2022~2023学年天津市第一中学高一(上)期末物理试卷(含解析)
展开1.关于运动和力的关系,以下观点正确的是( )
A. 某一物体受到的合外力越大,它的速度变化一定越快
B. 物体运动的速度越大,它受到的合外力一定越大
C. 物体所受的合外力不为零时,其速度一定增大
D. 某时刻物体的速度为零,此时刻它受到的合外力一定为零
2.对质点运动来讲,以下说法中正确的是( )
A. 加速度恒定的运动可能是曲线运动
B. 运动轨迹对任何观察者来说都是不变的
C. 当质点的加速度逐渐减小时,其速度也一定逐渐减小
D. 作用在质点上的所有力消失后,质点运动的速度将不断减小
3.如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30∘的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A. 0B. 2 33gC. gD. 33g
4.倾角为θ=45°外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上,滑块M的顶端O处固定一细线,细线的另一端拴一小球,已知小球的质量为 55kg;当滑块M以a=2g的加速度向右运动时,则细线拉力的大小为(取g=10m/s2)( )
A. 10NB. 5NC. 5ND. 10N
5.如图所示,质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上运动,在三个阶段的运动中,线上拉力的大小( )
A. 始终不变B. 由小变大C. 由大变小D. 由大变小再变大
6.如图所示,一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。一小滑块以某初速度沿传送带向下运动,滑块与传送带间的动摩擦因数恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则其速度v随时间t变化的图像可能是
( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,有一不可伸长的轻绳,绕过光滑定滑轮C,与质量为m的物体A连接,A放在倾角为θ的光滑斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接,连接物体B的绳最初水平。从当前位置开始,使物体B以速度v0沿杆匀速向下运动,设绳的拉力为T,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A做加速运动B. 物体A做匀速运动C. T小于mgsinθD. T大于mgsinθ
二、多选题(本题共5小题,共25分)
8.某生态公园的人造瀑布景观如图所示,水流从高处水平流出槽道,恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸116的模型展示效果,模型中槽道里的水流速度应为实际的
( )
A. 12B. 14C. 18D. 116
9.两个重叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上,如图所示,滑块A、B的质量分别为M、m,A与斜面间的动摩擦因数为μ1,B与A之间的动摩擦因数为μ2,已知两滑块都从静止开始以相同的加速度沿斜面下滑,则滑块B受到的摩擦力
( )
A. 等于零B. 方向沿斜面向上
C. 大小等于μ1mgcsθD. 大小等于μ2mgcsθ
10.如图所示,物体A放在固定的斜面B上,在A上施加一个竖直向下的恒力F,下列说法中正确的有
( )
A. 若A原来是静止的,则施加力F后,A仍保持静止
B. 若A原来是静止的,则施加力F后,A将加速下滑
C. 若A原来是加速下滑的,则施加力F后,A的加速度不变
D. 若A原来是加速下滑的,则施加力F后,A的加速度将增大
11.河水的流速与离河岸的关系如图甲所示,船在静水中速度与时间的关系如图乙所示.若要使船以最短时间渡河,则( )
A. 船渡河的最短时间是100sB. 船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线D. 船在河水中的最大速度是5m/s
12.如图1所示,一滑块置于长木板左端,木板放置在水平地面上.已知滑块和木板的质量均为2kg,现在滑块上施加一个F=0.5t(N)的变力作用,从t=0时刻开始计时,滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图2所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是
( )
A. 滑块与木板间的动摩擦因数为0.4B. 木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2
C. 图2中t2=24sD. 木板的最大加速度为2m/s2
三、实验题(本题共2小题,共10分)
13.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。
①某组同学用如图所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.下列措施中不需要或不正确的是( )
E. 每次小车都要从同一位置开始运动
F.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
②某组同学实验得出数据,画出的a−1M的关系图线,如图所示,从图象中可以看出,作用在物体上的恒力F=______N。当物体的质量为5 kg时,它的加速度为______m/s2。
14.在验证共点力合成实验中,其中的二个步骤是:
a、在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上,另一端拴两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,使它与细线的结点达到某一位置O点,在白纸上记下O点的位置和两个弹簧秤的读数F1和F2。
b、只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样,记下此时弹簧秤的读数F3和细线的方向。
以上两步骤均有错误或疏漏,指出错在哪里?
在a中是____________
在b中是____________
四、计算题(本题共3小题,共30分)
15.水平传送带以v=1.5m/s速度匀速运动,传送带AB两端距离为6.75m,将物体轻放在传送带的A端,它运动到传送带另一端B所需时间为6s,求:
(1)物块和传送带间的动摩擦因数?
(2)若想使物体以最短时间到达B端,则传送带的速度大小至少调为多少?(g=10m/s2)
16.某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为α=37°,如图b。已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即f=kv(g取10m/s2,sin53°=0.8,cs53°=0.6)。求:
(1)打开降落伞前人下落的距离;
(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向;
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
17.如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平平面上,在小车左端加一水平推力F=8N。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m=2kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,已知小物块未掉下来。求:(g取10m/s2)
(1)放上小物块后,小物块及小车的加速度大小;
(2)经多长时间两者达到相同的速度;
(3)从小物块放在小车上开始,经过t=1.5s小物块通过的位移大小。
(4)求小车的长度至少为多少物块才不会掉下来?
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.一个物体(质量一定)受到的合外力越大,其加速度越大,则它的速度变化一定越快,故A正确;
B.物体的速度很大时,加速度有可能为零,受到的合外力有可能为零,故B错误;
C.物体所受的合外力不为零时,加速度不为零,其所做的运动一定是变速运动,速度不一定增加,故C错误;
D.某时刻物体的速度为零,它的加速度不一定为零,此时刻它受到的合外力不一定为零,故D错误。
故选A。
2.【答案】A
【解析】A.加速度恒定,当初速度的方向与加速度的方向不共线时,质点的运动就为曲线运动,如平抛运动,故A正确;
B.由不同运动状态的物体做参考系,同一质点的运动轨迹不同,故B错误;
C.当质点的加速度与初速度方向同向时,即使加速度逐渐减小,其速度也在不断增大,故C错误;
D.作用在质点上的所有力消失后,质点保持静止或做匀速直线运动状态,故D错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图,
根据共点力平衡条件,
有F−Nsin30∘=0
Ncs30∘−G=0
解得N=2 3mg3 , F= 33mg
木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,故加速度为a=Nm=2 3g3。
故选B。
4.【答案】A
【解析】当小球对滑块的压力等于零时,对小球受力分析,受重力、拉力,如图1所示;
根据牛顿第二定律水平方向F合=Fcs45°=ma0
竖直方向Fsin45°=mg
解得a0=g
当斜面体以a=2g的加速度向左运动时,对小球受力分析如图2,由于a=2g>g,所以小球会飘起来,假设T与水平面夹角为α,根据牛顿第二定律,有:Tcsα=ma,Tsinα=mg
解得T=10N
所以A正确,BCD错误。
故选A。
5.【答案】A
【解析】【分析】先对整体进行受力分析求出整体加速度,再对 m1 进行受力分析,根据牛顿第二定律求出细线上的弹力, m1 的加速度和整体加速度相同.
【解答】设物体与接触面的动摩擦力因数为 μ ,
在水平面上运动时对整体有 a1=F−μm1+m2gm1+m2=Fm1+m2−μg ,
对m1进行受力分析则有 T1−μm1g=m1a1=m1Fm1+m2−μm1g ,解得 T1=m1Fm1+m2 ,
在斜面上对整体有 a2=F−μm1+m2gcsθ−m1+m2gsinθm1+m2
对 m1 进行受力分析则有,T2−μm1gcsθ−m1gsinθ=m1a2,解得 T2=m1Fm1+m2 ,
竖直向上运动运动时有 a3=F−m1+m2gm1+m2 ,
对 m1 进行受力分析则有: T3−m1g=m1a3 ,解得 T3=m1Fm1+m2 ,
所以绳子的拉力始终不变,故选A。
6.【答案】B
【解析】设滑块质量为m,传送带动摩擦因数为 μ ,传送带倾角为θ。滑块刚出发时,相对传送带斜向左下方运动,所以受到沿传送带斜向右上方的摩擦力,滑块还受重力、支持力。
如果 mgsinθ=μmgcsθ ,滑块沿传送带向下做匀速直线运动,直到离开传送带;
如果 mgsinθ>μmgcsθ ,则滑块沿传送带向下做匀加速直线运动,直到离开传送带;
如果 mgsinθ<μmgcsθ ,则滑块先沿传送带向下做匀减速直线运动,速度减为0时,如果没有离开传送带,滑块会沿传送带向上做匀加速直线运动,且加速度与之前的加速度相同,直到滑块速度与传送带速度相同时,滑块与传送带保持相对静止,一起匀速运动,所以只有B正确。
故选B。
7.【答案】AD
【解析】物体B的速度分解如图所示
由图可知绳端的速度为 v0sin α ,与B的位置有关,因为B为匀速运动,B下降过程中 α 变大,因此物体A做加速运动,T大于 mgsinθ ,故AD正确,BC错误。
故选AD。
8.【答案】B
【解析】解:水流做平抛运动,
水平方向:x=v0t
竖直方向:y=12gt2
联立解得:v0=xt=x g2y,
模型的x,y都变为原来的116,故v0′=116x g2⋅116y=14v0,故B正确,ACD错误。
故选:B。
9.【答案】BC
【解析】以B为研究对象,对其受力分析如图所示,由于所求的摩擦力是未知力,可假设B受到A对它的摩擦力沿斜面向下.由牛顿第二定律得mgsin θ+FfB=ma,对A、B整体进行受力分析,可得(M+m)gsin θ−μ1(M+m)gcs θ=(M+m)a,联立两式得FfB=−μ1mgcs θ,式中负号表示FfB的方向与假设的方向相反,即FfB的方向应沿斜面向上,所以B、C正确.
10.【答案】AD
【解析】AB、斜面倾角为 α ,原来物体静止时,设此时静摩擦力等于滑动摩擦力,则有 mgsinα=μmgcsα ,即 sinα=μcsα ,与物体的重力无关,则施加竖直向下的力F等于增加了物体的重力,则物体会仍然静止,故A正确,B错误;
CD、若物块A原来加速下滑,有 mgsinα>μmgcsα ,将F分解,则 Fsinα>μFcsα ,则动力的增加大于阻力的增加,加速度变大,故C错误,D正确。
故选AD。
11.【答案】ABD
【解析】AB.由甲图知河宽d=300m,当船头垂直与河岸时,渡河时间最短tmin=dv=100s,故AB正确;
C.由于河水流速在变,故船的合速度大小、方向都在变,轨迹是曲线,故C错误;
D.水速最大为4m∕s,船在河水中的最大速度v= 32+42m/s=5m/s,故D正确。
故选ABD。
12.【答案】ACD
【解析】A.由图可知,滑块与木板之间的滑动摩擦力为8N,则滑块与木板间的动摩擦因数为μ=fmmg=820=0.4,A正确;
B.由图像可知t1时刻木板相对地面开始滑动,此时滑块与木板相对静止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为μ′=f′2mg=440=0.1,B错误;
CD.t2时刻,滑块与木板将要产生相对滑动,此时滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力fm=8N
此时两物体的加速度相等,且木板的加速度达到最大,则对木板fm−μ′⋅2mg=mam
解得am=2m/s2
对滑块F−fm=mam,解得F=12N
则由F=0.5tN,可知t=24s
CD正确。
故选ACD。
13.【答案】 ①BCEF ②5 ;1
【解析】①A.本实验中只有平衡摩擦力,小车受拉力才是其合力,故应平衡摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.平衡摩擦力时不应挂小桶,仅用小车重力沿板下滑分力平衡重力,故B错误,符合题意;
C.实验中只需平衡一次摩擦力即可,故C错误,符合题意;
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力,故D正确,不符合题意;
E.实验中只需从靠近打点计时器处释放小车即可,不需从同一位置释放,故E错误,符合题意;
F.为充分利用纸带,释放小车之前应先接通电源,故F错误,符合题意。
故选BCEF。
②由牛顿第二定律F=Ma= 10.4×2N=5N
当物体质量为5kg时,由牛顿第二定律a=FM=1m/s2。
14.【答案】 还需要记下F1和F2的方向;用一个力将橡皮条伸长到同一位置O点
【解析】在a中研究分力与合力的关系时,需要用到两个分力的方向,所以还需要记下F1和F2的方向;
在b中实验利用分力与合力的等效性质进行实验,所以应用一个力将橡皮条伸长到同一位置O点,从而达到等效的结果。
15.【答案】(1)对物体由牛顿第二定律,有μmg=ma
则a=μg
经过 t1 时间的速度为v=at1
物体先做匀加速运动,然后做匀速运动,则12vt1+vt−t1=x
由以上各式解得: μ=0.05
(2)物块做加速运动的加速度为a=μg=0.5m/s2
物体一直做匀加速直线运动到B点的速度v2=2ax
解得v=3 32m/s。
【解析】本题结合传送带考查牛顿第二定律以及匀变速直线运动规律,难度一般。
16.【答案】(1)由速度时间图像可知,人打开降落伞时的速度为 v1=20m/s ,故下落的距离为ℎ=v122g=20m
(2)当人做匀速运动时,人和降落伞受力平衡kv2=2mg
刚开始下落时,对整体kv1−2mg=2ma
解得k=200kg/s , a=30m/s2,加速度方向向上。
(3)设每根绳子的拉力为T,当加速度最大时绳的拉力最大,对运动员8Tcs37∘−mg=ma
解得T=312.5N。
【解析】本题考查牛顿第二定律、自由落体运动规律,难度不大。
17.【答案】(1)物块的加速度am=μmgm=μg=2m/s2
小车的加速度aM=F−μmgM=0.5m/s2
(2)两者达到相同的速度有amt0= v0+aMt0
可得t0= 1s
(3)开始1s内小物块的位移s1=12amt02=1m
最大速度v = amt0= 2m/s
在接下来的0.5s物块与小车相对静止,一起做加速运动,且加速度a=FM+m=0.8m/s2
这0.5s内的位移s2=vt′+12at′2=1.1m
t = 1.5s小物块通过的位移大小s = s1+s2= 2.1m
(4)物块运动到小车左端时达到共同速度时物块恰不掉下来,有12amt02+L=v0t0+12aMt02
代入数值解得L = 0.75m
【解析】本题考查利用牛顿第二定律、匀变速运动规律求解板块问题,难度一般A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
2023-2024学年天津市红桥区高一(上)期末物理试卷(含解析): 这是一份2023-2024学年天津市红桥区高一(上)期末物理试卷(含解析),共15页。试卷主要包含了单选题,实验题,简答题等内容,欢迎下载使用。
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