崇阳县2023-2024学年高一上学期期中考试
物 理 试 卷
时间:75分钟 总分:100分
一、选择题(1—7题为单选,8—10题为多选。每小题4分,共40分)
1.关于速度、速度变化量、速度变化率和加速度,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,加速度就越大
B.物体做减速运动时,加速度变小
C.物体的速度均匀变化时,加速度不变,速度变化率不变
D.物体的速度变化量越大,加速度就越大,速度变化率越大
2.汽车在平直公路上v0=10m/s的速度行驶,因前方有路障,即以大小为a=2m/s2的加速度刹车,经过6s汽车的位移为( )
A.24m B.25m C.30m D.96m
3.我国高铁技术全球领先,高铁使人们出行更加便捷,速度快,安全性高。小明同学在高铁上发现列车启动过程中杯中水面的形状是下图中的( )
A. B. C. D.
4.如图是梁同学做引体向上的示意图。若每次完整的引体向上分为身体“上引”(身体由静止开始从最低点升到最高点)和“下放”(身体从最高点回到最低点的初始状态)两个过程,单杠在整个过程中相对地面静止不动。下列说法正确的是( )
A.单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变而产生的
B.“上引”过程单杠对双手的弹力大于双手对单杠的弹力
C.“下放”过程单杠对双手的弹力始终小于梁同学受到的重力
D.“下放”过程梁同学均处于失重状态
5.如图所示,A、B物块静止于固定的斜面上.B物块的受力个数是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
6.如图所示,一端带有滑轮的轻杆固定在竖直面上,轻杆与竖直面成角,不可伸长的轻质细绳一端连接小车,另一端跨过滑轮连接质量为的物块,不计绳子与滑轮间的摩擦,重力加速度为,当小车水平向左匀速运动时,细绳对滑轮作用力的大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,两根轻绳OA、OB悬挂一重物,使其处于静止状态,A点不动,保持θ不变,将B点缓慢向上移,则BO绳的拉力将( )
A.逐渐减小 B.先减小后增大
C.逐渐增大 D.先增大后减小
8.如图所示,在桌面上放置一张纸和一瓶矿泉水,矿泉水瓶静止在纸面上,如果突然迅速水平向右拉动纸的一边,将纸片拉出,而矿泉水瓶相对纸片滑动。在抽纸片过程中( )
A.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力越大
B.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力保持不变
C.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右
D.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左
9.如图甲所示,一个质量m=1kg的物块以初速度从斜面底端冲上一足够长斜面,经开始沿斜面返回,在t2时刻回到斜面底端。物块运动的v-t图像如图乙所示,斜面倾角(,。重力加速度g取),则可确定( )
A.物块上滑时的加速度大小为
B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.3
C.物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.2m
D.物块回到斜面底端的时刻为3.6s
10.地铁站用于安全检查的装置主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成,传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后,物品总会先、后经历两个阶段的运动,已知传送带长度为2.1m、速率为2m/s,g取10m/s ,物品与传送带间的动摩擦因数为0.4,则( )
A.物品在传送带上运动的时间是1.3s
B.物品做加速运动时,其速度有可能超过传送带速度
C.物品越重,从传送带的左端运送到右端所需要的时间越长
D.若仅使传送带的速率增大为原来的2倍,前阶段物品的位移也增大为原来的4倍
二、实验题(每空2分,共18分)
11.某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端拉动弹簧测力计,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计的示数单位为N,图中A的示数为 N;
(2)下列实验要求不必要的是 (填选项前的字母);
A.测量重物M 所受的重力
B.细线方向应与木板平面平行
C.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
D.每次实验时,手持弹簧测力计B必须水平拉动,使OB与竖直方向垂直
(3)本实验采用的科学方法是 。
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法
(4)实验结束后,小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力F 与弹簧长度L 的关系”,绘出如图丁所示图像,则弹簧测力计的劲度系数为 N/m(保留一位小数)。
12.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量,为沙和沙桶的总质量。一轻绳跨过轻质的定滑轮和动滑轮一端连接沙桶,另一端连接拉力传感器,拉力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验过程中,每次在释放小车后,读出拉力传感器的示数并记为F。
(1)该实验采用的科学方法是 。
A.等效替代法 B.倍分法
C. 控制变量法 D.理想模型法
(2)实验过程中,下列操作正确的是 。
A.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源
B.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行
C.为减小误差,实验中要保证沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M
D.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
(3)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
(4)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,小车的加速度a为纵坐标,画出的。图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为 。
A. B. C. D.
(5)乙同学也利用此装置探究合外力一定时,物体的加速度和质量的关系。他保持沙和沙桶的总质量不变,改变放在小车中砝码的质量,测出对应的加速度a,假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有测量小车的质量M,而是以为纵坐标,m为横坐标,画出图像,从理论上分析,下列图像正确的是 。
A. B. C. D.
三、解答题(13题10分,14题16分,15题16分)
13.甲车以16m/s的速度通过某路口做匀速直线运动,2.5s后乙车从此路口由静止开始以4m/s2的加速度同向做匀加速直线运动。问:
(1)乙车出发多长时间后,它们相遇?
(2)相遇时距路口多远?
(3)在相遇前,乙车运动了多长时间,甲、乙两车相距最远?相距最远为多少?
14.图所示,质量的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为的小物块,物块与小车间的动摩擦因数,小车足够长。(取)求∶
(1)小物块放后,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移大小为多少?
15.如图所示,物体甲质量为m1,通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ = 30°,物体甲及人均处于静止状态。重力加速度为g,求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量m2= 60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ = 0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?
参考答案:
C【详解】A.物体的速度和加速度之间没有必然联系,物体的速度越大,加速度不一定就越大,故A错误;
物体做减速运动时,速度变小,而加速度可能变化也可能不变,故B错误;
C.物体的速度均匀变化时,加速度不变,速度变化率不变,即做匀变速运动,故C正确。
D.物体的加速度(即速度变化率)由速度变化量和完成这一变化所用的时间共同决定,所以物体的速度变化量越大,加速度(即速度变化率)不一定越大,故D错误;
2.B【详解】汽车速度减为零的时间
则汽车在内的位移等于内的位移 故选项B正确。
3.B【详解】列车启动过程中,速度增大,即杯子的速度增大,而杯子中的水由于惯性仍要保持原来的静止状态,所以水相对杯子向后运动。故选B。
4.A【详解】A.单杠对双手的弹力是由于单杠发生了弹性形变要恢复原状而产生的,故A正确;
B.单杠对双手的弹力和双手对单杠的弹力是一对相互作用力,大小相等,故B错误;
CD.“下放”向下减速过程,加速度向上,处于超重状态,单杠对双手的弹力大于梁同学受到的重力,故CD错误;
5.C【分析】由于A和B保持静止,处于平衡状态,故需对物体受力分析,结合平衡条件分析解决;
【详解】A物块静止,对物体A受力分析受重力、支持力两个力作用;视物体A和B为整体,由于A和B保持静止,处于平衡状态,故受重力、斜面对其支持力和斜面对其的摩擦力;对B物体受力分析可知,物体B受到重力、A对B的压力、斜面对B支持力和斜面对B的摩擦力,物体B共受4个力,故C正确,A、B、D错误;
6.B【详解】因为小车匀速运动,受力分析如下图所示
应用平行四边形法则得合力 故选B。
7.B【详解】以结点O研究对象,分析受力:重力mg、绳子AO的拉力TAO和BO拉力TBO.根据平衡条件得知,两个拉力的合力与重力大小相等、方向相反,在B点上移过程中,此合力保持不变,作出BO在三个不同位置两个拉力的合成图如图,
由图看出,OA的拉力逐渐减小,OB的拉力先减小后增大.故B正确
【点睛】本题运用图解法分析动态平衡问题,作图的依据是两个拉力的合力保持不变,AO的方向不变,根据几何知识分析两个拉力的变化.
8.BC【详解】AB.无论拉动的速度快慢,水瓶与纸之间均为滑动摩擦力,大小均为,水瓶重力不变,正压力不变,则摩擦力大小不变,故A错误,B正确;
CD.水瓶相对纸向左运动,则纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右,故C正确,D错误。
9.AC【详解】A.由图像可知物块上滑时的加速度大小为 A正确;
B.物块上滑过程,根据牛顿第二定律可得
解得物块与斜面间的动摩擦因数为 B错误;
C.根据图像与横轴围成的面积等于位移,可知物块沿斜面向上滑行的最大距离为 C正确;
D.物块沿斜面向下滑行的加速度大小为
物体从最高点返回斜面底端所用时间为,则有
解得
故物块回到斜面底端的时刻为 D错误。
10.AD【详解】B.物品在传送带上前阶段是滑动摩擦,由牛顿第二定律可得
物品加速阶段的位移
物品加速达到与传送带共同速度后,与传送带一起匀速运动,物品匀速运动时不受摩擦力,故B错误;
AC.物品匀加速运动的时间
物品匀速运动的时间
物品在传送带上运动的时间是
与物品的质量无关,故A正确,C错误;
D.由,可知若仅使传送带的速率增大为原来的2倍,前阶段物品的位移增大为原来的4倍,故D正确。
11. 2.6 CD C 200.0
【详解】(1)该弹簧测力计的精度为0.2N,根据读数规律,该读数为2.6N。
(2)A.由于实验需要测量OM段细线的拉力,而该拉力大小等于重物M的重力,则实验时需要测量重物M 所受的重力,A正确;
B.为了减小作图时的实验误差,能够尽量准确地在白纸上表示力的大小,实验时,细线方向应与木板平面平行,B正确;
该实验通过两根弹簧测力计与重物M,测量出三根细线的拉力大小,通过分析O点在三个力作用下处于平衡来得到实验结论,因此进行多次实验时,每次O点静止的位置可以不同,C错误;
D.该实验是通过分析O点在三个力作用下处于平衡来得到实验结论,因此,每次实验时,并不需要手持弹簧测力计B必须水平拉动,也不需要使OB与竖直方向垂直,D错误。
(3)该实验研究“力的平行四边形定则”,即研究合力与分力的等效关系,则该实验用的科学方法是等效替代法。故选C。
(4)令弹簧原长为L0,则有
结合图像可知
C BD 2.0 D C
【详解】(1)在探究加速度与力、质量的关系实验中,控制质量不变,探究加速度和力的关系,使用了控制变量法。故选C。
(2)A.小车靠近打点计时器,先接通电源,打点稳定后再释放小车,故A错误;
B.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行,使绳的拉力沿着小车运动方向,减小误差,故B正确;
C.只有实验认为绳的拉力等于沙和沙桶的总重力时,才需要满足沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M,本实验采用力传感器直接测量绳的拉力,不需要满足沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M,故C错误。
D.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,减小由摩擦力产生的误差,故D正确;
(3)两点之间的时间间隔为
由逐差法可得小车的加速度大小为
(4)由牛顿第二定律可知: 解得
又因为a-F图像的斜率为 所以
不知道横纵坐标的标度是否相同,不能确定斜率k与是否相同。 故选D。
(5)以沙和沙桶的总重力m0g为绳的拉力F,则
解得 故选C。
13.【详解】(1)设乙车出发t1后,甲、乙车相遇,相遇时甲、乙车位移相等,则有:
2分
代入数据得 t1=10s 1分
(2)相遇时距路口的距离为 2分
(3)相遇前当两物体速度相等时距离最大,设乙车运动了t2时间,则 2分
解得 1分
所以最远距离为 2分
14.【详解】(1)对小物块由牛顿第二定律可知 2分
则小物块的加速度 1分
对小车由牛顿第二定律可知 2分
则小车的加速度 =0.5 1分
设经时间t两者共速 则有 2分
解得 1分
(3)开始1s内小物块的位移 1分
1s末速度为 1分
当和小车共速后,物块和小车一起做加速运动,由牛顿第二定律可知 2分
则加速度 1分
后2s内的位移 1分
通过的总位移 1分
15.【详解】(1)由于物体甲处于静止状态,在结点O处做受力分析有 g 2 分
2分
解得 , 2分
(2) 由于人处于静止状态,则人受到的摩擦力为静摩擦力,有 1分
则 ,方向水平向左 2分
(3)当人恰好在水平面上不滑动,有 2分
g 2分
2分
解得 1分
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