖直下落的小球运动到c点时,另两个小球的位置关系可能正确的是( )
A. B. C. D.
11. 如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学在用如图所示的装置验证牛顿第二定律,保持小车质量一定,验证小车加速度与合力的关系。
(1)为了满足实验中的两个近似条件,使钩码的总重力可近似作为细线对小车的拉力,对应的操作是:________;使细线的拉力可近似作为小车所受的合外力,对应的操作是:_______。(选涂正确答案标号)
A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B.平衡小车受到的阻力
C.钩码的总质量应远小于小车的质量
(2)为了平衡摩擦力,应调整轨道倾斜度,使小车_______。(选涂正确答案标号)
A. 能在轨道上保持静止
B. 受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 不受牵引时,沿轨道做匀速运动
D. 不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(3)在本实验中认为细线的拉力等于钩码的总重力,已知三位同学利用实验数据作出的图像如图中的1、2、3所示下列分析正确的是_______。(选涂正确答案标号)
A. 出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
B. 出现图线2的原因可能是钩码的质量不合适
C. 出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾角过大
(4)若多次增大钩码的质量进行实验,得到钩码的质量及对应的小车运动的加速度,作出图像如图中实线所示,在曲线部分取一点,对应的横坐标为,已知重力加速度大小为,若小车的质量为,则点与坐标原点的连线斜率为_______(用表示)。
13. 某科研团队测试一种新型“精准空投”系统。在离地高度悬停的无人机上,A球以初速度竖直上抛,由智能控制装置控制,当A球到达最高点时将B球竖直向上抛出。已知两球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取。
(1)求A球从抛出到落地的总时间;
(2)若要求两球同时落地,求B球抛出时的速度大小。
14. 如图所示,轻杆一端固定在小车的竖直面O处,另一端与光滑轻质的滑轮相连。细线ac越过滑轮,a端固定、c连接质量m的小球,细线ab部分与水平轻杆的角。小车沿水平面向右运动,加速时细线bc部分与竖直方向夹角。已知重力加速度为g。求小车:
(1)加速度的大小a;
(2)匀速运动时,轻杆对滑轮作用力的大小F。
15. 有“海洋之舟”美称的企鹅喜欢在冰面上游戏,如图所示。有一质量为30kg的企鹅先从倾斜冰面底端由静止开始沿直线向上匀加速“奔跑”,速度达到时,突然卧倒以肚皮贴着冰面继续向前滑行,最后退滑到出发点假设企鹅在滑动过程中姿势保持不变已知冰面倾角为,企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数求:
(1)企鹅向上“奔跑”时所受合力大小;
(2)企鹅向上运动的最远距离;
(3)若企鹅退滑到出发点时的速度超过就会受伤,试判断该企鹅是否会受伤。
16. 如图所示,水平桌面上有质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱,铁箱受到水平向右拉力F作用,已知铁箱与水平面间动摩擦因数μ1=0.3,铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块置于铁箱底部正中间(木块可视为质点),木块与铁箱之间的动摩擦因数μ2=0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,则:
(1)拉力F为多大时,能使铁箱做匀速直线运动;
(2)当拉力F为何值时,恰好使木块和铁箱发生相对滑动;
(3)若拉力F随时间变化如图乙所示,发现t=7s时木块刚好到达铁箱右侧,求铁箱长度。
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南通市海门实验学校2025级高一第一学期期中考试……物理
(满分:100分,考试时间75分钟)
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 一个轮子直径为1m,P为轮子边缘上的一点,在研究P点的位移时可将轮子看成质点的情况是( )
A. 轮子滚动1m B. 轮子滚动1km
C. 轮子绕转轴转动1周 D. 以上说法都不对
【答案】B
【解析】
【详解】质点的判定依据:当物体的形状、大小及自身运动对所研究问题的影响可忽略时,可将物体视为质点。
A.轮子直径为1m,滚动1m的过程中,轮子自身大小和转动对P点位移的影响不可忽略,不能看作质点,故A错误;
B.轮子滚动1km时,1km远大于轮子直径1m,轮子的大小和转动对P点位移的影响可忽略,可看作质点,故B正确;
C.轮子绕转轴转动1周时,P点的位移直接由轮子转动及P在轮子上的位置决定,轮子的形状、转动影响不可忽略,不能看作质点,故C错误;
D.由上述分析可知B正确,故D错误。
故选B。
2. 一辆汽车在水平面上由A经B运动至C时停下,其v-t图像如图所示,已知两段运动的时间相等,则两段的位移之比为( )
A. 4∶1 B. 3∶1 C. 2∶1 D. 1∶1
【答案】B
【解析】
【详解】v-t图像的面积表示位移,可知。
故选B。
3. 小球做直线运动的频闪照片如图所示,由此可以断定小球( )
A. 速度一定向左 B. 速度一定向右
C. 加速度可能向左 D. 加速度一定向右
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知相等时间内位移不等,所以速度不等。若小球向右运动,可得速度越来越大,做加速运动,此时加速度方向向右;若小球向左运动,可得速度越来越小,做减速运动,此时加速度与速度方向相反,方向向右;所以可以判定加速度方向向右,速度方向无法断定。
故选D。
4. 如图为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法正确的是( )
A. 两绳套的长度要相等
B. 细绳可用橡皮筋替换
C. 图钉a不可以固定在白纸上
D. 两弹簧测力计左右互换影响实验结果
【答案】B
【解析】
【详解】A.两绳套的长度不一定要相等,A错误;
B.细绳可用橡皮筋替换,同样可达到实验效果,B正确;
C.图钉a可以固定在白纸上,这对实验无影响,C错误;
D.只要两弹簧测力计都是准确的,则两弹簧测力计左右互换不会影响实验结果,D错误。
故选B。
5. 如图所示,物理老师用一根筷子穿透一个苹果,他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,发现苹果会沿着筷子向上“爬”,下列说法正确的是( )
A. 苹果越小越容易完成该实验
B. 苹果受到筷子的向上的力才会向上“爬”
C. 该实验原理主要是利用牛顿第一定律
D. 该实验原理主要是利用牛顿第三定律
【答案】C
【解析】
【详解】该实验的原理是牛顿第一定律,即惯性定律,任何物体总要保持原有的运动状态(静止或匀速直线运动),除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时,筷子快速下降,而苹果由于具有惯性,要保持原有的运动状态,位置保持不变,但筷子下降,则苹果相对筷子在向上运动,即苹果会沿着筷子向上“爬”,不是苹果受到筷子的向上的力向上“爬”,苹果越大,质量越大,惯性越大,越容易完成该实验。
故选C。
6. 《中国制造2025》是国家实施强国战略的第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球的接触面始终保持竖直,则( )
A. 小球没有掉下去,是因为摩擦力大于小球的重力
B. 若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
C. 若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力不变
D. 若铁夹竖直移动,小球受到的摩擦力一定变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,故A错误;
B.小球受到的摩擦力为静摩擦力,增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故B错误;
C.若水平移动铁夹,由于小球在竖直方向受力始终平衡,故摩擦力不变,故C正确;
D.若铁夹竖直移动,由于没有明确是匀速还是加速竖直移动,所以无法判断摩擦力的变化情况,故D错误。
故选C 。
7. 某同学站在力传感器下蹲,力传感器上显示的图线可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在下蹲过程中,先加速后减速,先失重后超重。
故选C。
8. 科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪光灯的照射下,若调节间歇闪光灯间隔时间正好与水滴从下落到的时间相同,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的、、、四个位置不动,对出现的这种现象,下列描述正确的是(取)( )
A. 水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足
B. 闪光的间隔时间是
C. 水滴在相邻两点间的平均速度大小满足
D. 水滴在各点的瞬时速度大小满足
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图可知
所以水滴做初速度为零的匀加速直线运动,即自由落体运动,且水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间相等,即,故A错误;
B.由可得水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间为
因为调节间歇闪光灯间隔时间正好与水滴从下落到的时间相同,所以闪光灯的闪光间隔时间也是,故B正确;
C.由可知水滴在相邻两点间的平均速度大小满足,故C错误;
D.由可知水滴在各点的瞬时速度大小满足,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,长方体物块甲、乙叠放在固定斜面上,甲受到一个沿斜面向上的拉力F,两物块保持静止,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙间一定不光滑
B. 乙与斜面间一定不光滑
C. 若撤去拉力F,有可能甲运动乙静止
D. 若撤去拉力F,有可能甲静止乙运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.若甲、乙间光滑,甲受到拉力、重力,乙的支持力,可以三力平衡;对乙进行受力分析:乙受重力、甲的压力和斜面的支持力,斜面对乙的摩擦力,仍可保持平衡,A 错误;
B.若乙与斜面间光滑,只要甲、间有摩擦,以甲乙整体的研究对象,可以三力平衡,B错误;
C.撤去拉力F后,若甲乙间光滑,没有摩擦力,乙仍会静止在斜面上,甲会沿斜面向下滑行,C正确;
D.如果甲静止,乙运动,甲会受到一个沿斜面向下的摩擦力,甲的受力不能平衡,D错误。
故选C。
10. 如图所示,在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道,ac沿竖直方向,abcd是一个矩形,将三个小球同时从a点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的速度损失,当竖直下落的小球运动到c点时,另两个小球的位置关系可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设ac=d,∠acb=α,则沿ac运动的球到达c点的时间
沿abc运动的球在ab斜面上运动的加速度
到达b点的时间
沿adc运动的球在ad斜面上运动的加速度
到达d点的时间
因t1=t2=t3,可知当竖直下落的小球运动到c点时,另两个小球分别到达b点和d点。
故选B。
11. 如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设P的质量为,P与桌面的动摩擦力为;以P为对象,根据牛顿第二定律可得
以盘和砝码为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知,a-m不是线性关系,排除AC选项,可知当砝码的重力小于物块P最大静摩擦力时,物块和砝码静止,加速度为0,当砝码重力大于时,才有一定的加速度,当趋于无穷大时,加速度趋近等于。
故选D。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学在用如图所示的装置验证牛顿第二定律,保持小车质量一定,验证小车加速度与合力的关系。
(1)为了满足实验中的两个近似条件,使钩码的总重力可近似作为细线对小车的拉力,对应的操作是:________;使细线的拉力可近似作为小车所受的合外力,对应的操作是:_______。(选涂正确答案标号)
A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行
B.平衡小车受到的阻力
C.钩码的总质量应远小于小车的质量
(2)为了平衡摩擦力,应调整轨道倾斜度,使小车_______。(选涂正确答案标号)
A. 能在轨道上保持静止
B. 受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 不受牵引时,沿轨道做匀速运动
D. 不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
(3)在本实验中认为细线的拉力等于钩码的总重力,已知三位同学利用实验数据作出的图像如图中的1、2、3所示下列分析正确的是_______。(选涂正确答案标号)
A. 出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
B. 出现图线2的原因可能是钩码的质量不合适
C. 出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾角过大
(4)若多次增大钩码的质量进行实验,得到钩码的质量及对应的小车运动的加速度,作出图像如图中实线所示,在曲线部分取一点,对应的横坐标为,已知重力加速度大小为,若小车的质量为,则点与坐标原点的连线斜率为_______(用表示)。
【答案】(1) ①. C ②. AB
(2)D (3)B
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1]使钩码的总重力mg可近似作为细线对小车的拉力,需要钩码的总质量m远小于小车的质量M,这样才能近似认为细线拉力等于钩码重力,故对应的操作是C。
[2]使细线的拉力可近似作为小车所受的合外力,需要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行,且还需要平衡小车受到的阻力,这样小车受到的合力就近似等于细线的拉力,故对应的操作是AB。
【小问2详解】
平衡摩擦力时,应调整轨道倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动,这样小车所受重力沿轨道的分力与摩擦力平衡。
故选D。
【小问3详解】
A.图线1在F=0时就有加速度,说明平衡摩擦力过度,不是没有平衡摩擦力,故A错误;
B.图线2后期弯曲,是因为钩码质量不是远小于小车质量,即钩码质量不合适,故B正确;
C.图线3在有一定拉力时才有加速度,是平衡摩擦力不足,是长木板倾角过小,故C错误。
故选B。
【小问4详解】
对整体有
整理得
故P点和O点的连线斜率为。
13. 某科研团队测试一种新型“精准空投”系统。在离地高度悬停的无人机上,A球以初速度竖直上抛,由智能控制装置控制,当A球到达最高点时将B球竖直向上抛出。已知两球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取。
(1)求A球从抛出到落地的总时间;
(2)若要求两球同时落地,求B球抛出时的速度大小。
【答案】(1)6s (2)5m/s
【解析】
【小问1详解】
选竖直向下为正方向,由
解得
【小问2详解】
设A球上升时间为t1,由逆运动可得
则
设B球从抛出到落地时间为tB,则
可得
得
B球抛出时的速度大小为5m/s。
14. 如图所示,轻杆一端固定在小车的竖直面O处,另一端与光滑轻质的滑轮相连。细线ac越过滑轮,a端固定、c连接质量m的小球,细线ab部分与水平轻杆的角。小车沿水平面向右运动,加速时细线bc部分与竖直方向夹角。已知重力加速度为g。求小车:
(1)加速度的大小a;
(2)匀速运动时,轻杆对滑轮作用力的大小F。
【答案】(1);(2)F=mg
【解析】
【详解】(1)小球受重力mg、细绳的拉力F拉的作用,如图所示:
其合力为
由牛顿第二定律得
解得
(2)当小车匀速运动时,对小球而言,受重力mg、细绳的拉力的作用,如图甲所示:
有
对滑轮受力如图乙所示:
由于细线ac越过滑轮,所以、大小相等,之间夹角为,根据几何关系可得轻杆对滑轮作用力的大小
又
所以
F=mg
15. 有“海洋之舟”美称的企鹅喜欢在冰面上游戏,如图所示。有一质量为30kg的企鹅先从倾斜冰面底端由静止开始沿直线向上匀加速“奔跑”,速度达到时,突然卧倒以肚皮贴着冰面继续向前滑行,最后退滑到出发点假设企鹅在滑动过程中姿势保持不变已知冰面倾角为,企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数求:
(1)企鹅向上“奔跑”时所受合力大小;
(2)企鹅向上运动的最远距离;
(3)若企鹅退滑到出发点时的速度超过就会受伤,试判断该企鹅是否会受伤。
【答案】(1)16N;(2)16m;(3)不会
【解析】
【详解】(1)设向上匀加速运动加速度为,由
由牛顿第二定律,得
(1)设企鹅向上匀加速运动位移为,则
设企鹅向上匀减速运动位移为、加速度为,则
得
由
得
企鹅向上运动的最远距离为
(3)设企鹅返回时加速度为,末速度为v,则
得
由
得
由于企鹅的末速度,故企鹅不会受伤。
16. 如图所示,水平桌面上有质量为M=2.5kg的一只长方体形空铁箱,铁箱受到水平向右拉力F作用,已知铁箱与水平面间动摩擦因数μ1=0.3,铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块置于铁箱底部正中间(木块可视为质点),木块与铁箱之间的动摩擦因数μ2=0.25,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,则:
(1)拉力F为多大时,能使铁箱做匀速直线运动;
(2)当拉力F为何值时,恰好使木块和铁箱发生相对滑动;
(3)若拉力F随时间变化如图乙所示,发现t=7s时木块刚好到达铁箱右侧,求铁箱长度。
【答案】(1)9N;(2)16.5N;(3)0.6m
【解析】
【分析】
【详解】(1)对整体分析,物体匀速,受力平衡,则
F=f1
其中
且
联立方程,解得
F=9N
(2)刚好发生相对滑动时,铁箱和木块间摩擦力为
对木块分析
求得
a=2.5m/s2
对整体分析
求得
F=16.5N
(3)在0~4s,有
F1=15N<16.5N
木块和铁箱没有相对滑动,对整体分析,有
解得
a1=2m/s2
可知,t1=4s时的速度为
v1=a1t1=8m/s
在4~6s,由于
F2=6N<f1
则做匀减速运动,对整体分析,有
解得
a2=1m/s2
可知,t2=6s时的速度为
v2=vl-a2t2=6m/s
在6~7s,拉力F为0,对木块分析,有
f2=ma3
可得木块加速度为
a3=2.5m/s2
木块向右减速,则有
对铁箱分析,有
可得铁箱加速度为
铁箱向右减速,则有
木块相对铁箱的位移
解得
因为木块开始处于木箱底部中间位置,所以木箱长度为
L=0.6m
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