河北省石家庄市第二中学2024-2025学年高一上学期期末物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.以下说法正确的是
A.花样滑冰运动员正在表演冰上舞蹈动作,此时该运动员可看作质点
B.质量一定的物体受到合外力越大,物体的速度变化越快
C.一个物体在受到滑动摩擦力的同时不可能还受到静摩擦力
D.为了交通安全,汽车行驶过程中要限速,是因为速度越大,汽车的惯性越大
2.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
B.图b中增大,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
C.图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出
D.图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
3.列车长为l,铁路桥长为2l,列车匀加速行驶过桥,车头过桥头的速度为v1,车头过桥尾时的速度为v2,则车尾过桥尾时速度为( )
A.3v2-v1 B.3v2+v1
C. D.
4.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点,反弹后速度为v1,方向与球桌边框夹角仍为θ,如图所示,OB垂直于桌边,则下列关于桌边对小球的作用力方向的判断中正确的是
A.可能沿OA方向 B.一定沿OB方向
C.可能沿OC方向 D.可能沿OD方向
5.竖直平面内光滑固定圆轨道外侧,一小球以某一水平速度v0从A点出发沿圆轨道运动,至B点时脱离轨道,最终落在水平面上的C点,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.在A点时,小球对圆轨道压力等于其重力
B.水平速度
C.经过B点时,小球的加速度方向指向圆心
D.A到B过程,小球水平加速度先减小后增加
6.如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为
B.圆盘的半径可能为
C.圆盘转动角速度的最小值为
D.P点随圆盘转动的线速度可能为
7.如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在挡板C上,另一端与置于倾角为的斜面上的质量为的物体A连接,另有一个完全相同的物体B紧贴着A,A、B不粘连,弹簧与斜面平行且处于静止状态。现用沿斜面的力缓慢推动物体B,直至在弹性限度内弹簧长度相对于原长被压缩了,此时物体A、B静止。撤去力后,物体A、B开始向上运动。在整个运动过程,斜面体始终保持静止状态。已知重力加速度为,物体A、B与斜面间的动摩擦因数均为(),则( )
A.若物体A、B向上运动时要分离,则分离时弹簧为压缩状态
B.撤去力瞬间,地面给斜面体水平向左的静摩擦力
C.施加力前,弹簧被压缩了
D.撤去力瞬间,物体A、B的加速度大小为
8.如图所示,轻绳一端固定于天花板上的O点,另一端系于质量为m的三角板上的a点,水平拉力F作用于三角板上的c点,当三角板静止时,轻绳与竖直方向夹角为。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.轻绳拉力大小为
B.外力F大小为
C.若保持轻绳拉力方向不变,使外为F逆时针缓慢转动,则外力F先减小后增大
D.若保持外力F的方向不变,使轻绳绕O点逆时针缓慢转动,则轻绳的拉力先增大后减小
二、多选题
9.如图所示,小车板面上的物体质量为,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为。现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到,随即以的加速度做匀加速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.此过程,物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化
B.此过程,物体受到的摩擦力先减小后不变
C.当小车加速度(向右)为时,物体不受摩擦力作用
D.小车以的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为
10.如图所示,虚线为两小球从等宽不等高的台阶抛出的运动轨迹,球从台阶1的右端水平抛出后,运动至台阶2右端正上方时,球从台阶2的右端水平抛出,经过一段时间后两球在台阶3右端点相遇,不计空气阻力,则( )
A.两球抛出时的速度等于的速度
B.两球相遇时的速度大小为的二倍
C.台阶1、2的高度差是台阶2、3高度差的三倍
D.两球相遇时的速度与水平方向的夹角的正切值为的二倍
三、实验题
11.用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图所示
(1)下列操作步骤的正确顺序为 (只需填写步骤前的序号)
①仔细调节水龙头和挡板的位置,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落;
②用秒表计时:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n”时,计时结束,读出秒表的示数为t
③用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h;
④在自来水龙头下安置一块挡板A,使水一滴一滴断续地滴落到挡板上。
(2)写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式 。
(3)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间)。
利用这些数据,以 为纵坐标、以 为横坐标作图,求出的图线斜率的大小即为重力加速度的值。
次数 高度 空中运动时间
1 20.10 0.20
2 25.20 0.23
3 32.43 0.26
4 38.45 0.28
5 44.00 0.30
6 50.12 0.32
12.在验证平抛运动规律的实验中:
(1)某同学采用如图1所示的装置来研究平抛运动。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。现将相同的小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出,实验可观察到的现象是P球落在水平木板上时,两球恰好相碰。同时改变弧形轨道M和电磁铁C的高度,保证C与M的竖直高度差不变,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明 。(填选项序号)
A.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
D.平抛运动在竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)用如图2所示装置研究平抛运动,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
在实验中必须满足的条件有 。(填选项序号)
A.斜槽轨道必须光滑
B.挡板高度等间距变化
C.斜槽轨道末段必须水平
D.每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(3)一个同学在研究平抛运动时,画出了如图3所示的一段轨迹,他在轨迹上取水平距离相等的三点A、B、C,量得,竖直距离,,重力加速度g取,则:
①物体由A到B运动的时间为 s;
②物体抛出时的初速度大小为 m/s;
③物体经过B点时的速度大小为 m/s。
四、解答题
13.“路亚”是一种钓鱼方法,用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端,然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示,钓鱼爱好者在a位置开始甩竿,鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线,鱼饵被水平抛出,最后落在距b水平距离s=32m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角,鱼饵的质量为m=0.04kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动,且O离水面高度到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6m。鱼饵从b点抛出后,忽略鱼线对其作用力和空气阻力,重力加速度g取10m/s2,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)鱼饵在b点抛出时的速度大小;
(2)释放鱼线前,鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向。
14.如图所示,足够长的倾斜传送带以v=2.4m/s的恒定速率逆时针转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,某时刻同时将A、B两物块(可视为质点)轻放在传送带上,已知A、B两物块释放时的间距为0.042m,与传送带间的动摩擦因数分别为μA=0.75、μB=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)刚放上传送带时,A、B的加速度大小分别为多大?
(2)经过多长时间A、B速度相等?
(3)经过多长时间B追上A?
15.如图所示,n块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上,每块木板的长度L=0.5m,质量m=0.6kg。一质量M=1kg的小物块以v0=m/s水平速度从第一块长木板的最左端滑入。已知小物块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.25,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g=10m/s2。则:
(1)若长木板全部固定,且n足够大,则物块最终停在第几块长木板上?
(2)为了保证所有长木板始终相对地面静止,n至少多大?
(3)若n=6,物块最终停在第几块木板的什么位置?
河北省石家庄市第二中学2024-2025学年高一上学期期末物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C B B D B C AC ACD
11. ④①②③/④①③②
12. A CD/DC 0.10 1.50 2.50
13.(1)40m/s
(2)39.6N,方向竖直向下
【详解】(1)鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线,鱼饵被水平抛出,根据平抛运动的规律可得
联立解得
,
(2)释放鱼线前,鱼饵在b点,由于
所以鱼饵受鱼竿作用力的方向竖直向下,根据牛顿第二定律可得
解得
14.(1)12m/s2,10m/s2;(2)0.24s;(3)0.54s
【详解】(1)对A分析
mAgsin37°+μAmAgcos37°=mAaA
解得
aA=12m/s2
对B分析
mBgsin37°+μBmBgcos37°=mBaB
解得
aB=10m/s2
(2)设经过t1物块A的速度达到传送带的速度v
v=aAt1
得
t1=0.2s
由
mAgsin37°=μAmAgcos37°
得此后A与传送带保持相对静止,匀速运动;设设经过t2物块B的速度达到传送带的速度v
v=aBt2
得
t2=0.24s
故经过0.24s,A、B速度相等;
(3)设t2之后又经过t3B追上A,0~t2内
xA1=t1+v(t2-t1)
得
xA1=0.336m
xB1=t2
得
xB1=0.288m
在t3内,由牛顿第二定律
mBgsin37°-μBmBgcos37°=mBaB'
aB'=2m/s2
xA2=vt3
xB2=t3+aB'
位移关系满足
xA1+xA2= xB1+xB2+x0
联立解得
t3=0.3s
t=t2+t3=0.54s
15.(1)第6块;(2)8块;(3)距左端m处
【详解】(1)对小物块
μ1Mg=Ma1
得
a1=μ1g=2.5m/s2
总位移
x==2.8m
N==5.6块
故最多滑上第6块
(2)假设小物块能带动b块长木板一起滑动,则
μ1Mg>μ2(M+bm)g
解得
b<2.5
故最多带动2块长木板一起滑动,至少需要6+2=8块长木板才能保证所有木板始终静止;
(3)由第(2)问的分析可知,刚滑上第5块的时候,最后两块木板开始相对地面滑动,此时小物块速度为v1
解得
v1=2m/s
长木板
μ1Mg-μ2(M+2m)g=2ma2
解得
a2=0.25m/s2
假设时间t1后滑上第6块木板
v1t1--=L
解得
(另一解舍去)
刚滑上第6块时
此后木板加速度变化
μ1Mg-μ2(M+m)g=m
解得
=1.5m/s2
再经过t2后共速
解得
t2=s
相对位移
(未滑离木板)
最终物块停在第6块木板距左端m处