


13,河南省南阳市邓州市第一高级中学校2023-2024学年高一上学期1月期末物理试题
展开1. 下列说法正确的是( )
A. 物理学家为了方便研究物体的运动规律而引入质点概念,这里用到的物理思想方法是等效替代法
B. 米、牛顿、秒都是国际单位制中的基本单位
C. 矢量既有大小又有方向,如速度、速度变化量和加速度都是矢量
D. 伽利略的理想斜面实验得出的结论是必须有力作用在物体上物体才能运动,撤去外力物体就会停下来
【答案】C
【解析】
【详解】A.物理学家为了方便研究物体的运动规律而引入质点概念,这里用到的物理思想方法是理想模型法,选项A错误;
B.米、秒都是国际单位制中的基本单位,牛顿是导出单位,选项B错误;
C.矢量既有大小又有方向,如速度、速度变化量和加速度都是矢量,选项C正确;
D.伽利略的理想斜面实验得出的结论是物体运动不需要力来维持,选项D错误。
故选C。
2. 一辆肇事汽车在无监控的道路上紧急刹车后停了下来,路面上留下了一条车轮滑动的磨痕。警察到现场后测出路面上车轮磨痕的长度,在不破坏现场的前提下,为了估测汽车刹车时速度的大小,还需( )
A. 根据车胎与路面材料查找动摩擦因数数值
B. 测量汽车的质量
C. 测量刹车过程的时间
D. 测量刹车过程的平均速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB.汽车在紧急刹车后停下来,汽车做匀减速直线运动,由
又由牛顿第二定律得
解得
测出路面上车轮磨痕的长度x,再根据车胎与路面材料查找动摩擦因数数值,即可估测汽车刹车时速度的大小,与汽车的质量无关。故A正确,B错误;
CD.由于无监控,所以刹车时间无法测量,刹车过程的平均速度也无法计算,故CD错误。
故选A。
3. 如图所示,物体A和B相对静止一起沿粗糙斜面匀加速下滑,物体A和B的接触面水平,下列正确的是( )
A. A受重力和支持力
B. B受重力、支持力和斜面对B的摩擦力
C. B受重力、支持力、压力和斜面对B的摩擦力
D. B受重力、支持力、压力、斜面对B的摩擦力和A对B的摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为物体A和B相对静止一起沿粗糙斜面匀加速下滑,则物体A有水平向左的加速度分量,所以B对A由水平向左的摩擦力,同时物体A受重力和B对A的支持力,A错误;
BCD.由牛顿第三定律可知,A对B有水平向右的摩擦力和A对B的压力,所以B受重力、斜面对B的支持力、A对B的压力、A对B水平向右的摩擦力和斜面对B沿斜面向上的摩擦力,BC错误、D正确。
故选D。
4. 如图所示,质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上,质量为3kg的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力,取重力加速度。 某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间( )
A. B对A的压力大小为12 N
B. 弹簧弹力大小为50 N
C. B的加速度大小为
D. A的加速度为零
【答案】A
【解析】
【详解】B.原来A处于平衡状态,细线剪断瞬间,弹簧的弹力不会发生突变,仍有
故B错误;
CD.细线剪断瞬间,A、B一起加速下降,由于原来A平衡,故整体受到的合力等于B的重力,由牛顿第二定律可得
解得A、B共同加速度
故CD错误;
A.对B由牛顿第二定律可得
解得B受到的支持力为
由牛顿第三定律可知,B对A的压力大小为12N,故A正确。
故选A。
5. 雾霾天气现在越来越多,雾和霾相同之处都是视程障碍物,会使有效水平能见度减小从而带来行车安全隐患.在一大雾天,一辆小汽车以的速度匀速行驶在公路上,突然发现正前方处有一辆大卡车以的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵.如图所示,图线分别为小汽车和大卡车的图像(忽略刹车反应时间),以下说法正确的是( )
A. 小汽车在内的平均速度为
B. 在第末,两车相距
C. 在第内发生追尾事故
D. 若紧急刹车时两车相距,则不会发生追尾事故且两车最近时相距
【答案】C
【解析】
【详解】A.小汽车在内的位移
平均速度为
选项A错误;
B.在第末,两车相距
选项B错误;
C.第2s后,设经过时间∆t两车追尾,则
其中
解得
(另一值舍掉)
即两车在t=3.268s时刻追尾,即在第内发生追尾事故,选项C正确;
D.若紧急刹车时两车相距,则当两车共速时相距最近,最近距离
则不会发生追尾事故且两车最近时相距选项D错误。
故选C。
6. 如图,小车向右运动的过程中,车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车相静止,悬线与竖直方向的夹角为,已知小球和物块的质量分别为和M,B与车底板间的动摩擦因数为0.75,若B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取,,下述判断中正确的是( )
A. 小车一定在向右做匀加速直线运动
B. 此时悬线对小球的拉力大小为
C. 物块B受到的摩擦力大小为,方向向右
D. 要使A、B和车保持相对静止,最大为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,小球A受合外力向左,则小车的加速度向左,则小车可能在向左做匀加速直线运动,也可能向右做匀减速运动,选项A错误;
B.此时悬线对小球的拉力大小为
选项B错误;
C.对小球
对物块B
即物块B受到的摩擦力大小为,方向向左,选项C错误;
D.要使B和车保持相对静止,则
对小球
解得
选项D正确。
故选D。
二、多选题(共4小题,每小题5分,共20分,错选0分,漏选3分)
7. 如图所示,光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A,A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B,对A施加一水平向左的力,整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许,整个装置仍保持平衡,则( )
A. 水平外力不变B. B对A的作用力减小
C. 地面对A的支持力不变D. 墙对B的作用力增大
【答案】BC
【解析】
【详解】BD.对圆柱形物体B进行受力分析,设A对B的支持力与竖直方向的夹角为
根据共点力平衡得
解得
若将A的位置向左移动稍许,减小,所以A对B的支持力N2减小,根据作用力与反作用力可知B对A的作用力也在减小;墙对B的作用力在减小,故B正确,D错误;
AC.以AB整体为研究对象,进行受力分析,根据共点力平衡可知
所以水平外力在减小,地面对A的支持力N不变,故A错误,C正确。
故选BC。
8. 如图甲所示,小物块从光滑斜面上由静止滑下,位移x与速度的平方的关系如图乙所示。,下列说法正确的是( )
A. 小物块的下滑的加速度大小恒为
B. 斜面倾角为
C. 小物块末的速度是
D. 小物块第内的平均速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小物块从光滑斜面上由静止滑下,做匀加速直线运动,则有
可得小物块的下滑的加速度大小为
故A正确;
B.对物块受力分析,由牛顿第二定律可得
可得
故B错误;
C.小物块末的速度为
故C正确;
D.小物块末的速度为
第内的平均速度为
故D错误;
故选AC。
9. 原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上,如图所示,现发现A突然被弹簧拉向右方,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.由此可判断,此时升降机做的运动可能是( )
A. 加速上升B. 减速上升
C. 加速下降D. 减速下降
【答案】BC
【解析】
【详解】当升降机静止时,地板对物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡,且该静摩擦力小于或等于最大静摩擦力。当升降机有向下的加速度时,物体对地板的正压力必然会减小,也就减小了最大静摩擦力,这时的最大静摩擦力小于使物体A相对升降机静止时所需的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,故只有在这种情况下物体A才可能被拉向右方。故升降机做的运动可能是减速上升、加速下降。
故选BC
10. 如图所示,质量分别为、的两个物块间用一轻弹簧连接,放在倾角为的粗糙斜劈上,物块与斜劈间的动摩擦因数均为,用平行于斜面、大小为F的推力作用在上,使m1、m2一起向上做匀加速运动,斜劈始终静止在水平地面上,则( )
A. 弹簧的弹力为
B. 弹簧的弹力为
C. 地面对斜劈的摩擦力水平向左
D. 地面对斜劈的摩擦力水平向右
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对、整体受力分析由牛顿第二定律得
对受力分析,由牛顿第二定律可得
联立解得,弹簧的弹力为
A正确,B错误;
CD.以斜面为研究对象,受力分析情况为斜面受重力、和对斜面的压力和滑动摩擦力、地面的支持力,如下图所示
则由平衡条件可知,地面对斜面的摩擦力必定水平向左,斜面才能保持静止状态。C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题(共2小题,每空2分,共18分)
11. 某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”,实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,OB和OC为细绳套。
(1)在做本实验时,下列操作中错误是_______。(填正确选项前的字母)
A.同一次实验过程中O点位置不允许变动
B.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C.实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧测力计之间夹角应取90°,以便于算出合力的大小
(2)某一次实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳套的结点到达O点,弹簧测力计的示数如图乙所示,此时橡皮条的弹力大小为______N。
(3)根据实验数据,该同学画出如图丙所示的图,图中______是、合力的理论值。(均选填“F”或“”)
(4)实验中,如果将细绳套换成橡皮筋,O点沿OB、OC方向的拉力仍等于弹簧测力计的读数,实验结果_______发生变化。(选填“会”或“不会”)
(5)实验结束后,该同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力F与弹簧形变量x的关系”,绘出如图丁所示图像,弹簧测力计的劲度系数为______。(保留三位有效数字)
【答案】 ①. CD##DC ②. 3.8 ③. F ④. 不会 ⑤. 154
【解析】
【详解】(1)[1]
A.为了确保用一根弹簧测力计作用时的效果与两根弹簧测力计同时作用的效果相同,同一次实验过程中O点位置不允许变动,A正确;
B.为了确保作用力测量的精度,减小误差,实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度,B正确;
C.实验中,若先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点,有可能使弹簧测力计的形变超过弹性限度,C错误;
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,在确保形变量在弹性限度之内的前提之下,两弹簧测力计之间夹角应适当大一些,但不需要一定取,D错误。
本题选择错误的,故选CD。
(2)[2]该测力计的精度为0.2N,根据弹簧测力计的读数规律,该读数为3.8N。
(3)[3]合力的理论值是通过平行四边形定则作出的,方向沿平行四边形的对角线,即合力理论值为F,合力的实验值为一根弹簧测力计作用时的拉力,该值的方向一定沿橡皮条的拉伸方向,即方向一定沿AO。
(4)[4]实验中,如果将细绳套换成橡皮筋,O点沿OB、OC方向的拉力仍等于弹簧测力计的读数,前后两次橡皮条仍然拉至O点,即作用效果没有发生变化,可知实验结果不会发生变化。
(5)[5]根据胡克定律
弹簧测力计的劲度系数为。
12. 某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系.图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上,拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行,拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小,打点计时器所接电源的频率为.
(1)关于本次实验的注意事项,下列说法正确的是_____________。
A.实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
B.实验时了平衡摩擦力,需要将长木板右端适当垫高
C.实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车
(2)正确完成实验操作后,得到的一条纸带部分如图乙所示,纸带上各点均为计时点,由此可得打点计时器打出点时小车的速度大小_____________,小车的加速度大小_____________(结果保留两位有效数字)。
(3)正确完成实验操作后,改变砂和砂桶的总质量,得到多组拉力传感器示数和对应的小车加速度大小,以为横轴、为纵轴作出图像,该图像的斜率为,则小车的质量_____________(用表示)。
【答案】 ①. BC##CB ②. 1.6 ③. 3.2 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.绳子的拉力由拉力传感器测出,不需要用砂和砂桶的重力去代替绳子拉力,不需要测量砂和砂桶的质量,也不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故A错误;
B.为了平衡摩擦力,需要将长木板右端适当垫高,以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节长木板的倾斜度,使小车在不受砂桶牵引时能拖动纸带沿长木板匀速运动,故B正确;
C.为了能稳定地打出足够多的点,小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,故C正确。
故选BC。
(2)[2]相邻的两个计数点之间的时间间隔为
打B点时小车的速度等于A到C的平均速度,则有
[3]用逐差法可得,小车运动的加速度为
(3)[4]对小车由牛顿第二定律
即
由题意可知
解得
四、计算题(共3小题)
13. 如图所示,质量为M=3kg的长方体铁箱在与水平方向成θ角的推力的F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面的动摩擦因数为。这时铁箱内有一个质量为m=1kg的木块恰好能静止在左壁上,木块与铁箱内壁的动摩擦因数均为,不计铁箱的壁厚和木块的大小,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力重力加速度为g=10m/s2,θ=37°。求
(1)铁箱左壁对木块弹力大小;
(2)推力F的大小;
(3)减小推力后,木块沿铁箱左壁滑落到底部且不反弹,当箱的速度为=7m/s时撤去推力F,又经过时间t=1s,木块从铁箱左壁处滑至右壁处,铁箱的长度为多少。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对木块,由竖直方向平衡得
解得
(2)对木块,由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
=50m/s2
对铁箱和木块的整体,有
解得
(3)对木块,有
对铁箱,有
铁厢长度为
14. 如图所示,放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,轻绳绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳的上端连接于点,轻质弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的段与竖直方向的夹角,物块B的质量为,弹簧的劲度系数,重力加速度,求:
(1)绳上的拉力大小;
(2)弹簧的伸长量;
(3)若物块A的质量,斜面倾角,则物块A受到的摩擦力有多大?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对结点O进行受力分析,根据平衡条件可得
解得
(2)根据平衡条件得
解得
根据胡克定律
解得
(3)对A进行受力分析,沿斜面方向
根据平衡条件可得
15. 如图所示,某传送带与地面倾角之间距离,传送带以的速率转动.质量为,长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数,下表面与水平地面间的动摩擦因数,开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态.现在传送带上端无初速地放一个质量为的小物块,它与传送带之间的动摩擦因数为,(小物块视为质点,假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变,).则:
(1)若传送带顺时针转动,求小物块刚从处下滑时加速度大小;
(2)若传送带逆时针转动,求小物块从滑到的时间;
(3)在上述第(2)问基础上,从物块滑上木板开始计时,求之后小物块运动的总时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)若传送带顺时针转动,对小物块进行受力分析,在沿传送带方向根据牛顿第二定律
解得
(2)若传送带逆时针转动,对小物块进行受力分析,在沿传送带方向根据牛顿第二定律
解得
当小物块与传送带共速时,小物块
故小物块先以加速到与传送带速度相同后,以继续加速在B点
解得
或(舍去)
所以小物块从A滑到B的时间为
解得
(3)小物块滑到B点时的速度为
小物块滑上木板后,水平方向之受到摩擦力,根据牛顿第二定律
解得
对木板受力分析,受到水平向左的小物块给的滑动摩擦力和水平向右的地面给的滑动摩擦力,则根据牛顿第二定律
解得
则小物块和木板共速时
解得
,
小物块和木板共速后相对静止,一起减速到静止,此过程根据牛顿第二定律
解得
则减速时间为
则,从物块滑上木板开始计时,之后小物块运动的总时间为
解得
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