广东省广州市重点中学2022-2023学年高一上学期期中考物理试题
一、单项选择题,本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
1.(2021高一上·新源期中)下列叙述正确的是( )
A.重心不一定在物体上,任何形状规则的物体,它们的重心都在几何中心处
B.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的
C.物体静止在水平地面上,由于受重力作用,使得物体和地面发生弹性形变,物体产生了对地面的压力,且压力大小等于重力,方向竖直向下,所以压力就是重力
D.把物体由赤道移到北极,若用天平称量,则示数在两地相同;若用弹簧秤称量,则示数在北极略微增大
2.(2022高一上·广州期中) 共享单车具有低碳、环保、方便、舒适等特点,骑行时还可以有氧健身,既能节约资源,减少污染,又有益于健康。如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机上的APP能实时了解单车的位置,骑行结束关锁后,APP就显示计时、计价、里程等信息,根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.监控单车在路上的具体位置时,可以把单车看作质点
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的
C.由手机上APP显示的信息,可求出骑行的平均速度
D.单车骑行结束关锁后,APP显示的里程是路程
3.(2022高一上·广州期中) 科技的发展正在不断的改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,则下列说法正确的是
A.手机受到的支持力大小为
B.手机受到的支持力不可能大于G
C.纳米材料对手机的作用力大小为
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
4.(2022高一上·广州期中) 如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则( )
A.A与B之间一定存在摩擦力
B.B与地面之间可能存在摩擦力
C.B对A的支持力一定大于mg
D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g
5.(2022高一上·广州期中) 一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它第 1s 内的位移恰为它最后 1s 位移的三分之一( 取 )。则它开始下落时距地面的高度为( )
A.31.25m B.11.25m C.20m D.15m
6.(2022高一上·广州期中) 两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,物M的重力大小为20N,M、m均处于静止状态,则( )
A.绳OA上的拉力大小为10N
B.绳OB上的拉力大小为10N
C.m受到水平面的静摩擦力大小为10N
D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向右
7.(2022高一上·广州期中) 图甲为家庭常用的燃气灶实物图,灶面上有一个支架。共有4个均匀分布的支撑面,对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个高压锅放在支架上,并抽象成示意图乙,已知支架的每个支撑面均与水平方向成α=37°角。高压锅和里面的食物总质量为4.8kg,则每个支撑面对高压锅的支持力为(忽略高压锅和支撑面之间的摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.12N B.15N C.30N D.48N
二、多项选择题,本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
8.(2022高一上·广州期中) 下列说法正确的是( )
A.物理模型在物理研究中起了非常重要的作用,其中“质点”就是理想化的模型
B.伽利略利用斜面研究自由落体运动时,使用了“合理外推”的方法
C.在“探究两个互成角度的力的合成方法”实验中,采用了控制变量法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分为很多小段,每小段看作是匀速直线运动,再把各段位移相加,这是利用了理想模型的思想方法
9.(2022高一上·广州期中) 甲、乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图像如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为x1和x2(x2>x1)。初始时,甲车在乙车前方x0处。下列判断正确的是( )
A.若x0=x1+x2,两车不会相遇 B.若x0<x1,两车相遇2次
C.若x0=x1,两车相遇1次 D.若x0=x2,两车相遇1次
10.(2022高一上·广州期中) 打印机是现代办公不可或缺的设备,其进纸系统结构简图如图所示,正常情况下能做到“每次只进一张纸”。某次打印过程中打印机内刚好有100张相同的纸,每张纸的质量均为m,打印时搓纸轮逆时针方向转动,搓纸轮给第1张纸的压力大小为F(F>>mg),带动第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A.第1张纸对搓纸轮的摩擦力方向向右
B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mg
C.第99张与第100张纸之间的摩擦力大小为μ2(mg+F)
D.μ1一定大于μ2
三、非选择题:共54分。
11.(2022高一上·广州期中) 某同学用图(a)所示的实验装置研究匀变速直线运动。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,小车下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,A、B、C、D、E为五个连续打点,图中标出了一些点之间的距离。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带;
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车;
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔。
D.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连;
上述实验步骤的正确顺序是 (用字母填写)。
(2)小车下滑时的加速度a= m/s2,打D点时小车的速度v= m/s。(计算结果均保留3位有效数字)
12.(2022高一上·广州期中) 某物理课外小组利用图(a)所示的装置探究弹力与弹簧伸长量的关系。图中,置于实验台上的长木板左端固定一挂钩,右端固定一定滑轮:弹簧一端固定在木板左端的挂钩上,另一端固定有指针并与跨过滑轮的轻绳相连,弹簧下面固定有刻度尺。
(1)调节滑轮的高度,使弹簧伸长时弹簧轴线与刻度尺 ;
(2)让弹簧处于自然长度,读出指针对应的刻度并记为L0,在轻绳下端挂上砝码盘,指针对应的刻度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,指针对应的刻度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 15.35 17.35 19.35 21.30 23.40 25.35 27.40 29.35
图(b)是该同学根据表中数据作的图像,横轴是砝码的质量,纵轴是L1至L6与 的差值(填“L0”或“Lx”)。
(3)由图可知弹簧的劲度系数为 N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为 g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。
13.(2022高一上·广州期中) 如图所示是一种简易“千斤顶”。一竖直放置的T形轻杆由于光滑限制套管P的作用,使它只能在竖直方向运动。若轻杆上端放一质量为M=100kg的物体,轻杆的下端通过一与杆固定连接的小滑轮放在倾角为θ=37°的斜面体上,并将斜面体放在光滑水平面。现沿水平方向对斜面体施以推力F,不计滑轮与斜面体的摩擦以及滑轮的质量,g=10m/s2。
(1)画出T形轻杆(包括滑轮)的受力分析示意图;
(2)斜面体对滑轮的作用力多大?
(3)为了能将重物顶起,水平推力F至少多大?
14.(2020高二下·高安期中)城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生,我国《民法通则》及《侵权责任法》中都有规定,建筑物上的搁置物发生脱落造成他人损害的,其所有人或管理人应承担民事责任,能够证明自己没有过错的除外.假设某高楼距地面H=47
m高的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看做自由落体运动.有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,在楼下以v0=10
m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆自由下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24
m(花盆可视为质点,重力加速度g=10
m/s2).
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持v0=10
m/s的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到?
(2)若货车车头距花盆的水平距离为L3=19
m时,司机才发现花盆正在掉落途中,经Δt=0.5
s反应时间后采取加速(可视为匀加速)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度才能安全通过?
15.(2022高一上·广州期中) 如图所示,倾角θ=37°的斜劈固定在水平地面上,一质量M=0.55kg的小物块A放在斜面上并用细绳拉住,细绳跨过定滑轮且另一端悬挂一物体B,细绳与斜面的夹角α=37°。已知物块A与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮的摩擦,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)要使物块A能静止在图示位置,求物体B的最小质量;
(2)若物体B的质量m=0.1kg,要使物块A仍能静止在图示位置,可在滑轮与B之间的细绳上的某点施加一水平向右的拉力F,求F的最大值(结果可保留根号)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A.重心是重力的作用点,但不一定在物体上(比如弯曲香蕉的重心就在香蕉以外),重心的位置与物体的质量分布有关,质地均匀,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上,A不符合题意;
B.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的,B不符合题意;
C.物体所受的重力与支持力平衡,支持力大小等于压力的大小,所以压力等于重力,压力和重力是不同性质的力,不能说压力就是重力,C不符合题意;
D.物体的质量不变,即用天平称量,则示数在两地相同,物体在两极的加速度大于在赤道的加速度,根据
若用弹簧测力计称量,则示数在北极略微增大, D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重心是重力的等效作用点,重心的位置与物体的质量分布有关。书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的。
2.【答案】C
【知识点】质点;位移与路程;机械运动;平均速度
【解析】【解答】A.监控单车在路上的具体位置时,单车的大小和形状可以忽略,可以把单车看成质点,A正确,但不符合题意;
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,B正确,但不符合题意;
C.手机上APP能显示时间和路程,路程与时间的比值等于平均速率,则可以求解平均速率,平均速度是位移与时间的比值,位移没有显示,无法求得平均速度,C错误,但符合题意;
D.单车骑行结束关锁后,APP显示的里程是路程,D正确,但不符合题意。
故选C。
【分析】监控单车在路上的具体位置时,单车的大小和形状可以忽略,可以看作质点;单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的;平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值;APP显示的里程是路程。
本题考查质点、平均速率和平均速度、位移和路程,考查运动学的基础知识,加强对基础知识的学习即可。
3.【答案】D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.手机处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直支架方向有
显然手机受到的支持力大小N大于,有可能大于G,故AB错误;
CD.手机处于静止状态,受力平衡,受到重力和纳米材料对手机的作用力,根据平衡条件可知,纳米材料对手机的作用力大小等于重力方向与重力方向相反,竖直向上,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】本题是共点力平衡问题,关键要掌握平衡条件的推论,灵活运用正交分解法,分析力之间的关系,要求同学们能从题目中获取有效信息。手机处于静止状态,受力平衡,对手机受力分析,根据平衡条件分析即可。
4.【答案】D
【知识点】静摩擦力;力的合成;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】BD.对A、B整体受力分析,如图
受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个推力,对于整体,由于两个推力刚好平衡,故整体与地面间没有摩擦力;根据共点力平衡条件,有
N=(M+m)g
故B错误,D正确;
AC.再对物体A受力分析,受重力mg、已知的推力F、斜面体B对A的支持力和摩擦力f,当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,如图
当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时摩擦力的方向沿斜面向上,如图
当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时摩擦力为零,如图
根据共点力平衡的条件,运用正交分解法,可以得到 B对A的支持力
故AC错误。
故选D。
【分析】先对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力; 再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力。本题关键是对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力,然后再对物体A受力分析,再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况。
5.【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;自由落体运动
【解析】【解答】初速度为0的匀变速直线运动,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...。最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍,知运行的时间为2s。 则它开始下落时距地面的高度为
故选C。
【分析】初速度为0的匀变速直线运动,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...;根据最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍,知道运行的时间,从而知道下落的高度。解决本题的关键掌握初速度为0的匀变速直线运动的特殊推论,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...本题用该推论解题比较方便。
6.【答案】A
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.对结点O受力分析如图所示
把和分别分解到水平方向和竖直方向。沿水平方向列方程:
沿竖直方向列方程
联立解得
故A正确,B错误;
CD.对m受力分析如图
水平方向列平衡方程:
解得
方向水平向左,故CD错误。
故选A。
【分析】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。对结点O受力分析,根据平衡条件求解拉力;对m分析,水平方向根据平衡条件求解摩擦力的小和方向。
7.【答案】B
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】每个支撑面给高压锅的支持力的竖直分量为F,则有
由几何关系可得
联立代入数据,求得每个支撑面对高压锅的支持力为保存进入下一题
故选B。
【分析】本题主要考查了共点力的平衡问题,对高压锅进行受力分析,结合平衡特点和几何关系得出支持力的大小。
8.【答案】A,B
【知识点】等效法;微元法;理想模型法
【解析】【解答】A、在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,叫理想模型法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用,故A正确;
B、伽利略利用斜面研究自由落体运动时,使用了“外推”的方法,即当斜面的倾角为90°时,物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动,故B正确;
C、在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中利用了等效替代的方法,故C错误;
D、在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分为很多小段,每小段看作是匀速直线运动,再把各段位移相加,这是采用了微元法。微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法,故D错误。
故选AB。
【分析】明确各个实验的实验原理,找到其共同地方了解物理中各种思想方法的应用如理想模型法、微元法、控制变量法等。在高中物理学习中,我们会遇到多种不同的物理分析方法,这些方法对我们理解物理有很大的帮助:故在理解概念和规律的基础上,更要注意科学方法的积累与学习。
9.【答案】A,B,C
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】乙车追上甲车时,若甲、乙两车速度相同,即此时t=T,则x0=x1,此后甲车速度大于乙车速度,全程甲、乙仅相遇一次;甲、乙两车速度相同时,若x0x1,则此时甲车仍在乙车的前面,以后乙车不可能再追上甲车了,全程中甲、乙都不会相遇,综上所述,选项A、B、C正确,D错误。
故选ABC。
【分析】本题为追击和相遇的问题,关键抓住二者速度相等时,x0与x1的大小关系从而进行判断。同时注意T时刻之后,甲的速度大于乙的速度这一特点,从而判断不同情况相遇的次数。
10.【答案】C,D
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力;摩擦力在日常生活中的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.第1张纸相对搓纸轮有向左运动趋势,故受到搓纸轮的摩擦力方向向右,根据牛顿第三定律,搓纸轮受到的摩擦力向左,故A错误;
B.工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F,第1张与第2张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
第2张与第3张纸之间的摩擦力为静摩擦力,根据受力平衡,其大小为
故B错误;
C.第2张与第3张纸之间的摩擦力及第99张与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡可知大小均为
故C正确;
D.要做到“每次只进一张纸”,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力应大于第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力,即
所以,可知
故D正确。
故选CD。
【分析】摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反,利用滑动摩擦力的计算公式和受力平衡对物体进行受力分析。本题主要考查了摩擦力的相关应用,从生活中的实际应用场景出发,有利于学生的物理思维的形成。
11.【答案】(1)CDBA
(2)3.25;1.86
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)[1]实验时首先要安装仪器,然后测量,最后整理仪器,则此实验步骤的正确顺序是CDBA。
(2)[2][3]电源频率为50Hz时,每隔0.02秒打一次点,即T=0.02s;根据匀变速直线运动的推论公式,可以求出加速度的大小,得
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小
【分析】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材安排实验步骤,能够根据匀变速直线运动的推论公式进行解题。
(1)根据实验操作步骤进行排序即可;
(2)根据逐差法公式以及匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度即可列式求解。
12.【答案】(1)平行
(2)Lx
(3)4.9;10
【知识点】胡克定律;探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)[1]弹簧轴线和刻度尺应保持平行,这样可以减少弹簧长度测量的误差。
(2)[2]从图像可知,砝码盘上放入10g砝码时,对应的长度是0.02m,结合表中数据可推导出是19.35cm-17.35cm,因此纵轴是L1至L6与Lx的差值。
(3)[3][4]根据受力平衡,可得
可得
可知x-m图像的斜率为
解得
k=4.9N/m
挂上砝码盘后弹簧形变量
对砝码盘受力分析可得根据受力平衡可得
可得
【分析】本题解题关键要掌握胡克定律,知道用图像法处理实验数据,计算时注意单位换算。
(1)实验中需要保证弹簧受到水平方向拉力;
(2)根据弹弹力性质分析纵坐标值;
(3)根据胡克定律得出图像解析式,结合图像斜率求劲度系数,根据图表数据求砝码盘质量。
13.【答案】(1)解:T形轻杆(包括滑轮)受物体向下的压力FN1、斜面体斜向左上的弹力FN2以及套管P对其水平向右的弹力FN3,受力分析示意图如下
(2)解:由平衡条件可知,斜面体对滑轮的作用力FN2为
(3)解:由牛顿第三定律可知,滑轮对斜面体的压力FN2′=1250N,方向斜向右下方,与竖直方向夹θ=37°,对斜面体受力分析,由平衡条件可知,F=
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)先对小轮和杆整体分析受力,根据受力情况作图;
(2)由平衡条件得出斜面对小轮的支持力;
(3)由牛顿第三定律得到小轮对斜面的压力,再对斜面体进行研究,由平衡条件求F。
本题主要是考查了共点力的平衡问题,关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成,然后建立平衡方程进行解答。
14.【答案】(1)解:花盆下落到车顶的过程:
解得:t=3s
此过程车前进距离:
因为24 m(2)解:从花盆下落至司机发现问题的过程,货车匀速:
则有:
司机反应时间内,货车匀速运动:
若车尾刚好避险,货车加速过程:
解得:
所以,货车至少以1 m/s2的加速度运动才能安全通过
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)利用位移公式可以判别货车能否安全通过;
(2)利用位移公式结合位移相等可以求出加速度的大小。
15.【答案】(1)解: 物块A能静止在图示位置,物体B质量最小(设为m1)时,A沿斜面向下运动趋势达到最大,沿斜面向上的静摩擦力达到最大。由平衡条件,对B可得绳子拉力
对A有,,
代入数据联立可得m1=0.22kg
加一水平向右的拉力F,求F的最大值(结果可保留根号)。
(2)解: F最大(设为Fm)时,对B,由平衡条件知绳子拉力最大,设为Tm,有
此时A沿斜面向上运动的趋势达到最大,受沿斜面向下的最大静摩擦力,,
代入数据联立可得
【知识点】受力分析的应用;力的合成;共点力的平衡
【解析】【分析】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
(1)当重物B的质量较小时,物块有沿斜面向下的运动趋势,对A分析,由平衡条件求解细绳拉力,对B根据平衡条件求解质量;
(2)根据题意,由 (1) 分析可知,若物块A刚好不上滑,此时绳子的张力最大,根据平衡条件求解细绳张力,再对B根据平衡条件进行解答。
1 / 1广东省广州市重点中学2022-2023学年高一上学期期中考物理试题
一、单项选择题,本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确。
1.(2021高一上·新源期中)下列叙述正确的是( )
A.重心不一定在物体上,任何形状规则的物体,它们的重心都在几何中心处
B.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的
C.物体静止在水平地面上,由于受重力作用,使得物体和地面发生弹性形变,物体产生了对地面的压力,且压力大小等于重力,方向竖直向下,所以压力就是重力
D.把物体由赤道移到北极,若用天平称量,则示数在两地相同;若用弹簧秤称量,则示数在北极略微增大
【答案】D
【知识点】重力与重心
【解析】【解答】A.重心是重力的作用点,但不一定在物体上(比如弯曲香蕉的重心就在香蕉以外),重心的位置与物体的质量分布有关,质地均匀,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上,A不符合题意;
B.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的,B不符合题意;
C.物体所受的重力与支持力平衡,支持力大小等于压力的大小,所以压力等于重力,压力和重力是不同性质的力,不能说压力就是重力,C不符合题意;
D.物体的质量不变,即用天平称量,则示数在两地相同,物体在两极的加速度大于在赤道的加速度,根据
若用弹簧测力计称量,则示数在北极略微增大, D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重心是重力的等效作用点,重心的位置与物体的质量分布有关。书放在水平桌面上受到的支持力,是由于桌面发生了微小形变而产生的。
2.(2022高一上·广州期中) 共享单车具有低碳、环保、方便、舒适等特点,骑行时还可以有氧健身,既能节约资源,减少污染,又有益于健康。如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车的具体位置。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机上的APP能实时了解单车的位置,骑行结束关锁后,APP就显示计时、计价、里程等信息,根据以上信息,下列说法错误的是( )
A.监控单车在路上的具体位置时,可以把单车看作质点
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的
C.由手机上APP显示的信息,可求出骑行的平均速度
D.单车骑行结束关锁后,APP显示的里程是路程
【答案】C
【知识点】质点;位移与路程;机械运动;平均速度
【解析】【解答】A.监控单车在路上的具体位置时,单车的大小和形状可以忽略,可以把单车看成质点,A正确,但不符合题意;
B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,B正确,但不符合题意;
C.手机上APP能显示时间和路程,路程与时间的比值等于平均速率,则可以求解平均速率,平均速度是位移与时间的比值,位移没有显示,无法求得平均速度,C错误,但符合题意;
D.单车骑行结束关锁后,APP显示的里程是路程,D正确,但不符合题意。
故选C。
【分析】监控单车在路上的具体位置时,单车的大小和形状可以忽略,可以看作质点;单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的;平均速度是位移与时间的比值,平均速率是路程与时间的比值;APP显示的里程是路程。
本题考查质点、平均速率和平均速度、位移和路程,考查运动学的基础知识,加强对基础知识的学习即可。
3.(2022高一上·广州期中) 科技的发展正在不断的改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,则下列说法正确的是
A.手机受到的支持力大小为
B.手机受到的支持力不可能大于G
C.纳米材料对手机的作用力大小为
D.纳米材料对手机的作用力竖直向上
【答案】D
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.手机处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直支架方向有
显然手机受到的支持力大小N大于,有可能大于G,故AB错误;
CD.手机处于静止状态,受力平衡,受到重力和纳米材料对手机的作用力,根据平衡条件可知,纳米材料对手机的作用力大小等于重力方向与重力方向相反,竖直向上,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】本题是共点力平衡问题,关键要掌握平衡条件的推论,灵活运用正交分解法,分析力之间的关系,要求同学们能从题目中获取有效信息。手机处于静止状态,受力平衡,对手机受力分析,根据平衡条件分析即可。
4.(2022高一上·广州期中) 如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则( )
A.A与B之间一定存在摩擦力
B.B与地面之间可能存在摩擦力
C.B对A的支持力一定大于mg
D.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g
【答案】D
【知识点】静摩擦力;力的合成;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】BD.对A、B整体受力分析,如图
受到重力(M+m)g、支持力N和已知的两个推力,对于整体,由于两个推力刚好平衡,故整体与地面间没有摩擦力;根据共点力平衡条件,有
N=(M+m)g
故B错误,D正确;
AC.再对物体A受力分析,受重力mg、已知的推力F、斜面体B对A的支持力和摩擦力f,当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,如图
当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时摩擦力的方向沿斜面向上,如图
当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时摩擦力为零,如图
根据共点力平衡的条件,运用正交分解法,可以得到 B对A的支持力
故AC错误。
故选D。
【分析】先对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力; 再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力。本题关键是对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力,然后再对物体A受力分析,再次根据平衡条件列式求解出各个力的情况。
5.(2022高一上·广州期中) 一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它第 1s 内的位移恰为它最后 1s 位移的三分之一( 取 )。则它开始下落时距地面的高度为( )
A.31.25m B.11.25m C.20m D.15m
【答案】C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;自由落体运动
【解析】【解答】初速度为0的匀变速直线运动,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...。最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍,知运行的时间为2s。 则它开始下落时距地面的高度为
故选C。
【分析】初速度为0的匀变速直线运动,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...;根据最后1秒内的位移恰为它最初1秒内位移的3倍,知道运行的时间,从而知道下落的高度。解决本题的关键掌握初速度为0的匀变速直线运动的特殊推论,从开始运动在连续相等时间内的位移比为1:3:5:7...本题用该推论解题比较方便。
6.(2022高一上·广州期中) 两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,物M的重力大小为20N,M、m均处于静止状态,则( )
A.绳OA上的拉力大小为10N
B.绳OB上的拉力大小为10N
C.m受到水平面的静摩擦力大小为10N
D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向右
【答案】A
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.对结点O受力分析如图所示
把和分别分解到水平方向和竖直方向。沿水平方向列方程:
沿竖直方向列方程
联立解得
故A正确,B错误;
CD.对m受力分析如图
水平方向列平衡方程:
解得
方向水平向左,故CD错误。
故选A。
【分析】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。对结点O受力分析,根据平衡条件求解拉力;对m分析,水平方向根据平衡条件求解摩擦力的小和方向。
7.(2022高一上·广州期中) 图甲为家庭常用的燃气灶实物图,灶面上有一个支架。共有4个均匀分布的支撑面,对放在上面的厨具起到支撑作用。现把一个高压锅放在支架上,并抽象成示意图乙,已知支架的每个支撑面均与水平方向成α=37°角。高压锅和里面的食物总质量为4.8kg,则每个支撑面对高压锅的支持力为(忽略高压锅和支撑面之间的摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.12N B.15N C.30N D.48N
【答案】B
【知识点】受力分析的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】每个支撑面给高压锅的支持力的竖直分量为F,则有
由几何关系可得
联立代入数据,求得每个支撑面对高压锅的支持力为保存进入下一题
故选B。
【分析】本题主要考查了共点力的平衡问题,对高压锅进行受力分析,结合平衡特点和几何关系得出支持力的大小。
二、多项选择题,本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
8.(2022高一上·广州期中) 下列说法正确的是( )
A.物理模型在物理研究中起了非常重要的作用,其中“质点”就是理想化的模型
B.伽利略利用斜面研究自由落体运动时,使用了“合理外推”的方法
C.在“探究两个互成角度的力的合成方法”实验中,采用了控制变量法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分为很多小段,每小段看作是匀速直线运动,再把各段位移相加,这是利用了理想模型的思想方法
【答案】A,B
【知识点】等效法;微元法;理想模型法
【解析】【解答】A、在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,叫理想模型法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用,故A正确;
B、伽利略利用斜面研究自由落体运动时,使用了“外推”的方法,即当斜面的倾角为90°时,物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动,故B正确;
C、在探究两个互成角度的力的合成规律的实验中利用了等效替代的方法,故C错误;
D、在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分为很多小段,每小段看作是匀速直线运动,再把各段位移相加,这是采用了微元法。微元法是分析、解决物理问题中的常用方法,也是从部分到整体的思维方法,故D错误。
故选AB。
【分析】明确各个实验的实验原理,找到其共同地方了解物理中各种思想方法的应用如理想模型法、微元法、控制变量法等。在高中物理学习中,我们会遇到多种不同的物理分析方法,这些方法对我们理解物理有很大的帮助:故在理解概念和规律的基础上,更要注意科学方法的积累与学习。
9.(2022高一上·广州期中) 甲、乙两车在一平直道路上同向运动,其v-t图像如图所示,图中△OPQ和△OQT的面积分别为x1和x2(x2>x1)。初始时,甲车在乙车前方x0处。下列判断正确的是( )
A.若x0=x1+x2,两车不会相遇 B.若x0<x1,两车相遇2次
C.若x0=x1,两车相遇1次 D.若x0=x2,两车相遇1次
【答案】A,B,C
【知识点】追及相遇问题;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】乙车追上甲车时,若甲、乙两车速度相同,即此时t=T,则x0=x1,此后甲车速度大于乙车速度,全程甲、乙仅相遇一次;甲、乙两车速度相同时,若x0x1,则此时甲车仍在乙车的前面,以后乙车不可能再追上甲车了,全程中甲、乙都不会相遇,综上所述,选项A、B、C正确,D错误。
故选ABC。
【分析】本题为追击和相遇的问题,关键抓住二者速度相等时,x0与x1的大小关系从而进行判断。同时注意T时刻之后,甲的速度大于乙的速度这一特点,从而判断不同情况相遇的次数。
10.(2022高一上·广州期中) 打印机是现代办公不可或缺的设备,其进纸系统结构简图如图所示,正常情况下能做到“每次只进一张纸”。某次打印过程中打印机内刚好有100张相同的纸,每张纸的质量均为m,打印时搓纸轮逆时针方向转动,搓纸轮给第1张纸的压力大小为F(F>>mg),带动第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,打印机正常工作时,下列说法正确的是( )
A.第1张纸对搓纸轮的摩擦力方向向右
B.第2张与第3张纸之间的摩擦力大小为2μ2mg
C.第99张与第100张纸之间的摩擦力大小为μ2(mg+F)
D.μ1一定大于μ2
【答案】C,D
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力;摩擦力在日常生活中的应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.第1张纸相对搓纸轮有向左运动趋势,故受到搓纸轮的摩擦力方向向右,根据牛顿第三定律,搓纸轮受到的摩擦力向左,故A错误;
B.工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F,第1张与第2张纸之间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
第2张与第3张纸之间的摩擦力为静摩擦力,根据受力平衡,其大小为
故B错误;
C.第2张与第3张纸之间的摩擦力及第99张与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡可知大小均为
故C正确;
D.要做到“每次只进一张纸”,则第1张纸受到搓纸轮的摩擦力应大于第2张纸对第1张纸的滑动摩擦力,即
所以,可知
故D正确。
故选CD。
【分析】摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反,利用滑动摩擦力的计算公式和受力平衡对物体进行受力分析。本题主要考查了摩擦力的相关应用,从生活中的实际应用场景出发,有利于学生的物理思维的形成。
三、非选择题:共54分。
11.(2022高一上·广州期中) 某同学用图(a)所示的实验装置研究匀变速直线运动。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,小车下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,A、B、C、D、E为五个连续打点,图中标出了一些点之间的距离。
(1)部分实验步骤如下:
A.测量完毕,关闭电源,取出纸带;
B.接通电源,待打点计时器工作稳定后放开小车;
C.把打点计时器固定在平板上,让纸带穿过限位孔。
D.将小车停靠在打点计时器附近,小车尾部与纸带相连;
上述实验步骤的正确顺序是 (用字母填写)。
(2)小车下滑时的加速度a= m/s2,打D点时小车的速度v= m/s。(计算结果均保留3位有效数字)
【答案】(1)CDBA
(2)3.25;1.86
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)[1]实验时首先要安装仪器,然后测量,最后整理仪器,则此实验步骤的正确顺序是CDBA。
(2)[2][3]电源频率为50Hz时,每隔0.02秒打一次点,即T=0.02s;根据匀变速直线运动的推论公式,可以求出加速度的大小,得
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小
【分析】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材安排实验步骤,能够根据匀变速直线运动的推论公式进行解题。
(1)根据实验操作步骤进行排序即可;
(2)根据逐差法公式以及匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度即可列式求解。
12.(2022高一上·广州期中) 某物理课外小组利用图(a)所示的装置探究弹力与弹簧伸长量的关系。图中,置于实验台上的长木板左端固定一挂钩,右端固定一定滑轮:弹簧一端固定在木板左端的挂钩上,另一端固定有指针并与跨过滑轮的轻绳相连,弹簧下面固定有刻度尺。
(1)调节滑轮的高度,使弹簧伸长时弹簧轴线与刻度尺 ;
(2)让弹簧处于自然长度,读出指针对应的刻度并记为L0,在轻绳下端挂上砝码盘,指针对应的刻度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,指针对应的刻度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号 L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 15.35 17.35 19.35 21.30 23.40 25.35 27.40 29.35
图(b)是该同学根据表中数据作的图像,横轴是砝码的质量,纵轴是L1至L6与 的差值(填“L0”或“Lx”)。
(3)由图可知弹簧的劲度系数为 N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为 g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2)。
【答案】(1)平行
(2)Lx
(3)4.9;10
【知识点】胡克定律;探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)[1]弹簧轴线和刻度尺应保持平行,这样可以减少弹簧长度测量的误差。
(2)[2]从图像可知,砝码盘上放入10g砝码时,对应的长度是0.02m,结合表中数据可推导出是19.35cm-17.35cm,因此纵轴是L1至L6与Lx的差值。
(3)[3][4]根据受力平衡,可得
可得
可知x-m图像的斜率为
解得
k=4.9N/m
挂上砝码盘后弹簧形变量
对砝码盘受力分析可得根据受力平衡可得
可得
【分析】本题解题关键要掌握胡克定律,知道用图像法处理实验数据,计算时注意单位换算。
(1)实验中需要保证弹簧受到水平方向拉力;
(2)根据弹弹力性质分析纵坐标值;
(3)根据胡克定律得出图像解析式,结合图像斜率求劲度系数,根据图表数据求砝码盘质量。
13.(2022高一上·广州期中) 如图所示是一种简易“千斤顶”。一竖直放置的T形轻杆由于光滑限制套管P的作用,使它只能在竖直方向运动。若轻杆上端放一质量为M=100kg的物体,轻杆的下端通过一与杆固定连接的小滑轮放在倾角为θ=37°的斜面体上,并将斜面体放在光滑水平面。现沿水平方向对斜面体施以推力F,不计滑轮与斜面体的摩擦以及滑轮的质量,g=10m/s2。
(1)画出T形轻杆(包括滑轮)的受力分析示意图;
(2)斜面体对滑轮的作用力多大?
(3)为了能将重物顶起,水平推力F至少多大?
【答案】(1)解:T形轻杆(包括滑轮)受物体向下的压力FN1、斜面体斜向左上的弹力FN2以及套管P对其水平向右的弹力FN3,受力分析示意图如下
(2)解:由平衡条件可知,斜面体对滑轮的作用力FN2为
(3)解:由牛顿第三定律可知,滑轮对斜面体的压力FN2′=1250N,方向斜向右下方,与竖直方向夹θ=37°,对斜面体受力分析,由平衡条件可知,F=
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用;共点力的平衡
【解析】【分析】(1)先对小轮和杆整体分析受力,根据受力情况作图;
(2)由平衡条件得出斜面对小轮的支持力;
(3)由牛顿第三定律得到小轮对斜面的压力,再对斜面体进行研究,由平衡条件求F。
本题主要是考查了共点力的平衡问题,关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成,然后建立平衡方程进行解答。
14.(2020高二下·高安期中)城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生,我国《民法通则》及《侵权责任法》中都有规定,建筑物上的搁置物发生脱落造成他人损害的,其所有人或管理人应承担民事责任,能够证明自己没有过错的除外.假设某高楼距地面H=47
m高的阳台上的花盆因受扰动而掉落,掉落过程可看做自由落体运动.有一辆长L1=8 m、高h=2 m的货车,在楼下以v0=10
m/s的速度匀速直行,要经过阳台的正下方,花盆自由下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24
m(花盆可视为质点,重力加速度g=10
m/s2).
(1)若司机没有发现花盆掉落,货车保持v0=10
m/s的速度匀速直行,通过计算说明货车是否会被花盆砸到?
(2)若货车车头距花盆的水平距离为L3=19
m时,司机才发现花盆正在掉落途中,经Δt=0.5
s反应时间后采取加速(可视为匀加速)的方式来避险,则货车至少以多大的加速度才能安全通过?
【答案】(1)解:花盆下落到车顶的过程:
解得:t=3s
此过程车前进距离:
因为24 m(2)解:从花盆下落至司机发现问题的过程,货车匀速:
则有:
司机反应时间内,货车匀速运动:
若车尾刚好避险,货车加速过程:
解得:
所以,货车至少以1 m/s2的加速度运动才能安全通过
【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;追及相遇问题
【解析】【分析】(1)利用位移公式可以判别货车能否安全通过;
(2)利用位移公式结合位移相等可以求出加速度的大小。
15.(2022高一上·广州期中) 如图所示,倾角θ=37°的斜劈固定在水平地面上,一质量M=0.55kg的小物块A放在斜面上并用细绳拉住,细绳跨过定滑轮且另一端悬挂一物体B,细绳与斜面的夹角α=37°。已知物块A与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮的摩擦,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)要使物块A能静止在图示位置,求物体B的最小质量;
(2)若物体B的质量m=0.1kg,要使物块A仍能静止在图示位置,可在滑轮与B之间的细绳上的某点施加一水平向右的拉力F,求F的最大值(结果可保留根号)。
【答案】(1)解: 物块A能静止在图示位置,物体B质量最小(设为m1)时,A沿斜面向下运动趋势达到最大,沿斜面向上的静摩擦力达到最大。由平衡条件,对B可得绳子拉力
对A有,,
代入数据联立可得m1=0.22kg
加一水平向右的拉力F,求F的最大值(结果可保留根号)。
(2)解: F最大(设为Fm)时,对B,由平衡条件知绳子拉力最大,设为Tm,有
此时A沿斜面向上运动的趋势达到最大,受沿斜面向下的最大静摩擦力,,
代入数据联立可得
【知识点】受力分析的应用;力的合成;共点力的平衡
【解析】【分析】本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
(1)当重物B的质量较小时,物块有沿斜面向下的运动趋势,对A分析,由平衡条件求解细绳拉力,对B根据平衡条件求解质量;
(2)根据题意,由 (1) 分析可知,若物块A刚好不上滑,此时绳子的张力最大,根据平衡条件求解细绳张力,再对B根据平衡条件进行解答。
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