2024级高一下学期5月联考
物理试题
一、选择题(1-7单选,每题4分;8-10多选,每题6分)
1.在下面列举的各个实例中(除A外都不计空气阻力),哪些过程中机械能是守恒的( )
A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
B.拉着一个小木块使它沿着光滑的斜面匀速上升
C.抛出的小石块在空中运动
D.在粗糙水平面上运动的小球碰到弹簧,把弹簧压缩后,又被弹回来
2.如图所示,东湖风景区内的东湖之眼摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动,其直径为49.9米,转一圈的时间为13分14秒,可同时容纳112人乘坐。下列说法正确的是( )
A.乘客在最高点处于超重状态
B.乘客在整个运动过程中的机械能不变
C.乘客在整个运动过程中所受合力不变
D.乘客随座舱转动的线速度大约为0.2m/s
3.如图1所示是某款小游戏,物体需要从平台A跳跃到前方更高的平台B上。假设不同的操作方式会使物体的运动轨迹出现如图2所示的两种情况,则由图2可推断出( )
A.轨迹甲的起跳速度较大
B.轨迹乙的运动时间较长
C.两条轨迹最高点速度相同
D.两条轨迹起跳瞬间重力的功率相同
4.一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星,其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一、已知地球半径为R,则该卫星离地面的高度为( )
A.R B.2R C.3R D.4R
5.质量为1kg的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为。时,该物体所受合力的功率为( )
A.2W B.4W C.6W D.8W
6.如图所示,载有防疫物资的无人驾驶小车,在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg,MN=PQ=20m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。下列说法不正确的有( )
A.从M到N,小车牵引力大小为40N
B.从M到N,小车克服摩擦力做功800J
C.从P到Q,小车重力势能增加1×104J
D.从P到Q,小车克服摩擦力做功700J
7.如图所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧固定在水平地面上。质量为m的小球从弹簧正上方高h处自由下落,当弹簧的压缩量为x时,小球到达最低点。不计空气阻力,重力加速度为g。此过程中( )
A.小球的机械能守恒
B.小球到距地面高度为时动能最大
C.小球最大动能为
D.弹簧最大弹性势能为
8.如图甲所示,在水平地面上放置一木块,其质量,木块在水平推力F作用下运动,推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.木块先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动
B.木块运动的过程中,其克服摩擦力所做的功
C.木块运动的过程中,合力做的功为
D.木块在运动过程中的加速度一直变大
9.如图所示,物体在一个平行于粗糙斜面向上的拉力F的作用下,以一定的速度沿倾角为的斜面向上做匀速直线运动,物体在沿斜面向上的运动过程中,以下说法正确的有( )
A.物体的机械能增加
B.物体的机械能保持不变
C.力F对物体做功等于系统内能增加量
D.F与摩擦力所做功的总功等于物体重力势能的增加量
10.如图所示,轻绳一端竖直固定在天花板上,另一端跨过定滑轮后与放在光滑水平桌面上的物块b相连,绳与水平桌面平行,托住a使轻绳张紧且系统静止。已知物块a的质量为3m,物块b的质量为m,重力加速度为g,a离地面足够高,b始终未接触定滑轮,不计空气阻力、滑轮的质量和摩擦。现将a由静止释放,在b向右运动距离为L的过程中,下列说法正确的是( )
A.a的速度与b的速度大小相等
B.a减少的机械能等于b增加的动能
C.重力对a做的功为
D.a的最大速度为
二、实验题
11.(6分)如图是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的是 .
a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平
b.每次小球释放的初始位置可以任意选择
c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,如图中y-x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 .
(3)在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置,如图,取A点为坐标原点,各点的位置坐标如图所示,( g取10m/s2),则小球抛出点的位置坐标是 (以cm为单位,答案不必再写出单位,注意正负号);小球平抛的初速度为 m/s
12.(9分)某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为 ;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了 ,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为 ;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于 ,可认为该系统机械能守恒。
四、解答题
13.(10分)汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍.求:
(1)汽车在路面上能达到的最大速度;
(2)若汽车从静止开始保持1m/s2 的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间?
14.(14分)如图所示,右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5m,一个质量为m=0.5kg的木块在F=1.5N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取。求:
(1)木块第一次到达B端时的动能;
(2)木块沿光滑弧形槽上升的最大高度h(木块未离开弧形槽);
(3)木块沿光滑弧形槽滑回B端后,在水平桌面上滑动停止时离A端的距离s。
15.(15分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的9倍,之后向上运动恰能到达最高点C。重力加速度为g,试求:(不计空气阻力)
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能Q;
(3)物体从C点落回水平面的位置与C点的水平距离x
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D D B D C D BC AD BCD
11. ac c (-10 , -5) 1
【详解】(1)[1]a.通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动,故a正确;
bc.因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故b错误,c正确;
d.用描点法描绘运动轨迹时,应将各点连成平滑的曲线,不能练成折线或者直线,故d错误.
故选ac.
(2)[2]物体在竖直方向做自由落体运动
y=gt2
水平方向做匀速直线运动
x=vt
联立可得
因初速度相同,故为常数,故y-x2应为正比例关系,故c正确,abd错误.
故选c.
(3)[3][4]小球做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,由△y=gt2可得
平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度
小球运动到B点的时间
B点的水平位移
x=v0t=0.2m=20cm
竖直位移
y=gt2=0.2m=20cm
小球抛出点的位置坐标为(-10cm,-5cm).
12.
【详解】(1)[1]小车通过光电门时的速度为
(2)[2]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统动能增加量为
(3)[4]改变l,做多组实验,做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像,若机械能守恒成立有
整理有
可知,若图中直线的斜率近似等于,可认为该系统机械能守恒。
13.(1)15m/s(2)7.5s
【详解】(1)汽车有最大速度时,此时牵引力与阻力平衡,由此可得:
P=F牵 vm=f vm
(2)若汽车从静止做匀加速直线运动,则当P=P额时,匀加速结束
P额=F牵 vt
F牵-f=ma
vt=at
联立解得t=7.5s
14.(1)0.75J;(2)0.15m;(3)0.75m
【详解】(1)木块第一次到达B端时,根据动能定理有
代入数据解得
(2)设木块沿弧形槽上升的最大高度为h,木块在最高点时的速度为零。从木块开始运动到沿弧形槽上升到最大高度处,由动能定理得
解得
(3)设木块离开B点后,在水平桌面上滑行的最大距离为x,由动能定理得
解得
15.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设物体在B点的速度为,所受弹力为,据牛顿第二定律可得
又
由能量守恒定律可得,物体在A点时弹簧的弹性势能为
联立解得
(2)设物体在C点的速度为,由于恰能到达最高点C,由牛顿第二定律可得
物体由B点运动到C点的过程中,由能量守恒定律得
联立解得产生的内能为
(3)物体离开C点后做平抛运动,设落地点与C点的水平距离为s,由平抛运动规律得,
联立解得