河南省名校联盟高一(下)开学考试物理
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.如图所示,球A位于竖直墙面与斜面体之间,球A重G1,斜面体B重G2,斜面倾角为θ,一切摩擦均不计,当斜面体B受到水平向左的推力F时,A、B均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.水平力F=G1/cos
B.竖直墙壁对A的弹力等于F
C.水平地面受到的弹力为G1+G2
D.A对B的弹力等于G1tanθ
2.如图所示,(甲)图为光滑水平面上质量为M的物体,用细线通过定滑轮与质量为m的物体相连,由静止释放M,(乙)图为同一物体M在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F的作用,拉力F的大小与m的重力相等,由静止释放M,开始时M距桌边的距离相等,则( )
A.(甲)(乙)两图中M的加速度相等,均为
B.(甲)、(乙)两图中细线受到的拉力相等
C.(甲)图中M到达桌边用的时间较长,速度较小
D.(甲)图中M的加速度为,(乙)图中M的加速度为
3.高一年级某体育生在体育场表演推铅球,铅球运动轨迹如图所示。已知铅球在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.D点的速率比C点的速率大
B.D点的加速度比C点加速度大
C.从B到D加速度与速度始终垂直
D.从A到D加速度与速度的夹角逐渐减小
4.如图所示,质量分别为和的两小球用轻绳连接在一起,并用细线悬挂在天花板上,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为与(>).现将A.B间轻绳剪断,则两小球开始摆动,最大速度分别为和,最大动能分别为和,则下列说法中正确的是( )
A.一定小于
B.轻绳剪断时加速度之比为
C.一定大于
D.一定大于
二、单选题
5.如图所示,足够长的水平粗糙面与半径为的圆弧在最低点相连,两个长分别为和的光滑斜面和先后固定于圆弧处,均与水平面在点平滑连接,质量为的滑块1从斜面顶端由静止释放,质量为的滑块2从斜面顶端由静止释放,两滑块与水平面间的动摩擦因数相同,则( )
A.滑块1、2在点时的动能之比为
B.滑块1、2运动到点所用时间之比为
C.滑块1、2在点时的动量大小之比为
D.滑块1、2在上滑行的最大距离之比为
6.下列说法中正确的是 ( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.做曲线运动的物体的加速度必定变化
C.物体在变力作用下不可能做直线运动
D.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
7.如图所示,三个粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每个圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角∠O1=120°,若在地面上的两个圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则( )
A.圆木B、C对圆木A的弹力为 B.圆木B、C对地面的压力为
C.圆木B、C受到地面的作用力为 D.地面与圆木间的动摩擦因数为
8.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=8m/s,v2 =12m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )
A.4.8m/s B.9.6m/s C.10m/s D.11.75m/s
9.质量为600g的篮球从0.8m高处由静止释放,落到水平地面后,反弹上升的最大高度为0.2m,若篮球与地面的接触时间为0.2s重力加速度取10m/s2,不计空气阻力,则篮球对地面的平均冲击力大小为( )
A.6N B.12N C.18N D.24N
10.某活动小组利用题图装置测当地重力加速度;钢球自由下落过程中,用通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度;测出钢球的直径、钢球挡住两光电门的时间、及两光电门间的距离.则当地的重力加速度为( )
A. B.
C. D.
11.关于加速度与速度、速度变化量的关系,下列说法正确的是( )
A.加速度为零的物体,速度一定为零
B.物体的加速度逐渐减小,速度一定逐渐减小
C.加速度方向一定与物体的速度方向在一条直线上
D.加速度方向一定与速度变化量的方向相同
12.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v—t图像如图所示,已知两车在时并排行驶,则( )
A.在时,甲车在乙车后
B.在时,甲车在乙车前
C.两车另一次并排行驶的时刻是
D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为
三、实验题
13.某同学用如图甲所示装置探究加速度与力的关系,当地的重力加速度为g。
(1)将长木板固定在水平桌面上,调节定滑轮高度,使连接小车的细线与长木板______,接通电源,释放小车,打出的纸带如图乙所示,在纸带上取一系列计数点,每两计数点间还有4个点没有画出来,图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz,则小车运动的加速度a=______m/s2(结果保留3位有效数字);
(2)保持小车质量M不变,多次改变砂和砂桶的质量m,重复实验,测得多组砂和砂桶的质量m及对应小车运动的加速度a,作出a-m图象如图丙中①所示,由图象可知,实验过程______(填“满足”或“不满足”)m远小于M;
(3)实验时,要使砂和砂桶的重力近似等于小车受到的合外力,需要将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,以平衡摩擦力,然后重新实验,测得多组加速度a与砂和砂桶的质量m,作出的图线应是图丙中的图线______(填“①”“②”“③”或“④”)
14.如图所示为在研究匀变速直线运动实验时打出的一条纸带,各计数点在纸带上已经标出,相邻两计数点之间有四个计时点未画出,已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,用刻度尺测得AC间、DF间的距离分别为3. 70 cm、11. 22 cm,则打E点时物体的瞬时速度大小为__________m/s,该匀变速直线运动的加速度大小为__________m/s2 (以上结果均保留三位有效数字).
四、解答题
15.如图所示,传送带与水平方向成角,顺时针匀速转动的速度大小为,传送带长,光滑水平面上有一块木板,其上表面粗糙,且与传送带底端B以及右侧固定半圆形轨道槽的最低点C等高,槽的半径。质量为的物块(可视为质点)由某高度水平抛出,初速度,自A端无碰撞地滑上传送带,在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板,木板质量为,不考虑物块冲上木板时碰撞带来的机械能损失,物块滑至木板右端时,木板恰好撞上半圆槽,木板瞬间停止运动,物块进入槽内且恰好能经过最高点D。已知物块与传送带间的动摩擦因数为,物块与木板间的动摩擦因数为。取重力加速度,,,求:
(1)物块刚冲上传送带时速度和加速度的大小;
(2)物块从抛出至运动到B点经历的时间;
(3)木板的长度L。
16.如图所示,放在粗糙水平面的物体受一水平向右的F拉力作用,物体向右运动,已知物体的质量是10kg,在5s内运动10m,接触面的摩擦因数是0.5,g取10m/s2。求∶
(1)物体的加速度;
(2)水平向右的拉力F。
17.如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,时蜡块位于坐标原点。
(1)请在图乙中画出蜡块4 s内的轨迹;
(2)求出玻璃管向右平移的加速度大小;
(3)求时蜡块速度v的大小及方向。
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参考答案:
1.BC
【解析】
【详解】
对A进行受力分析,
受重力G1、斜面的支持力F2和竖直墙面的弹力F1,如图所示,根据平衡条件:F1=G1tanθ,,故D错误.再对A、B整体分析,竖直方向受到重力和地面的支持力的作用,水平方向受到竖直墙面的弹力F1和推力F作用,根据平衡条件得,水平方向:F=F1=G1tanθ,竖直方向:地面对B的支持力大小为G1+G2,故A错误,BC正确.所以BC正确,AD错误.
2.CD
【解析】
【详解】
AD.甲图:以两个物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
乙图
故A错误,D正确;
B.乙图中绳子拉力大小为F,而甲图中,对M有
则乙图中绳子受到的拉力较大,故B错误;
C.由公式
和
可知,甲图中加速度较小,甲图中M到达桌边用的时间较长,速度较小,故C正确。
故选CD。
3.AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由题意可知从B点开始,铅球做平抛运动,只受竖直向下的重力,加速度恒定不变,平抛运动是匀加速曲线运动,所以D点的速率比C点的速率大,故A正确,B错误;
CD.由图可知,铅球的速度方向不断向下变化,与加速度的夹角越来越小,故C错误,D正确。
故选AD。
4.AC
【解析】
【详解】
试题分析:平衡时,对A.B受力分析如图所示:
对A:,
对B:,′
又
联立以上几个方程式得:,故A正确;剪断AB间的细绳,其余两绳弹力发生突变,两球都只受重力和一个弹力,合力方向与绳垂直,有牛顿第二定律得:,所以,故B错误;两球摆到最低点时动能和速度最大,根据机械能守恒得:
对A球有:,得
对B球有:,得
由图知:,,则得:,即甲球的最大速度大于乙球的最大速度,而最大动能无法确定大小,故C正确,D错误.
考点:牛顿第二定律、机械能守恒
【名师点睛】本题首先要选择研究对象,分析受力情况,抓住两球间细绳的拉力这个桥梁,建立它们之间的联系,由平衡条件得到质量关系和拉力关系.对于加速度在剪断AB间的细绳,其余两绳弹力发生突变,利用牛顿第二定律可分析加速度关系;利用动能定理分析最大速度和最大动能关系.
5.B
【解析】
【分析】
本题考查功能关系的综合应用,意在考查考生的分析综合能力。本题需要考生结合机械能守恒定律及动能定理等解决问题,考查的学科素养主要有科学思维中的模型建构、科学推理等。
【详解】
A.设1物体运动斜面的倾角为,设2物体运动斜面的倾角为,长为、长为,由几何关系可得,,则滑块1、2释放点与水平面之间的高度分别为
,
由机械能守恒定律可知,到达点时具有的动能
,
则滑块1、2在点的动能之比为,A错误;
B.对滑块1,根据运动学知识可得
解得
对滑块2,根据运动学知识可得
解得
则运动的时间之比为,B正确;
C.由动能和动量的关系
可知,在点时滑块1、2的动量大小之比为,C错误;
D.对滑块运动的整个过程运用动能定理有
解得,由此可知滑行的最大距离与高度成正比,即滑块1、2在上滑行的最大距离之比为,D错误。
故选B。
6.A
【解析】
【详解】
A.曲线运动的速度方向时刻在变,所以一定是变速运动,故A正确;
BD.做曲线运动的物体的加速度一定与速度方向不在同一直线上,但加速度不一定变化,故BD错误;
C.当变力的方向与速度方向在同一直线上时,物体做直线运动,故C错误。
故选A。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.对A进行受力分析,如图所示
因为A处于平衡状态,合力为零,则有
解得
故A错误;
B.对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向
故B正确;
C.地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B摩擦力的合力,大于,同理地面对C的作用力大于,故C错误;
D.对C根据平衡条件得地面对C的摩擦力大小为
根据摩擦力的公式
f=μFN
代入数据解得
故D错误。
故选B。
8.B
【解析】
【详解】
设整体过程的总位移为2s,则物体通过第一段位移所用时间为:;物体通过第二段位移所用时间为:;则物体在这整个运动过程中的平均速度为: ;联立并代入数据得:v=9.6m/s,故选B.
9.D
【解析】
【详解】
根据运动学公式可知篮球和水平面碰撞前后篮球的速度大小分别为
v1,
v22m/s,
令向下为正方向,根据动量定理有:
Ft+mgt=﹣mv1﹣mv2
代入数据:
F×0.2+6×0.2=﹣0.6×2﹣0.6×4
解得:
F=﹣24N
A. 6N与分析不相符,故A项与题意不相符;
B. 12N与分析不相符,故B项与题意不相符;
C. 18N与分析不相符,故C项与题意不相符;
D. 24N与分析相符,故C项与题意相符.
10.D
【解析】
【详解】
根据,则有
故选D.
11.D
【解析】
【详解】
A. 加速度为零的物体,速度不一定为零,故A错误;
B. 物体的加速度逐渐减小,速度不一定逐渐减小,加速度与速度相同时,速度增加,故B错误;
C. 加速度方向不一定与物体的速度方向在一条直线上,例如平抛运动,故C错误;
D. 加速度方向一定与速度变化量的方向相同,故D正确。
故选D。
12.B
【解析】
【分析】
【详解】
AC.根据“面积”大小表示位移,由图象可知,1s到3s甲、乙两车通过的位移相等,两车在t=3s时并排行驶,所以两车在t=1s时也并排行驶,故AC错误;
B.根据“面积”大小表示位移,由图象可知,0至1s甲的位移
乙的位移
在t=0时,甲车在乙车前
故B正确;
D.根据“面积”大小表示位移,由图象可知,1s到3s,甲车的位移为
即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m。故D错误。
故选B。
13. 平行 2.07 满足 ③
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]调节定滑轮高度,使连接小车的细线与长木板平行,使绳上的拉力等于小车受到的合力。
[2]由逐差法可得,小车运动的加速度为
(2)[3]整体由牛顿第二定律可得
整理得
当满足m远小于M的条件,可得
a与m为一次函数,符合①所示特征,故实验过程满足m远小于M,不过原点是因为未平衡摩擦力。
(3)[4]平衡摩擦力后,结合(2)的分析可得
故图线过原点,斜率与①相等,应是图丙中的图线③。
14. 0.561 1.25
【解析】
【详解】
[1]相邻两计数点之间有四个计时点未画出,已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz,则T=0.10s;
打E点时物体的速度等于物体在DF间的平均速度:
[2]根据速度与时间关系可以得到加速度为:
15.(1);(2);(3)
【解析】
【详解】
(1)物块抛出后做平抛运动,在A点,由速度关系可得
解得物块刚冲上传送带时速度的大小为
由于,故物块冲上传送带时,物块所受的滑动摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律可得
代入数据解得
(2)物块滑上传送带至速度与传送带相同所需的时间为
此过程物块的位移大小为
由于,且,所以此后物块继续做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得
代入数据解得
设物块此后运动至B所用的时间为,则有
代入数据解得
设物块做平抛运动的时间为,由速度关系可得
解得
故物块从抛出至运动到B点经历的时间为
(3)物块恰好经过最高点D时,由牛顿第二定律可得
解得物块经过D点时的速度大小为
物块由C运动到D过程,由动能定理可得
解得物块到达木板最右端时的速度大小为
物块滑上木板时的速度大小为
设物块到达木板最右端时木板的速度大小为v,则物块在长木板上滑动过程中,由动量守恒定律和能量守恒定律可得
联立解得,木板的长度为
16.(1);(2)58N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在5s内运动10m,根据
得加速度
(2)根据牛顿第二定律
,
带入数据解得
17.(1);(2);(3),2 s末蜡块的速度v与水平成角斜向上
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如图所示
(2)由
得
(3)蜡块竖直方向匀速运动
水平方向初速度为零的匀加速运动
合速度
设v与水平方向成θ角,则
即2 s末蜡块的速度v与水平方向成角斜向上。
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