湖北省黄石市大冶市第一中学2024-2025学年高一上学期入学考试物理试题
1.(2024高一上·大冶开学考)在《与朱元思书》中如下片段:“风烟俱静,天山共色。从流飘荡,任意东西。”后两句写的是诗人乘坐着船随江水飘荡,任凭船随水漂去。从物理学角度,若诗人认为船是静止的,他选择的参照物是( )
A.诗人自己 B.空中飞鸟 C.岸边青山 D.天上云朵
【答案】A
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】A.参照物:在研究机械运动时,人们事先选定的、假设不动的,作为基准的物体叫做参照物。诗人选择的参照物是诗人自己,他认为船是静止的。故A正确;
B.诗人选择的参照物是空中飞鸟,参照物和物体位置发生改变,船是运动的。故B错误;
C.诗人选择的参照物是岸边青山,参照物和物体位置发生改变,船是运动的。故C错误;
D.诗人选择的参照物是天上云朵,船是运动的。故D错误。
故选A。
【分析】根据参照物选择和对运动描述分析判断。参照物:在研究机械运动时,人们事先选定的、假设不动的,作为基准的物体叫做参照物。通常情况下,多以地面为参照物。
2.(2024高一上·大冶开学考)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某导航软件的一张截图,表示了某次导航的推荐路线,其路线中有两组数据,其中一组为10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
C.研究汽车在行进路线中的位置时,可以把汽车看作质点
D.根据这组数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;平均速度
【解析】【解答】A.时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,时间间隔是两时刻的间隔,是时间轴上的一段,10分钟表示的是一个时间段,表示时间间隔,故A错误;
B.位移是由初位置指向末位置的有向线段,是矢量,有大小、方向,5.4公里表示了此次行程的轨迹,是路程,故B错误;
C.物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看作一个质点,研究汽车在行进路线中的位置时汽车的大小可以忽略,可以把汽车看做质点,故C正确;
D.由于题目中的数据不知道位移大小,故不能算出此次行程的平均速度大小,故D错误。
故选C。
【分析】位移是由初位置指向末位置的有向线段,是矢量,有大小、方向;路程是物体实际运动轨迹的长度,是标量,只有大小;平均速度是位移与时间的比值。
3.(2024高一上·大冶开学考)踢毽子是一项深受大众喜爱的传统健身运动。在某次踢毽子的过程中,关于毽子和脚之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.毽子对脚的作用力大于脚对毽子的作用力
B.毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力
C.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力方向相同
D.脚对毽子的作用力是由于脚发生形变产生的
【答案】D
【知识点】形变与弹力;牛顿第三定律
【解析】【解答】ABC.毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力是相互作用力,根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力的关系,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;二者大小相等,方向相反,故ABC错误;
D.由弹力的产生可知,脚对毽子的作用力是由于脚发生形变产生的,故D正确。
故选D。
【分析】作用力和反作用力的关系:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;另外两者一定是同性质力,作用在不同的物体上。
4.(2024高一上·大冶开学考)如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为3.0×103kg,其推进器的平均推力为900N,在飞船与空间站对接后,推进器工作5s内,测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s,则空间站的质量为( )
A.8.7×104 kg B.9.0×104 kg C.6.0×104 kg D.6.0×103 kg
【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】由加速度公式可求得整体的加速度,把空间站和飞船看成一个整体加速度为
由牛顿第二定律可求得整体的质量
故A正确,BCD错误.
【分析】由加速度公式可求得整体的加速度;由牛顿第二定律可求得整体的质量,则可求得空间站的质量。
5.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,两个相同的滑轮组采用不同的绕绳方法,将同一重物相同时间内匀速 升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是( )
A.,移动的距离多 B.的功率大
C.所做的额外功多 D.两装置的机械效率相同
【答案】D
【知识点】力学
【解析】【解答】A.混轮组省力情况和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,段数越多,越省力,左侧滑轮组拉力
绳子端移动距离和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,F1移动距离
s1=2h
右侧滑轮组拉力
F2移动距离
因此
F2移动距离多,故A错误;
B.的功率等于总功除以时间
的功率
则
故B错误;
CD.不计绳重和摩擦,提升动滑轮做的功为滑轮组的额外功,额外功和动滑轮的重力有关,两装置中滑轮相同,提升相同的高度,故两滑轮采用不同的绕绳方式做的额外功相同,有用功相同,机械效率相同,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】绳子端移动距离和与动滑轮相连接的绳子的段数有关;混轮组省力情况和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,段数越多,越省力;不计绳重和摩擦时,额外功和动滑轮的重力有关;机械效率是有用功和总功的比值。
6.(2024高一上·大冶开学考)如图甲是某同学写字时的握笔姿势,如图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力,下列说法正确的是( )
A.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上
B.图甲中手的握力越大,笔所受的摩擦力越大
C.图甲中笔可能不受摩擦力
D.图乙中笔可能不受摩擦力
【答案】A
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力
【解析】【解答】A.对笔受力分析,可知笔受到重力和手的作用力,根据受力平衡,手对笔的力竖直向上与重力相反,故A正确;
BCD.对笔受力分析,笔受到静摩擦力与重力沿笔尖方向的分力相等,重力分力不变,则摩擦力不变,故BCD错误。
故选A。
【分析】对笔受力分析,根据受力平衡分析的方向。
7.(2024高一上·大冶开学考)巴以冲突中,无人机被广泛用来扔炸弹,有三架无人机、、,离地面的高度分别为。若先后顺次由静止释放炸弹,炸弹刚好同时落到地面,释放炸弹时无人机静止在空中,不计空气阻力,则( )
A.三者到达地面时的速度大小之比是3∶2∶1
B.三者运动时间之比为
C.与开始下落的时间差等于与开始下落的时间差
D.若三个炸弹同时释放,落至地面的时间之比为
【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A.根据速度位移关系三者到达地面时的速度大小之比是
故A错误;
BD.根据位移时间关系三者运动时间之比为
若三个炸弹同时释放,落至地面的时间之比为
故B正确,D错误;
C.三个小球均做自由落体运动,由自由落体的运动规律,b与a开始下落时间差
与开始下落的时间差
则
故C错误。
故选B。
【分析】三个小球均做自由落体运动,则由自由落体的运动规律得出通式,则可求得各项比值,小球做自由落体运动,加速度为重力加速度。
8.(2024高一上·大冶开学考)下列探究物理规律的实验与其应用对应关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C,D
【知识点】力学;电磁学;光学
【解析】【解答】A.潜望镜是利用光的反射规律来工作的,故A错误;
B.飞机是利用流体流速大的地方压强小的规律来工作的,上方流速大压强小,压力差让飞机上升,故B错误;
C.动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的,工作时把机械能转化为电能,故C正确;
D.物距大于一倍焦距,小于两倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像,投影仪是利用该原理来工作的,故D正确。
故选 CD。
【分析】潜望镜是利用光的反射规律来工作的,机是利用流体流速大的地方压强小的规律来工作的。
9.(2024高一上·大冶开学考)有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的x—t图像如左图所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v—t图像如右图所示。在0到5s这段时间内,根据图像做出的以下判断中正确的是( )
A.物体A和B均做匀加速直线运动且A的加速度比B大
B.在0 ~ 3s的时间内,物体B运动的位移为10m
C.t = 3s时,物体C追上物体D
D.t = 3s时,物体C与物体D之间有最大间距
【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.位移—时间图象:倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,x—t图像斜率表示速度,A和B的斜率都不为零,都为固定值,且A的斜率大于B的斜率,所以A和B均做匀速直线运动且A的速度比B大,A错误;
B.倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,坐标的变化量表示位移。由左图可得,在0 ~ 3s的时间内,物体B运动的位移为10m,B正确;
CD.v—t图像的面积表示位移,交点表示速度相等,且物体C、D从同一地点沿同一方向运动,则相遇前当C和D速度相同时,即t = 3s时,相距最远为
C错误、D正确。
故选BD。
【分析】位移—时间图象:倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,斜率等于速度;速度—时间图象的“面积”表示位移,交点表示速度相等,分析两物体的运动情况,判断C、D间距离的变化。
10.(2024高一上·大冶开学考)交通部门常用测速仪来检测车速,如图所示,测速仪固定,一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动,某一时刻时,测速仪发出一超声波脉冲,时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,时测速仪再次发出一超声波脉冲,时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲。假设超声波的速度为340m/s,根据以上测量数据,下列判断与计算正确的是( )
A.被测汽车速度为20m/s
B.被测汽车速度为21.25m/s
C.被测汽车第一次反射超声波脉冲时,离测速仪的距离为204m
D.被测汽车两次反射超声波脉冲的时间差为1.7s
【答案】A,D
【知识点】匀速直线运动
【解析】【解答】AB.测速仪第一次发出超声波时,经过了0.3s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也行驶了0.3s的时间,汽车收到第一次信号时,经过的时间为
汽车距测速仪
在第二次发出的信号,在与汽车相遇返回到测速仪时,超声波行驶了0.2s,经过的时间为
此时汽车距测速仪
汽车收到两次信号距离测速仪的距离差
再找出行驶这段时间所用的时间
则汽车的速度
故A正确,B错误;
CD.由以上分析可知,被测汽车第一次反射超声波脉冲时,离测速仪的距离为102m;被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.7s,故C错误,D正确。
故选 AD。
【分析】这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离,再找出行驶这段时间所用的时间(汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间,就是汽车运动的时间),利用速度公式即可得解。
11.(2024高一上·大冶开学考)同学们在“制作弹簧测力计”的物理兴趣活动中发现:在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度就会越长,根据这一现象,小明和小红提出如下猜想:
【猜想与假设】
小明:弹簧的伸长量可能跟它受到的拉力成正比;
小红:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。
为了验证他们的猜想,进行了如下实验:
【进行实验与收集证据】
(1)按照图1组装实验器材,钩码挂在弹簧测力计下静止时,依据 条件可知,钩码受到的拉力等于它受到的重力。
(2)在弹簧测力计下挂1个钩码,用 测出弹簧的长度及其伸长量,并读出拉力的大小,改变钩码的个数,重复上述过程。实验记录的数据如下表所示,其中有一次数据忘了记录,请你帮助小明完成下表中的数据填写。
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码的个数/个 0 1 2 3 4 5
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧长度/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
弹簧伸长量/cm 0 1.2 2.4 3.6 6.0
【分析与论证】分析实验数据可知,在弹性范围内,弹簧的 跟它受到的拉力成正比。
【交流评估】生活中我们利用弹簧制作成测力计,会发现测力计所选用的金属丝的材质、弹簧的匝数、原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,针对此现象你认为弹簧的伸长量还与 有关。
【拓展】实验结束后,小明选用甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图2所示的图像,图像中只有OA段和OB段是弹性形变.若他要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧 ,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 。(均选填“甲”或“乙”)
【答案】(1)二力平衡
(2)刻度尺;4.8;伸长量;弹簧的横截面积(或弹簧的粗细);乙;甲
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)根据图可知钩码静止时受竖直向下的重力和弹簧对钩码竖直向上的拉力,二者属于一对平衡力;
(2)一般实验室测量长度都使用刻度尺;由表格数据可知,弹簧下无钩码时,弹簧的自然长度为6.0cm,第5次实验中弹簧的长度为10.8cm,所以第5次实验中弹簧的伸长量为10.8cm-6.0cm=4.8cm,当弹簧所受拉力增加几倍,弹簧的伸长量也随着增大几倍,故在弹性范围内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比;
金属丝的材质、弹簧的匝数,原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,说明弹簧的伸长量还与弹簧的横截面积(或弹簧的粗细)有关;
显然,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧乙。由图可知,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧甲较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
【分析】(1)由二力平衡条件可知,钩码受到弹簧的拉力等于钩码受到的重力
(2)用刻度尺测出弹簧的长度及其伸长量,根据长度确定拉力大小,比较量程;根据在弹性限度内,弹簧甲能承受的最大拉力是4N,而弹簧乙能承受的最大拉力是8N 分析解答。
(1)根据图18可知钩码静止时受竖直向下的重力和弹簧对钩码竖直向上的拉力,二者属于一对平衡力,由二力平衡条件可知,钩码受到弹簧的拉力等于钩码受到的重力;
(2)[1] 一般实验室测量长度都使用刻度尺,所以要用刻度尺测出弹簧的长度及其伸长量;
[2] 由表格数据可知,弹簧下无钩码时,弹簧的自然长度为6.0cm,第5次实验中弹簧的长度为10.8cm,所以第5次实验中弹簧的伸长量为
10.8cm-6.0cm=4.8cm
[3] 分析表格数据可知,当弹簧所受拉力增加几倍,弹簧的伸长量也随着增大几倍,即弹簧的伸长量与它受到的拉力的比值为定值,故在弹性范围内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比;
[4] 金属丝的材质、弹簧的匝数,原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,说明弹簧的伸长量还与弹簧的横截面积(或弹簧的粗细)有关;
[5][6] 在弹性限度内,弹簧甲能承受的最大拉力是4N,而弹簧乙能承受的最大拉力是8N;显然,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧乙。由图可知,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧甲较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
12.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,一个小球沿斜面向下运动,用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在连续相等时间内的位移之差 (选填“相等”或“不相等”),小球的运动性质属于 直线运动。
(2)甲、乙两位同学计算小球加速度的方法如下:
甲同学:,,,;
乙同学:,,。
你认为甲、乙两位同学中哪位同学的计算方法较准确? ,加速度为 。
(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为 m/s。
【答案】(1)相等;匀加速
(2)乙;1.1
(3)0.875
【知识点】加速度;瞬时速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】(1)由表中数据可知
当物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,小球做匀加速直线运动。
(2)根据Δx=aT2,运用逐差法求出加速度的大小,甲得到的加速度
乙得到的加速度
乙同学用到了所有数据,故所求加速度较准确,加速度为
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度。则图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为
【分析】(1)当物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,物体做匀变速直线运动.
(2)根据Δx=aT2,运用逐差法求出加速度的大小,
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度。
(1)[1][2]由表中数据可知
x4-x3=x3-x2=x2-x1=1.10cm
即小球在连续相等时间内的位移之差相等,小球做匀加速直线运动。
(2)[1][2]甲得到的加速度
乙得到的加速度
乙同学用到了所有数据,故所求加速度较准确,加速度为
(3)匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为
13.(2024高一上·大冶开学考)如图所示为一种400m的跑道,直道部分AB、CD的长度均为100m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也均为100m。已知某同学参加200m赛跑,A点为200m赛跑的起点,经B点跑到终点C,且从A点跑到弯道BC的中点P用时20s。求:
(1)该同学的路程和位移;
(2)该同学从起点跑至弯道BC的中点P时的路程和平均速度。
【答案】(1)该同学完成200 m赛跑,通过的路程
s=200 m
100 m长的弯道部分BC、DA是半圆弧,对应的半径
r=m
因此该同学的位移大小
方向为A指向C。
(2)该同学跑至弯道BC中点P时的路程为
s'=100 m+50 m=150 m
位移大小
方向为A指向P;则从A到P的平均速度大小
方向为A指向P。
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【分析】(1)路程等于物体运动轨迹的长度,位移的大小等于首末位置的距离,平均速度是位移与时间的比值;
(2)位移的大小等于首末位置的距离,平均速率是路程与时间的比值。
14.(2024高一上·大冶开学考)如图1是小明家某型号电热加湿器的原理图。、都是发热电阻,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换。某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水的质量为2kg,其工作30min过程中的加热功率与时间图像如图2所示。
(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与哪些触点相连?
(2)已知“高挡”加热产生热量的84%被水吸收,则“高挡”加热过程中可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?
(3)求电阻的阻值。
(4)用电高峰期,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在“低挡”加热,发的电能表转盘在400s内转过27转,则此时“低挡”的实际功率是多少?
【答案】(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与触点3、4相连,此时被短路,只有接入电路,根据可知,电压不变,电阻越小,电功率越大,故旋转开关S与触点3、4相连。
(2)由题图2知,加湿器高挡时的功率为400W,在高挡工作时间为10min,根据
可得,加湿器在高挡正常工作时消耗的电能
W=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
水吸收的热量
Q吸=ηW=84%×2.4×105J=2.016×105J
又因为
Q吸=cmΔt
水升高的温度
代入数据
(3)由题图1知,开关S接“3、4”触点时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,电源电压一定,根据
可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡则R1的阻值为
同理,当开关S接“2、3”触点时,电路为R1与R2的串联电路,电路中的总电阻最大处于低挡,此时电路中的总电阻
所以电阻R2的阻值为
(4)电能表的转盘转过27转时,电热加湿器在400s内消耗的电能
电热加湿器在低挡加热的实际功率
【知识点】电磁学;热学
【解析】【分析】(1)由图甲可知,开关S接“1、2”触点时,电路断路,据此判断电热加湿器的状态;
(2)由图乙知工作30min内高挡工作的时间,求出在高挡正常工作时消耗的电能,如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,利用Q吸=cmΔt求出水升高的温度;
(3)由图甲知,开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电热加湿器的功率最大,处于高挡,根据P=UI求出电热加湿器中R1的阻值;
(4)3000revs/(kW h)表示:每消耗1kW h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出电能表的转盘转过27r时消耗的电能,根据P=W/t求出加湿器在低挡加热的实际功率。
(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与触点3、4相连,此时被短路,只有接入电路,根据
可知,电压不变,电阻越小,电功率越大,故旋转开关S与触点3、4相连。
(2)由题图2知,加湿器高挡时的功率为400W,在高挡工作时间为10min,根据
可得,加湿器在高挡正常工作时消耗的电能
W=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
水吸收的热量
Q吸=ηW=84%×2.4×105J=2.016×105J
又因为
Q吸=cmΔt
水升高的温度
代入数据
(3)由题图1知,开关S接“3、4”触点时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,电源电压一定,根据
可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡则R1的阻值为
同理,当开关S接“2、3”触点时,电路为R1与R2的串联电路,电路中的总电阻最大处于低挡,此时电路中的总电阻
所以电阻R2的阻值为
(4)电能表的转盘转过27转时,电热加湿器在400s内消耗的电能
电热加湿器在低挡加热的实际功率
15.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开直升机后由静止自由下落80 m,然后张开降落伞沿竖直方向匀速下降160 m,最后沿竖直方向匀减速下降400 m恰好到达地面静止。g取10 m/s2,求:
(1)自由落体运动结束时运动员的速度大小和减速下降时的加速度大小;
(2)运动员从离开直升机至到达地面的总时间。
【答案】(1)设运动员自由落体运动的时间为t1,自由落体运动结束时运动员的速度为vm,着地速度为0,根据自由落体运动规律得
解得
根据
解得
在减速阶段,有
解得
加速度大小为,方向竖直向上。
(2)设匀速运动的时间为t2,匀减速运动的时间为t3,由匀速直线运动规律得
解得
因匀减速到零,可以看作反向匀加速运动,根据
解得
所以运动员从离开直升机至到达地面的总时间
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】(1)根据自由落体运动的速度—位移公式求出速度,根据匀变速直线运动的速度—位移公式求出加速度大小;
(2)求出每段位移的时间并求总时间。
1 / 1湖北省黄石市大冶市第一中学2024-2025学年高一上学期入学考试物理试题
1.(2024高一上·大冶开学考)在《与朱元思书》中如下片段:“风烟俱静,天山共色。从流飘荡,任意东西。”后两句写的是诗人乘坐着船随江水飘荡,任凭船随水漂去。从物理学角度,若诗人认为船是静止的,他选择的参照物是( )
A.诗人自己 B.空中飞鸟 C.岸边青山 D.天上云朵
2.(2024高一上·大冶开学考)智能手机上装载的众多app软件改变着我们的生活。如图所示为某导航软件的一张截图,表示了某次导航的推荐路线,其路线中有两组数据,其中一组为10分钟,5.4公里,下列说法正确的是( )
A.10分钟表示的是某个时刻
B.5.4公里表示了此次行程的位移的大小
C.研究汽车在行进路线中的位置时,可以把汽车看作质点
D.根据这组数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
3.(2024高一上·大冶开学考)踢毽子是一项深受大众喜爱的传统健身运动。在某次踢毽子的过程中,关于毽子和脚之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.毽子对脚的作用力大于脚对毽子的作用力
B.毽子对脚的作用力小于脚对毽子的作用力
C.脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力方向相同
D.脚对毽子的作用力是由于脚发生形变产生的
4.(2024高一上·大冶开学考)如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为3.0×103kg,其推进器的平均推力为900N,在飞船与空间站对接后,推进器工作5s内,测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s,则空间站的质量为( )
A.8.7×104 kg B.9.0×104 kg C.6.0×104 kg D.6.0×103 kg
5.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,两个相同的滑轮组采用不同的绕绳方法,将同一重物相同时间内匀速 升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是( )
A.,移动的距离多 B.的功率大
C.所做的额外功多 D.两装置的机械效率相同
6.(2024高一上·大冶开学考)如图甲是某同学写字时的握笔姿势,如图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力,下列说法正确的是( )
A.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上
B.图甲中手的握力越大,笔所受的摩擦力越大
C.图甲中笔可能不受摩擦力
D.图乙中笔可能不受摩擦力
7.(2024高一上·大冶开学考)巴以冲突中,无人机被广泛用来扔炸弹,有三架无人机、、,离地面的高度分别为。若先后顺次由静止释放炸弹,炸弹刚好同时落到地面,释放炸弹时无人机静止在空中,不计空气阻力,则( )
A.三者到达地面时的速度大小之比是3∶2∶1
B.三者运动时间之比为
C.与开始下落的时间差等于与开始下落的时间差
D.若三个炸弹同时释放,落至地面的时间之比为
8.(2024高一上·大冶开学考)下列探究物理规律的实验与其应用对应关系正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2024高一上·大冶开学考)有四个运动的物体A、B、C、D,物体A、B运动的x—t图像如左图所示;物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v—t图像如右图所示。在0到5s这段时间内,根据图像做出的以下判断中正确的是( )
A.物体A和B均做匀加速直线运动且A的加速度比B大
B.在0 ~ 3s的时间内,物体B运动的位移为10m
C.t = 3s时,物体C追上物体D
D.t = 3s时,物体C与物体D之间有最大间距
10.(2024高一上·大冶开学考)交通部门常用测速仪来检测车速,如图所示,测速仪固定,一辆汽车正在向测速仪做匀速直线运动,某一时刻时,测速仪发出一超声波脉冲,时测速仪接收到经汽车反射的超声波脉冲,时测速仪再次发出一超声波脉冲,时测速仪再次接收到经汽车反射的第二个超声波脉冲。假设超声波的速度为340m/s,根据以上测量数据,下列判断与计算正确的是( )
A.被测汽车速度为20m/s
B.被测汽车速度为21.25m/s
C.被测汽车第一次反射超声波脉冲时,离测速仪的距离为204m
D.被测汽车两次反射超声波脉冲的时间差为1.7s
11.(2024高一上·大冶开学考)同学们在“制作弹簧测力计”的物理兴趣活动中发现:在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度就会越长,根据这一现象,小明和小红提出如下猜想:
【猜想与假设】
小明:弹簧的伸长量可能跟它受到的拉力成正比;
小红:弹簧的长度可能跟它受到的拉力成正比。
为了验证他们的猜想,进行了如下实验:
【进行实验与收集证据】
(1)按照图1组装实验器材,钩码挂在弹簧测力计下静止时,依据 条件可知,钩码受到的拉力等于它受到的重力。
(2)在弹簧测力计下挂1个钩码,用 测出弹簧的长度及其伸长量,并读出拉力的大小,改变钩码的个数,重复上述过程。实验记录的数据如下表所示,其中有一次数据忘了记录,请你帮助小明完成下表中的数据填写。
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码的个数/个 0 1 2 3 4 5
拉力/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
弹簧长度/cm 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.0
弹簧伸长量/cm 0 1.2 2.4 3.6 6.0
【分析与论证】分析实验数据可知,在弹性范围内,弹簧的 跟它受到的拉力成正比。
【交流评估】生活中我们利用弹簧制作成测力计,会发现测力计所选用的金属丝的材质、弹簧的匝数、原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,针对此现象你认为弹簧的伸长量还与 有关。
【拓展】实验结束后,小明选用甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图2所示的图像,图像中只有OA段和OB段是弹性形变.若他要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧 ,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 。(均选填“甲”或“乙”)
12.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,一个小球沿斜面向下运动,用每间隔曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则
8.20 9.30 10.40 11.50
(1)小球在连续相等时间内的位移之差 (选填“相等”或“不相等”),小球的运动性质属于 直线运动。
(2)甲、乙两位同学计算小球加速度的方法如下:
甲同学:,,,;
乙同学:,,。
你认为甲、乙两位同学中哪位同学的计算方法较准确? ,加速度为 。
(3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为 m/s。
13.(2024高一上·大冶开学考)如图所示为一种400m的跑道,直道部分AB、CD的长度均为100m,弯道部分BC、DA是半圆弧,其长度也均为100m。已知某同学参加200m赛跑,A点为200m赛跑的起点,经B点跑到终点C,且从A点跑到弯道BC的中点P用时20s。求:
(1)该同学的路程和位移;
(2)该同学从起点跑至弯道BC的中点P时的路程和平均速度。
14.(2024高一上·大冶开学考)如图1是小明家某型号电热加湿器的原理图。、都是发热电阻,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换。某次使用加湿器在额定电压下工作,加湿器注水仓中加注冷水的质量为2kg,其工作30min过程中的加热功率与时间图像如图2所示。
(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与哪些触点相连?
(2)已知“高挡”加热产生热量的84%被水吸收,则“高挡”加热过程中可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃?
(3)求电阻的阻值。
(4)用电高峰期,小明断开家中其他所有用电器,只接通加湿器在“低挡”加热,发的电能表转盘在400s内转过27转,则此时“低挡”的实际功率是多少?
15.(2024高一上·大冶开学考)如图所示,跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开直升机后由静止自由下落80 m,然后张开降落伞沿竖直方向匀速下降160 m,最后沿竖直方向匀减速下降400 m恰好到达地面静止。g取10 m/s2,求:
(1)自由落体运动结束时运动员的速度大小和减速下降时的加速度大小;
(2)运动员从离开直升机至到达地面的总时间。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】A.参照物:在研究机械运动时,人们事先选定的、假设不动的,作为基准的物体叫做参照物。诗人选择的参照物是诗人自己,他认为船是静止的。故A正确;
B.诗人选择的参照物是空中飞鸟,参照物和物体位置发生改变,船是运动的。故B错误;
C.诗人选择的参照物是岸边青山,参照物和物体位置发生改变,船是运动的。故C错误;
D.诗人选择的参照物是天上云朵,船是运动的。故D错误。
故选A。
【分析】根据参照物选择和对运动描述分析判断。参照物:在研究机械运动时,人们事先选定的、假设不动的,作为基准的物体叫做参照物。通常情况下,多以地面为参照物。
2.【答案】C
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;平均速度
【解析】【解答】A.时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,时间间隔是两时刻的间隔,是时间轴上的一段,10分钟表示的是一个时间段,表示时间间隔,故A错误;
B.位移是由初位置指向末位置的有向线段,是矢量,有大小、方向,5.4公里表示了此次行程的轨迹,是路程,故B错误;
C.物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看作一个质点,研究汽车在行进路线中的位置时汽车的大小可以忽略,可以把汽车看做质点,故C正确;
D.由于题目中的数据不知道位移大小,故不能算出此次行程的平均速度大小,故D错误。
故选C。
【分析】位移是由初位置指向末位置的有向线段,是矢量,有大小、方向;路程是物体实际运动轨迹的长度,是标量,只有大小;平均速度是位移与时间的比值。
3.【答案】D
【知识点】形变与弹力;牛顿第三定律
【解析】【解答】ABC.毽子对脚的作用力与脚对毽子的作用力是相互作用力,根据牛顿第三定律可知作用力和反作用力的关系,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;二者大小相等,方向相反,故ABC错误;
D.由弹力的产生可知,脚对毽子的作用力是由于脚发生形变产生的,故D正确。
故选D。
【分析】作用力和反作用力的关系:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;另外两者一定是同性质力,作用在不同的物体上。
4.【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】由加速度公式可求得整体的加速度,把空间站和飞船看成一个整体加速度为
由牛顿第二定律可求得整体的质量
故A正确,BCD错误.
【分析】由加速度公式可求得整体的加速度;由牛顿第二定律可求得整体的质量,则可求得空间站的质量。
5.【答案】D
【知识点】力学
【解析】【解答】A.混轮组省力情况和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,段数越多,越省力,左侧滑轮组拉力
绳子端移动距离和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,F1移动距离
s1=2h
右侧滑轮组拉力
F2移动距离
因此
F2移动距离多,故A错误;
B.的功率等于总功除以时间
的功率
则
故B错误;
CD.不计绳重和摩擦,提升动滑轮做的功为滑轮组的额外功,额外功和动滑轮的重力有关,两装置中滑轮相同,提升相同的高度,故两滑轮采用不同的绕绳方式做的额外功相同,有用功相同,机械效率相同,故C错误,D正确。
故选D。
【分析】绳子端移动距离和与动滑轮相连接的绳子的段数有关;混轮组省力情况和与动滑轮相连接的绳子的段数有关,段数越多,越省力;不计绳重和摩擦时,额外功和动滑轮的重力有关;机械效率是有用功和总功的比值。
6.【答案】A
【知识点】受力分析的应用;静摩擦力
【解析】【解答】A.对笔受力分析,可知笔受到重力和手的作用力,根据受力平衡,手对笔的力竖直向上与重力相反,故A正确;
BCD.对笔受力分析,笔受到静摩擦力与重力沿笔尖方向的分力相等,重力分力不变,则摩擦力不变,故BCD错误。
故选A。
【分析】对笔受力分析,根据受力平衡分析的方向。
7.【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A.根据速度位移关系三者到达地面时的速度大小之比是
故A错误;
BD.根据位移时间关系三者运动时间之比为
若三个炸弹同时释放,落至地面的时间之比为
故B正确,D错误;
C.三个小球均做自由落体运动,由自由落体的运动规律,b与a开始下落时间差
与开始下落的时间差
则
故C错误。
故选B。
【分析】三个小球均做自由落体运动,则由自由落体的运动规律得出通式,则可求得各项比值,小球做自由落体运动,加速度为重力加速度。
8.【答案】C,D
【知识点】力学;电磁学;光学
【解析】【解答】A.潜望镜是利用光的反射规律来工作的,故A错误;
B.飞机是利用流体流速大的地方压强小的规律来工作的,上方流速大压强小,压力差让飞机上升,故B错误;
C.动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的,工作时把机械能转化为电能,故C正确;
D.物距大于一倍焦距,小于两倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像,投影仪是利用该原理来工作的,故D正确。
故选 CD。
【分析】潜望镜是利用光的反射规律来工作的,机是利用流体流速大的地方压强小的规律来工作的。
9.【答案】B,D
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A.位移—时间图象:倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,x—t图像斜率表示速度,A和B的斜率都不为零,都为固定值,且A的斜率大于B的斜率,所以A和B均做匀速直线运动且A的速度比B大,A错误;
B.倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,坐标的变化量表示位移。由左图可得,在0 ~ 3s的时间内,物体B运动的位移为10m,B正确;
CD.v—t图像的面积表示位移,交点表示速度相等,且物体C、D从同一地点沿同一方向运动,则相遇前当C和D速度相同时,即t = 3s时,相距最远为
C错误、D正确。
故选BD。
【分析】位移—时间图象:倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,斜率等于速度;速度—时间图象的“面积”表示位移,交点表示速度相等,分析两物体的运动情况,判断C、D间距离的变化。
10.【答案】A,D
【知识点】匀速直线运动
【解析】【解答】AB.测速仪第一次发出超声波时,经过了0.3s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也行驶了0.3s的时间,汽车收到第一次信号时,经过的时间为
汽车距测速仪
在第二次发出的信号,在与汽车相遇返回到测速仪时,超声波行驶了0.2s,经过的时间为
此时汽车距测速仪
汽车收到两次信号距离测速仪的距离差
再找出行驶这段时间所用的时间
则汽车的速度
故A正确,B错误;
CD.由以上分析可知,被测汽车第一次反射超声波脉冲时,离测速仪的距离为102m;被测汽车二次反射超声波脉冲的时间差为1.7s,故C错误,D正确。
故选 AD。
【分析】这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离,再找出行驶这段时间所用的时间(汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间,就是汽车运动的时间),利用速度公式即可得解。
11.【答案】(1)二力平衡
(2)刻度尺;4.8;伸长量;弹簧的横截面积(或弹簧的粗细);乙;甲
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】(1)根据图可知钩码静止时受竖直向下的重力和弹簧对钩码竖直向上的拉力,二者属于一对平衡力;
(2)一般实验室测量长度都使用刻度尺;由表格数据可知,弹簧下无钩码时,弹簧的自然长度为6.0cm,第5次实验中弹簧的长度为10.8cm,所以第5次实验中弹簧的伸长量为10.8cm-6.0cm=4.8cm,当弹簧所受拉力增加几倍,弹簧的伸长量也随着增大几倍,故在弹性范围内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比;
金属丝的材质、弹簧的匝数,原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,说明弹簧的伸长量还与弹簧的横截面积(或弹簧的粗细)有关;
显然,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧乙。由图可知,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧甲较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
【分析】(1)由二力平衡条件可知,钩码受到弹簧的拉力等于钩码受到的重力
(2)用刻度尺测出弹簧的长度及其伸长量,根据长度确定拉力大小,比较量程;根据在弹性限度内,弹簧甲能承受的最大拉力是4N,而弹簧乙能承受的最大拉力是8N 分析解答。
(1)根据图18可知钩码静止时受竖直向下的重力和弹簧对钩码竖直向上的拉力,二者属于一对平衡力,由二力平衡条件可知,钩码受到弹簧的拉力等于钩码受到的重力;
(2)[1] 一般实验室测量长度都使用刻度尺,所以要用刻度尺测出弹簧的长度及其伸长量;
[2] 由表格数据可知,弹簧下无钩码时,弹簧的自然长度为6.0cm,第5次实验中弹簧的长度为10.8cm,所以第5次实验中弹簧的伸长量为
10.8cm-6.0cm=4.8cm
[3] 分析表格数据可知,当弹簧所受拉力增加几倍,弹簧的伸长量也随着增大几倍,即弹簧的伸长量与它受到的拉力的比值为定值,故在弹性范围内,弹簧的伸长量跟它受到的拉力成正比;
[4] 金属丝的材质、弹簧的匝数,原长等均相同,弹簧的横截面积越大,测量时伸缩量就越小,说明弹簧的伸长量还与弹簧的横截面积(或弹簧的粗细)有关;
[5][6] 在弹性限度内,弹簧甲能承受的最大拉力是4N,而弹簧乙能承受的最大拉力是8N;显然,若要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧乙。由图可知,在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧甲较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
12.【答案】(1)相等;匀加速
(2)乙;1.1
(3)0.875
【知识点】加速度;瞬时速度;匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】(1)由表中数据可知
当物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,小球做匀加速直线运动。
(2)根据Δx=aT2,运用逐差法求出加速度的大小,甲得到的加速度
乙得到的加速度
乙同学用到了所有数据,故所求加速度较准确,加速度为
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度。则图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为
【分析】(1)当物体在连续相等时间内的位移之差是一恒量,物体做匀变速直线运动.
(2)根据Δx=aT2,运用逐差法求出加速度的大小,
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度。
(1)[1][2]由表中数据可知
x4-x3=x3-x2=x2-x1=1.10cm
即小球在连续相等时间内的位移之差相等,小球做匀加速直线运动。
(2)[1][2]甲得到的加速度
乙得到的加速度
乙同学用到了所有数据,故所求加速度较准确,加速度为
(3)匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球的瞬时速度为
13.【答案】(1)该同学完成200 m赛跑,通过的路程
s=200 m
100 m长的弯道部分BC、DA是半圆弧,对应的半径
r=m
因此该同学的位移大小
方向为A指向C。
(2)该同学跑至弯道BC中点P时的路程为
s'=100 m+50 m=150 m
位移大小
方向为A指向P;则从A到P的平均速度大小
方向为A指向P。
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【分析】(1)路程等于物体运动轨迹的长度,位移的大小等于首末位置的距离,平均速度是位移与时间的比值;
(2)位移的大小等于首末位置的距离,平均速率是路程与时间的比值。
14.【答案】(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与触点3、4相连,此时被短路,只有接入电路,根据可知,电压不变,电阻越小,电功率越大,故旋转开关S与触点3、4相连。
(2)由题图2知,加湿器高挡时的功率为400W,在高挡工作时间为10min,根据
可得,加湿器在高挡正常工作时消耗的电能
W=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
水吸收的热量
Q吸=ηW=84%×2.4×105J=2.016×105J
又因为
Q吸=cmΔt
水升高的温度
代入数据
(3)由题图1知,开关S接“3、4”触点时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,电源电压一定,根据
可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡则R1的阻值为
同理,当开关S接“2、3”触点时,电路为R1与R2的串联电路,电路中的总电阻最大处于低挡,此时电路中的总电阻
所以电阻R2的阻值为
(4)电能表的转盘转过27转时,电热加湿器在400s内消耗的电能
电热加湿器在低挡加热的实际功率
【知识点】电磁学;热学
【解析】【分析】(1)由图甲可知,开关S接“1、2”触点时,电路断路,据此判断电热加湿器的状态;
(2)由图乙知工作30min内高挡工作的时间,求出在高挡正常工作时消耗的电能,如果电阻R1在此次高挡加热时产生的热量全部被水吸收,利用Q吸=cmΔt求出水升高的温度;
(3)由图甲知,开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电热加湿器的功率最大,处于高挡,根据P=UI求出电热加湿器中R1的阻值;
(4)3000revs/(kW h)表示:每消耗1kW h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出电能表的转盘转过27r时消耗的电能,根据P=W/t求出加湿器在低挡加热的实际功率。
(1)该电热加湿器处于“高挡”时,旋转开关S与触点3、4相连,此时被短路,只有接入电路,根据
可知,电压不变,电阻越小,电功率越大,故旋转开关S与触点3、4相连。
(2)由题图2知,加湿器高挡时的功率为400W,在高挡工作时间为10min,根据
可得,加湿器在高挡正常工作时消耗的电能
W=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J
水吸收的热量
Q吸=ηW=84%×2.4×105J=2.016×105J
又因为
Q吸=cmΔt
水升高的温度
代入数据
(3)由题图1知,开关S接“3、4”触点时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电路中的总电阻最小,电源电压一定,根据
可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡则R1的阻值为
同理,当开关S接“2、3”触点时,电路为R1与R2的串联电路,电路中的总电阻最大处于低挡,此时电路中的总电阻
所以电阻R2的阻值为
(4)电能表的转盘转过27转时,电热加湿器在400s内消耗的电能
电热加湿器在低挡加热的实际功率
15.【答案】(1)设运动员自由落体运动的时间为t1,自由落体运动结束时运动员的速度为vm,着地速度为0,根据自由落体运动规律得
解得
根据
解得
在减速阶段,有
解得
加速度大小为,方向竖直向上。
(2)设匀速运动的时间为t2,匀减速运动的时间为t3,由匀速直线运动规律得
解得
因匀减速到零,可以看作反向匀加速运动,根据
解得
所以运动员从离开直升机至到达地面的总时间
【知识点】自由落体运动
【解析】【分析】(1)根据自由落体运动的速度—位移公式求出速度,根据匀变速直线运动的速度—位移公式求出加速度大小;
(2)求出每段位移的时间并求总时间。
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