江苏省镇江市高一(下)3月学情调研考试物理试题
一、单选题
1.蓬松的白雪给人以恬静、美丽的感觉, 然而雪崩爆发时, 会以排山倒海之势摧毁沿途的一切, 给人类、给自然界带来灾难。在雪崩过程中, 关于功和能的变化, 下列说法中正确的是( )
A.雪从高处落下要克服重力做功 B.雪从高处落下重力不做功
C.雪下落过程中重力势能减少 D.雪下落过程中动能减少
2.2018年1月31日晚,天空中出现了150年来的首次“超级蓝色月全食”。所谓“超级月亮”,就是月球沿椭圆轨道绕地球运动到近地点的时刻,此时的月球看起来比在远地点时的月球大12%~14%,亮度提高了30%。则下列说法中正确的是( )
A.月球运动到近地点时的速度最小
B.月球运动到近地点时的加速度最大
C.月球由远地点向近地点运动的过程,月球的机械能增大
D.月球由远地点向近地点运动的过程,地球对月球的万有引力做负功
3.下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A.物体所受合外力一定不为零,其大小方向都在不断变化
B.速度的大小和方向都在不断变化
C.物体的加速度可能变化,也可能不变化
D.一定是匀速运动
4.如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1作用下,从P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ=60°,张力大小为T1;第二次在水平恒力F2作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力大小为T2,不计空气阻力,重力加速度为g,关于这两个过程,下列说法中正确的是( )
A.,
B.两个过程中F1和F2做的功相同
C.两个过程中,轻绳的张力均变大
D.第一个过程中,拉力F1在逐渐变大,且最大值等于F2
5.汽车在上坡过程中通过控制油门,保持行驶速度大小不变,那么( )
A.动能增加 B.重力势能减少 C.重力做负功 D.机械能不变
6.如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )
A.球A的线速度一定小于球B的线速度
B.球A的角速度一定等于球B的角速度
C.球A的运动向心力一定大于球B的运动向心力
D.球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力
7.关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是加速度大小不变、方向改变的曲线运动
B.做平抛运动的物体,在任何相等的时间内,位移的增量都是相等的
C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体
D.落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关
8.两个完全相同的小球A、B,在某一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力。如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两小球落地时,动量相同
B.两小球落地时,重力的瞬时功率不相同
C.从开始运动至落地,重力对两小球做的功相同,重力对两小球做功的平均功率也相同
D.从开始运动至落地,重力对两小球的冲量相同,两小球的动量变化量也相同
9.如图所示,竖直轻弹簧上端固定在天花板上,下端栓接小球,轻弹簧处于原长,小球从静止开始释放至小球到达最低点过程中,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力,则( )
A.小球的动能一直增大
B.小球的动能与弹簧弹性势能之和一直增大
C.小球的动能与弹簧弹性势能之和一直减小
D.小球与地球构成的系统机械能守恒
10.关于超重和失重,下列说法正确的是( )
A.超重现象只会发生在物体竖直向上运动的过程中,超重就是物体所受的重力增加了
B.失重现象只会发生在物体竖直向下运动的过程中,失重就是物体所受的重力减小了
C.完全失重就是物体所受的重力全部消失了
D.不论超重、失重或完全失重,物体所受的重力是不变的
11.如图所示,同一物体沿倾角不同的光滑斜面AB和AC的顶端A点分别由静止开始下滑到底端,斜面固定,则下列说法中不正确的是
A.两次运动重力对物体做功相同
B.滑到底端时,两次重力的瞬时功率不同
C.滑到底端时,两次物体的速度相同
D.滑到底端时,两次物体的动能相同
二、实验题
12.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛_____________________________.
(2)图乙是通过频闪招想得到的照片得到的照片,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图所示,则该频闪照相的周期为_______s,小球做平抛运动的初速度为_______m/s;过B点的速度为_______m/s.(g=10m/s2)
三、解答题
13.如图所示,质量m1=0.1kg的长木板静止在水平地面上,其左、右两端各有一固定的半径R=0.4m的四分之一光滑圆弧轨道,长木板与右侧圆弧轨道接触但无粘连,上表面与圆弧轨道最低点等高。长木板左端与左侧圆弧轨道右端相距x0=0.5m。质量m3=1.4kg的小物块(看成质点)静止在右侧圆弧轨道末端。质量m2=0.2kg的小物块(看成质点)从距木板右端处以v0=9m/s的初速度向右运动。小物块m2和小物块m3发生弹性碰撞(碰后m3不会与长木板m1发生作用)。长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.5,小物块与长木板间的动摩擦因数μ2=0.9,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)小物块m2和小物块m3碰后瞬间m3对轨道的压力大小;
(2)使小物块m2不从长木板m1上滑下,长木板m1的最短长度;
(3)若长木板m1取第(2)问中的最短长度,小物块m2第一次滑上左侧圆弧轨道上升的最大高度。
14.某恒星的两颗行星P、Q在同一轨道平面沿同一方向绕恒星做匀速圆周运动,行星Q的轨道半径为行星P的轨道半径的4倍.
(1)求P、Q两行星的运行周期之比;
(2)若某时刻两行星和恒星正好在一条直线上,求两行星再次与恒星在一条直线上所需的最小时间与P行星周期的比值k.
15.图甲为北京2022年冬奥会的雪如意跳台滑雪场地,其简化示意图如图乙所示,某滑雪运动员从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,测得ab间的距离为40m,斜坡与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)运动员在空中飞行的时间?
(2)运动员从a处飞出的速度大小?
(3)运动员在b处着陆的速度大小?
16.某次被测试的汽车质量为m=2×103kg,发动机的额定功率P=100kW,平直路面上所能提供的最大启动加速度和最大制动加速度大小均为a=4m/s2,行驶时阻力为车重的k=0.1倍。设汽车在平直公路上从静止启动,通过足够长的距离L=2km,到达终点时必须减速至停止。求该车通过这一距离所需要的最短的时间。
试卷第页,共页
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参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
雪从高处落下,重力要做正功,重力势能减小,同时动能要增加。
故选C。
2.B
【解析】
【详解】
试题分析:地月系统符合开普勒第二定律(面积定律),即对于月球而言,月球和地球的连线在相等的时间内扫过相等的面积,据此分析线速度大小,结合功能关系分析机械能变化情况.
由开普勒第二定律,月球运动到近地点时的速度最大,A错误;依牛顿第二定律和万有引力定律可得,月球运动到近地点时所受引力最大,加速度最大,B正确;月球绕地球运动过程仅受地球的万有引力,机械能守恒,C错误;月球由远地点向近地点运动的过程中二者间距缩短,地球对月球万有引力做正功,D错误.
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,故合外力一定不为零,但其大小和方向都可以保持不变,即可以为恒力,例如平抛运动,所受的重力为恒力,A选项说法错误;
B.曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,但大小不一定改变,如匀速圆周运动,速度大小不变,方向时刻在改变,故B错误;
C.做曲线运动时,所受的合力可以为恒力也可以为变力,所以加速度可以恒定不变也可以变化,例如平抛运动和匀速圆周运动,故C正确;
D.曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,故曲线运动一定是变速运动,故D错误;
故选:C。
4.B
【解析】
【详解】
AD.第一次小球在水平拉力F1作用下,从P点缓慢地移动到Q点,则小球处于平衡状态,根据平衡条件得
F1=mgtanθ
随θ角的增大F1逐渐变大;
第二次从P点开始运动并恰好能到达Q点,则到达Q点时速度为零,在此过程中,根据动能定理得
解得
因为F1的最大值为
选项AD错误;
B.两个过程中小球的机械能的增量相同,则F1和F2做的功相同,选项B正确;
C.第一次运动过程中,根据几何关系可知,绳子的拉力
所以轻绳的张力变大;第二次由于重力和拉力都是恒力,可以把这两个力合成为新的“重力”,则第二次小球的运动可以等效于单摆运动,当绳子方向与新的“重力”方向在同一直线上时,小球处于“最低点”,最低点的速度最大,此时绳子张力最大,所以第二次绳子张力先增大,后减小,故C错误;
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
A.由于汽车的速度大小不变,故由动能的定义式EK=mv2可得,汽车的动能不变,故A错误;
B.由于汽车上坡,高度增加,故由EP=mgh可知,汽车的重力势能增加,故B错误;
C.汽车上坡,高度增加,而重力竖直向下,故重力做负功,故C正确;
D.由于动能不变,重力势能增加,故机械能增加,故D错误。
故选C。
6.D
【解析】
【详解】
试题分析:对任一小球受力分析,受重力和支持力,如图,由重力与支持力的合力提供向心力,则:
根据牛顿第二定律,有;
则得:, ,因为A球的转动半径较大,则有:,,故选项ABC错误;由上分析可知,筒对小球的支持力,与轨道半径无关,则由牛顿第三定律得知,小球对筒的压力也与半径无关,即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,故D正确.
考点:向心力
【名师点睛】对小球受力分析,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解即可;本题关键是对小球受力分析,知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力.
7.C
【解析】
【分析】
本题的考点是平抛运动.
【详解】
A.平抛运动的加速度大小和方向都不变,A错;
B.平抛运动的位移表达式为,在任何相等的时间内,位移的增量都是不相等的,B错;
C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体,C对;
D.平抛运动的落地时间为,时间只与高度有关,落地速度表达式为,落地速度与初速度和高度有关,D错.
【点睛】
平抛运动的处理一般是采用分解到水平和竖直方向.
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,两球在空中运动过程中,重力做功相同,所以机械能守恒,根据机械能守恒定律
可知,两小球落地时,速度的大小相同,但是方向不同,则动量不相同,故A错误;
B.小球A竖直方向做自由落体运动,小球B竖直方向做竖直上抛运动,所以两小球落地时,B的竖直速度大于A的竖直速度,根据
可知,重力的瞬时功率不相同,故B正确;
C.从开始运动至落地,根据
可知,重力对两小球做的功相同,但是B先上升后下落,所以B运动时间较长,则根据
可知,重力对两小球做功的平均功率不相同,故C错误;
D.从开始运动至落地,B物体运动时间较长,根据
可知,重力对两小球的冲量不相同,根据动量定理可知,两小球的动量变化量也不相同,故D错误。
故选B。
9.B
【解析】
【详解】
A.将小球从静止开始释放至小球到达最低点过程中,开始时重力大于弹力,小球加速向下运动,后来重力小于弹力,则小球减速运动,则小球的动能先增大后减小,选项A错误;
BC.小球重力势能一直减小,小球的动能与弹簧弹性势能之和一直增大,选项B正确,C错误;
D.小球和弹簧与地球构成的系统机械能守恒,选项D错误。
故选B。
10.D
【解析】
【详解】
A.超重现象是因为物体具有向上的加速度,物体可能是向下减速或向上加速,本身重力没变,只是对悬绳或支持面的作用力大于本身重力,A错误;
B.失重现象是因为物体具有向下的加速度,物体可能是向上减速或向下加速,本身重力没变,只是对悬绳或支持面的作用力小于本身的重力,B错误;
C.完全失重,物体所受的重力是不变的,只是对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0,C错误;
D.不论超重、失重或完全失重,物体所受的重力都是不变的,D正确;
故选D。
11.C
【解析】
【详解】
A.根据重力做功的公式得
所以两次运动,重力对物体做的功相同,故A不符合题意;
B.根据动能定理得
所以滑到底端时,两次物体的速度大小相等,根据公式
由于两次在底端的速度方向与竖直方向夹角不等,所以滑到底端时,两次重力瞬时功率不同,故B不符合题意;
C.由于两次在底端的速度方向不同,所以滑到底端时,两次物体的速度不同,故C符合题意;
D.根据动能定理得滑到底端时,两次物体的动能相同,故D不符合题意.
故选C.
12. 水平 速度相同 0.1 1.5 2.5
【解析】
【详解】
(1)斜槽末端切线水平,才能保证小球初速度沿水平方向;每次让小球从同一位置由静止释放,才能使小球保持相同的水平初速度.
(2)在竖直方向上物体做自由落体运动,从A到B及从B到C的位移(竖直方向上)为相邻的相同时间间隔的位移,由有;在水平方向小球做匀速直线运动,小球做平抛运动的初速度为v0==1.5m/s;设B点的速度为vB,B点竖直分速度vyB,由于B点为A到C运动的时间中点,则B点竖直分速度大小等于A到C的竖直方向的平均速度=2m/s,由速度合成的平行四边形法则有=2.5m/s.
13.(1)28N;(2)1.5m;(3)
【解析】
【详解】
(1)由动能定理
代入数据,解得
m2和m3发生弹性碰撞:
代入数据,解得
对m3
代入数据,解得
由牛顿第三定律,得m3对轨道压力
(2)对m1和m2应用牛顿第二定律:
代入数据,得
经过t1时间两者达到共同速度
代入数据,解得
该过程m1和m2发生的位移为
由于,则m1未与左轨道相碰
则木板最小长度
(3)m1和m2一起匀减速运动至最左端
代入数据解得
m2滑上左侧轨道,上升最大高度为h
代入数据解得
14.(1) (2)
【解析】
【详解】
. (1)由万有引力提供向心力,则:
可知:
解得:
(2)设两行星与恒星再次在一条直线上的最短时间为t,分析可知:
两行星再次与恒星在一条直线上所需的最小时间与P行星周期的比值:
联立以上方程可以得到:.
点睛:本题考查万有引力定律的应用,同时也可以利用开普勒第三定律进行求解;当两行星与恒星再次在一条直线上的时候,二者圆心角相差.
15.(1)2s;(2)10m/s;(3)m/s
【解析】
【详解】
(1)运动员从a点做平抛运动,竖直位移为:
y=Lsin30°=20m
竖直方向上,由运动学公式得:y=gt2,代入数据解得空中飞行时间为:
t=2s
(2)水平方向上的位移为:
x=Lcos30°=20m
水平方向上,由运动学公式得:x=v0t,代入数据解得运动员从a处飞出的速度大小为:
v0=10m/s
(3)运动员到达b处时,在竖直方向上由运动学公式得:
vy=gt=20m/s
根据勾股定理得:vb=,代入数据解得运动员在b处着陆的速度大小为:
vb=m/s
16.72.5s
【解析】
【分析】
【详解】
最快加速后换挡速度
加速时间
加速位移
满功率运行最大速度
减速时间
减速位移
满功率运行位移
满功率运行时间
得
总时间
解得
【名师点睛】
此题考查汽车启动的方式及功率问题;解题时关键是知道汽车的运动性质:恒定牵引力和恒定的功率;根据受力情况分析运动情况,然后选择合适的物理规律列方程求解。
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