宁夏青铜峡市高一(下)开学考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.一质点做匀速圆周运动,其线速度大小为 4 m/s,转动周期为 2 s,则下列说法正确的是( )
A.角速度为 0.5 rad/s B.转速为 0.5
C.运动轨迹的半径约为 1.27 m D.2 s 内质点位移为 8 m
2.一物体放在斜面上,当斜面倾角缓慢增大时,物体始终相对斜面静止,则下列说法中正确的是( )
A.物体对斜面的压力逐渐减小 B.物体对斜面的压力的大小不变
C.物体的重力沿斜面方向的分力逐渐增大 D.物体的重力沿斜面方向的分力大小不变
3.物体做直线运动,在t时间内通过的位移为x,在中间位置处的速度为v1,对应的时候为t1,且在中间时刻处的速度为v2,则v1和v2的关系正确的是( )
A.当物体做匀加速直线运动时,v1>v2,t1>
B.当物体做匀减速直线运动时,v1>v2,t1<
C.当物体做匀加速直线运动时,v1<v2,t1<
D.当物体做匀减速直线运动时,v1<v2,t1>
二、单选题
4.“自然和自然的法则在黑夜中隐藏;上帝说,让牛顿去吧!于是一切都被照亮”,自然在牛顿而前像是一本打开的书,许多自然的奥秘被牛顿用数学的方法一一破解。牛顿作为物理学的奠基人,为我们留下了诸多思想的宝藏。而其中可以称之为物理学的基石的方法既是后世物理人剖析世界的手术刀也是同学们在每次解决物理问题过程中必须要做好的第一步,这种方法是指( )
A.建构物理模型方法 B.演绎推理法
C.反证法 D.控制变量法
5.如图,倾角为的斜面体固定在水平地面上,一物块以一定的初速度从斜面底端点沿斜面上滑,到达最高点点后又沿斜面下滑,是的中点,已知物块从上滑至所用时间和从到所用时间相等,则物块与斜面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
6.如图,把一木块放在水平桌面上保持静止,下列说法中正确的是( )
A.木块对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
B.木块对桌面的压力就是木块受的重力,施力物体是地面
C.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力
D.木块受到的重力和桌面对木块的支持力是一对平衡力
7.木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用F=10N的水平力推木块B,如图所示,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,力F作用后( )
A.木块A所受静摩擦力大小为10N
B.木块B所受静摩擦力为8N
C.弹簧的压缩量变为2.5cm
D.若F变为20N,B开始向左运动
8.小王和小李两个班汇演都得了双一等奖,相互不忿,又来了个400m赛跑,下列说法不正确的是( )
A.小李同学在400m赛跑中获胜,同学们纷纷说他跑的“快”,是指小李的平均速率大
B.小王同学在400米赛跑中起跑很“快”,是指小王起跑时加速度大
C.小李同学绕操场跑了一圈刚好跑完400m,则他运动的路程等于位移的大小
D.小李在反超过程中,发现小王在向自己靠近是以自己为参考系
9.如图是甲、乙两车向同一方向运动的x-t间图象,由该图像可知()
A.t2时刻甲车追上了乙车
B.0时刻两个物体相距最远
C.乙车始终行驶在甲车的前方
D.乙物体的速度始终大于甲物体的速度
10.一辆汽车由静止开始做匀变速直线运动,在第10s末开始刹车,经5s停下来,汽车刹车过程也是匀变速直线运动,前后两段加速度的大小之比和位移之比分别为
A. , B. ,
C. , D. ,
11.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm
12.2020年6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗仝球组网卫星,它是地球静止轨道卫星,可以定点在赤道上空的某一点则关于该颗卫星,下列说法错误的是( )
A.2020年6月23日9时43分是时刻
B.以地球为研究对象,卫星是静止的
C.卫星在太空正常运行一周时其位移为零
D.在研究卫星环绕飞行的姿态时可将其看成质点
13.一足球以8m/s的速度水平飞来,运动员把它以12m/s的速度反向踢出,已知踢球时间为0.2s,则在这段时间内,足球的平均加速度大小为( )
A.20m/s2 B.40m/s2 C.60m/s2 D.100m/s2
14.我国的北斗卫星系统是最先进的全球导航卫星系统之一,它在任何时刻都能提供持续可靠的定位服务,从手机定位到机场调度、海事救援授时和测速及地质测绘等都有广泛的应用。则下列说法正确的是( )
A.定位高空飞行的飞机时,用二维坐标就能确定飞机的具体位置
B.定位一探险爱好者的具体位置时,探险爱好者不可视为质点
C.测绘的飞机航空路线指的是飞机运动的位移
D.测轮船在大海中的运动速度时,实际测量的是一小段时间内的平均速度,可近似为瞬时速度
15.下列物理量中,不是矢量的是( )
A.加速度 B.速度 C.位移 D.时间
三、实验题
16.用图甲所示的装置,进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验,实验中认为小车受到的力等于砝码及盘的总重力:
(1)以下操作正确的是_____________
A、调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B、平衡小车受到的摩擦力时,应将砝码盘挂在细绳的下端
C、改变小车的质量时,不需要重新平衡小车受到的摩擦力
D、实验中,应先放开小车再接通打点计时器的电源
(2)实验中,得到一条纸带如图乙所示:(交流电源的频率为50Hz )由纸带可求得小车的加速度a = __________m / s2(结果保留两位有效数字)
(3)在保持小车的质量一定,探究a 与F 速度关系时,实验小组在轨道水平及倾斜两种情况下分别进行了实验,得到了两条a F 图线如图丙所示,图线___________是在轨道水平情况下得到的(选填“①”或“②”);小车的总质量m= ____________ kg (结果保留两位有效数字)
17.某同学用一弹簧秤和一橡皮条做验证平行四边形的实验,装置如图所示,实验步骤如下:
①将贴有白纸的木板竖直固定,将橡皮条上端挂在木板上O点;
②将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点,a端系在橡皮条下端.C端暂时空置,b端挂一钩码,钩码静止后,记录钩码重力G的大小和方向;
③以O为圆心为OP为半径,画一圆弧;
④用弹簧秤钩住c端,向右上方缓慢拉,调整拉力方向,使结点P移到图中所示位置,记录该位置和弹簧秤的示数;
⑤在白纸上作出各力的图示,验证平行四边形定则是否成立.
(1)第④步中还应记录的是____________.
(2)第⑤步中,若橡皮条拉力与弹簧秤拉力的合力大小等于______,方向_____则可验证平行四边形定则.
四、解答题
18.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,飞机在水平跑道上的滑跑可视作初速度为零的匀加速直线运动1600m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s。已知飞机质量m=7.0104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度g取10m/s2,求飞机滑跑过程中:
(1)飞机的加速度a的大小;
(2)飞机起飞过程所需时间t;
(3)飞机受到平均牵引力的大小。
19.据报道,某航空公司的一架客机,在正常航线上水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流作用,使飞机在内下降高度,造成众多乘客和机组人员的受伤事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假设这一运动为匀变速运动,试计算:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度?(取)
(2)乘客所系安全带的拉力与乘客体重的比值为多少时,才能使乘客不脱离座椅?
(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动,最可能受到伤害的是人体的什么部位?
20.如图所示,在倾角θ=30°足够长的斜面上分别固定着相距L=0.2m、可视为质点的A、B两个物体,它们的质量为mA=mB=1kg,它们与斜面间的动摩擦因数分别为μA=、μB=,在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后,A物体沿斜面向下运动,并与B物体发生连续碰撞(碰撞时间极短,忽略不计),每次碰后两物体交换速度,取g=10m/s2,求:
(1)A与B第1次碰后瞬间B的速率;
(2)从A开始运动到两物体第2次相碰经历的时间。
21.近年来,国家在高速公路大力推广ETC(电子收费系统),安装ETC车辆通过收费站口时,在专用车道上可以不停车取卡(交费)而直接减速通过.若某车减速前的速度为v0=30 m/s,靠近站口时以大小为a1=5 m/s2的加速度匀减速,通过收费站口时的速度为vt=10 m/s,然后立即以a2=4 m/s2的加速度加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道).试问:
(1)该车驾驶员应在距收费站口多远处开始减速?
(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中,运动的时间是多少?
(3)在(1)、(2)问题中,该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少?
试卷第页,共页
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参考答案:
1.BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体做匀速圆周运动,根据公式
解得
A错误;
B.根据转速与周期的公式得
解得
B正确;
C.物体做匀速圆周运动,根据公式
解得
C正确;
D.2 s 内质点质点运动了一周,回到了原来的位置,位移为0,D错误。
故选BC。
2.AC
【解析】
【详解】
AB.设斜面的倾角为α,物体的重力为G,根据物体的受力情况和平衡条件得
N=Gcosα
当斜面倾角α增大,cosα减小,则N减小,根据牛顿第三定律得知,物体对斜面的压力减小。故A正确,B错误;
CD.物体的重力沿斜面方向的分力
Gx=Gsinα
当斜面倾角α增大,则Gx逐渐增大。故C正确,D错误。
故选AC。
3.AB
【解析】
【详解】
试题分析:如图所示,
物体由A沿直线运动到B,C点为AB的中点,速度为,若物体做匀加速直线运动,A到B的中间时刻应在C点左侧,有v1>v2,若物体做匀减速直线运动,A到B的中间时刻应在C点右侧,仍有v1>v2,故A、B正确,C、D错误;故选AB.
考点:匀变速运动
【名师点睛】
4.A
【解析】
【详解】
建构物理模型方法是每次解决物理问题过程中必须要做好的第一步。
故选A。
5.C
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律可得,物块沿斜面向上运动的加速度大小为
沿斜面向下运动的加速度大小为
由于
因此有
联立解得
故选C。
6.D
【解析】
【详解】
A.木块对桌面的压力是由于木块发生形变产生的,选项A错误;
B.只能说木块对桌面的压力大小等于木块受的重力,施力物体是木块,因为压力和重力是不同性质的力,不能说“压力”就是“重力”,选项B错误;
C.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对作用与反作用力,选项C错误;
D.木块受到的重力和桌面对木块的支持力是一对平衡力,选项D正确。
7.D
【解析】
【详解】
B.最大静摩擦力可以近似的认为和木块受到的滑动摩擦力的大小相等,所以木块A受到的滑动摩擦力为
木块B受到的滑动摩擦力为
此时弹簧的弹力的大小为
系统置于水平地面上静止不动,当在B上施加向左的推力F后,木块B受到推力F和弹簧的弹力的合力为
则木块B静止,静摩擦力大小为2N,B错误;
A.因为木块B静止,木块A也静止,则静摩擦力大小等于弹簧的弹力的大小为8N,A错误;
C.木块A和B静止不动,弹簧的压缩量不变,C错误;
D.若F变为20N,木块B受到推力F和弹簧的弹力的合力为
B开始向左运动,D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
A、小李同学在400米赛跑中获胜,同学们纷纷说他跑的“快”,是指小李同学的在相等的路程内的时间短,则平均速率大,故A正确;
B、小王同学在100米决赛中起跑很“快”,是指小王同学起跑时加速度大,在相同的速度变化内,时间越短,加速度越大,故B正确;
C、绕操场跑了一圈刚好跑完,则他运动的路程是,位移的大小是0,故C错误;
D、小李在反超过程中,发现小王在向自己靠近是以自己为参考系,故D正确.
点睛:考查物体做直线与曲线时,运动的快慢由什么决定,注意平均速度与平均速率的区别,理解位移与路程的区别.
9.A
【解析】
【详解】
试题分析:t2时刻前甲车在乙车之后,t2时刻两车到达同一位置,说明t2时刻甲车追上乙车,t2时刻后,甲车在前,故A对,C错;0时刻乙车在前,后两车间距逐渐减小,到t2时刻两车相遇,后甲车在前,间距逐渐拉大,故不能判断何时两车相距最远,B错;在位移时间图像中,斜率表示速度,知乙车速度始终小于甲车速度,D错.
考点:位移时间图像.
【名师点睛】x-t图象
(1)概念
在平面直角坐标系中用纵轴表示位移x,横轴表示时间t,画出的图象就是位移-时间图象.
(2)基本特征
x-t图象反映了物体运动的位移随时间变化的规律.如图所示.
①匀速直线运动的x-t图象是一条倾斜直线.
②匀变速直线运动的x-t图象是一条曲线.
(3)图线斜率的物理意义
图线斜率的大小表示物体的速度的大小,斜率的正负表示速度的方向.
10.B
【解析】
【详解】
设第10s末的速度为v,则
,
,
所以
a1:a2=1:2.
根据平均速度的公式,
则
x1:x2=2:1.
A.,,与结论不相符,选项A错误;
B., ,与结论相符,选项B正确;
C., ,与结论不相符,选项C错误;
D., ,与结论不相符,选项D错误;
11.B
【解析】
【分析】
本题属于共点力平衡问题,首先对物体进行受力分析,再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解;如果物体受到三力处于平衡状态,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据正弦定理列式求解.前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变.
【详解】
设弹性绳的劲度系数为k,左、右两半段绳的伸长量
由共点力的平衡条件可知,钩码的重力
将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时,钩码的重力
解得
则弹性绳的总长度变为
故选B。
12.D
【解析】
【详解】
A.2020年6月23日9时43分是一个时间点,是时刻,A正确;
B.地球静止轨道卫星以地球为研究对象,相对于地面是静止的,B正确;
C.位移是起点到终点的有向线段长,则卫星在太空正常运行一周时其位移为零,C正确;
D.在研究卫星环绕飞行的姿态时,卫星的大小和形状不可以忽略,不能看成质点,D错误。
故选D。
13.D
【解析】
【详解】
规定初速度的方向为正方向,根据加速度的定义式知,足球的平均加速度为
负号表示方向与初速度方向相反,故D正确,BCD错误.
14.D
【解析】
【详解】
A.要确定物体的位置,必须要知道这个物体的所在方位,还有就是距坐标原点的距离,这样才能唯一确定这一点。所以要定位高空飞行的飞机时,要用三维坐标才能确定飞机的具体位置,故A错误;
B.定位一探险爱好者的具体位置时,探险爱好者的大小相对于要定位的区域可以忽略不计,可以视为质点,故B错误;
C.测绘的飞机航空路线指的是飞机运动的轨迹,故C错误;
D.测轮船在大海中的运动速度时,实际测量的是一小段时间内的平均速度,当时间非常小时,可近似为瞬时速度,故D正确。
故选D。
15.D
【解析】
【分析】
【详解】
加速度、速度和位移都是既有大小又有方向的物理量是矢量,而时间只有大小无方向,是标量。
故选D。
16. (1)AC; (2)0.88; (3)②, 0.50
【解析】
【分析】
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项;
知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数;
对滑块受力分析,根据牛顿第二定律求解
【详解】
(1)A项:调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,故A正确;
B项:平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,故B错误;
C项:每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,故C正确;
D项:实验中,应先接通打点计时器的电源再放开小车,故D错误.
故选AC.
(2)交流电的周期为0.02s,时间间隔为,由逐差法可得:
;
(3) 由图象可知,当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,
该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高.所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的,图象②是在轨道水平情况下得到的;
根据F=ma得 ,所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数
由图得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2,所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0.5Kg.
【点睛】
通过作出两个量的图象,然后由图象去寻求未知量与已知量的关系,运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解.
17. 弹簧秤拉力的方向 G 竖直向上
【解析】
【详解】
(1)由于力是矢量,在验证时,需要记录拉力的方向,所以第④步中还应记录的是 弹簧秤拉力的方向。
(2)验证平行四边形定则,需要结合共点力平衡,任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,所以在第⑤步中,若橡皮条拉力与弹簧秤拉力的合力大小等于钩码的重力G,方向竖直向上则可验证平行四边形定则。
18.(1)2m/s2;(2)40s;(3)
【解析】
【分析】
(1)飞机起飞滑行过程简化为初速度为零的匀加速直线运动,已知初速度、位移和末速度,根据匀变速直线运动的速度—位移公式求出飞机的加速度a;
(2)根据速度—时间关系求解运动时间;
(3)根据牛顿第二定律求飞机受到平均牵引力的大小。
【详解】
(1)飞机滑跑过程中做初速度为零的匀加速直线运动,有
解得
(2)根据速度—时间关系可得
解得
(3)设飞机滑跑受到的阻力为f,则
由牛顿第二定律有
解得牵引力大小为
【点评】
解决本题的关键要掌握匀变速直线运动的速度—位移公式,并能灵活运用,要知道加速度是联系力和运动的桥梁。
19.(1) ;(2)2.4;(3)见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)飞机在竖直方向做匀加速运动的位移为
解得
(2)对乘客据牛顿第二定律有
解得
即
(3)若不系安全带,则乘客相对于机舱以的加速度向上运动,最有可能受伤的是人的头部
20.(1)1m/s;(2)1.2s
【解析】
【详解】
(1)A物体沿斜面下滑时
解得
同理B物体沿斜面下滑时有
由上面可知,撤去固定A、B的外力后,物体B恰好静止于斜面上,物体A将沿斜面向下做匀加速直线运动,A与B第一次碰撞前的速度
解得
所以A、B第一次碰后瞬时,B的速率
(2)从AB开始运动到第一次碰撞用时
解得:
t1=0.4s
两物体相碰后,A物体的速度变为零,以后再做匀加速运动,而B物体将以
的速度沿斜面向下做匀速直线运动,设再经t2时间相碰,则有
解得
t2=0.8s
故从A开始运动到两物体第二次相碰,共经历时间
21.(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
(1)设小汽车初速度方向为正方向,该车在离收费站x1处开始减速,则
①
解得:②
(2)小汽车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段,前后两段位移分别为x1和x2,时间为t1和t2,
减速阶段:③
加速阶段:④
全程时间⑤
(3)加速阶段的位移:⑥
全程不减速:⑦
车因减速和加速过站而耽误的时间:⑧
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