辽宁省本溪市高一下学期寒假验收物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.某河宽为600 m,河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图所示.船在静水中的速度为4 m/s,船渡河的时间最短.下列说法正确的是( )
A.船在行驶过程中,船头始终与河岸垂直
B.船在河水中航行的轨迹是一条直线
C.渡河最短时间为240 s
D.船离开河岸400 m时的速度大小为 m/s
2.如图所示,甲球从O点以水平速度1飞出,落在水平地面上的A点.乙球从O点以水平速度2飞出,落在水平地面上的B点,反弹后恰好也落在A点两球质量均为m.若乙球落在B点时的速度大小为2,与地面的夹角为60°,且与地面发生弹性碰撞,不计碰撞时间和空气阻力,下列说法正确的是
A.乙球在B点受到的冲量大小为
B.抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能
C.OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3:1
D.由O点到A点,甲、乙两球运动时间之比是1:1
3.如图所示,倾角为α的斜劈放置在粗糙水平面上,斜面粗糙,物体放在斜面上。一根轻质细线一端固定在物体a上,细线绕过两个光滑小滑轮,滑轮1固定在斜劈上、滑轮2下吊一物体b,细线另一端固定在c上,c穿在水平横杆上,物体和滑轮1间的细线平行于斜面,系统静止。物体受到斜劈的摩擦力大小为f1、c受到横杆的摩擦力大小为f2,若将c向右移动少许,a始终静止,系统仍静止,则( )
A.方向可能不变,始终沿横杆向右
B.细线对和c的拉力都将变大
C.和都将变大
D.斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c的摩擦力都将变大
4.如图所示,重球M系于细线DC的下端,重球M的下方又系一条同样的细线BA,下列说法正确的是( )
A.在线的A端缓慢增加拉力时,细线DC先断
B.在线的A端缓慢增加拉力时,细线BA先断
C.在线的A端猛力一拉,细线DC先断
D.在线的A端猛力一拉,细线BA先断
二、单选题
5.如图,轻弹簧的一端固定在倾角为的光滑斜面挡板上,另一端放有质量为m的小球。用力压小球至P点由静止释放,小球沿斜面向上运动至最高点Q,已知小球刚脱离弹簧的位置O点与Q点的距离为S,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A.小球在O点的动能最大
B.小球由P到Q的过程机械能守恒
C.弹簧弹性势能的最大值为
D.小球由P到O的过程,弹簧弹力做功大于小球克服重力做功
6.如图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,,物体A与B、B与C及C与地面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。若要用力将物体C拉动,则作用在物体C上水平向左的拉力最小为(取)( )
A. B. C. D.
7.两个质量相同的物体放在水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数相同,因为水平方向受到的拉力大小不同,A做匀速运动,B做变速运动,则它们受到的滑动摩擦力大小( )
A.FA>FB
B.FA=FB
C.FA<FB
D.不能确定
8.将一个小球竖直向上抛出,从抛出时刻开始计时,经过5 s,小球到达最高点.不计空气阻力,g取10 m/s2.小球( )
A.第1 s末的速度是40 m/s
B.第2 s内的位移为15 m
C.第3 s内的平均速度为20 m/s
D.上升的最大高度为250 m
9.如图所示,用甲、乙两根筷子夹住一个光滑小球,甲倾斜,乙始终竖直。在竖直平面内,甲与竖直方向的夹角为θ。小球质量一定,随着θ缓慢减小,小球始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A.筷子甲对小球的弹力不变
B.筷子乙对小球的弹力变小
C.两根筷子对小球的弹力均增大
D.两根筷子对小球的合力将增大
10.将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中正确的是( )
A.由分力F1和F2求合力F是唯一的,由合力F求分力F1和F2也是唯一的
B.F1和F2两个分力在效果上可以等效替代合力F
C.物体受到F1、F2和F三个力的作用
D.以上说法都错误
11.下列历史人物中,哪个给出了物理学正确的研究方法(实验观察+逻辑推理),他的工作标志着物理学的真正开端( )
A.伽利略 B.亚里士多德 C.牛顿 D.爱因斯坦
三、实验题
12.实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验,如图1所示为实验装置示意图。
(1)关于该实验以下说法正确的是_______。
A.安装实验器材时,要调节滑轮的高度,使细线与长木板平行
B.平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂桶,轻推小车,再接通打点计时器的电源,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.实验过程中,向砂桶内加砂时,必须保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M
D.准确地平衡摩擦力后,实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力
(2)如图2是实验中选择的一条合适的纸带(纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出),相关的测量数据已标在纸带上,已知打点计时器的打点频率为,则小车的加速度_______。
(3)保持小车的质量不变,改变砂桶中砂的质量,记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值,并根据这些数据,绘制出如图3所示的图像,分析此图像不过原点原因可能是___________,实验小组仔细分析图像,得出了实验用小车的质量为_________。
13.在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、弹簧秤.如图甲所示.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)在实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另 一端都有绳套(如图甲).用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条, 将结点O拉至某一位置.然后用一个弹簧秤拉橡皮条,在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是_____.
A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D.用一个弹簧秤和用两个弹簧秤拉橡皮条时必须将结点O拉至同一位置
(2)图乙中的_____是力F1和F2的合力的理论值,_____是力F1和F2的合力的实际测量值;在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:__.(选填“变”或“不变”)
(3)若在实验中,把木板竖直放置,同时用细绳OA跨过钉在木板上的光滑的钉子C,下端挂重力已知的钩码,细绳OB用一个弹簧秤钩住,如图丙所示,可以通过改变钩码的个数和弹簧秤的拉力来调整橡皮筋与两细绳的结点O的位置.图中OC与橡皮筋延长线的夹角为α,细绳OB与橡皮筋延长线的夹角为β,且α+β>,下列操作正确的是_____
A.增加钩码个数后,为使结点位置不变,应减小β,同时减小弹簧秤的拉力
B.增加钩码个数后,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧秤的拉力
C.保持钩码个数不变,将钉子C向左移动一些,为使结点位置不变,应增大β,同时增大弹簧秤的拉力
D.保持钩码个数不变,将钉子C向左移动一些,为使结点位置不变,应减小β,同时增大弹簧秤的拉力
四、解答题
14.如图所示,足够长的木板静止在粗的水平地面上,木板的质量M=2kg,与地面间的动摩擦因数;在木板的左放置一个质量m=2kg的小铅块(视为质点),小铅块与木板间的动摩擦因数. 现给铅块一向右的初速度v0=4m/s,使其在木板上滑行,木板获得的最大速度v=1m/s,取g=10m/s2,从铅块刚滑上木板到木板达到最大速度的过程中,求:
(1)本板运动的位移;
(2)铅块与木板间因摩擦产生的内能.
15.如图所示,是游乐场里的一种巨型娱乐器械,可以使人体验超重和失重状态。一个可乘坐二十几人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,启动制动系统,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时距地高度为70m,自由下落2s时开始制动,座舱做匀减速运动。质量为50kg的游客坐在水平的座舱里随座舱一起运动。求:
(1)整个体验过程中游客的最大速度;
(2)匀减速运动时游客的加速度大小;
(3)在座舱自由下落和匀减速下落过程中,游客对座舱的压力大小。
16.在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶.在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而“打滑”。如图所示,假设某汽车以12 m/s的速度行驶至一个斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一位行人正以2 m/s的速度做同向匀速运动,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车仍沿斜坡滑行。已知斜坡高AB=5 m,长AC=13 m,司机刹车时行人距坡底C点的距离CE=33 m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数为0.2。假设汽车经过A、C点时,速度大小保持不变。求:
(1)汽车沿斜坡滑下的加速度大小;
(2)汽车刚运动到C点时,行人相对于C点的位移大小;
(3)试分析此种情况下,行人是否有危险 (回答“是”或“否”)如果有,请通过计算说明。
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参考答案:
1.AD
【解析】
【详解】
AC.因为静水速不变,水流速在变化,当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,,故A正确,C错误;
B.知沿河岸方向上有加速度,合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上,知轨迹是曲线.故B错误;
D.船离开河岸400m时,离河岸较近的距离为200m,此时水流速度为2m/s.根据平行四边形定则.故D正确.
2.ABC
【解析】
【分析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.斜抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做竖直上抛运动.结合分运动的规律研究.
【详解】
A.由动量定理得:,解得:,故A正确;
B.由题意可知,甲球抛出的初速度较大,动能大,由于高度相同,势能相同,所以抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能,故B正确;
C.乙球与地面发生弹性碰撞,由对称性可知,,所以第一次落地不平位移之比为3:1故C正确;
D.由公式可知,乙球不反弹从O到B所用的时间与甲球从O到A的时间相同,由于乙球反弹后再到A点,所以两者的时间不相等,故D错误.
故选ABC.
【点睛】
解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,知道平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关.
3.ABD
【解析】
【详解】
B.以滑轮2为研究的对象,受力如图1
若将c向右移动少许,两个绳子之间的夹角β增大。由于b对滑轮的拉力不变,两个绳子之间的夹角变大,所以看到绳子的拉力F一定变大,B正确;
AC.斜面的倾角为α,设物体a的质量为m,以a为研究的对象。①若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向下时,则有
当F逐渐增大时,f1也逐渐增大
②若物体a原来受到的静摩擦力沿斜面向上时,则有
当F逐渐增大时,f1逐渐减小
③若物体原来
则物体所受斜面摩擦力为0,当F逐渐增大时,f1也逐渐增大,所以将c向右移动少许,细线对a的拉力将变大,但是f1可能逐渐增大,也可能逐渐减小。
以c为研究的对象,受力如图2,则
沿水平方向
由于将c向右移动少许,细线对a的拉力将变大,α增大,所以
一定增大
C错误A正确;
D.对斜面体、物体a、物体b整体受力分析,受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力
由于将c向右移动少许,细线对a的拉力F变大,所以地面对斜劈的摩擦力增大,D正确。
故选ABD。
4.AD
【解析】
【详解】
AB.在线的A端缓慢增加拉力F1时,使得重球M能够向下发生微小位移,从而使得上部细线DC的拉力F2逐渐增大,重球M可以认为处于平衡状态,即F2=Mg+ F1,上部细线DC的拉力F2会先达到受力的极限,因而细线DC会先断,故A正确,B错误;
CD.在线的A端猛力一拉,由于重球M质量较大,其惯性也较大,并且力的作用时间又极短,故重球M向下发生的位移也极小,以至于细线DC还来不及发生形变,下端细线BA上的拉力F1已经达到了受力的极限,因而细线BA会先断,故C错误,D正确.
5.D
【解析】
【详解】
A.当弹簧弹力等于重力沿斜面向下的分力时,即时,小球的动能最大,应该在PO之间的某一点,不在O点,A错误;
B.小球由P到Q的过程中,在PO段有弹簧弹力作用,属于外力,故机械能不守恒,B错误;
C.将弹簧和小球看做一个整体,系统的机械能守恒,在O点时,弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能和重力势能,以P点所在平面为零势能面,设PO点之间的高度差为hOP,则弹簧弹性势能的最大值为
从O到Q,对小球来说,机械能守恒,有
联立可得
故C错误;
D.小球由P到O的过程,根据动能定理可得
由于在O点小球有向上的速度,所以明显有,D正确。
故选D。
6.C
【解析】
【详解】
和用轻绳相连,若移动,则也移动,分别受到和的摩擦力,由于能提供的最大静摩擦力要比能提供的最大静摩擦力大,所以定随一起运动。以为研究对象,要用力将拉动,轻绳拉力至少等于最大静摩擦力,则轻绳拉力的最小值为
再以组成的整体为研究对象,整体受到向左的拉力、轻绳向右的拉力、地面向右的摩擦力和的向右的摩擦力,可得作用在物体上水平向左的拉力的最小值为
故C正确;ABD错误;
故选C。
7.B
【解析】
【详解】
两者都相对地面运动,即受到的摩擦力都为滑动摩擦力,两只质量相同,与桌面间的动摩擦因数相同,根据,可知摩擦力相同,即,B正确.
8.A
【解析】
【详解】
A. 经过5s到达最高点,v=v0 gt,即0=v0 10×5,得v0=50m/s,第1s末的速度为v1=v0 gt1=50 10×1=40m/s,故A正确;
B. 第2s内的位移x2=v1t2 =40×1 ×10×12=35m,故B错误;
C. 第3s初的速度v2=v0 gt2=50 10×2=30m/s,第3s末的速度v3=v0 gt3=50 10×3=20m/s
第3s内的平均速度m/s=25m/s,故C错误;
D. 上升的最大高度h==125m,故D错误;
故选A
【点睛】
物体做竖直上抛运动,其加速度大小始终为g,方向竖直向下,上升阶段:匀减速直线运动,达到最高点时速度为零,加速度还是g,应用匀变速直线运动的规律求解.
9.C
【解析】
【详解】
ABC.对小球受力分析
小球受重力和两筷子的作用力,根据平衡条件可知
解得
随着θ减小,,都在增大,AB错误C正确;
D.由于小球处于静止状态,两只筷子对小球的合力大小等于小球的重力大小,故一直不变,D错误。
故选C。
10.B
【解析】
【详解】
A.由合力F求分力F1和F2不是唯一的,例如,10N可以分解为1N和9N,也可以分解为2N和8N,A错误;
B.根据合力和分力的定义,F1和F2两个分力在效果上可以等效替代合力F,B正确;
C.合力和分力不能同时存在,C错误
D.以上说法B正确,D错误。
故选B。
11.A
【解析】
【详解】
伽利略给出了物理学正确的研究方法(实验观察+逻辑推理),他的工作标志着物理学的真正开端,BCD错误,A正确。
故选A。
考点:物理学史。
12. A 0.75 没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小 1.0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] A.安装实验器材时,要调节滑轮的高度,使细线与长木板平行,这样才能保证拉力方向与运动方向一致,故A正确;
B.平衡摩擦力时要撤去砂桶,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,轻推小车,再接通打点计时器的电源,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动,本过程先推小车后接电源对平衡摩擦力没有影响,故B正确;
C.由于有拉力传感器,所以不用保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M,故C错误;
D.实验中有两根绳子,所以小车受到的合外力为拉力传感器的示数的2倍,故D错误。
故选AB。
(2)[2] 根据逐差法可得,小车的加速度为
(3)[3] 分析可知,当所挂重物达到一定重量时,才有加速度,说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小;
[4] 根据牛顿第二定律有
整理得
可得
由图像计算可得
解得
13. CD F’ F 不变 BD
【解析】
【详解】
(1)[1]A.细线的作用是能显示出力的方向,所以不必须等长,故A错误;
B.两细线拉橡皮条时,只要确保拉到同一点即可,不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上,故B错误;
C.在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行,否则会影响力的大小,故C正确;
D.为了保证作用效果相同,用一个弹簧秤和用两个弹簧秤拉橡皮筋时必须将结点拉至同一位置,故D正确.
(2)[2][3]是通过作图的方法得到合力的理论值,而F是通过一个弹簧称拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,为测量出的合力
[4]在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,分力的效果不变,所以实验结果也不变
(3)[5]AB.当两力的夹角大于,且两力的合力不变,控制一个力的方向不变增大力的大小时,则另一个力的大小增大,β也增大,如图所示,故A错误、B正确;
CD.当两力的夹角大于,且两力的合力不变,控制一个力的大小不变增大α时,则另一个力的大小增大,β减小,如图所示,故C错误,D正确.
14.(1) 0.5m (2) 12J
【解析】
【详解】
(1)设小铅块在木板上滑动过程中,木板达到最大速度时,木板运动的位移为x1,由动能定理得
代入数据解得m
(2)木板达到最大速度时,铅块运动的位移为x2,由动能定理得
代入数据解得m
小铅块在木板上运动的位移:
所以,铅块与木板间因摩擦产生的内能为:
15.(1)20m/s;(2) 4 m/s2 ;(3) 0,700N
【解析】
【详解】
(1) 自由下落的末速度最大,即
(2) 自由下落的位移为
匀减速的位移为
x2= 70m- 20m= 50m
根据匀变速运动的规律得
得加速度大小
a= 4 m/s2
(3)自由下落时,游客处于完全失重状态,压力为0。匀减速下落,对游客有
FN-mg = ma
得游客受支持力大小为700N,由牛顿第三定律得游客对座舱的压力大小为700N。
16.(1)2m/s2;(2)35m;(3)有危险,见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由牛顿第二定律知,汽车在斜坡上滑下时的加速度
由数学知识知
,
故由①②得
a1=2 m/s2
(2)汽车到达坡底C时的速度满足
解得
经历时间
汽车刚运动到C点时,行人相对于C点的位移大小
(3)汽车在水平冰雪路面上的加速度
可得
汽车在水平路面上减速至v=2 m/s时滑动的位移
经历的时间
人距C点的距离
因为
故行人有危险,应抓紧避让。
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