2021-2022学年黑龙江省大庆市高一下学期开学考试物理试卷

黑龙江省大庆市2021-2022学年高一下学期开学考试

物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、多选题

1．如图甲所示是一种利用霍尔效应传感器测量运动速率的自行车速度计。车轮每转一周，安装在自行车前轮上的一块磁铁就靠近霍尔传感器一次，产生一次电压脉冲。图乙为某次骑行中记录的脉冲电压U与时间t的图象。已知自行车车轮的半径为33cm，磁铁与轮轴的距离为车轮半径的0.75倍，则该自行车（　　）  

A．车轮边缘与磁铁的线速度大小相等

B．在1.0s~1.4s内，速率几乎不变

C．在1.4s~2.2s内做减速运动

D．在1.2s时的速率约为10m/s

2．如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O．现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F（     ）

A．可能是拉力 B．可能是推力

C．可能等于0 D．以上说法均不正确

3．质量相同的两个小球，分别用长为l和2l的细绳悬挂在天花板上，分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，以天花板为零势能面，当小球到达最低位置时

A．两球运动的线速度大小相等 B．两球运动的角速度相等

C．两球的机械能相等 D．细绳对两球的拉力相等

4．如图所示，一质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端分别系在竖直杆的A、B两点上，当两轻绳伸直时，a绳与杆的夹角为30°，b绳水平。已知a绳长为L，当竖直杆以自己为轴转动，在角速度ω从零开始缓慢增大过程中，则下列说法正确的是（　　）

A．从开始至b绳刚要伸直时，绳a对小球不做功

B．当时，b绳未伸直

C．角速度ω从零开始缓慢增大过程中绳a对小球的拉力一直增大

D．当b绳刚要伸直时，小球的向心加速度大小为

5．下列是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　）

A．杂技演员表演“水流星”。当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力的作用

B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压

C．汽车通过凹形桥最低点时，车对桥的压力大于汽车的重力

D．洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出

6．如图上表面为光滑圆柱形曲面的物体静置于水平地面上，一小滑块从曲面底端受水平力作用缓慢地沿曲面向上滑动一小段的过程中曲面始终静止不动，则水平力、地面对物体摩擦力和地面对物体的支持力大小变化的情况是

A．F增大，N不变 B．f变小，N不变

C．f增大，N不变 D．f不变，N不变

二、单选题

7．关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是

A．与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大

B．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关

C．与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小

D．与弹簧本身特性，所受拉力的大小.形变大小都无关

8．若某物体做初速度为零的匀加速直线运动，则下面不正确的是（          ）

A．第4 s内的平均速度大于4 s内的平均速度

B．前4 s内的平均速度等于第2 s末的瞬时速度

C．第4 s内的速度变化量大于第3 s内的速度变化量

D．第4 s内与前4 s内的位移之比是7∶16

9．一个质量为2 kg的物体，在三个共点力作用下处于平衡状态．现同时撤去大小分别为6 N和10 N的两个力，另一个力保持不变，此后该物体的运动(　　)

A．可能做匀变速直线运动，加速度大小可能等于1.5 m/s2

B．可能做类平抛运动，加速度大小可能等于12 m/s2

C．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能等于3 m/s2

D．—定做匀变速运动，加速度大小可能等于6 m/s2

10．7月30日下午结束的东京奥运会蹦床女子决赛中，中国名将朱雪莹夺得金牌，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，位置是她从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于朱雪莹从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．床面从位置下降到位置过程中，朱雪莹的速度不断变小

B．床面在位置时，朱雪莹所受弹力等于重力

C．朱雪莹接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态

D．加速度方向改变发生在之间的某位置

11．如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中，下列说法错误的是（　　）

A．物体A的速率小于物体B的速率 B．绳子的拉力始终大于物体A所受的重力

C．物体A做匀速直线运动 D．地面对物体B的支持力逐渐增大

12．一只质量为m的老鹰，以速率v在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，则空气对老鹰的作用力为（重力加速度为g）

A．mg B．

C．  D．

13．关于两个做匀速圆周运动的质点，正确的说法是（       ）

A．角速度大的线速度一定大 B．角速度相等，线速度一定也相等

C．半径大的线速度一定大 D．周期相等，角速度一定相等

14．某人在划船渡河时始终保持船身与河岸垂直，则下列说法中正确的是（       ）

A．船的运动一定是曲线运动 B．水的流速越大，渡河时间越短

C．水流速度越大，渡河时间越长 D．水流速度越大，渡河时经过的位移越大

三、实验题

15．图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50HZ的交流电源，打点的时间间隔用△t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下物体的加速度与其质量间的关系”。

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列均匀间隔的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，……。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出-m关系图线。

（2）完成下列填空：

（i）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，应满足小车及车中砝码总质量___________小吊盘及盘中物块总质量。（选填“远大于”、“远小于”或者“等于”）。

（ii）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和△t表示为a=_________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_________mm，s3=___________mm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

（iii）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为____________，小车的质量为___________。

16．某同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端固定在传感器的固定挂钩上，下端系一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，钢球通过最低点时遮光片恰能通过光电门。小明同学进行了下列实验步骤：

（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示，则___________mm；

（2）用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为I；

（3）拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度，小钢球由静止释放后均在竖直平面内运动，记录遮光片每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数；

（4）根据记录的数据描绘出如图所示的图像，已知图像与纵轴交点为，图像斜率为，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=___________（用题目中所给物理量的符号表示）；

（5）如果在实验过程中所系的细线出现松动，则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值___________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）。

四、解答题

17．一质量为m=1kg的小球，用一长为L=2m的细绳系住，使其与竖直方向成30°角做水平面上的匀速圆周运动。重力加速度g=10m/s2，求：

（1）向心力Fn的大小；

（2）小球运动的线速度v的大小；

（3）小球运动的角速度。

18．如图甲所示，长为L=4.5m的薄木板M放在水平地面上，质量为m=lkg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止。现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F变化关系如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。求：

（1）m、M之间的动摩擦因数为多大?

（2）木板的质量M及木板与水平地面之间的动摩擦因数为多大?

（3）若开始时对M施加水平向左的恒力F=29N，求：物块多长时间滑离木板？

19．滑草超级大滑梯深受大人和小孩的喜爱。滑草大滑梯由倾角为a的倾斜滑道和水平滑道平滑连接，如图所示。某同学坐在滑垫上从A点由静止下滑，在倾斜部分做匀加速直线运动，经过B点后在水平部分开始做匀减速直线运动，最后停在C点，整个过程中人与草坪不接触。从刚下滑开始计时，运动过程中该同学的速度大小与对应的时刻如表所示，若滑垫与草坪的倾斜部分及水平部分间的动摩擦因数相同，滑垫经过B点时速度大小不变，取重力加速度大小，求：

（1）滑垫与草坪间的动摩擦因数；

（2）倾斜滑道倾角的正弦；

（3）滑垫经过B点时的速度大小。

参考答案：

1．BCD

【解析】

【详解】

A． 根据题意知车轮边缘与磁铁具有相同的角速度，由圆周运动的公式v=r知，车轮边缘的线速度大于磁铁的线速度，故A错误；

B．车轮每转一周，安装在自行车前轮上的一块磁铁就靠近霍尔传感器一次，产生一次电压脉冲，根据记录的脉冲电压U与时间t的图像知，在1.0s~1.4s内记录的脉冲电压U与时间t的时间间隔相等，所以在1.0s~1.4s内，速率几乎不变，故B正确；

C． 根据记录的脉冲电压U与时间t的图像知，在1.4s~2.2s内记录的脉冲电压U与时间t的时间间隔增大，所以该自行车在1.4s~2.2s内做减速运动，故C正确；

D．已知自行车车轮的半径为33cm，在1.0s~1.4s内车轮每转一周的时间为0.2s，则在1.2s时的速率约为

故D正确。

故选BCD。

2．ABC

【解析】

【详解】

试题分析：小球通过最高点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力，故杆的弹力的方向一定与杆平行，但可能向上，可能向下，可能为零．

杆子长度为R，当小球在最高点，重力完全充当向心力，则有，解得，此时杆子作用力F=0．若，则杆子表现为拉力，有，若，则杆子表现为支持力，有，故ABC正确D错误．

3．CD

【解析】

【详解】

根据动能定理:mgl=mv2，解得v=，知右边小球线速度大，故A错误；根据，知两球的角速度不等，故B错误；开始时两球等高，机械能相同，下落过程中机械能守恒，则小球到达最低位置时两球的机械能相等，故C正确；向心加速度a= =2g，与l无关．所以两球的向心加速度相等，根据F-mg=ma，解得：F=mg+ma=3mg，所以细绳对两球拉力大小相等，故D正确．

故选CD．

点睛：解决本题的关键是根据动能定理求出小球最低点的速度，再根据a=，ω=分析向心加速度和角速度．

4．BD

【解析】

【分析】

【详解】

A．从开始至b绳刚好伸直时，小球的动能增加，重力对小球做负功，则绳a对小球做正功，故A错误；

BD．当b绳刚好伸直时，由牛顿第二定律和竖直方向平衡得

联立解得

由于

可得此时b绳未伸直，故BD正确；

C．当角速度从零开始缓慢增大的过程中绳a对小球的拉力

即

则当角速度增大时，在的过程中，绳子a的拉力变大，当时，根据

可知绳子a拉力在后不变，故C错误。

故选BD。

5．BC

【解析】

【详解】

A．通过最高点时，水受到的重力和弹力的合力提供向心力。里面的水处于失重状态，但失重时物体的重力并未变化，故A错误；

B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；

C．汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车处于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故C正确；

D．洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是沿切线方向甩出，故D正确。

故选BC。

6．AC

【解析】

【详解】

将两者看做一个整体，整体受到水平拉力F，竖直向下的重力，竖直向上的支持力，以及地面给的摩擦力，在竖直方向上，重力和支持力平衡，由于整体的重力不变，所以地面给的支持力N不变，在水平方向上，对小滑块受力分析，受到拉力F，重力，以及曲面给的支持力，三力合力为零，根据共点力平衡条件可得，（为支持力与竖直方向的夹角，）随着小滑块的运动，变大，故F变大，即变大，故AC正确，BD错误．

7．B

【解析】

【详解】

弹簧的劲度系数表示弹簧的软硬程度，它的数值与弹簧本身特性（弹簧的材料，弹簧丝的粗细，弹簧圈的直径，单位长度的匝数及弹簧的原长）有关．在其他条件一定时弹簧越长，单位长度的匝数越多，k值越小，而与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关，故B正确，ACD错误；

8．C

【解析】

【详解】

AB．物体做初速度为零的匀加速直线运动，第4s内的平均速度等于第3.5s末时刻的瞬时速度，4s内的平均速度等于第2s末时刻的瞬时速度，则第4s内的平均速度大于4s内的平均速度，故AB正确；

C．第4s内的速度变化量等于加速度的大小，第3s内的速度变化量等于加速度的大小，则第4s内的速度变化量等于第3s内的速度变化量，故C错误；

D．物体做初速度为零的匀加速直线运动，位移与时间的平方成正比，前3s内的位移与前4 s内的位移之比9：16，所以第4s内与前4s内的位移之比是7：16，故D正确．

9．D

【解析】

【详解】

根据平衡条件得知，第三个力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为6N和10N的两个力后，物体的合力大小范围为4N≤F合≤16N，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度范围为：2m/s2≤a≤8m/s2．

A．若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向在同一直线上，物体可能做匀加速或匀减速直线运动，但加速度的大小不可能是1.5m/s2．故A错误．

B．若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向垂直时，物体做类平抛运动，但是加速度大小一定要小于8m/s2 故B错误．

C．由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动，但不可能是匀速圆周运动．故C错误；

D．由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动．加速度大小可能等于6 m/s2．该运动可能是直线运动，也可能是曲线运动．故D正确.

10．D

【解析】

【详解】

ABD．在与蹦床接触后，重力大于蹦床对朱雪莹的弹力，朱雪莹继续向下做加速运动，弹力增大，合力减小，向下做加速度减小的加速运动，当弹力等于重力时，速度达到最大，此后继续向下运动，弹力大于重力，加速度向上，开始做减速运动，最终在B位置减速到零，故AB错误D正确；

C．朱雪莹在下落过程中，接触床面前做自由落体运动处于失重状态，在与蹦床接触后，重力大于蹦床对小明的弹力，小明继续向下做加速运动，弹力增大，直到弹力等于重力之前，一直处于失重状态，当弹力大于重力后，才处于超重状态，故C错误。

故选D。

11．C

【解析】

【分析】

【详解】

ABC．将B物体的速度vB进行分解，则vA=vBcos，物体A的速率小于物体B的速率，减小，vB不变，则vA逐渐增大，说明A物体在竖直向上做加速运动，由牛顿第二定律

T-mg=ma

可知绳子对A的拉力T＞mg，故AB正确C错误；

D．vA=vBcos，根据几何知识可知，物体A加速度减小，则拉力T减小，对B分析

则地面对B的支持力增大，根据牛顿第三定律可知，地面对物体B的支持力逐渐增大，故D正确。

本体选择错误的，故选C。

12．C

【解析】

【详解】

老鹰运动时受力如图所示：

根据牛顿第二定律有: ，根据力的合成可知 ，故C正确；ABD错误；

13．D

【解析】

【详解】

A.根据，角速度大的线速度不一定大，还要看转动半径，故A错误；

B.角速度相等，根据，线速度不一定相等，还要看转动半径是否相等，故B错误；

C.根据，半径大的线速度不一定大，还要看角速度，故C错误；

D.根据公式，周期相等，角速度一定相等，故D正确；

14．D

【解析】

【详解】

A项：因船与水流速度的合速度恒定，则一定是匀速直线运动，故A错误；

B、C项：静水速垂直于河岸，大小不变，根据知，渡河时间不变，随着水流速度的增大，静水速不变，根据平行四边形定则知，到达对岸时的速度增大．故BC错误；

D项：由上分析，渡河时间不变，水流速增大，则沿河岸方向上的位移增大，则渡河的位移增大，故D正确．

15．     远大于                             

【解析】

【分析】

【详解】

（i）[1]设细绳拉力为F，根据牛顿第二定律可得

，

解得

所以只有当满足小车及车中砝码总质量远大于小吊盘及盘中物块总质量时 ，小车所受的拉力近似不变等于mg。

（ii）[2]根据匀变速直线运动推论可得

解得

[3][4]由于毫米刻度尺的最小分度值为1mm，则有

[5]则小车加速度的大小为

（iii）[6][7]设小车的质量为M，小车受到拉力为F，则有

整理可得

根据图像可得

，

则

，

16．     12.35          偏大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]遮光片的宽度为

(4)[2]在最低点，根据牛顿第二定律得

解得

则有

，

所以有

(5)[3]如果在实验过程中所系的细线出现松动，则半径真实值变大，则根据实验数据求出的当地重力加速度g的值比实际值偏大。

17．(1)；(2)；(3)

【解析】

【分析】

【详解】

(1)对小球受力分析如图所示

小球受重力mg和绳子的拉力F。因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心O'，且沿水平方向。由平行四边形定则得小球受到的合力大小为

(2)根据圆周运动的规律可得

根据几何关系可得

解得

(3)根据角速度与线速度的关系可得

解得

18．(1) ；(2) ；(3)

【解析】

【详解】

（1）由乙图知，m、M一起运动的最大外力Fm=25N，当N时，m与M相对滑动，物块加速度m/s2

对m，根据牛顿第二定律有

解得

（2）当时，对木板，根据牛顿第二定律有

解得

由图象得斜率

解得kg

由图象得横截距

解得

（3）由于F=29N＞25N，所以从开始m就与M相对滑动对地向左做匀加速运动，m对地向左做匀加速直线运动，加速度m/s2

M加速度，根据牛顿第二定律有

解得m/s2，向左

m经过t时间滑离木板，m的位移大小

M的位移大小

由几何关系得

代入数据解得t=3s

19．（1）0.5；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】

(1)从表中数据可知，匀减速直线运动的加速度大小

且

解得

（2）从表中数据可知，匀加速直线运动的加速度大小

且

解得

（3）取前9s为研究过程，设匀加速的时间为t，则

解得

由

解得