新疆昌吉回族自治州高一(下)期初考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.甲和乙两个物体在同一直线上运动, 它们的v-t图像分别如图中的a和b所示。 在t1时刻( )
A.它们的运动方向相同
B.它们的运动方向相反
C.他们的加速度方向相同
D.他们的加速度方向相反
2.北京时间2015年12月22日9时29分,美太空探襄公司(SpaceX)成功发新型火箭Falcon 9 FT,并在发射10分钟后非常完美地回收了一级火箭,并成功将Orbcomm公司的11颗通讯卫星送入预定轨道。一级火箭的回收将大幅降低火箭发射费用,人 类前往太空不再昂贵,廉价太空时代即将到来。如图为火箭通过尾部喷气正竖直向着降落平台减速降落的情景。火箭质量为m,喷出气体的质量相对于火箭质量很小,在离平台高h时速度为v,降落过程中受空气的浮力和阻力大小之和为Ff,刚要落在平台上时的速度可忽略,降落过程中各力均可视为恒定。下列关于上述过程的描述正确的是( )
A.火箭处于失重状态
B.降落过程中喷气推力为
C.若降落过程火箭推力为F,火箭的机械能减少了Fh+Ffh
D.火箭所受重力的平均功率大小为
3.如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上,用始终平行于斜面向上的恒力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )
A.增大A物块的质量
B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ
D.增大拉力F
4.以速度v0行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,制动后时间t0内,下列关于汽车的速度及位移随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、单选题
5.水平力F将木块压在竖直墙上,已知木块重,木块与墙壁之间的动摩擦因数,不计空气阻力,则以下说法不正确的是( )
A.当时,木块没有动,木块受到的摩擦力为6N
B.当时,木块沿墙面下滑,木块受到的摩擦力为
C.当F变大时,木块受到的摩擦力也会一直变大
D.当时,物体的加速度等于重力加速度
6.一质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直绳悬吊着(如图所示),则钢管受到几个力的作用( )
A.1 B.2 C. 3 D.4
7.一辆汽车做单向直线运动,先以20m/s的速度行驶了全程时间的一半,然同又以30m/s的速度运动直至到达终点,则汽车在全程中的平均速度为( )
A.24 m/s
B.25m/s
C.50m/s
D.12.5m/s
8.2019年10月1日上午10时44分,空中护旗梯队护旗而来,拉开70周年国庆大阅兵空中分列式的序幕。如图所示,20架直升机,汇成巨大的“70”字样,象征中华人民共和国走过的70年光辉历程。 整个阅兵活动按阅兵式、分列式2个步骤进行,总时长约80分钟。 对于这段文字,下列说法正确的有( )
A.“10时44分”指的是时间,“80分钟”指的是时刻
B.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
C.飞行员看到天安门向后掠过,是以地面为参考系
D.研究直升机通过天安门的技术动作时,飞机可以看成质点
9.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值: [ ]
A.在任何情况下都等于1
B.k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C.k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D.在国际单位制中,k的数值一定等于1
10.下列物理量中,属于矢量的是( )
A.速率 B.路程 C.重力 D.时间
11.如图所示为一质点作直线运动的速度—时间图象,下列说法中正确的是
A.ab段与bc段的速度方向相反
B.bc段与cd段的加速度方向相反
C.ab段质点的平均速度为3m/s
D.ab段质点的加速度大小为4m/s2
12.以下的计时数据指的是时间的是( )
A.列车在9时45分到达途中的南京站
B.在某场足球赛中,甲队于开赛10min时攻入1球
C.某短跑运动员用11.5秒跑完了100m
D.中央电视台的新闻联播节目于19时开播
三、实验题
13.一名同学用图示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验。
(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上________;
A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的曲线或直线连接起来;
B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0;
C.将铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个……钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码;
E.由图象找出m l间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g=10m/s2);求出弹簧的劲度系数。
(2)图为根据实验测得数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l之间的关系图线_______。
(3)此实验得到的结论是:此弹簧的劲度系数k=________N/m。(计算结果保留三位有效数字)
(4)写出弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系的函数表达式:________。
14.利用如图所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验时:
(1)甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图像为下图所示中的直线Ⅰ,乙同学画出的图像为图中的直线Ⅱ;直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况的四种解释,其中可能正确的是( )
A.实验前甲同学没有平衡摩擦力
B.甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
C.实验前乙同学没有平衡摩擦力
D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
(2)在研究小车的加速度a和小车的质量M的关系时,由于没有始终满足M>>m(m为砂桶及砂的总质量)的条件,结果得到的图像应是( )
(3)在研究小车的加速度a和拉力F的关系时,由于没有始终满足M>>m的关系(m为砂桶及砂的总质量)的条件,结果得到的图像应是( )
四、解答题
15.如图为幼儿园供儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向的夹角为37°;BC为水平滑槽,与半径为0.2m的四分之一圆弧CE相切,DE为地面,已知儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数为0.5,在B点由斜面转到水平面的运动速率不变,A点离地面的竖直高度,,求:
(1)儿童从A处由静止起滑到B处所用的时间;
(2)为了让儿童在娱乐时不会从C处平抛射出,水平滑槽BC的长度至少为多少?
(3)若儿童在娱乐时能从C处平抛滑出,则落地点离E点至少有多远?
16.如图甲为导热良好开口向上的密封气缸,里面封闭有理想气体,静置于水平地面上,上端活塞的质量为,横截面积为,活塞距缸底的距离为,所处环境的热力学温度为。现把该气缸沿倾角为的光滑固定斜面上下滑,该处环境的热力学温度为,如图乙所示,已知大气压强为,重力加速度为,忽略所有摩擦。求气缸沿斜面下滑过程中,活塞相对缸底移动的距离。
17.跳伞运动员作低空跳伞表演。他们离开飞机后先作自由落体,当下落180m时打开降落伞。开伞后,由于受到很大的阻力,运动员以14m/s2的平均加速度作匀减速运动,到达地面时的速度为4m/s。求:
(1)下落180m时的速度;
(2)运动员打开伞时离地的高度是多少;
(3)跳伞运动员在跳伞整个过程中所用的总时间是多少?
18.从离地500m的空中由静止开始自由落下一个小球,取,求:
(1)经过多少时间落到地面;
(2)落地时小球的速度;
(3)从开始落下的时刻起,最后1s内的位移.
五、填空题
19.如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上。现沿水平方向对物体施加F=10N的拉力,取10m/s2,
(1)求物体运动时加速度的大小________。
(2)物体运动3s时速度的大小:_________;
(3)物体从开始运动到位移为10m时经历的时间______。
20.如图所示,三段不可伸长的轻绳OA、OB、OC,O为结点,它们共同悬挂一个重物,其中OB绳是水平的,OA绳与水平方向成θ角,A、B端固定,C端所挂物体受重力为mg。则OA绳受到的拉力大小为T1=___________;OB绳受到的拉力大小为T2=___________。
试卷第页,共页
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参考答案:
1.AD
【解析】
【详解】
AB.由图象可知,在t1时刻,甲乙均沿正方向运动,故A正确,B错误;
B.v-t图像中,斜率表示加速度,由图可知,甲物体加速度是正方向,乙物体加速度是负方向,二者加速度方向相反,故C错误,D正确。
故选AD。
2.BCD
【解析】
【详解】
A.火箭减速降落时,加速度向上,由牛顿运动定律知火箭处于超重状态,故A错误;
B.根据动能定理得
解得推力为
故B正确;
C.根据功能原理知,火箭的机械能减少了,故C错误;
D.火箭做匀减速运动,则重力平均功率为
故D正确。
故选BCD。
【点睛】
解决本题的关键要掌握常见的功与能的关系,明确重力势能的变化与重力做功有关、机械能的变化与除了重力以外的力做功有关。
3.BD
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律得:
对整体:
得
对B:
得到,轻线上的张力,可见要增加,可减小A物的质量,或增大B物的质量
故选BD
【点睛】
本题是连接体问题,两个物体的加速度相同,采用整体法与隔离法交叉使用的方法,考查灵活选择研究对象的能力.
4.ABC
【解析】
【详解】
AB.根据速度与时间图像的斜率表示加速度,以速度v0行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,加速度不变,图像为一斜倾的直线,但是刹车时间可能比t0小,则汽车减速到停止后还静止了一段时间,则AB正确;
C.根据位移与时间图像的斜率表示速度,以速度v0行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,图像的斜率越来越小,静止时图像为一平行时间轴的直线,所以C正确;
D.根据位移与时间图像的斜率表示速度,D图的斜率越来越大,汽车做加速运动,所以D错误;
故选ABC。
5.C
【解析】
【详解】
A.木块没有动,所以木块受到的摩擦是静摩擦,则
故A正确;
B.木块沿墙面下滑,受到的摩擦是滑动摩擦,则f=μFN,由题知
所以
故B正确;
C.当F变大时,若木块是处于静止状态,则木块受到静摩擦力的作用,则
木块受到的摩擦力不变,故C错误;
D.当F=0时,物块与墙壁之间没有弹力,所以也没有摩擦力,木块仅受重力作用,则物体的加速度等于重力加速度,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
6.C
【解析】
【详解】
试题分析:对钢管受力分析,受重力、细线的竖直向上拉力、地面竖直向上的支持力;地面对钢管没有静摩擦力,否则水平方向不能平衡;故选C.
【点睛】受力分析是解力学题的基础,通常按照重力、弹力、摩擦力、已知力的顺序进行,可以结合产生条件、作用效果和牛顿第三定律分析.
7.B
【解析】
【详解】
设全程时间为t,前半时间的位移为:
后半运动时间的位移为:
全程的平均速度为:
,
故B正确ACD错误
8.B
【解析】
【详解】
A.时间是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。10时44分对应时间轴上的点,是时刻,80分钟对应一段过程,是时间,故A错误;
B.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的,故B正确;
C.行员看到天安门向后掠过,是以飞机为参考系,故C错误;
D.研究直升机通过天安门的技术动作时,飞机的形状和大小不可忽略,故飞机不能看成质点,故D错误。
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
k的取值跟m和a的单位有关,当m和a的单位是国际单位时,k=1,所以D正确.
10.C
【解析】
【详解】
速率、路程、时间都是只有大小,没有方向的标量,重力是有大小又有方向的矢量,故C正确。
11.C
【解析】
【详解】
A.ab段与bc段质点的速度均为正,则速度方向相同;故A错误.
B.根据图象的斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度方向,则知bc段与cd段的加速度方向相同;故B错误.
C.ab段质点做匀加速直线运动,其平均速度;故C正确.
D.ab段质点的加速度大小为;故D错误.
12.C
【解析】
【详解】
A、列车在9时45分到达途中的南京站中的9时45分指的是时间点,所以为时刻,故A错误;
B、在某场足球赛中,甲队于开赛10min后攻入1球中的10min后攻入1球是指一个时间点,是时刻,故B错误;
C、某短跑运动员用11.5秒跑完了100m中的11.5秒为时间段,所以为时间,故C正确
D、中央电视台的新闻联播节目于19时开播中的19时为时间点,所以为时刻,故D错误;
故选C.
13. CBDAE 见解析 12.5 F=12.5(L-0.15)
【解析】
【详解】
(1)[1]实验步骤为首先安装实验装置选C,接着操作先测原长选B,再测不同拉力时的长度选D,最后数据处理先描点画图选A,后根据图像求弹簧的劲度系数选E,所以正确顺序为CBDAE。
(2)[2]画一条线段让尽量多的点落在线段上,其他点均匀分布两侧,图线如图所示
(3)[3]弹簧的劲度系数为
(4)[4]根据胡克定律可知,弹簧弹力F和弹簧长度l之间关系的函数表达式为
14. BC D D
【解析】
【详解】
(1)[1].甲图象表明在小车的拉力为0时,小车的加速度大于0,说明合外力大于0,说明平衡摩擦力过度,即把长木板的末端抬得过高了.故A错误,B正确.
乙图象说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明合外力为0,即绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够.故C正确,D错误.
故选BC.
(2)[2].随着增大,小车质量在减小,因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小,最后趋近与定值g,故ABC错误,D正确.
故选D.
(3)[3].该实验中当小车的质量远大于钩码质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小,随着F的增大,即随着钩码质量增大,逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多,因此会出现较大误差,图象会产生偏折现象,故ABC错误,D正确.
故选D.
15.(1);(2);(3)0.83m
【解析】
【详解】
(1)儿童在斜面AB上运动过程中,在沿斜面方向上受到重力沿斜面向下的分力,沿斜面向上的摩擦力,根据牛顿第二定律可得
在AB上儿童做初速度为零的匀加速直线运动,所以有
联立解得
(2)不会从C点平抛射出,在C点重力和支持力充当向心力,故有
因为
从A运动到B过程中,根据动能定理可得
解得
(3)当时,恰好能从C处平抛滑出,设平抛水平位移为s,运动时间为t,则水平方向上有
竖直方向上有
离E点距离为
【名师点睛】
本题应注意分析题意中的临界条件,儿童在C点若速度过大则重力不足以提供向心力将会做平抛运动,故此时临界条件为儿童的重力恰好充当向心力。
16.
【解析】
【详解】
设初始状态理想气体的压强为,对上端活塞受力分析
由共点力平衡有
可求
设倾斜气缸中理想气体的压强为,对上端活塞受力分析
由牛顿第二定律有
把气缸和活塞当做一个整体进行分析可知,设整体质量为,整体沿光滑斜面向下的合外力为重力的分力,由牛顿第二定律可求得加速度
可求得
由理想气体状态方程得
代入得
为缸沿斜面下滑过程中,活塞距缸底的距离),求得
由于温度升高,气体压强减小,导致气体的体积增大,活塞相对缸底向上移动,所以移动的距离为
17.(1)60m/s;(2)128m;(3)10s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)下落180m时
解得
(2)根据
解得
(3)自由下落的时间
减速的时间
解得
总时间
18.(1)10s ,(2),(3)95m.
【解析】
【详解】
试题分析:自由落体运动是初速度为零、加速度为零g的匀加速直线运动,由位移公式求解时间和位移,用速度公式求解落地速度.
(1)由,得落地时间
(2)设落地时速度为v,由公式,得落地时小球的速度
(3)因为从开始运动起前9 s内的位移为
则最后1 s内的位移为
19. 5m/s2 15m/s 2s
【解析】
【详解】
[1]依题意,根据牛顿第二定律可得
代入数据求得物体加速度大小为
[2]由可得,物体运动3s时速度的大小
[3]因为可得,物体从开始运动到位移为10m时经历的时间
20.
【解析】
【详解】
[1]以结点O为研究对象,分析受力情况,其受力如图
CO绳对O点的拉力大小等于重力mg,即
FCO=mg
由平衡条件得知,CO绳的拉力FCO和OB绳的拉力FBO的合力与FAO等值、反向。由几何关系得
[2]由几何关系得
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