广西桂林市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.如图所示,固定在水平面上的斜面倾角θ=37°,长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子,质量m=1.0kg的小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.3,(,),现将木块由静止释放,木块沿斜面下滑,则在木块下滑过程中
A.小球对木块MN面的压力FMN=2.4N
B.小球可能受两个力
C.若斜面光滑,小球仍和木块一起做匀加速直线运动,但FMN=0
D.若斜面光滑,小球将相对木块摆起
2.汽车以10m/s的速度在公路上匀速行驶,驾驶员发现正前方15m处的斑马线上有行人,于是刹车礼让,汽车恰好停止在斑马线前,假设驾驶员反应时间为0.5s,汽车运动的v-t图如图所示.下列说法正确的是
A.汽车在驾驶员反应时间内发生位移大小为5m
B.汽车刹车所受合外力方向与加速度方向相反
C.汽车减速的加速度大小为4m/s2
D.从驾驶员发现行人到汽车停止共需2.5s
3.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径分别为R1、R2、R3,A、B、C是它们的边缘上的点.当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时,下列说法中正确的是( )
A.A、B两点的线速度大小一定相等
B.A、B两点的角速度一定相等
C.B、C两点的向心加速度之比为R1:R2
D.B、C两点的周期之比为R1:R2
4.关于力学单位制,以下说法中正确的是( )
A.kg、m/s、N等单位为导出单位
B.kg、m、s都是基本单位
C.牛顿第二定律的表达式F=kma,式中各物理量取国际单位时k=1
D.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g
5.关于曲线运动的说法正确的是( )
A.物体所受合力一定不为零,其大小方向一定都在不断变化
B.速度的大小和方向都在不断变化
C.物体的加速度可能变化,也可能不变化
D.一定是变速运动
二、单选题
6.某人站在力传感器上,先“下蹲”后“站起”。该过程中,力传感器的示数随时间的变化情况如图所示(重力加速度g=10m/s2),则测量者( )
A.在“下蹲”过程中经历了加速、减速、再加速、再减速四个阶段
B.在“下蹲”过程中,时刻“下蹲”速度最大
C.在“站起”过程中,时间内表现为超重
D.在“下蹲”和“站起”两个过程中,时刻加速度最大
7.一质量为m的木块静止在水平面上.开始时,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上.经t时间撤去力F,又经时间t木块停下,则关于木块所受摩擦力f,下列式子正确的是
A. B. C.f=3F D.f=1.5F
8.如图所示,光滑水平面上,AB两物体用轻弹簧连接在一起,A、B的质量分别为m1、m2,在拉力F作用下,AB共同做匀加速直线运动,加速度大小为a,某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小为a1和a2,则( )
A., B.,
C., D.,
9.直升机水平向前加速飞行时,需要将机头向下倾斜.原因是倾斜后螺旋桨的升力F可分解为Fx和Fy,如图,其中( )
A.Fx使飞机加速向前飞 B.Fy使飞机加速向前飞
C.Fx必须与飞机重力平衡 D.Fy必须大于飞机的重力
10.如图是氢原子能级示意图的一部分则( )
A.电子在各能级出现的概率是一样的
B.一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时最多发出 3 种频率的光
C.一个动能是 13.6eV 的原子撞击处于基态的氢原子,一定能使它电离
D.一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时,能辐射出的光子中,波长最长的是从 n=4 到 n=1 的轨道跃迁时放出的光子
11.在一段半径为R的圆弧形水平弯道上,已知汽车拐弯时的安全速度为,则弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的( )
A.1倍 B.μ倍 C.μ2倍 D.μ3倍
12.如图所示,处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上,质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放,设小球和弹簧一直处于竖直方向,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。在小球将弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述中错误的是( )
A.小球的速度先增大后减小
B.小球的加速度先减小后增大
C.小球速度最大时弹簧的形变量为
D.弹簧的最大形变量为
13.质量为 m 的小球,用长为 L 的线悬挂在 O 点,在 O 点正下方处有一光滑的钉子 O′,把小球拉到与 O′在同一竖直面内的某一位置,由静止释放,下摆过程中摆线将被钉子拦住,如图所示,当球第一次通过最低点 P 时( )
A.小球的线速度突然减小 B.小球的角速度突然减小
C.摆线上的张力突然增大 D.小球的向心加速度突然减小
14.“我们的征途是星辰大海”,据新华社消息:11月24日凌晨4时30分,长征五号运载火箭在中国海南文昌航天发射场点火,成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。这是我国首次执行月球采样返回任务,也是迄今为止我国执行的最为复杂的航天任务。下列说法正确的是( )
A.海南文昌的重力加速度与北京的重力加速度大小相等
B.探测器施加给月球的压力与月球对探测器的支持力为一对平衡力
C.研究嫦娥五号探测器的机械手臂采样时的动作,机械手臂能看成质点
D.把带回来的土壤分成质量相等的两份,两份土壤的惯性一样大
15.下列说法中正确的是( )
A.惯性是物体只有在匀速运动或静止时才表现出来的性质
B.惯性是物体的属性,与物体的运动状态和是否受力均无关
C.物体的速度越大则惯性也越大,例如速度大的物体不容易停下来就是惯性大的表现
D.物体不受外力作用时,保持匀速直线运动状态或静止状态,有惯性;受到外力作用时,不能保持匀速直线运动状态或静止状态,因此无惯性
16.如图是伽利略研究自由落体运动实验的示意图,让小球由倾角为θ的光滑斜面由静止滑下,在不同的条件下进行多次实验,下列叙述正确是( )
A.θ角越大,小球对斜面的压力越大
B.θ角越大,小球运动的加速度越小
C.θ角越大,小球从顶端运动到底端所需时间越短
D.θ角一定,质量不同的小球运动的加速度也不同
17.一艘船过河,相对静水的速度大小恒定,过河最短时间为t0,最小位移为河宽d0,当水流速度增大时( )
A.t0一定不变
B.t0一定变大
C.d0一定不变
D.d0一定变大
三、实验题
18.小明同学利用如图(a)所示装置探究加速度与力、质量的关系。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。
(1)已知打出图中纸带相邻两点的时间间隔为0.02s,从图给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=__________m/s,小车的加速度大小为a=__________m/s2(结果均保留1位小数)
(2)根据数据可以求出钩码质量与小车质量之比为__________。(g取10m/s2)
19.在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.50cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则闪光频率是__Hz;小球平抛的初速度v0=__(取g=10m/s2)。
四、解答题
20.有某校一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为做匀加速直线运动,经过6s到达离地面60m高处时燃料恰好用完,此时速度大小为20m/s,若不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)燃料恰好用完时火箭是做自由落体运动还是竖直上抛运动;
(2)火箭上升离地面的最大高度;
(3)求火箭在空中运动的时间。
21.国庆期间某公路的十字路口,红灯拦停了很多汽车,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐,相邻两车的前端之间的距离均为,假设绿灯亮起瞬间,每辆汽车都同时以加速度启动,做匀加速直线运动,速度达到v=8.0m/s时做匀速运动。该路口亮绿灯时间t=30.0s,而且有按倒计时显示的时间显示灯。另外交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,绿灯结束时刻,车头已越过停车线的汽车允许通过。问:
(1)一次绿灯时间内最前面的一辆汽车位移为多大?有多少辆汽车能通过路口?
(2)若不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀减速直线运动,结果车的前端与停车线相齐时刚好停下,则刹车过程汽车的加速度大小是多少?
22.如图所示,倾角为的粗糙斜面的底端有一个质量为1kg的凹形小滑块,与斜面间的动摩擦因数为0.25,现小滑块以某一初速度从斜面的底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以v0水平抛出,经过t=0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2求:
(1)小球以水平抛出的v0;
(2)小滑块的初速度v;
(3)0.4s前小滑块损失的机械能
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参考答案:
1.AC
【解析】
【详解】
AB.由于木块与斜面间有摩擦力的作用,所以小球B与木块间有压力的作用,并且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动,将小球和木块看作一个整体,设木块的质量为M,根据牛顿第二定律可得
代入数据得a=2.0m/s2,选小球为研究对象,设MN面对小球的作用力为N,根据牛顿第二定律有
代入数据得,根据牛顿第三定律,小球对MN面的压力大小为;故B错误,A正确;
CD.若斜面光滑,,小球仍和木块一起做匀加速直线运动,代入数据得FMN=0,故C正确,D错误;
故选AC。
2.AD
【解析】
【详解】
A.汽车在驾驶员反应时间内做匀速直线运动,发生位移大小为
故A正确;
B.根据牛顿第二定律,汽车刹车所受合外力方向与加速度方向相同;故B错误;
C.汽车刹车做匀减速运动,发生位移大小为
由可得汽车减速的加速度大小为,故C错误;
D.汽车刹车做匀减速运动的时间
从驾驶员发现行人道汽车刹车共需2.5s,故D正确;
故选AD。
3.AD
【解析】
【详解】
试题分析:自行车的链条不打滑,A与B的线速度大小相等,A正确;由v=ωr可知,线速度与半径成反比,则A的角速度小于B的角速度,B错误;B与C绕同一转轴转动,角速度相等,由an=ω2r,B、C两点的向心加速度之比为R2:R1,C错误;B与C绕同一转轴转动,角速度相等,故B、C两点的周期之比为R1:R2,D正确.
考点:圆周运动
【名师点睛】本题考查灵活选择物理规律的能力.对于圆周运动,公式较多,要根据不同的条件灵活选择公式.自行车的链条不打滑,A与B的线速度大小相等,B与C绕同一转轴转动,角速度相等.由v=ωr研究A与B角速度的关系.由向心加速度公式an==ω2r,分别研究A与B和B与C的向心加速度的关系.
4.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.kg、m、s是国际单位制中的基本单位,N是导出单位,A错误,B正确;
C.F=kma中质量m取“kg”、a取“m/s2”、F取“N”时,即定义
时,k=1,C正确;
D.国际单位制中质量的单位是kg,而不是g,D错误。
故选BC。
5.CD
【解析】
【详解】
A.做曲线运动的物体所受合力一定不为零,其大小方向不一定都在不断变化,例如做平抛运动的物体所受合力的大小和方向均不变,选项A错误。
B.做曲线运动的物体速度的方向在不断变化,但是大小可能不变,例如匀速圆周运动,选项B错误;
C.物体的加速度可能变化,也可能不变化,例如平抛运动的加速度不变,匀速圆周运动的加速度不断变化,选项C正确;
D.做曲线运动的物体速度方向一定变化,即一定是变速运动,选项D正确。
故选CD。
6.B
【解析】
【详解】
根据题图结合生活实际可知,人若不动,则压力传感器的对人的支持力大小等于人的重力,力传感器示数不会发生变化,所以由题图可知人的重力为500N,质量为50kg。若力传感器示数小于500N,根据牛顿第二定律可知,加速度方向向下,人处于失重状态;若力传感器示数大于500N,根据牛顿第二定律可知,加速度方向向上,人处于超重状态。
AB.人在“下蹲”过程中,速度方向向下,且速度从零先增大,然后又减小为0,则加速度方向先向下后向上,所以人在“下蹲”过程中经历了加速、减速两个过程,力传感器的示数体现为先小于500N,后大于500N,最后等于500N,结合题图可知人在这一过程,向下加速,时刻加速度为0,则“下蹲”速度达最大,正在向下减速,故A错误,B正确。
C.在“站起”过程中,由题图知在时间内力传感器示数先小于500N,后等于500N,则人表现为先失重,后处于静止,故C错误;
D.结合题图,可知在“下蹲”和“站起”两个过程中,在之间某一时刻传感器示数为200N,则根据牛顿第二定律可得人的加速度大小为
而时刻,力传感器示数为700N,据牛顿第二定律可得人的加速度大小为
故时刻加速度不是最大的,故D错误。
故选B。
【点睛】
本题应结合生活实际情况及题图中提供信息,根据牛顿第二定律进行求解。
7.B
【解析】
【详解】
试题分析:根据运动学公式,即可求得撤力前后的加速度之比,再依据牛顿第二定律,即可求解.
木块从静止,在水平恒力F作用下,经t时间撤去力F,又经时间t木块停下,根据运动学公式,可知,撤力前后的加速度大小相同,依据牛顿第二定律,,则有,解得,B正确.
8.D
【解析】
【详解】
ABCD. 突然撤去拉力瞬间,物体A受力情况不变,因此物体A的加速度a1=a,由牛顿第二定律可得
撤去拉力后,物块B在水平方向只受弹簧弹力的作用,由牛顿第二定律可得
联立可得
ABC错误,D正确;
故选D。
9.A
【解析】
【详解】
Fx的方向是沿着飞机前进的方向,其作用效果是使飞机加速向前飞. Fy的方向竖直向上,与飞机的重力平衡,即Fy等于飞机的重力的大小;故选项A正确,BCD错误;故选A.
【点睛】
此题关键是知道飞机受力情况,知道力是改变物体运动状态的原因;知道竖直方向平衡的条件.
10.B
【解析】
【详解】
A.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是不一样的,故A错误;
B.一个氢原子从 n=4 的能级向低能级逐级跃迁时光子数最多,从n=4到n=3、n=3到n=2、n=2到n=1,共3种,故B正确。
C.一个动能是 13.6eV 的原子撞击处于基态的氢原子,动能如果不能被全部吸收,那么就不能使它电离,故C错误。
D.根据
得
可知,光子波长越长,对应的能量越低,可见一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时,能辐射出的光子中,波长最长的是从 n=4 到 n=3 的轨道跃迁时放出的光子,故D错误。
故选B。
11.B
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律得
可知最大静摩擦力等于车重的μ倍
故选B。
12.C
【解析】
【分析】
【详解】
开始时,小球的重力大于弹力,加速度方向向下,小球向下加速运动;
随着弹簧的压缩,弹力逐渐变大,则加速度逐渐减小,当弹力等于重力时,加速度为零,即
得
此时小球的速度最大;
然后小球继续向下运动压缩弹簧,弹力大于重力,加速度变为向上,逐渐增大,速度逐渐减小,直到速度减小到零,到达最低点。由对称性可知,此时弹簧的压缩量为
选项ABD正确,C错误。
本题选错误的,故选C。
13.C
【解析】
【详解】
A.当小球第一次通过P点时,由于速度不能突变,所以线速度的大小不变,A错误;
B.由于小球线速度大小不变,根据知,转动的半径变小,则角速度增大,B错误;
C.根据牛顿第二定律得
线速度大小不变,转动半径变小,则摆线张力突然变大,C正确;
D.根据可知,线速度大小不变,转动的半径变小,则向心加速度突然增大,D错误。
故选C。
14.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.越靠近两极重力加速度越大,故北京的重力加速度大于文昌的重力加速度,故A错误;
B.探测器施加给月球的压力与月球对探测器的支持力为一对作用力与反作用力,故B错误;
C.研究探测器机械手臂采样时的动作时,机械手臂的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故C错误;
D.质量是决定惯性大小的唯一因素,两份土壤的质量相等,所以惯性一样大,故D正确。
故选D。
15.B
【解析】
【分析】
惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大.
【详解】
惯性是物体的固有属性,与运动状态无关,与是否受到外力无关,故ACD错误,B正确;故选B.
【点睛】
惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,不能和生活中的习惯等混在一起.
16.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.设小球质量为,根据小球运动过程垂直斜面方向受力平衡,可得小球受到支持力为,相互作用可得对斜面压力为,θ角越大,小球对斜面的压力越小,选项A错;
B.沿斜面方向,没有摩擦力,根据牛顿第二定律可得
θ角越大,小球运动的加速度越大,B错误;
C.由于斜面长度一定,所以小球从顶端运动到底端有斜面长
运动时间
θ角越大,小球从顶端运动到底端所需时间越短, C正确;
D.θ角一定,质量不同的小球运动的加速度都是,与小球质量无关,D错误。
故选C。
17.A
【解析】
【详解】
当静水速与河岸垂直,渡河时间最短,水流速度增大,不影响垂直于河岸方向上的速度,所以渡河的最短时间不变.故A正确,B错误;当静水速大于水流速,合速度方向与河岸垂直渡河位移最短,等于河宽.当静水速小于水流速,合速度的方向与静水速的方向垂直时,渡河位移最短,此时渡河的最小位移大于河宽.故C、D错误.
【点睛】
当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短.当静水速大于水流速,合速度方向与河岸垂直渡河位移最短,当静水速小于水流速,合速度的方向与静水速的方向垂直时,渡河位移最短.
18. 0.5 2.5 1:3
【解析】
【详解】
(1) [1]打出B点时小车的速度大小
[2]根据
可得
(2)[3]由牛顿第二定律
解得
m:M=1:3
19. 20 1m/s
【解析】
【详解】
由图可知,任意相邻的两点水平距离都相等,所以相邻两点间的时间相等,竖直方向为自由落体运动,竖直方向有
闪光周期
闪光频率
小球平抛的初速度
20.(1)竖直上抛;(2)80m;(3)12s
【解析】
【详解】
(1)由于燃料恰好用完时初速度竖直向上,仅受重力作用,做竖直上抛运动
(2)燃料用完后,火箭做竖直上抛运动,所以根据竖直上抛运动的规律可得,此后上升的高度为
所以火箭上升离地面的最大高度为
(3)火箭的运动分成三个部分,向上的匀加速、向上的匀减速、向下的自由落体,所以火箭在空中运动的总时间
21.(1),42辆;(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设汽车匀加速运动的时间为,则
解得
最前面汽车在t=30s内的位移为
解得
所以通过路口的车辆数
代入数据解得
根据题意可知通过路口的车辆数为42辆。
(2)设第43辆车做匀减速运动的位移为,刹车过程汽车的加速度大小为,时间,则
解得
又由汽车减速过程得
联立解得
22.(1) 3m/s;(2) 5.35m/s;(3)3J
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设小球落入凹槽时竖直速度为vy
vy=gt=10×0.4=4m/s
因此有
v0=vytan37°=3m/s
(2)小球落入凹槽时的水平位移
x=v0t=3×0.4=1.2m
则滑块的位移为
根据牛顿第二定律,滑块上滑的加速度为
a=gsin37°+μgcos37°=8m/s2
根据位移时间公式
解得
v=5.35m/s
(3) 0.4s前小滑块损失的机械能
代入数据解得
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