重庆市万州高一（下）开学考试物理试题（word版含答案）

重庆市万州高一（下）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，一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平地面上保持静止后，再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C，物块C穿在竖直固定的细杆上，OA竖直，OC间距l=3m且水平，此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力．已知物块A、B、C质量均力2 kg．不计一切阻力和摩擦，g取10m/s2．现将物块C由静止释放，下滑h=4m时物块B刚好被提起，下列说法正确的是
A．弹簧的劲度系数为20 N/m
B．此过程中绳子对物块A做的功为60J
C．此时物块A速度的大小为
D．绳子对物块C做功的大小等于物块A动能的增加量
2．2017年4月，我国成功发射了“天舟一号”货运飞船，它的使命是给在轨运行的“天宫二号”空间站运送物资，已知“天宫二号”空间站在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运行周期T）运动的弧长为s，对应的圆心角为β弧度，万有引力常亮为G，下面说法正确的是（ ）
A．“天宫二号”空间站的线速度大于地球的第一宇宙速度
B．“天宫二号”空间站的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C．“天宫二号”空间站的环绕周期T＝
D．地球质量M＝
3．如图所示，小球a、b的质量分别是2m和m,从倾角为的光滑固定斜面的顶端无初速下滑，b从斜面等高处以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，比较a、b从开始运动到落地的过程中
A．a、b两球下落过程中重力做的功不同
B．a、b两球同时到达地面
C．a、b落地时的速度相同
D．落地前瞬间a、b两球重力做功的瞬时功率相等
4．质量均为m的玩具车A和B，分别通过挂钩拉着质量为m的货车(无牵引力)，以相同的速度物并排匀速行驶在两平行且水平的直轨道上(如图所示是其中的一辆车).某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变前进，玩具车B保持原来的输出功率不变前进，当玩具车A的速度为时，玩具车B的速度为，水平面对两车的阻力均为车重的0.1倍，取10 m/s2，则
A．此时玩具车A的牵引力功率变为原来的4倍
B．这段时间内两车的位移大小之比为12:11
C．在这段时间内两车克服阻力做功之比为6:5
D．在这段时间内两车牵引力做功的比值为3:2
二、单选题
5．汽车以速度沿平直的水平面向右匀速运动，通过定滑轮，不计滑轮的质量和摩擦，把质量为m的重物向上提起，某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．此时重物的速度大小为
B．重物上升的速度越来越小
C．由于汽车做匀速运动，所以重物也是匀速上升
D．绳子中的拉力大于重物的重力
6．关于运动的合成和分解，下列说法错误的是（　　）
A．合运动的方向就是物体实际运动的方向
B．合运动与分运动具有等时性
C．两个分运动是直线运动，则它们的合运动不一定是直线运动
D．由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小
7．用如图甲所示装置研究物体做曲线运动的条件。如图乙所示，小铁球以初速度v0在水平纸面上运动，忽略阻力，要使小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动，则（　　）
A．磁铁应放在A位置 B．磁铁应放在B位置
C．磁铁应放在C位置 D．磁铁应放在D位置
8．一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上滑出，刚好落在一斜坡上的B点，且与斜坡没有撞击，则平台边缘A点和斜坡B点连线与竖直方向夹角α斜坡倾角θ的关系为 ( )
A．tanθ·＝2 B．tanθ·tanα＝2
C．tanα.=2 D．tanθ·tanα＝1
9．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（　　）
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．外轨对内侧车轮轮缘有挤压
D．车轮对内外侧均没有挤压
10．中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌。如图所示，王峥双手握住柄环，站在投掷圈后缘，经过预摆和3~4圈连续加速旋转及最后用力，将链球掷出。整个过程可简化为加速圆周运动和斜抛运动，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．链球掷出后做匀变速运动
B．链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的半径方向
C．链球圆周运动过程中，链球受到的拉力指向圆心
D．链球掷出后运动时间与速度的方向无关
11．如图，自行车上的大齿轮、小齿轮和车轮上的三点a、b和c的角速度、线速度的关系是
A．va>vb
B．vaC．ωb>ωc
D．ωb=ωc
12．安装实验装置的过程中，斜槽装置末端的切线必须是水平的，这样做的目的是(　　)
A．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
B．保证小球飞出时的速度不太大，也不太小
C．保证小球飞出时，初速度水平
D．保证小球在空中运动的时间都相等
13．一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶，当河水流速均匀时，轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是（　　）
A．路程和时间与水速无关 B．水速越大，路程越长，时间越长
C．水速越大，路程越短，时间不变 D．水速越小，路程越小，时间不变
三、实验题
14．某学习小组在“探究功与速度变化的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)按如图所示将实验仪器安装好，小车先不挂上橡皮筋，然后进行平衡________的操作，确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做_______运动。
(2)当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是________。
A．实验中使用的若干条橡皮筋的原长可以不相等
B．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
C．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm，W3-vm……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系
四、解答题
15．足够长的水平传送带右侧有一段与传送带上表面相切的光滑圆弧轨道，质量为M=1kg的小木盒从离圆弧底端h＝1.25m高处由静止释放，滑上传送带后作减速运动，在传送带上运动0.5s后恰好与传送带保持共速。传送带始终以速度大小v逆时针运行，木盒与传送带之间的动摩擦因数为＝0.2，木盒与传送带保持相对静止后，先后相隔T＝5s，以v0＝12m/s的速度在传送带左端向右推出两个完全相同的光滑小球，小球的质量m=1kg。第1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中并与盒保持相对静止，第2个球出发后历时与木盒相遇（相遇前，木盒已与传送带再次共速）。取g=10m/s2，求：
(1)传送带运动的速度大小v以及木盒与第一个小球相碰后瞬间两者共同运动速度大小v1；
(2)从木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量；
(3)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇。
16．2021年花滑世锦赛3月22日至28日在瑞典斯德哥尔摩举行，这也是北京冬奥会的资格赛。如图a所示为某次训练中甲以自己为轴拉着乙做圆锥摆运动的精彩场面，若乙的质量为，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中乙的重心做匀速圆周运动的半径为，等效为如图b所示。忽略乙受到的摩擦力，取重力加速度为，，，。求：
（1）当乙的角速度为时，冰面对乙支持力的大小；
（2）乙刚要离开冰面时，乙的角速度的大小；
（3）当乙的角速度为时，甲对乙拉力的大小。
17．为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R，地球质量m，日地中心距离r，地球表面处的重力加速度g，地球公转周期T．试计算目前太阳的质量M．（引力常量未知）
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
A．初始时弹簧处于压缩状态，弹力等于A的重力．B刚好被提起时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于B的重力．由几何关系得，弹簧共伸长了2m．物块B刚好被提起时弹簧的的形变量为：
解得弹簧的劲度系数为：
故A正确．
BC．物块C沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向，当物块B刚好被提起时：
B的速度为零，弹簧由压缩变为伸长，形变量不变，储存的弹性势能始末两个状态相等，由整个系统动能定理得：
解得：
所以C正确．
对于A物体，由动能定理得：
解得：
故B错误．
D．对C由动能定理得：
解得绳子对C做的功为：
物块A动能的增加量:
所以绳子对物块C做功的大小不等于物块A动能的增加量．故D错误．
2．CD
【解析】
【详解】
A．“天宫二号”经过时间t，它运动的弧长为s，它与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），
则线速度为
角速度为：
根据v=ωr得轨道半径为：
“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：
得
可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故“天宫二号”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
B．由
得：加速度
则知“天宫二号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度．故B错误．
C．“天宫二号”的环绕周期为
故C正确；
D．“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：
联立解得：地球的质量为
故D正确；
故选CD.
3．AD
【解析】
【详解】
根据重力做功公式 W=mgh，知h相等，质量不等，故A正确．设斜面高度为h，a做匀加速直线运动，加速度a=gsin30°．则有 =ata2，解得ta=．b球做平抛运动，运动时间tb=，可知ta＞tb．故B错误．根据动能定理得，对a，mgh=mva2-0，对b，mgh=mvb2-mv02，可知落地瞬间a、b的速度大小不同，速度不同．故C错误．对于a，重力做功的瞬时功率 P1=2mgvcos60°=mgv=mg．对于b，竖直方向上的分速度vy=，则重力做功的瞬时功率P2=mgvy=mg．知重力做功的瞬时功率相等．故D正确．故选AD．
点睛：注意在比较矢量时，不但要看物理量的大小，还要注意物理量的方向；注意求解瞬时功率的公式P=Fvcosθ.
4．BD
【解析】
【详解】
A．据题意可知，玩具车A的牵引力F=0. 2mg，两车原先的功率P=0.2mpv0，以玩具车A为研究对象，由于做匀加速运动，所以加速度
据运动学公式得运动的时间
所以运动的位移
由于玩具车A的速度变为原来的2倍，所以功率为原来的2倍，选项A错误；
B．再以玩具车B为研究对象，B以恒定功率运动，据动能定理
解得
所以
xA：xB=12：11
选项B正确；
C．据功的公式可知，两车在这段时间内克服阻力做功之比为12：11，选项C错误；
D．玩具车A的牵引力做功为
B以恒定功率运动
则两车在这段时间内牵引力做功之比为3：2，选项D正确.
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．将小车的速度v0分解为沿绳子方向v和垂直绳子的方向v＇两个分速度，如图所示，沿绳子方向的速度大小等于重物上升的速度大小，可得
v=v0cosθ
A错误；
BC．小车在向右的匀速运动中，绳子与水平方向的夹角θ减小，所以重物的速度v增大，重物做加速上升运动，BC错误；
D．由于重物加速上升，所以绳子中的拉力大于重物的重力，D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．合运动的方向就是物体实际运动的方向，故A正确；
B．分运动和合运动具有等时性，同时产生同时消失，故B正确；
C．两个分运动是直线运动，合初速度和合加速度在同一条直线上，则做直线运动，合初速度和合加速度不在同一条直线上，则做曲线运动，故C正确；
D． 已知两个分速度的大小，分速度方向代表它们之间的夹角的角度，由平行四边行法则知道,合速度的大小与夹角角度的大小密切相关，所以还需要分速度的方向才可以确定合速度的大小，故D错误。
本题选错误项，故选D。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
曲线运动的轨迹会弯向受力的一侧，故要使小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动，磁铁应放在B位置，B正确。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
试题分析：运动员的速度方向刚好沿着斜面向下，根据平行四边形定则知，，，可知tanβ=2tan（90°-α）=2cotα，即tanβtanα=2．故选B.
考点：平抛运动的规律.
【名师点睛】此题考查了平抛物体的运动规律；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及知道平抛运动的推论：某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时
火车的速度是
当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压；
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．链球掷出后，只受重力作用，加速度为重力加速度，因此做匀变速曲线运动，A正确；
B．链球掷出瞬间速度方向沿该点圆周运动的切线方向，B错误；
C．在加速旋转运动过程中，由于链球受到的拉力一部分提供做圆周运动的向心力，一部分提供沿着切线运动加速度，因此合力不指向圆心，C错误；
D．链球抛出后，做斜抛运动，运动的时间与速度竖直分量有关，因此与速度方向有关，D错误。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
由于大齿轮、小齿轮是链条传动，链条传动的特点是两轮与链条接触点的线速度的大小与链条的线速度大小相同，故：va=vb，故AB错误；由于小齿轮和车轮共轴，故两轮角速度相同，即b点与c点的角速度相等，ωb=ωc，故C错误，D正确．所以D正确，ABC错误．
12．C
【解析】
【详解】
试题分析：研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故ABD错误，C正确．
故选C．
考点：研究平抛物体的运动．
点评：在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹．然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，由于是同一个轨迹，因此要求抛出的小球初速度是相同的，所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面．
13．D
【解析】
【详解】
船相对于岸的速度为船相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，合速度大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间
与水速无关，同理水速越小，路程越小，时间不变。
故选D。
14． 摩擦力 匀速直线 BD
【解析】
【详解】
(1) [1][2]小车先不挂上橡皮筋，然后进行平衡平衡摩擦力的操作，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。确定方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速直线运动。
(2)[3]A．实验中应选取相同的橡皮筋，选项A错误；
B．小车应从同一位置由静止释放，选项B正确；
C．本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不是整个过程的平均速度，选项C错误；
D．数据分析时，应作出不同的图象探究功与速度变化的关系，选项D正确。
故选BD。
15．(1)4m/s， 4m/s；(2)64J；(3)0.75s
【解析】
【详解】
(1)设木盒下滑到弧面底端速度为v'，对木盒从弧面下滑的过程，由动能定理得
由题意，木盒滑上传送带后做减速运动，由运动学公式有
木盒在带上运动时，由牛顿第二定律有
代入数据解得，传送带的速度
设第1个球与木盒相遇过程，系统动量守恒，由动量守恒定律得
代入数据解得
(2)设第1个球经过t0时间与木盒在离传送带左端s处相遇，则
设第1个球进入木盒后两者共同运动的加速度为a，由牛顿第二定律得
代入数据解得
设木盒减速运动的时间为t1，加速到与传送带相同的速度的时间为t2，则
从木盒与第1个球相遇至与盒再次与传送带共速过程，传送带的位移为x，木盒先向右减速运动的位移为x1，然后反向加速运动的位移为x2，则
从木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中，木盒相对于传送带运动的路程为
所以木盒与传送带间的摩擦而产生的热量
(3)由于
木盒在4s内的位移为零，依题意
其中t3为木盒回到与1球碰撞点后再随带运动的时间，则对1球和2球有
代入数据解得
，
16．（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)对乙受力分析可知
乙受重力、地面的支持力和甲对乙的拉力。
水平方向
竖直方向
联立解得
(2)乙刚要离开地面时，受重力和甲对乙的拉力，则
解得
(3)由（2）可知
则乙离开冰面。
乙做圆周运动的摆长为L，则
设此时手臂与竖直方向的夹角为α，则
解得
此时乙受到重力与甲对乙的拉力，则
联立解得
17．
【解析】
【详解】
试题分析：设T为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识得：
根据地球表面的万有引力等于重力得：
两式联立得．
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】地球绕太阳公转，知道了轨道半径和公转周期利用万有引力提供向心力可列出等式，根据地球表面的万有引力等于重力列出等式，联立可求解．
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