内容正文:
高一物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2025年河南科创产业加速崛起,中铁装备“启明号”竖井掘进机成功下线、中原科技城算力平台高效运行。结合科技产业场景,下列说法正确的是( )
A. 分析“启明号”掘进机从郑州运往外县区的运输轨迹时,可将掘进机视为质点
B. 中原科技城某算力项目12月5日10点25分启动核心测试,“10点25分”指的是时间间隔
C. 研究掘进机主轴承的精密传动机制时,可将主轴承视为质点
D. 科研人员调试智能机器人的程序耗时3小时,“3小时”指的是时刻
【答案】A
【解析】
【详解】A.研究运输轨迹时,掘进机的形状、大小对研究无影响,可视为质点,A正确;
B.“10点25分”是测试启动的瞬间,属于时刻,B错误;
C.研究主轴承传动机制需关注内部结构,不能视为质点,C错误;
D.“3小时”是测试的持续时长,属于时间间隔,D错误。
故选A。
2. 一只在空中翱翔的雄鹰发现猎物时,从高处加速俯冲飞下。下列该过程的示意图中,曲线表示其运动轨迹,则雄鹰经过P点时的速度v和加速度a的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】雄鹰做曲线运动,速度方向为轨迹的切线方向,加速度方向指向轨迹的凹侧,由于雄鹰加速俯冲飞下,则加速度方向与速度方向夹角为锐角,故经过P点时的速度v和加速度a的方向可能为B。
故选B。
3. 如图所示,两位同学进行筷子夹沃柑比赛,在沃柑不脱落的情况下,时间长者赢得比赛,获得沃柑食用权。当沃柑和筷子以图示姿态静止在空中时,关于两者的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 沃柑一定只受重力和弹力作用
B. 沃柑受到的弹力是沃柑发生形变产生的
C. 筷子把沃柑夹出痕迹,筷子却“毫发无损”,这说明筷子对沃柑施加了力的作用,但沃柑对筷子没有施加力的作用
D. 筷子对沃柑的作用力方向一定竖直向上
【答案】D
【解析】
【详解】A.沃柑受重力、弹力和摩擦力的作用,故A错误;
B.沃柑受到的弹力是筷子发生形变产生的,故B错误
C.力的作用是相互的,筷子对沃柑施加力的作用,则沃柑必然对筷子施加反作用力,故C错误;
D.筷子对沃柑施加的作用力与沃柑的重力是一对平衡力,所以筷子对沃柑施加的作用力方向一定是竖直向上,故D正确。
故选D。
4. 某型号新能源汽车进行直线加速测试,在时从静止开始做匀加速直线运动。已知汽车在第3s内的位移为10m,下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1s内的位移大小为1m B. 汽车在前5s内的位移大小为25m
C. 汽车在第5s内的位移大小为18m D. 汽车的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.设汽车的加速度大小为,根据匀变速直线运动规律可得汽车在第内的位移为
代入数据解得
根据位移时间公式可得汽车在第内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在第内的位移大小不为,故A错误;
B.根据位移时间公式可得汽车在前内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在前内的位移大小不为,故B错误;
C.根据匀变速直线运动规律可得汽车在第内的位移大小为
代入数据解得
由计算结果可知,汽车在第内的位移大小为,故C正确;
D.由对A选项的分析可知汽车的加速度大小为,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为一篮球运动员某两次投篮时,篮球的部分运动轨迹,A、B、C三点位于同一条水平线上,两次轨迹均经过C点。不计空气阻力,关于篮球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 从A点运动到C点的时间大于从B点运动到C点的时间
B. A点处的速度一定大于B点处的速度
C. A点处的水平分速度大于B点处的水平分速度
D. A点处的竖直分速度大于B点处的竖直分速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.设运动时间为,
因(见D选项解析),故,A错误;
B.速度,虽然(见C选项解析),但,合速度大小关系无法确定,B错误;
C.水平方向
故
由图可知,而,故,C正确;
D.假设竖直高度为,
得
由图可知,故,D错误;
故选 C。
6. 如图所示,水平地面上叠放着A、B两个物块,A的质量为m,B的质量为2m,A、B间及B与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力F拉物块B,使A、B一起向右做加速度大小为的匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 此时A所受的摩擦力大小为
B. 恒力F的大小为
C. 若仅将恒力F的大小变为,B的加速度大小为
D. 若仅将恒力F的大小变为,A的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对A受力分析,A的合力由B对A的静摩擦力提供,根据牛顿第二定律
对A、B整体受力分析,总质量为,地面对整体的滑动摩擦力为
根据牛顿第二定律
代入,得,AB错误;
CD.A、B刚好相对滑动时,A的最大加速度由最大静摩擦力提供
对应整体的临界拉力
得
当,A、B发生相对滑动;
对B受力分析,根据牛顿第二定律
代入得
A、B相对滑动后,A的合力由滑动摩擦力提供,加速度,C错误,D正确。
故选D。
7. 某新型遥控玩具车运动过程中的速度-位移()图像如图所示。其从静止开始先加速运动,达到最大速度后减速至停止。已知加速阶段的图像为抛物线,减速阶段的图像为直线,位移为时达到最大速度,总位移为,图中公式中字母k为常量。下列说法正确的是( )
A. 加速阶段的加速度随时间均匀增大
B. 加速阶段的运动时间为
C. 加速阶段的加速度大小始终为k
D. 减速阶段的加速度大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.加速阶段的图像为抛物线,根据题设条件其轨迹方程为
根据初速度为零的匀变速直线运动速度与位移关系公式有
联立解得
由于公式中为常量,可知加速阶段的加速度恒定,玩具车做匀加速直线运动,加速度不会随时间均匀增大,故A错误;
B.由对A选项的分析可知加速阶段为初速度为零的匀加速直线运动,末速度为,位移为,根据匀变速直线运动的平均速度位移公式有
解得,故B正确;
C.由对A选项的分析可知加速阶段的加速度大小始终为,故C错误;
D.减速阶段的图像为倾斜的直线,设该直线的斜率为定值(),根据加速度的定义式推导有
由于减速阶段速度逐渐减小,且斜率为负数定值,可知减速阶段的加速度大小不断减小,加速度大小发生变化,故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,某次高空物资放送任务中,质量为m的物资通过轻质弹性橡皮条和轻绳固定在机舱下部,到达指定位置悬停时,与竖直方向夹角为,水平拉直。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 先断开的瞬间,对物资的作用力不会发生突变
B. 同时断开和的瞬间,物资处于平衡状态
C. 先断开的瞬间,物资的加速度大小为
D. 先断开的瞬间,物资的加速度大小为g
【答案】CD
【解析】
【详解】A.为轻绳,不具备缓冲作用,断开的瞬间,对物资的作用力会发生突变,A错误;
B.同时断开和的瞬间,物资加速度为g,不是平衡状态,B错误;
C.先断开的瞬间,由,可得瞬时加速度,C正确;
D.先断开的瞬间,的拉力为0,物资加速度为重力加速度g,D正确。
故选CD。
9. 如图所示,节日里某店铺用两根轻质彩绳CA、CB悬挂一个质量为m的彩灯。初始时CA沿水平方向固定在侧面,CB与CA的夹角。为了测试装置稳定性,工作人员将整个装置顺时针缓慢转过90°,两绳子之间的夹角始终不变。在此过程中,绳CA的拉力为,绳CB的拉力为,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 逐渐减小 B. 先变大后变小
C. 逐渐变大 D. 逐渐减小,直至为0
【答案】BD
【解析】
【详解】如图所示,力的矢量三角形外接圆直径为初状态时的、先变大,与圆的直径重合时达到最大,然后变小,一直变小,直至为0,故BD正确,AC错误。
故选BD。
10. 某高尔夫球场正进行着一场精彩纷呈的少年高尔夫球友谊赛。如图所示,运动员将球以水平初速度从斜坡上的点击飞,球落到斜坡的点,斜坡倾角为。忽略空气阻力,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 球在空中的运动时间为
B. 球落到点时的速度大小为
C. 球到斜坡的最远距离为
D. 球到斜坡的最远距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球做平抛运动,落在斜面上,位移偏转角等于斜面倾角。由
解得运动时间,故A正确;
B.球落到点时,竖直分速度
合速度大小,故B错误;
CD.当小球的速度方向与斜面平行时,距离斜面最远。此时可以将运动分解为沿斜面和垂直斜面两个方向。垂直斜面方向上,初速度
加速度
当垂直斜面方向速度减为0时,距离最远,最远距离,故C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用如图1所示的实验装置“研究平抛运动”,通过频闪照相机记录小球的运动轨迹如图2所示。
(1)下列说法正确的是( )
A. 斜槽轨道末端必须水平
B. 应选择质量较大、体积较小的小球
C. 每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)设正方形小方格的边长为,由图2拍摄照片可知,,这说明平抛运动的水平分运动是________(填运动性质),竖直分运动是________(填运动性质),不计空气阻力,若当地的重力加速度为,则小球抛出时的速度大小为________。
【答案】(1)AB (2) ①. 匀速直线运动 ②. 匀加速直线运动 ③.
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证小球抛出时的初速度水平,斜槽轨道末端必须水平,故A正确;
B.为了减小空气阻力对实验的影响,应选择质量较大、体积较小的小球,故B正确;
C.为了保证每次小球平抛的初速度相同,每次释放小球时的位置必须相同,并不是越高越好,故C错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]由图2可知,在水平方向上,相邻两点间的距离相等,即,说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
[2]在竖直方向上,相邻两点间的位移差相等,即,说明平抛运动在竖直方向上做匀加速直线运动。
[3]根据匀变速直线运动的推论
在竖直方向上有
解得时间间隔
在水平方向上,小球做匀速直线运动,有
解得小球抛出时的速度大小
12. 实验小组用如图1所示的装置来验证牛顿第二定律。宽度为d的遮光片固定在滑块上,已知滑块与遮光片的总质量为m,光电门2始终固定在C点,光电门1的固定点B在每次做实验前可重新调整,从导轨标尺上可直接读出B、C间的距离L,滑块每次都从固定位置A由静止释放,测出遮光片通过光电门1、2的时间分别为、,拉力传感器的示数为F,多测几组L与相对应数据,作出的关系图像如图2所示,回答下列问题:
(1)实验时气垫导轨________(选填“需要”或“不需要”)保持水平,在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是________(选填“极限法”或“理想模型法”)。
(2)遮光片通过光电门1时,滑块的瞬时速度大小为________。
(3)若图2中图像的纵截距为________(用d、F、m、来表示),斜率为________(用d、F、m来表示),则牛顿第二定律得到验证。
【答案】(1) ①. 需要 ②. 极限法
(2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验时为了保证滑块受到的合力等于细线的拉力,气垫导轨一定要水平,在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是极限法。
【小问2详解】
遮光片通过光电门1的瞬时速度为
【小问3详解】
[1][2]由运动学公式可得
对滑块与遮光片组成的整体,由牛顿第二定律可得
综合可得图2的表达式为
若图2的纵截距为,斜率为,则牛顿第二定律得到验证。
13. 某次轮滑比赛中,小明在水平地面上做直线运动。第一阶段:先以恒定加速度加速,加速度大小为;第二阶段:保持匀速运动;第三阶段:以恒定加速度减速到停止,加速度大小为。已知小明的总运动距离,全过程的最大速度为,求小明的总运动时间。
【答案】
【解析】
【详解】第一阶段,由
得加速时间
加速位移
第三阶段,由
得减速时间
减速位移
匀速运动的时间
则总时间
14. 如图所示,直角三角形木块ABC固定在水平桌面上,顶点B处设置一滑轮。一质量为1.0kg的滑块放在桌面上,跨过光滑滑轮的轻绳一端连接滑块,另一端系在弹簧右端D点,另一段轻绳DE悬挂一质量为0.4kg的钩码也系在D点,此时滑块刚好不滑动且滑轮两侧的轻绳与BC边的夹角均为37°,弹簧水平且压缩量为3cm。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。求:
(1)绳子对滑块的拉力大小以及弹簧的劲度系数;
(2)滑块与桌面之间的动摩擦因数。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
以D点为研究对象,绳子拉力F、重力mg、弹力kx之间关系如图1所示
水平方向
竖直方向
解得,
【小问2详解】
以滑块为研究对象,绳子拉力F、重力Mg、支持力以及摩擦力之间关系如图2所示
水平方向
竖直方向
结合
解得动摩擦因数
15. 如图所示,倾角为的传送带与水平面在B点平滑衔接,传送带两端A、B间的距离为11.25m,且传送带以10m/s的速度顺时针转动。水平面右侧存在以O点为圆心,半径为的圆弧轨道,现将一可视为质点的滑块轻放在传送带上的P点,滑块恰好运动到O点速度减为0.已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.5,水平面的长度BO=5m,P、B间的距离PB=1.25m,重力加速度g取,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。
(1)求滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)若将滑块从A点由静止释放,求滑块到达B点时的速度大小和滑块落在圆弧上时的速度大小。
【答案】(1)0.25
(2),
【解析】
【小问1详解】
传送带顺时针转动,上表面由A向B运动,即沿斜面向下。滑块轻放在P点,初速度为0,相对传送带向上运动,受到的滑动摩擦力沿斜面向下。根据牛顿第二定律,滑块在传送带上的加速度满足
代入数据得
滑块从P运动到B的过程做匀加速直线运动,根据运动学公式
解得
滑块在水平面BO上做匀减速运动,恰好运动到O点速度减为0,根据动能定理或运动学公式
其中
代入数据解得
【小问2详解】
滑块从A点由静止释放,先做匀加速运动。当滑块速度达到传送带速度时,位移
由于
滑块在到达B点前速度已超过传送带速度。此后滑块相对传送带向下运动,摩擦力方向变为沿斜面向上。根据牛顿第二定律,加速度满足
解得
剩余位移
设滑块到达B点的速度为,则
解得
滑块在水平面上减速运动到O点,设到达O点速度为,则
解得
滑块从O点做平抛运动,水平方向
竖直方向
落在圆弧上满足,
解得
此时竖直分速度
合速度
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注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2025年河南科创产业加速崛起,中铁装备“启明号”竖井掘进机成功下线、中原科技城算力平台高效运行。结合科技产业场景,下列说法正确的是( )
A. 分析“启明号”掘进机从郑州运往外县区的运输轨迹时,可将掘进机视为质点
B. 中原科技城某算力项目12月5日10点25分启动核心测试,“10点25分”指的是时间间隔
C. 研究掘进机主轴承的精密传动机制时,可将主轴承视为质点
D. 科研人员调试智能机器人的程序耗时3小时,“3小时”指的是时刻
2. 一只在空中翱翔的雄鹰发现猎物时,从高处加速俯冲飞下。下列该过程的示意图中,曲线表示其运动轨迹,则雄鹰经过P点时的速度v和加速度a的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,两位同学进行筷子夹沃柑比赛,在沃柑不脱落的情况下,时间长者赢得比赛,获得沃柑食用权。当沃柑和筷子以图示姿态静止在空中时,关于两者的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 沃柑一定只受重力和弹力作用
B. 沃柑受到的弹力是沃柑发生形变产生的
C. 筷子把沃柑夹出痕迹,筷子却“毫发无损”,这说明筷子对沃柑施加了力的作用,但沃柑对筷子没有施加力的作用
D. 筷子对沃柑的作用力方向一定竖直向上
4. 某型号新能源汽车进行直线加速测试,在时从静止开始做匀加速直线运动。已知汽车在第3s内的位移为10m,下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1s内的位移大小为1m B. 汽车在前5s内的位移大小为25m
C. 汽车在第5s内的位移大小为18m D. 汽车的加速度大小为
5. 如图所示为一篮球运动员某两次投篮时,篮球的部分运动轨迹,A、B、C三点位于同一条水平线上,两次轨迹均经过C点。不计空气阻力,关于篮球的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 从A点运动到C点的时间大于从B点运动到C点的时间
B. A点处的速度一定大于B点处的速度
C. A点处的水平分速度大于B点处的水平分速度
D. A点处的竖直分速度大于B点处的竖直分速度
6. 如图所示,水平地面上叠放着A、B两个物块,A的质量为m,B的质量为2m,A、B间及B与地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力F拉物块B,使A、B一起向右做加速度大小为的匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 此时A所受的摩擦力大小为
B. 恒力F的大小为
C. 若仅将恒力F的大小变为,B的加速度大小为
D. 若仅将恒力F的大小变为,A的加速度大小为
7. 某新型遥控玩具车运动过程中的速度-位移()图像如图所示。其从静止开始先加速运动,达到最大速度后减速至停止。已知加速阶段的图像为抛物线,减速阶段的图像为直线,位移为时达到最大速度,总位移为,图中公式中字母k为常量。下列说法正确的是( )
A. 加速阶段的加速度随时间均匀增大
B. 加速阶段的运动时间为
C. 加速阶段的加速度大小始终为k
D. 减速阶段的加速度大小不变
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,某次高空物资放送任务中,质量为m的物资通过轻质弹性橡皮条和轻绳固定在机舱下部,到达指定位置悬停时,与竖直方向夹角为,水平拉直。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 先断开的瞬间,对物资的作用力不会发生突变
B. 同时断开和的瞬间,物资处于平衡状态
C. 先断开的瞬间,物资的加速度大小为
D. 先断开的瞬间,物资的加速度大小为g
9. 如图所示,节日里某店铺用两根轻质彩绳CA、CB悬挂一个质量为m的彩灯。初始时CA沿水平方向固定在侧面,CB与CA的夹角。为了测试装置稳定性,工作人员将整个装置顺时针缓慢转过90°,两绳子之间的夹角始终不变。在此过程中,绳CA的拉力为,绳CB的拉力为,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 逐渐减小 B. 先变大后变小
C. 逐渐变大 D. 逐渐减小,直至为0
10. 某高尔夫球场正进行着一场精彩纷呈的少年高尔夫球友谊赛。如图所示,运动员将球以水平初速度从斜坡上的点击飞,球落到斜坡的点,斜坡倾角为。忽略空气阻力,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 球在空中的运动时间为
B. 球落到点时的速度大小为
C. 球到斜坡的最远距离为
D. 球到斜坡的最远距离为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学利用如图1所示的实验装置“研究平抛运动”,通过频闪照相机记录小球的运动轨迹如图2所示。
(1)下列说法正确的是( )
A. 斜槽轨道末端必须水平
B. 应选择质量较大、体积较小的小球
C. 每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)设正方形小方格的边长为,由图2拍摄照片可知,,这说明平抛运动的水平分运动是________(填运动性质),竖直分运动是________(填运动性质),不计空气阻力,若当地的重力加速度为,则小球抛出时的速度大小为________。
12. 实验小组用如图1所示的装置来验证牛顿第二定律。宽度为d的遮光片固定在滑块上,已知滑块与遮光片的总质量为m,光电门2始终固定在C点,光电门1的固定点B在每次做实验前可重新调整,从导轨标尺上可直接读出B、C间的距离L,滑块每次都从固定位置A由静止释放,测出遮光片通过光电门1、2的时间分别为、,拉力传感器的示数为F,多测几组L与相对应数据,作出的关系图像如图2所示,回答下列问题:
(1)实验时气垫导轨________(选填“需要”或“不需要”)保持水平,在计算遮光片通过光电门的速度时应用的物理方法是________(选填“极限法”或“理想模型法”)。
(2)遮光片通过光电门1时,滑块的瞬时速度大小为________。
(3)若图2中图像的纵截距为________(用d、F、m、来表示),斜率为________(用d、F、m来表示),则牛顿第二定律得到验证。
13. 某次轮滑比赛中,小明在水平地面上做直线运动。第一阶段:先以恒定加速度加速,加速度大小为;第二阶段:保持匀速运动;第三阶段:以恒定加速度减速到停止,加速度大小为。已知小明的总运动距离,全过程的最大速度为,求小明的总运动时间。
14. 如图所示,直角三角形木块ABC固定在水平桌面上,顶点B处设置一滑轮。一质量为1.0kg的滑块放在桌面上,跨过光滑滑轮的轻绳一端连接滑块,另一端系在弹簧右端D点,另一段轻绳DE悬挂一质量为0.4kg的钩码也系在D点,此时滑块刚好不滑动且滑轮两侧的轻绳与BC边的夹角均为37°,弹簧水平且压缩量为3cm。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。求:
(1)绳子对滑块的拉力大小以及弹簧的劲度系数;
(2)滑块与桌面之间的动摩擦因数。
15. 如图所示,倾角为的传送带与水平面在B点平滑衔接,传送带两端A、B间的距离为11.25m,且传送带以10m/s的速度顺时针转动。水平面右侧存在以O点为圆心,半径为的圆弧轨道,现将一可视为质点的滑块轻放在传送带上的P点,滑块恰好运动到O点速度减为0.已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.5,水平面的长度BO=5m,P、B间的距离PB=1.25m,重力加速度g取,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。
(1)求滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)若将滑块从A点由静止释放,求滑块到达B点时的速度大小和滑块落在圆弧上时的速度大小。
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