内容正文:
高一上学期12月份学情调研物理试卷
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. 在国际单位制中,力的单位“牛顿(N)”是导出单位,用基本单位表示,正确的是( )
A. kg·m/s B. kg/m·s2 C. kg·m/s2 D. kg·m2/s2
2. 关于惯性,下列说法正确的是( )
A. 载重卡车运动时惯性大,静止时惯性小
B. 物体受力时才具有惯性,受力越大惯性越大
C. 用乒乓球与等大的实心铁球碰撞,乒乓球运动状态容易改变是因为乒乓球质量小惯性小
D. 物体具有保持原来的运动状态不变的性质,是因为受到惯性的作用,惯性是一种力
3. 一农家小院里有一条轻质葫芦藤(视为轻绳),上面结了三只葫芦,轻质藤1绕在横梁上与竖直方向的夹角为,轻质藤4水平缠绕在竖直立柱上,每个葫芦的质量均为,则轻质藤4的拉力大小为( )
A. B. 12N C. 15N D.
4. 小朋友玩水枪游戏时,若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为,水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为1.25m,,忽略空气阻力,则射出的水( )
A. 在空中的运动时间为0.25s
B. 水平射程为6m
C. 落地时的速度大小为
D. 落地时竖直方向的速度大小为
5. 如图所示,两个质量分别为m1=1kg、m2=2kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=15N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )
A. 系统运动稳定时,弹簧秤的示数是45N
B. 系统运动稳定时,弹簧秤的示数是15N
C. 在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为25m/s2
D. 在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为7.5m/s2
6. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg,则在这段时间内(重力加速度为g)( )
A. 该同学所受的重力变小了
B. 电梯一定在竖直向下加速运动,加速度大小为0.2g
C. 该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D. 电梯的加速度大小为0.2g,方向一定竖直向下
7. 如图所示,两相同物体A、B放在粗糙水平面上,通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力F向左拉物体A,两物体一起运动的加速度为、细绳拉力,若用大小相等的恒力向右拉物体B,两物体一起运动的加速度为、细绳拉力,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
8. 如图所示,传送带始终保持的速度水平向右移动,一可视为质点的小物块以的速度从点向右滑上传送带,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,传送带两端点间的距离,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 小物块一直做匀减速直线运动
B. 刚开始小物块的加速度大小为
C. 小物块从点运动到点所用时间为3s
D. 传送带上将留下一段长为0.5m的摩擦痕迹
9. 如图所示,水平固定的半球形碗的球心为O点,最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别以初速度,,平抛出三个小球,分别经过,,的时间落在A、B、C三点,抛出点及落点A、B、C三点在同一个竖直面内,且A、C点等高,则下列说法正确的是( )
A. 三个小球平抛运动时间的大小关系为
B. 三个小球平抛初速度的大小关系为
C. 落在C点的小球,在C点的瞬时速度可能与C点的切线垂直
D. 落在B点的小球,在B点的瞬时速度方向与水平方向夹角小于60°
10. 如图所示,质量为2kg的物体A静止在竖直轻弹簧上端,质量也为2kg的物体B用不可伸长的细线悬挂起来处于静止状态,A、B挨在一起且A、B之间恰好无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,重力加速度,下列说法中正确的是( )
A. 轻弹簧弹力大小为40N
B. 物体B的加速度大小为10m/s2
C. 物体A的加速度大小为0
D. 物体B对物体A的压力大小为10N
11. 如图所示,球网位于球台的中间位置,球台的左、右边界分别记为MN、PQ,边界MN中点a正上方h处为b点。某次运动员将球从b点垂直于MN水平向右击出,恰好经过网上边沿的c点后落在球台上d点,不计空气阻力。已知网高为,MN、PQ之间的距离为2L,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 乒乓球被击出时的初速度大小为
B. 球的落点d与击出点b之间的位移为
C. 球在落点d处的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D. 若只限定在b点水平击出,球的初速度只有不大于,才会落在对方台面上
二、非选择题:共5题,共56分;其中第12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. 小王用如图所示的装置探究物块的加速度与力的关系。小王将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同质量的重物通过细线拉同一物块,每次都将物块从同一位置A由静止释放。重物的质量远小于物块(含遮光条)的质量。
(1)若将重物所受的重力视为与物块所受的合力大小相等,则______(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)若物块释放后,遮光条(宽度为d)通过光电门的时间为t,则物块通过光电门时的速度大小为______。
(3)若测得A、B间的距离为s,则物块的加速度大小为______。
(4)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。电梯静止时测力计示数如图所示,读数为_____N(结果保留1位小数);电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,则此段时间内物体处于_____(填“超重”或“失重”)状态。
13. 一辆汽车在限速60km/h的平直公路上紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。已知车轮与路面间的动摩擦因数,磨痕的长度,重力加速度。求:
(1)汽车刹车时的加速度大小;
(2)通过计算判断汽车刹车时是否超速。
14. 如图所示,A、B两个物块放在光滑的水平面上,物块B的质量为m,绕过光滑定滑轮的轻绳连接在A、B两物块上,用水平拉力拉物块A使其以速度v水平向左匀速运动,某时刻定滑轮左、右两侧的轻绳与竖直方向的夹角分别为、,此时作用在物块A上的拉力大小为F,重力加速度为g,两物块均没有离开地面,,,不计滑轮质量,求此时:
(1)物块B的速度大小;
(2)物块B的加速度大小。
15. 如图所示,在水平地面上固定一倾角、表面光滑的斜面体,物体以的初速度沿斜面上滑,同时在物体的正上方,有一物体以某一初速度水平抛出。物体恰好可以上滑到最高点,此时物体恰好被物体击中。、均可看成质点,不计空气阻力,,,取。求:
(1)物体上滑到最高点所用的时间;
(2)物体抛出时的初速度的大小;
(3)物体、间初始位置的高度差。
16. 如图a所示,一根水平光滑长杆固定不动,一个质量m=1.2kg的小环静止套在光滑长杆上,环的直径略大于杆的截面直径。现用水平偏上θ=53°的拉力F作用于小环,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)F=15N时长杆对环的弹力FN大小;
(2)在(1)条件下由静止开始施加此力,求小环加速度a1的大小及此环2s内的位移x1的大小;
(3)若滑杆不光滑,将F从零开始逐渐增大,得到小环的加速度a与拉力F的图像如图b所示,加速度在F达到15N后保持不变,动摩擦因数µ=0.75,当F=10N时小环的加速度a2大小和方向。
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高一上学期12月份学情调研物理试卷
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. 在国际单位制中,力的单位“牛顿(N)”是导出单位,用基本单位表示,正确的是( )
A. kg·m/s B. kg/m·s2 C. kg·m/s2 D. kg·m2/s2
【答案】C
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律,其中质量的单位为千克(kg),加速度的单位为米每二次方秒(m/s²)。因此,力的单位牛顿(N)可表示为
故选C。
2. 关于惯性,下列说法正确的是( )
A. 载重卡车运动时惯性大,静止时惯性小
B. 物体受力时才具有惯性,受力越大惯性越大
C. 用乒乓球与等大的实心铁球碰撞,乒乓球运动状态容易改变是因为乒乓球质量小惯性小
D. 物体具有保持原来的运动状态不变的性质,是因为受到惯性的作用,惯性是一种力
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性大小只取决于质量,与运动状态无关。载重卡车质量不变,无论运动或静止,惯性大小相同,故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,惯性大小只取决于质量,与受力多少无关,故B错误;
C.惯性大小由质量决定,乒乓球质量小于等大实心铁球,因此惯性小,运动状态更容易改变,故C正确;
D.惯性是物体本身的性质,不是一种力,物体保持运动状态不变是因为具有惯性,而非“受到惯性的作用”,故D错误。
故选C。
3. 一农家小院里有一条轻质葫芦藤(视为轻绳),上面结了三只葫芦,轻质藤1绕在横梁上与竖直方向的夹角为,轻质藤4水平缠绕在竖直立柱上,每个葫芦的质量均为,则轻质藤4的拉力大小为( )
A. B. 12N C. 15N D.
【答案】A
【解析】
【详解】把三只葫芦看成一个整体,整体法受力平衡,由平衡条件
得。
故选A。
4. 小朋友玩水枪游戏时,若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为,水射出后落到水平地面上。已知枪口离地高度为1.25m,,忽略空气阻力,则射出的水( )
A. 在空中的运动时间为0.25s
B. 水平射程为6m
C. 落地时的速度大小为
D. 落地时竖直方向的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
得运动时间
故A错误;
B.水平射程为
故B错误;
CD.竖直方向分速度为
水平分速度为
落地速度为
故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,两个质量分别为m1=1kg、m2=2kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=15N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( )
A. 系统运动稳定时,弹簧秤的示数是45N
B. 系统运动稳定时,弹簧秤的示数是15N
C. 在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为25m/s2
D. 在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为7.5m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对整体研究,由牛顿第二定律得
解得
对研究
得
故AB错误;
C.在突然撤去F1的瞬间,弹簧弹力不变,对研究,由牛顿第二定律得
解得
C正确;
D.在突然撤去F2的瞬间,弹簧弹力不变,对研究,由牛顿第二定律得
解得
D错误;
故选C。
6. 在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,某同学站在体重计上,体重计示数为50.0kg。若电梯运动中的某一段时间内,该同学发现体重计示数为如图所示的40.0kg,则在这段时间内(重力加速度为g)( )
A. 该同学所受的重力变小了
B. 电梯一定在竖直向下加速运动,加速度大小为0.2g
C. 该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力
D. 电梯的加速度大小为0.2g,方向一定竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】A.体重计示数减小,表明该同学对体重计压力减小,但该同学所受的重力不变,故A错误;
B.该同学处于失重状态,加速度向下,但不知道速度方向,所以可能竖直向下加速运动,也可能向上做减速运动,故B错误;
C.该同学对体重计的压力与体重计对她的支持力是一对相互作用力,等大反向,故C错误;
D.根据牛顿第二定律得
解得
方向竖直向下,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,两相同物体A、B放在粗糙水平面上,通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力F向左拉物体A,两物体一起运动的加速度为、细绳拉力,若用大小相等的恒力向右拉物体B,两物体一起运动的加速度为、细绳拉力,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】设A、B与水平面的动摩擦因数为;
若用恒力F向左拉物体A,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
设绳子与水平方向的夹角为,以B为对象,根据牛顿第二定律可得
若用大小相等的恒力向右拉物体B,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
以A为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得,
则有
故选A。
8. 如图所示,传送带始终保持的速度水平向右移动,一可视为质点的小物块以的速度从点向右滑上传送带,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,传送带两端点间的距离,重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 小物块一直做匀减速直线运动
B. 刚开始小物块的加速度大小为
C. 小物块从点运动到点所用时间为3s
D. 传送带上将留下一段长为0.5m的摩擦痕迹
【答案】D
【解析】
【详解】物块刚滑上传送带时,受到向左的滑动摩擦力作用,做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得,加速度大小为
设物块到达点前已经与传送带共速,则物块匀减速阶段所用时间为
物块匀减速阶段的位移为
共速后,物块做匀速运动到点所用时间为
则物块从点运动到点所用时间为
传送带上留下的摩擦痕迹长度为
故选D。
9. 如图所示,水平固定的半球形碗的球心为O点,最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别以初速度,,平抛出三个小球,分别经过,,的时间落在A、B、C三点,抛出点及落点A、B、C三点在同一个竖直面内,且A、C点等高,则下列说法正确的是( )
A. 三个小球平抛运动时间的大小关系为
B. 三个小球平抛初速度的大小关系为
C. 落在C点的小球,在C点的瞬时速度可能与C点的切线垂直
D. 落在B点的小球,在B点的瞬时速度方向与水平方向夹角小于60°
【答案】B
【解析】
【详解】A.竖直方向上,根据
可得
可知小球竖直位移越大,运动时间越长,故三个小球平抛运动时间的大小关系为
故A错误;
B.三个小球下落相同高度的情况下,C小球抛得最远,A小球拋得最近,由x=vt知平抛初速度满足
故B正确;
C.做平抛运动的物体,其某点的瞬时速度反向延长线交于此时水平位移的中点,落在C点的小球,在C点的瞬时速度若与碗垂直,则速度反向延长线交于碗心O点,并不是水平位移中点,故落在C点的小球,在C点的瞬时速度不可能与C点的切线垂直,故C错误;
D.落在B点的小球,此时位移与水平方向的夹角为45°,设速度与水平方向夹角为,根据平抛运动速度偏转角与位移偏转角的关系
速度与水平方向夹角大于60°,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,质量为2kg的物体A静止在竖直轻弹簧上端,质量也为2kg的物体B用不可伸长的细线悬挂起来处于静止状态,A、B挨在一起且A、B之间恰好无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,重力加速度,下列说法中正确的是( )
A. 轻弹簧弹力大小为40N
B. 物体B的加速度大小为10m/s2
C. 物体A的加速度大小为0
D. 物体B对物体A的压力大小为10N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于弹簧弹力不会突变,在细线被剪断的瞬间,轻弹簧弹力大小为20N,与剪断前相同,故A错误;
BCD.物体A、B的瞬时加速度大小
对物体B,有
解得
根据牛顿第三定律可知,物体B对物体A的压力大小为10N,故BC错误,D正确。
故选D。
11. 如图所示,球网位于球台的中间位置,球台的左、右边界分别记为MN、PQ,边界MN中点a正上方h处为b点。某次运动员将球从b点垂直于MN水平向右击出,恰好经过网上边沿的c点后落在球台上d点,不计空气阻力。已知网高为,MN、PQ之间的距离为2L,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 乒乓球被击出时的初速度大小为
B. 球的落点d与击出点b之间的位移为
C. 球在落点d处的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D. 若只限定在b点水平击出,球的初速度只有不大于,才会落在对方台面上
【答案】A
【解析】
【详解】A.乒乓球做平抛运动,水平方向有
竖直方向有
球恰好经过网上边沿的点,此时竖直位移
水平位移
则下落时间
解得初速度,故A正确;
B.球落到台面上点时,竖直位移
下落总时间
此时水平位移
球的落点与击出点之间的位移大小为,故B错误;
C.球在落点处竖直方向的分速度
速度方向与水平方向夹角的正切值,故C错误;
D.若保持击球高度不变,且垂直击打乒乓球,当球恰好不出界时,则平抛运动的速度为
但若只限定在点水平击出,则水平位移的最大值应该是点与或的连线,大于,因此最大速度应该大于,而平抛运动的最小速度为,故D错误。
故选A。
二、非选择题:共5题,共56分;其中第12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. 小王用如图所示的装置探究物块的加速度与力的关系。小王将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同质量的重物通过细线拉同一物块,每次都将物块从同一位置A由静止释放。重物的质量远小于物块(含遮光条)的质量。
(1)若将重物所受的重力视为与物块所受的合力大小相等,则______(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。
(2)若物块释放后,遮光条(宽度为d)通过光电门的时间为t,则物块通过光电门时的速度大小为______。
(3)若测得A、B间的距离为s,则物块的加速度大小为______。
(4)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。电梯静止时测力计示数如图所示,读数为_____N(结果保留1位小数);电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,则此段时间内物体处于_____(填“超重”或“失重”)状态。
【答案】(1)需要 (2)
(3)
(4) ①. 5.0 ②. 失重
【解析】
【小问1详解】
若将重物所受的重力视为与物块所受的合力大小相等,即认为重物所受的重力与细线拉力大小相等,可知实验中需要使得细线拉力为物块所受外力的合力,则实验中必须平衡摩擦力。
【小问2详解】
根据光电门测速原理,可知物块通过光电门时的速度大小为
【小问3详解】
根据结合上述解得
【小问4详解】
[1]由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N,则读数为5.0N;
[2]电梯上行时,一段时间内测力计的示数为,小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态。
13. 一辆汽车在限速60km/h的平直公路上紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。已知车轮与路面间的动摩擦因数,磨痕的长度,重力加速度。求:
(1)汽车刹车时的加速度大小;
(2)通过计算判断汽车刹车时是否超速。
【答案】(1)
(2)汽车刹车时超速
【解析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
由运动学公式有
解得
因为,所以汽车刹车时超速。
14. 如图所示,A、B两个物块放在光滑的水平面上,物块B的质量为m,绕过光滑定滑轮的轻绳连接在A、B两物块上,用水平拉力拉物块A使其以速度v水平向左匀速运动,某时刻定滑轮左、右两侧的轻绳与竖直方向的夹角分别为、,此时作用在物块A上的拉力大小为F,重力加速度为g,两物块均没有离开地面,,,不计滑轮质量,求此时:
(1)物块B的速度大小;
(2)物块B的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设此时物块B的速度大小为,将物块A、B的速度分别沿轻绳方向和垂直轻绳方向分解,由于轻绳不可伸长,沿轻绳方向的分速度大小相等,则有
解得
【小问2详解】
此时对A研究,设绳的拉力为T,由平衡条件有
解得
对物块B研究,根据牛顿第二定律
联立解得
15. 如图所示,在水平地面上固定一倾角、表面光滑的斜面体,物体以的初速度沿斜面上滑,同时在物体的正上方,有一物体以某一初速度水平抛出。物体恰好可以上滑到最高点,此时物体恰好被物体击中。、均可看成质点,不计空气阻力,,,取。求:
(1)物体上滑到最高点所用的时间;
(2)物体抛出时的初速度的大小;
(3)物体、间初始位置的高度差。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体沿斜面上滑过程中,由牛顿第二定律得
代入数据得
设物体滑到最高点所用时间为,由运动学公式知
解得
【小问2详解】
物体平抛的水平位移
物体抛出时的初速度大小
【小问3详解】
物体、间初始位置的高度差
16. 如图a所示,一根水平光滑长杆固定不动,一个质量m=1.2kg的小环静止套在光滑长杆上,环的直径略大于杆的截面直径。现用水平偏上θ=53°的拉力F作用于小环,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)F=15N时长杆对环的弹力FN大小;
(2)在(1)条件下由静止开始施加此力,求小环加速度a1的大小及此环2s内的位移x1的大小;
(3)若滑杆不光滑,将F从零开始逐渐增大,得到小环的加速度a与拉力F的图像如图b所示,加速度在F达到15N后保持不变,动摩擦因数µ=0.75,当F=10N时小环的加速度a2大小和方向。
【答案】(1)
(2)
(3),方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
将F分解到竖直和水平两个方向,当F=15N时有
此时杆与环间无弹力,杆对小环的弹力大小为FN=0。
【小问2详解】
根据牛顿第二定律得
解得
则t=2s时的位移
【小问3详解】
当拉力为时,由牛顿第二定律得
根据平衡条件可得
联立解得
方向水平向右。
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