2023-2024学年第一学期11月检测物理试题
一、单选题(本大题共8小题,共32.0分)
1.如图所示,一架雪橇在水平拉力的作用下沿水平面向右做直线运动,若水平面的粗糙程度相同,下列几种运动中拉力最大的是
A. 以的速度匀速运动 B. 以的速度匀速运动
C. 以的加速度匀加速运动 D. 以的加速度匀加速运动
2.对于做匀变速直线运动的物体,下列说法正确的是
。( )
A. 相同时间内的位移相同 B. 相同时间内速度的变化相同
C. 相同位移内速度的变化相同 D. 相同位移内的平均速度相同
3.在离地面某高处将小球竖直向上抛出,同时小球从该处自由释放,不计空气阻力,已知当上升到最高点时,刚好落地,则下列说法中正确的是( )
A. 小球在空中运动的时间是小球在空中运动时间的倍
B. 小球上升的最高点离地面的高度是抛出点高地面高度的
C. 小球落地时速度的大小是小球落地时速度的大小的倍
D. 小球落地时速度的大小是小球落地时速度的大小的倍
4.下列叙述正确的是( )
A. 重心不一定在物体上,任何形状规则的物体,它们的重心都在几何中心处
B. 书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的
C. 物体静止在水平地面上,由于受重力作用,使得物体和地面发生弹性形变,物体产生了对地面的压力,且压力大小等于重力,方向竖直向下,所以压力就是重力
D. 把物体由赤道移到北极,若用天平称量,则示数在两地相同;若用弹簧秤称量,则示数在北极略微增大
5.如图所示,质量为的物块和质量为的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为,物块与木板间动摩擦因数为,已知木板始终处于静止状态,那么下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力大小为
B. 物块对木板的摩擦力方向水平向左
C. 地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力
D. 地面对木板的摩擦力大小一定是
6.一铁块被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列说法不正确的是( )
A. 铁块共受到四个力作用
B. 铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力,一对磁力和一对弹力
C. 磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动
D. 铁块受到的磁力和弹力大小相等
7.如图所示,一个大人拉着载有两个小孩的小车其拉杆可自由转动沿水平地面匀速前进,则下列说法正确的是
A. 拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力 B. 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C. 拉力与摩擦力的合力方向竖直向上 D. 小孩和车所受的合力方向向
8.如图所示,倾角的斜面体固定在水平地面上,一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮,绳两端系有质量为和的小物块、,整个装置处于静止状态。现给物块施加一个水平向右的力,使其缓慢运动到绳与竖直方向成角的位置。整个过程中小物块一直保持不动,不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中
A. 力先增大后减小
B. 小物块与斜面之间的动摩擦因数最小值为
C. 绳上张力先增大后减小
D. 小物块受到的摩擦力先增大再减小
二、多选题(本大题共2小题,共12.0分)
9.一小球自高处自由下落,当它与水平地面每碰撞一次后,速度大小均减小为碰撞前的,不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法正确的是
( )
A. 第次下落的时间与第次下落的时间之比为
B. 第次弹起的高度为第次弹起高度的
C. 小球运动的总时间约为
D. 小球运动的总位移为
10.如图所示,,两个物体中间用一根不可伸长的轻绳相连,在物体上施加一斜向上的力,使,两物体保持相对静止一起沿水平地面向右匀速运动,当力与水平面的夹角为时,力最小。已知,两物体的质量分别为、,物体与地面间的动摩擦因数,取,不计空气阻力,则下列说法正确的是
A. B.
C. 力的最小值为 D. 力的最小值为
三、实验题(本大题共2小题,共15.0分)
11.为探究“影响弹簧受力形变的因素”,兴趣小组猜想如下:
猜想一:弹簧形变的大小可能与弹簧的长度有关。
猜想二:弹簧形变的大小可能与受力的大小有关。
猜想三:弹簧形变的大小可能与弹簧的材料有关。
他们选择了甲、乙、丙根弹簧作为研究对象。已知弹簧甲和丙是同种金属丝,弹簧乙是另一种金属丝,甲和乙原长均为厘米,丙原长为厘米,其他条件均相同。将弹簧的一端固定,另一端用弹簧测力计,以不同大小的力拉,下表是记录的实验数据。
弹簧受到 的拉力
甲 弹簧的长度
乙
丙
分析表中数据可知,在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度________填“大于”或“小于”乙弹簧伸长的长度。
要证实猜想一,需比较________两根弹簧的数据。
在弹性限度内,同一弹簧的________与它所受的拉力成正比。
若他们要制作精确程度较高的弹簧测力计,可以选用原长更________填“长”或“短”的________填“甲”或“乙”弹簧。
12.某同学用如图所示装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。
电火花打点计时器所接的电源应为_________的_________填“交流”或“直流”电源。
下列实验操作中正确的是__________。填写选项前对应的字母
A.调节定滑轮的高度使细线与长木板平行
B.释放小车前,应让小车靠近打点计时器
C.接通电源的同时,释放小车
D.用刻度尺测量纸带上两点间距离时,应移动刻度尺分别测量每段长度
实验打出的纸带如图所示,图上各点为计数点,相邻两计数点间还有四个计时点未标出,打点计时器所接电源的频率为,根据打出的纸带算出小车运动的加速度________结果保留位小数。
该同学想用图像法处理数据求出、、、、各点对应小车的速度,其中打点时小车的速度_______。将求出的各点的速度在坐标系中描点作图,作出的图像如图所示,由图可知纸带上点对应小车的速度__________。结果都保留位小数
四、计算题(本大题共3小题,共41.0分)
13.一辆货车以的速度在平直公路上前进,发现有一箱货物从车上掉下,立即关闭油门做匀减速直线运动,货车车轮与地面间的动摩擦因数为,货车开始做匀减速直线运动的同时,恰好有一人骑自行车到达掉落的货物处,用时拾起货物后以的加速度匀加速追赶汽车,已知自行车能达到的最大速度为,求:
货车匀减速运动的位移?
自行车运动后至少要经过多长时间才能赶上货车?
14.如图所示,物块重,物块重,、间的动摩擦因数为,与地面间的动摩擦因数为,现用水平拉力向左拉物块,恰好能使、发生相对滑动最大静摩擦力等于滑动摩擦力,问:
受到、受到地面作用的摩擦力方向分别是哪个方向?
受到绳子的拉力是多少?
至少对向左施加多大的力,才能使、发生相对滑动?
15.如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为轻绳水平且端与放置在水平面上的质量为的物体乙相连,轻绳与竖直方向的夹角,物体甲、乙均处于静止状态重力加速度为求:
轻绳、上的拉力是多大?
若物体乙的质量,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量最大不能超过多少?最大静摩擦力等于滑动摩擦力
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】【分析】
匀变速直线运动加速度恒定,速度随时间均匀变化。
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的特点,知道加速度恒定,速度均匀变化。
【解答】
A.匀变速直线运动,速度随时间均匀变化,则相同时间内的平均速度不等,则相同时间内的位移不等,故A错误;
B.匀变速直线运动速度随时间均匀变化,则相同时间内的速度变化量相同,故B正确;
根据可知位移和时间的关系不是线性关系,位移不随时间均匀变化,相同位移内的时间不相等,速度的变化不相同,平均速度不相同,故CD错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查自由落体运动和竖直上抛运动规律的应用,解题的关键是抓住两小球的时间相等,结合位移关系求解问题。
【解答】
A.假设上升到最高点时和刚好落地的时间都为,对上升的高度为,下降的高度为,小球从最高点作自由落体运动的时间为,球在空中运动的时间为,球在空中运动的时间为,::,故A错误;
B.小球上升的最高点离地面的高度为,抛出点离地面高度为,小球上升的最高点离地面的高度是抛出点离地面高度的倍,故B错误;
小球落地时速度的大小是:,小球落地时速度的大小为,则,故C错误,D正确.
故选D。
4.【答案】
【解析】【分析】
重力在物体上的作用点叫重心,形状规则,质量分布均匀的物体,重心在物体的几何中心上,形状不规则的物体,有可能重心不在物体中心,甚至不在物体上;支持力是由于桌子的形变产生的;重力是由于地球的吸引而产生的;天平是测量质量的仪器,弹簧测力计是测量力的仪器。
此题考查的是重心的概念和位置,对不规则的物体可以采用悬挂法确定其重心位置,特别注意物体的重心可以在物体上,也可以不在物体上,例如篮球的重心就不在篮球上,而在球心。
【解答】
A.重心是重力的作用点,但不一定在物体的物体上比如弯曲香蕉的重心就在香蕉以外,重心的位置与物体的质量分布有关,质地均匀,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上,故A错误;
B.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的,故B错误;
C.物体静止在水平地面上,由于受重力作用,使得物体和地面发生形变,物体产生了对地面的压力,且压力大小等于重力,方向竖直向下,但是压力作用在地面上,而重力是由于地球的引力作用,作用在物体上,两者不是同种性质的力,故C错误;
D.物体受到的重力的大小与它在地球上的位置有关,同一个物体在两极的重力要大于它在赤道处的重力,所以把物体由赤道移到北极,若用弹簧测力计称量,则示数在北极略微增大;而天平是测量质量的仪器,所以若用天平称量,则示数在两地相同,故D正确。
5.【答案】
【解析】解:、物块对木板的压力大小等于物块的重力,物块受到的滑动摩擦力大小为故A错误。
、木板相对于物块的运动方向向左,则物块对木板的滑动摩擦力方向水平向右。故B错误。
、以木板为研究对象,水平方向受到物块向右的滑动摩擦力,由平衡条件可知:地面对静摩擦力的方向水平向左。故C正确。
、由平衡条件可知:地面对木板的摩擦力大小等于物块对木板的滑动摩擦力故D错误。
故选:。
物块对木板的压力大小等于,物块受到的摩擦力大小为物块对木板的滑动摩擦力方向与木板相对于物块的运动方向相反.以木板为研究对象,由平衡条件分析地面对摩擦力的方向和大小.
对于摩擦力,首先要区分是静摩擦还是滑动摩擦,滑动摩擦力可以根据求解,静摩擦力根据平衡条件或牛顿定律研究,往往不能用求解.
6.【答案】
【解析】【分析】
根据作用力产生原因得到可能存在的作用力个数,然后,根据受力平衡得到作用力的大小。
本题考查物体的平衡条件,关键是正确的选择研究对象同时准确的受力分析,受力分析是解决力学问题的基础,必须牢固掌握。
【解答】
A.铁块受重力和磁性黑板的吸引力作用,受到黑板的支持力和摩擦力作用,故A正确;
B.铁块与黑板间在水平方向上有两对相互作用力--相互吸引的磁力和相互作用的弹力,故B正确;
铁块受到的磁力和弹力是一对平衡力,那么,磁力等于弹力,故 C错误,D正确;
选不正确的,故选C。
7.【答案】
【解析】【试题解析】
【分析】
对小孩和车整体受力分析,根据共点力平衡条件分析即可。
本题关键是明确小孩和车整体的受力情况和运动情况,然后结合共点力平衡条件列式分析,基础题目。
【解答】
A.小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力,故A错误;
小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,拉力,摩擦力的合力与重力,支持力的合力平衡,重力,支持力的合力竖直,故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上,由于存在摩擦力,如果拉力与摩擦力的合力大小可能等于重力大小,则车与地面间无压力,不满足存在摩擦力的条件,所以拉力与摩擦力的合力大小小于重力大小,故B错误,C正确;
D.小孩和车做匀速直线运动,故所受的合力为零,故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】【分析】
对小物块进行动态分析即可得到所受拉力和绳子拉力的变化情况;对进行受力分析,结合绳子拉力的变化范围来判断物块所受摩擦力的变化情况;根据滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求动摩擦因数最小值。
本题考查的是受力分析中的动态平衡和物体在共点力作用下的平衡问题,关键点在于题目给出的变化范围是到,只需在这个范围内分析题目即可。注意静摩擦力是被动力随其他力的变化而变化,中档题目。
【解答】
、物块受力平衡,对受力分析,如图甲所示:
设绳与竖直方向的夹角为,根据平行四边形定则可知,水平向右的力,绳的拉力,
故当从变化为的过程,逐渐变大,逐渐变大,故AC错误;
、根据绳的拉力,可知,当时,,当时,,
对受力分析,如图乙所示:
刚开始,处于静止状态,则摩擦力,方向:沿斜面向上,
当变为时,摩擦力为 ,方向:沿斜面向下,
故小物块受到的摩擦力先减小再增大,故D错误;
故小物块与斜面之间的动摩擦因数最小值为,故B正确。
故选 B。
9.【答案】
【解析】【分析】
该题主要考查自由落体运动、匀变速直线运动规律等相关知识。分析好物理情景,灵活应用各相关公式是解决本题的关键。
根据自由落体公式和分析求解下落时间之比和弹起高度之比;由求解第一次下落时间,并由此分析第一次碰撞到第二次碰撞的时间、第二次碰撞到第三次碰撞的时间,由此应用数学归纳法求解第次碰撞到第次碰撞的时间,再根据等比数列求和公式求解总时间;小球运动的总位移看初位置和末位置即可求解。
【解答】
A.第二次下落的落地的速度为第一次落地速度的,根据自由落体公式可知,第二次下落的时间为第一次的,所以第一次下落的时间与第二次下落的时间之比为,故A正确。
B.第二次下落时落地的速度为第一次落地速度的,根据自由落体速度公式可知,第二次下落的时间为第一次的,由公式可知,第二次弹起的高度为第一次弹起高度的,故B错误。
C.由公式可知,第一次下落的时间为,第一次碰撞到第二次碰撞的时间共,第二次碰撞到第三次碰撞的时间共,由数学归纳法可知第次碰撞到第次碰撞的时间共,所以总时间为,根据等比数列求和公式解得总时间为,故C正确。
D.小球运动的总位移看初位置和末位置即可,总位移为,故D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】【分析】
应用整体法受力分析,物体处于平衡状态,受力平衡,根据平衡条件求出与角的关系,再应用数学知识求的最大值,方可正确解答。
本题主要考查的是物体在共点力作用下的平衡,会应用数学知识求解物理极值问题是解题的关键。
【解答】
对、两物体整体受力分析,水平方向有,竖直方向有,又,联立解得,
令,其中,所以,故当时,力有最小值,为,故 AD正确,BC错误。
故选AD。
11.【答案】【小题】
小于
【小题】
甲、丙
【小题】
伸长量
【小题】
长乙
【解析】 【分析】
略
【解答】
通过甲和乙的数据对比发现,原长都是,在拉力相同的情况下,甲伸长的长度小于乙伸长的长度。
【分析】
略
【解答】
根据控制变量法可知,研究弹簧形变的大小与弹簧长度的关系,就只能让弹簧长度改变,其他条件都不变,因为甲和丙是同种材料,只有长度不同,所以选择甲和丙两根弹簧的数据。
【分析】
略
【解答】
分析表格数据可知,在弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比。
【分析】
略
【解答】
在相同拉力作用下,弹簧伸长量越大,弹簧就越灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计;分析表格数据可知在相同拉力作用下,弹簧原长相等时,乙弹簧的伸长量大。根据甲、丙弹簧的数据可知,其他条件相同、弹簧原长不同时,弹簧原长越长,相同拉力下弹簧伸长量越大,故应选用更长的乙弹簧。
12.【答案】;交流;
;
;
;
【解析】【分析】
本题为研究小车运动的速度随时间变化的规律的实验。
要掌握打点计时器的工作原理以及使用方法。在处理纸带数据时利用匀变速直线运动中间时刻速度等于瞬时速度求某一点的速度,利用位移差公式求加速度。也可以利用图像法求加速度。
图像与纵轴的交点表示纸带上点的小车的速度,
【解答】
电火花打点计时器所接的电源应为的交流电源。
为减小实验误差,应调节定滑轮的高度使细线与长木板平行,A正确;
B.释放小车前,应让小车靠近打点计时器,B正确;
C.接通电源,使打点计时器打点稳定后,再释放小车,C错误;
D.用刻度尺测量纸带上两点间距离时,使刻度尺的零刻线对准纸带上的第一个计数点,依次记录下纸带上两点间距离,不应移动刻度尺分别测量每段长度,这样会产生较大的误差,D错误。
故选AB。
相邻两计数点间还有四个计时点未标出,打点计时器所接电源的频率为,则有纸带上相邻两点的时间间隔是
由,可得小车运动的加速度
打点时的速度
图像与纵轴的交点表示纸带上点的小车的速度,。
13.【答案】解:对货车
得
由
解得
当汽车停下来用时
自行车达最大速度需用时间,此时汽车刚好停下.
自行车运行内的位移为
可见货车停下来时,自行车还没有追上汽车,
还需用时
综上可知
答:车匀减速运动的位移为;
自行车运动后至少要经过才能赶上货车。
【解析】【分析】货车做匀减速运动,已知初速度、加速度,由速度位移关系公式求位移。
自行车做匀加速运动,由运动学公式求出自行车做匀加速运动达到最大速度的时间和位移,再由匀速运动的位移公式求出匀速的位移,则可判断自行车是否追上货车。
本题考查运动学中的刹车问题和追及问题,注意汽车刹车速度减为零后不再运动,这是个易错点。在追及问题中,分析两车的速度关系、位移关系是关键。
14.【答案】解:相对于向右滑动,则受到的摩擦力方向水平向左;
相对于地面向左运动,则受到地面的摩擦力方向水平向右;
恰好使、发生相对滑动,则绳对的拉力等于所受摩擦力,
即;
、发生相对滑动,则相对地面也要滑动,接触面间静摩擦力都恰好达到最大值,先以、整体为研究对象,由平衡条件得,,
解得:。
【解析】本题考查了摩擦力的产生及方向、摩擦力大小的计算、整体法与隔离法在平衡问题中的应用的相关知识,试题难度一般。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反;
根据受力平衡可知,绳对的拉力等于所受的摩擦力;
对分析受力,根据受力平衡可得。
15.【答案】解:对结点,受力分析如图,
由平衡条件有:
,
;
当乙物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大值为:
;
绳的最大拉力为:
,
根据共点力的平衡条件可得:
,
所以甲的最大质量为:
;
答:轻绳、受到的拉力分别是、;
欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量最大不能超过.
【解析】以结点为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出轻绳、受到的拉力.
当乙物体刚要滑动时,物体甲的质量达到最大,此时乙受到的静摩擦力达到最大值,再平衡条件求出物体甲的质量.
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答.
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