雅礼教育集团2024年上学期入学考试试卷
高一物理
时量:75分钟 分值:100分
一、选择题:本题共6小题,每小题4分.共24分。在每小愿给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 速度发生变化的运动,一定是曲线运动
B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
D. 做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体做变速直线运动时速度发生变化,A错误;
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动,如平抛运动,B错误;
C.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小不变,方向时刻变化,C错误;
D.做曲线运动的物体的轨迹总是沿合力的方向弯曲,即做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧,D正确。
故选D。
2. 某轻质弹簧的劲度系数为k,不挂钩码时,弹簧长度为x0,如图甲所示。挂上钩码,静止后弹簧长度为x1 (弹簧处于弹性限度内),如图乙所示。则乙图中弹簧的弹力大小等于
A. kx0 B. kx1 C. k(x1+x0) D. k(x1一x0)
【答案】D
【解析】
【详解】不挂钩码时,弹簧处于原长,故原长为x1,由胡克定律,挂上钩码后弹簧弹力为, D正确。
故选D。
3. 飞机与水平方向成60°角斜向上飞行,飞机的速度大小是200m/s,这个速度在水平方向的分速度为( )
A. 100m/s B. 200m/s C. 100m/s D. 200m/s
【答案】A
【解析】
【详解】速度在水平方向的分速度为
vx =vcos600=100 m/s
所以A正确;BCD错误;
故选A。
4. 如图,ab两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的图像,已知a、b曲线关于它们两交点的连线对称,且在时刻两车相遇,下列说法正确的是( )
A. 时刻两车也相遇
B. 在时间内任一时刻,a车与b车加速度相等
C. 在这段时间内,两车平均速度相等
D. 时刻a车在后,b车在前
【答案】D
【解析】
【详解】A.在 这段时间内,a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积,所以这段时间内,a车的位移大, 时刻两车不相遇,故A错误;
B.在这段时间内的相同时刻,图像的斜率不相等,a车与b车加速度不相等,故B错误;
C.在这段时间内,a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积,所以这段时间内,a车的位移大,a车的平均速度大,故C错误;
D.在这段时间内,a图线与坐标轴所围的面积大于b图线与坐标轴所围的面积,所以这段时间内,a车的位移大,在 时刻两车相遇, 时刻a车在后,b车在前,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,竖直平面内固定一根“L”形足够长的细杆。a球套在竖直杆上,b球套在水平杆上,a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接,a球向下滑且轻杆与竖直杆夹角为30°时,a球与b球速度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为杆不可伸长或缩短,故a,b球沿刚性轻杆的速度相同,将两球实际速度沿杆和垂直杆分解,如图所示
可得
a球与b球速度之比为
故选A。
6. 人类发射的某空间探测器进入某行星的引力范围后,在靠近该行星表面上空做匀速圆周运动,测得运行周期为T,已知引力常量为G。则可以判定该行星的平均密度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对卫星,根据万有引力提供向心力可得
又
解得
故选A。
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 李强同学设计的一个小实验如图所示,他将细绳的一端系在手指B上,细绳的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心C上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物,并保持静止。通过实验会感受到( )
A. 细绳是被拉伸的,杆是被压缩的
B. 杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C. 细绳对杆施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D. 所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.重物所受重力的作用效果有两个,一是拉紧细绳,二是使杆压紧手掌,所以细绳是被拉伸的,杆是被压缩的,故A正确;
B.杆对手掌施加的作用力是对手掌的压力,所以方向沿杆由A指向C,故B错误;
C.细绳对杆施加的作用力是绳对杆的拉力,沿绳收缩的方向,沿细绳由A指向B,故C错误;
D.重力可分解为沿细绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2,如图所示
由三角函数得
根据相互作用的关系可知,所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大,故D正确。
故选AD。
8. 如图所示,A、B、C在同一平面内,A是静止在地面上的物体,B、C是两颗人造卫星。其中B为近地卫星,C为同步卫星。则以下判断正确的是( )
A. 卫星B的线速度大于地球的第一宇宙速度
B. A、B的角速度大小关系为
C. A、B、C周期的大小关系为
D. A、B、C都在赤道所在平面上
【答案】BD
【解析】
【详解】A.卫星B的运行速度大小等于地球的第一宇宙速度。第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,故A错误;
B.对于B绕地球表面的近地卫星B和地球同步卫星C,根据万有引力提供向心力,得
则知卫星C的运行角速度小于卫星B的运行角速度,地球同步卫星C和静止在赤道上的物体A是同步的,角速度相等,所以
故B正确;
C.地球同步卫星C和地球赤道上的物体A的角速度相等,周期一样
TC=TA
绕地球表面的近地卫星B和地球同步卫星C,根据开普勒第三定律可知
TC>TB
故C错误;
D.同步卫星所在轨道在赤道面内,A、B、C在同一平面内,所以A、B、C都在赤道所在平面上,故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,小物块a与质量为0.4kg的小物块b用一跨过桌边光滑小定滑轮的轻绳相连,a在水平桌面上,用手控制a,使b静止在空中。现将手松开,松手后a的速度一时间图像如图乙所示。取重力加速度大小g=10m/s2,a、b均视为质点。下列说法正确的是( )
A. b的初位置离地的高度为2m B. a的初位置到滑轮的距离可能为5.5m
C. a与桌面间的动摩擦因数为0.2 D. a的质量为0.76kg
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.速度—时间图像中图线与时间轴包围的面积表示位移,0~4s内a的位移大小
即b的初位置到地面的高度为4m,选项A错误;
B.0~5s内a的位移大小
选项B正确;
CD.速度—时间图像中图线切线的斜率表示加速度,0~4s内与4s~5s内a的加速度大小分别为
根据牛顿第二定律有
解得
选项C正确、D错误。
故选BC。
10. 如图所示,一轻弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端,另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数,系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,加速度为a且大小未知,已知在前0.2s时间内F为变力,0.2s以后F为恒力,已知,,下列说法正确的是( )。
A. 加速度a大小为 B. 力F的最小值为48N
C. 力F的最大值为64N D. Q与P分离时的弹簧弹力大小为32N
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.力F作用前,系统处于静止状态,故有弹簧弹力等于P、Q的整体重力的分力,即
当P与Q分离时,弹簧的形变量为
对P,根据牛顿第二定律有
解得加速度a大小为
故A错误;
B.当力F最小时,对P、Q整体,根据牛顿第二定律有
解得
故B正确;
C.分离时力F最大,对Q,根据牛顿第二定律有
解得
故C正确;
D.Q与P分离时的弹簧弹力大小为
故D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 如图1所示是研究小车加速度与力关系实验装置,木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受拉力的大小,为带滑轮小车的质量,为砂和砂桶的总质量。实验时先不挂砂桶,将木板右端垫高,调整垫块的左右位置,平衡摩擦力,然后挂上砂桶,改变桶中砂的质量,多次进行实验。完成下列问题:
(1)实验中___________(填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。
(2)以拉力传感器的示数为横坐标,小车的加速度为纵坐标,画出的图像是一条过坐标原点的直线,如图2所示,则图线的斜率___________(用表示)。
(3)若某同学实验中加垫块过高,采集实验数据作出的图像可能是___________。
A. B. C.
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. A
【解析】
【详解】(1)[1]本题实验中有拉力传感器,拉力是已知的无需满足满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量;
(2)[2]根据牛顿第二定律
整理为
故斜率为;
(3)[3] 加垫块过高既平衡摩擦力过度,当拉力为0时,也有加速度,故A正确。
故选A。
【点睛】本题考查验证牛顿第二定律,注意平衡摩擦时产生的误差。
12.
(1)小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到的现象是:小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动:______
A. 水平方向是匀速直线运动
B. 竖直方向是自由落体运动
C. 水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
(2)小明通过图乙实验装置,在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分,如图丙所示。x轴沿水平方向,y轴是竖直方向,g取,由图中所给的数据可求出:小球从A到B、B到C速率改变量______(选填“相同”或“不同”);小球平抛的初速度大小是______m/s;小球抛出点的坐标为(______cm,______cm)。
【答案】12. B 13. ①. 不同 ②. 4 ③. -80 ④. -20
【解析】
【小问1详解】
小球A、B总是同时落地,说明两球在竖直方向的运动完全相同,则该现象说明平抛物体运动竖直方向是自由落体运动,实验不能说明水平方向是匀速直线运动。
故选B
【小问2详解】
[1]小球做平抛运动,水平方向为匀速直线运动,小球从A到B、B到C水平位移相同,则运动时间相同,设小球从A到B经历的时间为,小球从A到B速率改变量为
小球从B到C速率改变量为
可知小球从A到B、B到C速率改变量不同。
[2]小球竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动的推论
解得
小球平抛的初速度大小是
[3][4]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度,小球在B点的竖直方向的速度为
从抛出点到B点经历的时间为
从抛出点到B点,小球抛出点的轴坐标为
小球抛出点的轴坐标为
四、解答题
13. 如图,放在长木板上的小物块质量为,长木板与水平方向夹角为,小物块与长木板间的动摩擦因数为,重力加速度g取,。
(1)当时小物块静止在长木板上,求此时小物块所受摩擦力的大小;
(2)当时小物块沿长木板匀加速下滑,求此时小物块加速度的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)当时小物块静止在长木板上,根据平衡条件可得,小物块所受摩擦力的大小为
(2)当时小物块沿长木板匀加速下滑,根据牛顿第二定律
解得此时小物块加速度的大小为
14. 如图所示,质量为m的小球用长为的细线悬于O点,O点离地高度为,细线能承受的最大拉力为,重力加速度为。求:
(1)将小球拉至如图所示的位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时细线刚好拉断,则小球拉断时的速度为多少?
(2)在(1)问中,改变细线的长,同时改变小球释放的位置,每次小球到最低点时细线均刚好拉断,则当细线为多长时,小球落地点离O点的水平距离最大,最大为多少?
(3)若悬线长改为L,让小球做圆锥摆运动,改变小球做圆周运动的角速度,使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断,细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少?
【答案】(1);(2)当时,;(3)
【解析】
【详解】(1)小球运动到最低点时,由牛顿第二定律
解得,小球拉断时的速度为
(2)设细线的长为d,小球运动到最低点细线刚好拉断,这时小球的速度为v,则
小球做平抛运动的时间
小球落地点离O点的距离
由数学知识,当时,小球落地点离O点水平距离为最大,其值为
(3)小球做圆锥摆运动时,设悬线与竖直方向的夹角为时,细线刚好拉断,此时竖直方向
水平方向
细线断时,小球离地面的高度
其中
所以,做平抛运动水平位移为
小球落地时,离O点的水平距离为
15. 如图所示,将物块(可视为质点)置于长木板正中间,用水平向右的拉力将木板快速抽出,物块的位移很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若物块和木板的质量都为m,物块和木板间、木板与桌面间的动摩擦因数分别为和,已知,,重力加速度。
(1)当物块相对木板运动时,求物块所受摩擦力的大小;
(2)当物块即将相对木板运动,求拉力的大小:
(3)若在演示此实验时,先对木板施加的恒定拉力,让木板从静止开始运动起来,在拉力作用一段时间后突然撤去拉力,此后物块刚好不掉下木板,求木板的长度L。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当物块相对木板运动时,求物块所受摩擦力的大小
(2)当物块将相对木板运动时,物块的加速度为
对物块和木板构成的整体,根据牛顿第二定律
解得当物块将相对木板运动时,求拉力的大小为
(3)对木板施加的恒定拉力,根据牛顿第二定律
木板加速度大小为
物块加速度大小为
撤去拉力时,木板的速度为
撤去拉力时,由于木板的速度大于物块的速度,因此物块的摩擦力方向不变,根据牛顿第二定律
此时木板的加速度为
设经过时间物块与木板共速,共速时的速度为,则有
解得
,
物块刚好不掉下木板,则
解得木板的长度为雅礼教育集团2024年上学期入学考试试卷
高一物理
时量:75分钟 分值:100分
一、选择题:本题共6小题,每小题4分.共24分。在每小愿给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 速度发生变化的运动,一定是曲线运动
B. 物体恒力作用下不可能做曲线运动
C. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
D. 做曲线运动物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧
2. 某轻质弹簧的劲度系数为k,不挂钩码时,弹簧长度为x0,如图甲所示。挂上钩码,静止后弹簧长度为x1 (弹簧处于弹性限度内),如图乙所示。则乙图中弹簧的弹力大小等于
A. kx0 B. kx1 C. k(x1+x0) D. k(x1一x0)
3. 飞机与水平方向成60°角斜向上飞行,飞机的速度大小是200m/s,这个速度在水平方向的分速度为( )
A 100m/s B. 200m/s C. 100m/s D. 200m/s
4. 如图,ab两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的图像,已知a、b曲线关于它们两交点的连线对称,且在时刻两车相遇,下列说法正确的是( )
A. 时刻两车也相遇
B. 在时间内的任一时刻,a车与b车加速度相等
C. 在这段时间内,两车平均速度相等
D. 时刻a车在后,b车在前
5. 如图所示,竖直平面内固定一根“L”形足够长细杆。a球套在竖直杆上,b球套在水平杆上,a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接,a球向下滑且轻杆与竖直杆夹角为30°时,a球与b球速度之比为( )
A. B. C. D.
6. 人类发射的某空间探测器进入某行星的引力范围后,在靠近该行星表面上空做匀速圆周运动,测得运行周期为T,已知引力常量为G。则可以判定该行星的平均密度为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 李强同学设计的一个小实验如图所示,他将细绳的一端系在手指B上,细绳的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心C上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物,并保持静止。通过实验会感受到( )
A. 细绳是被拉伸的,杆是被压缩的
B. 杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C. 细绳对杆施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D. 所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大
8. 如图所示,A、B、C在同一平面内,A是静止在地面上的物体,B、C是两颗人造卫星。其中B为近地卫星,C为同步卫星。则以下判断正确的是( )
A. 卫星B的线速度大于地球的第一宇宙速度
B. A、B的角速度大小关系为
C. A、B、C周期的大小关系为
D. A、B、C都在赤道所在平面上
9. 如图甲所示,小物块a与质量为0.4kg的小物块b用一跨过桌边光滑小定滑轮的轻绳相连,a在水平桌面上,用手控制a,使b静止在空中。现将手松开,松手后a的速度一时间图像如图乙所示。取重力加速度大小g=10m/s2,a、b均视为质点。下列说法正确的是( )
A. b的初位置离地的高度为2m B. a的初位置到滑轮的距离可能为5.5m
C. a与桌面间的动摩擦因数为0.2 D. a的质量为0.76kg
10. 如图所示,一轻弹簧一端固定在倾角为的光滑斜面的底端,另一端拴住质量为的物块P,Q为一质量为的重物,Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数,系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,加速度为a且大小未知,已知在前0.2s时间内F为变力,0.2s以后F为恒力,已知,,下列说法正确的是( )。
A. 加速度a大小为 B. 力F的最小值为48N
C. 力F的最大值为64N D. Q与P分离时的弹簧弹力大小为32N
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 如图1所示是研究小车加速度与力关系的实验装置,木板置于水平桌面上,一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可显示所受拉力的大小,为带滑轮小车的质量,为砂和砂桶的总质量。实验时先不挂砂桶,将木板右端垫高,调整垫块的左右位置,平衡摩擦力,然后挂上砂桶,改变桶中砂的质量,多次进行实验。完成下列问题:
(1)实验中___________(填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。
(2)以拉力传感器的示数为横坐标,小车的加速度为纵坐标,画出的图像是一条过坐标原点的直线,如图2所示,则图线的斜率___________(用表示)。
(3)若某同学实验中加垫块过高,采集实验数据作出的图像可能是___________。
A. B. C.
12.
(1)小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。他观察到的现象是:小球A、B总是同时落地。上述现象说明平抛物体运动:______
A. 水平方向是匀速直线运动
B. 竖直方向是自由落体运动
C. 水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
(2)小明通过图乙实验装置,在竖直面板上记录了小球抛物线轨迹的一部分,如图丙所示。x轴沿水平方向,y轴是竖直方向,g取,由图中所给的数据可求出:小球从A到B、B到C速率改变量______(选填“相同”或“不同”);小球平抛的初速度大小是______m/s;小球抛出点的坐标为(______cm,______cm)。
四、解答题
13. 如图,放在长木板上的小物块质量为,长木板与水平方向夹角为,小物块与长木板间的动摩擦因数为,重力加速度g取,。
(1)当时小物块静止在长木板上,求此时小物块所受摩擦力的大小;
(2)当时小物块沿长木板匀加速下滑,求此时小物块加速度的大小。
14. 如图所示,质量为m的小球用长为的细线悬于O点,O点离地高度为,细线能承受的最大拉力为,重力加速度为。求:
(1)将小球拉至如图所示的位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时细线刚好拉断,则小球拉断时的速度为多少?
(2)在(1)问中,改变细线的长,同时改变小球释放的位置,每次小球到最低点时细线均刚好拉断,则当细线为多长时,小球落地点离O点的水平距离最大,最大为多少?
(3)若悬线长改为L,让小球做圆锥摆运动,改变小球做圆周运动的角速度,使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断,细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少?
15. 如图所示,将物块(可视为质点)置于长木板正中间,用水平向右的拉力将木板快速抽出,物块的位移很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若物块和木板的质量都为m,物块和木板间、木板与桌面间的动摩擦因数分别为和,已知,,重力加速度。
(1)当物块相对木板运动时,求物块所受摩擦力大小;
(2)当物块即将相对木板运动,求拉力的大小:
(3)若在演示此实验时,先对木板施加的恒定拉力,让木板从静止开始运动起来,在拉力作用一段时间后突然撤去拉力,此后物块刚好不掉下木板,求木板的长度L。