2023-2024学年江苏省苏州市高一(上)期末学业质量阳光指标调研物理试卷
一、单选题:本大题共11小题,共44分。
1.下列各组物理量中都是矢量的是( )
A. 速度变化量、加速度 B. 重力、动摩擦因数
C. 位移、时间 D. 速率、路程
2.“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具.如图所示,人站在“电动平衡车”上在水平路面上沿直线行驶,下列说法正确的是
A. 平衡车速度越大刹车越困难,是因为速度越大惯性越大
B. 平衡车受到路面向上的弹力,是平衡车发生形变产生的
C. 人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力大小一定相等
D. 路面受到向下的压力,是因为平衡车和人的重力作用在了路面上
3.放河灯是我国一种传统民间活动。如图所示的河灯随着河水自西向东飘向下游时,突然吹来一阵北风,则之后河灯可能的运动轨迹为
A. 轨迹 B. 轨迹 C. 轨迹 D. 轨迹
4.如图所示为某次“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验示意图,下列说法正确的是
A. 系在小圆环上的两细绳套长度要相等
B. 两弹簧测力计间夹角越大越好
C. 实验中选择质量较大的小圆环比较好
D. 小圆环受到、共同作用与受到单独作用都要到达同一位置点
5.如图所示的落地灯用三根对称的支架支撑在水平地面上.已知落地灯所受重力为,三根支架与竖直方向的夹角均为,则每个支架对地面的压力大小为( )
A. B. C. D.
6.关于对力和运动的研究,下列说法中符合史实的是
A. 牛顿首先提出了“如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动”这一观点
B. 伽利略将实验与逻辑推理和谐巧妙地结合起来,创造了一套对近代科学研究极为有益的科学方法
C. 笛卡尔在自然哲学的数学原理一书中提出了三条运动定律
D. 亚里士多德首先将物体间复杂多变的相互作用抽象为“力”
7.如图所示是某同学站在力传感器上做“下蹲起立”的动作时记录的力随时间变化的图像,由图像可知,该同学的体重约为,除此以外,还可以得到的信息是
A. 该同学做了两次“下蹲起立”的动作
B. 下蹲过程中人先处于超重状态,后处于失重状态
C. 起立过程中人一直处于超重状态
D. 该同学做了一次“下蹲起立”的动作,且下蹲后停顿约后起立
8.如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速直线运动,加速度大小为,则中间一质量为的西瓜受到其他西瓜对它的作用力的大小是
( )
A. B. C. D.
9.一辆汽车沿平直道路行驶,以表示它相对于出发点的位移。如图近似描述了汽车在这段时间内的图像。通过分析图像可以得出汽车( )
A. 在时间内匀速行驶 B. 在时间内匀加速驶离出发点
C. 在时间内平均速度约为 D. 在时间内驶向出发点
10.如图所示,两个质量均为的小球和用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,保持静止。设重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 剪断细绳的瞬间,球的加速度是
B. 剪断细绳的瞬间,球的加速度是
C. 剪断轻弹簧的瞬间,轻绳拉力的大小是
D. 剪断轻弹簧的瞬间,球的加速度是
11.汽车在平直路面上做匀加速直线运动的图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 汽车运动的初速度大小为
B. 阴影部分的面积表示汽车在时间内通过的位移
C. 汽车运动的加速度大小为
D. 时间内,汽车的平均速度大小为
二、实验题:本大题共1小题,共10分。
12.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲同学设计了如图所示的实验装置。其中小车的质量为,沙和沙桶的总质量为。一轻绳跨过轻质的定滑轮和动滑轮,一端连接沙桶,另一端连接拉力传感器,拉力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
实验过程中,下列操作正确的是_______。
A.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行
B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡小车受到的阻力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源
D.为减小误差,实验中要保证远小于
图是甲同学某次实验得到的纸带,两计数点间有四个点未画出,部分实验数据在图中已标注,则纸带的_____填“左”或“右”端与小车相连,小车的加速度是____。
甲同学以力传感器的示数为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像如图所示,图线与横坐标的夹角为,斜率为,则小车的质量为_____。
A. . . .
乙同学按照如图装置用对比的方法完成此实验。两小车放在水平板上,前端通过钩码牵引,后端各系一条细线,用板擦把细线按在桌上,使小车静止。抬起板擦,小车运动,一段时间后按下板擦,小车停下。对比两小车的位移,可知加速度与力大致成正比。使用这种方法完成此实验需要满足的条件是两小车_____。
A.质量相等 运动时间相同
C.所挂钩码质量相等 速度时刻相同
三、简答题:本大题共2小题,共20分。
13.新能源电动车研发设计过程中,需要进行模拟实验。假设在某次实验中一辆电动车从静止开始先以的加速度匀加速直线行驶,再匀速行驶,然后以的加速度匀减速刹车。求:
电动车末的速度;
电动车在整个实验过程中的总位移。
14.如图,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,某时刻从无人机上释放一小球,此时无人机与水平地面的距离,空气阻力忽略不计,取。求:
小球落地点与释放点之间的水平距离;
小球落地时速度的大小和与水平方向的夹角可以用三角函数值表示。
四、计算题:本大题共2小题,共26分。
15.如图甲所示,筷子是中国人常用的饮食工具。如图乙所示,用筷子夹质量为的小球,筷子与小球球心均在同一竖直平面内,且筷子和竖直方向的夹角均为,重力加速度为。
若不计小球和筷子之间的摩擦,求小球静止时每根筷子对小球压力的大小;
若不计小球和筷子之间的摩擦,每根筷子对小球压力的大小为,求小球此时的加速度;
若小球与筷子之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为使小球不下滑,求每根筷子对小球压力的最小值。
16.如图所示,一水平传送带以的速度顺时针转动,左右两端、间距离,右端点与水平台面平滑对接,水平台面上有一个倾角为、高度的固定斜面水平台面与斜面由平滑圆弧连接,斜面的右侧有一固定的水平桌面,桌面左侧放有一木板厚度不计,右侧固定一弹性竖直挡板,木板与挡板碰撞后会原速率返回.现有一可视为质点的物块以水平初速度从点滑上传送带,到达点时的速度大小为,物块离开斜面后恰好在它运动的最高点滑上木板.已知物块质量和木板质量均为,物块与传送带之间的动摩擦因数和物块与木板之间的动摩擦因数均为,其它接触面间的摩擦均不计,取.
求物块初速度的大小;
求桌面与台面之间的高度;
若物块始终不滑离木板,木板与挡板仅能发生一次碰撞且木板左端不会离开桌面,求木板的最短长度和最初木板右端与挡板距离的范围.
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查对标量和矢量的认识,基础题目。
根据标量和矢量的特征逐一分析即可判断。
【解答】
重力、加速度、速度变化量、速度和位移都是既有大小又有方向,运算时满足平行四边形定则的物理量,是矢量,动摩擦因数、时间、速率和路程都是只有大小没有方向的物理量,是标量。故A正确,BCD错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查对惯性、作用力与反作用力、弹力的产生等知识,基础题目。
根据惯性知识分析即可判断;根据作用力与反作用力知识分析即可判断;根据弹力的产生分析即可判断;根据弹力的特征分析即可判断。
【解答】
A、惯性是物体的固有属性,仅与物体的质量有关,与物体的速度无关,故A错误;
B、弹力是由施力物体发生形变产生的,平衡车受到路面向上的弹力的施力物体是路面,是路面发生形变产生的,故B错误;
C、人对平衡车的压力和平衡车对人的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C正确;
D、路面受到向下的压力,是因为平衡车对路面的压力作用在了路面上。故D错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
物体做曲线运动的条件:物体所受合力方向与速度方向不在同一条直线上;分运动具有独立性,互不影响。
本题主要考查物体做曲线运动的条件、合运动与分运动。
【解答】
在曲线运动中,物体所受合力的方向应指向凹侧,河灯受北风之力应向南转弯,可排除、轨迹,故AB错误;
但北风并不会影响水平方向的速度,但在轨迹中,水平速度减为,故可排除轨迹,故C正确,D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查探究两个互成角度的力的合成规律实验。根据实验原理掌握正确的实验操作,即可解答。
【解答】
A、系在小圆环上的两细绳套长度不需相等,故A错误;
B、用两个弹簧测力计拉细绳套时,两个弹簧测力计间的夹角不是越大越好,要大小适中,故B错误;
C、实验中选择质量较小的小圆环比较好,故C错误;
D、根据等效的思想,小圆环受到、共同作用与受到单独作用的效果要相同,即都要到达同一位置点,故D正确。
5.【答案】
【解析】【分析】
对整体受力分析,根据平衡条件即可求解。
本题关键是正确选择研究对象并受力分析,注意排除干扰信息。
【解答】
以整体为研究对象,地面对三根支架的支持力之和等于,则对每根支架的支持力为 ,所以每个支架对地面的压力大小为 。
故选A。
6.【答案】
【解析】【分析】
由物理学史判断得解。
本题主要考查对物理学史的了解,熟悉学史是解题的关键,难度不大。
【解答】
A.由物理学史可知,伽利略首先提出了“如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动”这一观点,故 A不符合史实;
B.由物理学史可知,是伽利略将实验与逻辑推理和谐巧妙地结合起来,创造了一套对近代科学研究极为有益的科学方法,故 B符合史实;
C.由物理学史可知是牛顿提出了三条运动定律,故C不符合史实;
D.由物理学史可知,牛顿最早将物体间复杂多样的相互作用抽象为力,故D不符合史实。
7.【答案】
【解析】【分析】
失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度.人下蹲过程分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,起立也是如此。
本题考察物理知识与生活的联系,注意细致分析物理过程,仔细观察速度的变化情况,与超失重的概念联系起来加以识别。
【解答】
、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重,起立对应先超重再失重,对应图象可知,该同学做了一次下蹲起立的动作,故ABC错误;
D、该同学做了一次下蹲起立的动作,由图象看出两次超重的时间间隔就是人蹲在地上持续的时间,约,故D正确。
8.【答案】
【解析】【分析】本题考查受力分析及牛顿第二定律相关知识。
解答关键是理解根据牛顿第二定律求出是物体所受合力,即西瓜受到其他西瓜对它的作用力和西瓜重力。
【解答】
西瓜与汽车具有相同的加速度,对西瓜受力分析如图,
表示周围西瓜对的作用力,则由牛顿第二定律得:,解得:,故C正确.
9.【答案】
【解析】【分析】
本题是位移时间图象问题,考查基本的识图能力,位移等于坐标的变化量。位移时间图象的“斜率”等于速度;倾斜的直线表示匀速直线运动,平行于轴的图线表示静止;位移等于坐标的变化量。
【解答】
A、由图象可知,汽车在静止,故A错误;
B、由图象可知,在时间内匀速驶离出发点,故B错误;
C、由图象可知,在时间内位移为,则平均速度约为,故C错误;
D、由图象可知,汽车驶向出发点,故D正确。
10.【答案】
【解析】【分析】根据平衡关系可求得绳子及弹簧的拉力;剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,分析、两物体受力,再根据牛顿第二定律求出两物体的瞬时加速度。
本题考查了牛顿第二定律的瞬时问题,知道剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,再结合牛顿第二定律进行求解。
【解答】
系统静止时,根据平衡条件可知:弹簧的弹力
设剪断细绳的瞬间,球和球的加速度分别为、
剪断前对物体分析,根据平衡条件可知开始弹簧的弹力为:,剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,物体受到合力为零,加速度
对物体受力分析,物体受向下的重力和弹簧的弹力,由牛顿第二定律可知:加速度为:
,故AB均错误;
剪断轻弹簧的瞬间,轻绳拉力的大小是,弹簧弹力变为零,球的加速度为,故C正确,D错误;
故选C。
11.【答案】
【解析】对于匀变速直线运动
整理得
结合 图像可知,汽车运动的初速度大小为
图像中直线的斜率
解得
故A错误C正确;
B. 时间内汽车通过的位移为
时间内,物体发生的位移为
阴影部分的面积为
故B错误;
D.由图像的意义可知,某一时刻的纵坐标表示从时刻到该时刻汽车的平均速度
故 时间内,汽车的平均速度大小为。故D错误。
故选C。
12.【答案】 左
【解析】调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行,A正确;
B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,B正确;
C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,C错误;
D.本实验利用传感器测量拉力的大小,故实验中不需要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,D错误。
故选AB。
纸带点迹密集的部分与小车相连,故纸带的左端与小车相连。
根据逐差法可知
由牛顿第二定律得
则
又由图像可知
故
故选D。
加速度与力大致成正比,保证小车质量相同,由匀变速直线运动的规律可知
故完成该实验需要满足运动时间相同、小车质量相等。
故选AB。
13.【答案】解:末的速度;
匀加速直线运动的位移,
匀速运动的位移,
匀减速运动的位移,
总位移。
【解析】本题考查运动学的多过程问题。解决问题的关键是清楚电动车的运动过程,选择合适的运动学公式分析判断。
14.【答案】解:设小球落地点与释放点之间的水平距离为,
由得,
。
设小球落地时速度的竖直分量为,
,
落地速度的大小,
设与水平方向的夹角为,。
【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动。运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移。
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,知道分运动与合运动具有等时性,运动的时间由高度决定.
15.【答案】 ;,方向竖直向上;
【解析】不计小球和筷子之间的摩擦,根据受力分析可知
解得
不计小球和筷子之间的摩擦,根据牛顿第二定律
解得
方向竖直向上。
筷子对小球的压力太小时,小球有下滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向上,如图所示。小球平衡时,有
,
联立解得每根筷子对小球压力的最小值
16.【答案】解:因为,物块在传送带上做匀减速运动
加速度大小
由运动学公式
得
物块在斜面上上滑时设加速度大小为,到达斜面顶点时的速度大小为C
所以
斜面长
由运动学公式
得
设斜面体顶点与桌面的高度差为
所以桌面与台面之间的高度
物块滑上木板的速度
物块匀减速运动的加速度大小为
木板匀加速运动的加速度大小为
设物块与木板达到相同速度的时间为
解得
物块的位移
木板的位移
相对位移
木板原速率反弹,物块继续向右匀减速运动,木板向左匀减速运动,加速度大小不变
经过时间物块的速度减为
解得
此时木板的速度也为
此过程物块向右的位移
木板向左的位移
相对位移
所以木板的最短长度.
最初木板右端与挡板距离
【解析】本题考查了物块在传送带上的运动、斜面上的运动以及板块模型的综合应用,过程较多,难度较大,需认真分析物块得运动过程才能正确解题。分析物块在每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律结合运动学公式求解各个物理量。
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