浙江省杭州市上城区杭二东河2024-2025学年高一上期末考高中物理试卷
一、单项选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
1.(2025高一上·滨江期末)某校开展了一年一度的纪念“一二·九运动”沿江“毅行”活动,起点在校门口,活动结束后,同学和老师们纷纷在校门口发表了一些看法,其中正确的是( )
A.“那一时刻,我走了5km” B.“我走了5km的位移”
C.“我的平均速度约为5km/h” D.“我的平均速度约为零”
【答案】D
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】本题主要考查了位移与路程、时刻与时间、平均速率与平均速度,关键是抓住概念,重点掌握相近知识点的区别和联系。A.时刻是指作用点,时刻是状态量,5km是过程量,不可能相对应,故A错误;
BC.根据题意可知5km是路程,则与平均速率相对应,故BC错误;
D.根据题意可知起点终点都在校门口,位移为零,则平均速度为零,故D正确。
故选D。
【分析】时刻与路程不可能对应;位移或者路程与时间对应,路程除以时间等于平均速率,位移除以时间等于平均速度。
2.(2025高一上·滨江期末)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员的入水动作
B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
【答案】C
【知识点】质点
【解析】【解答】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;
B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。
故选C。
【分析】把物体看成是质点的条件:当物体的形状与大小对所研究的问题影响不大时,可以将物体的形状和大小忽略,将物体看成质点。忽略次要因素(形状和大小),突出主要因素(物体的质量)。
3.(2025高一上·滨江期末)假定A、B是不同单位的两个物理量,经下列哪种运算后仍能得到有意义的物理量 ( )
A.加法 B.除法
C.减法 D.以上均不可以
【答案】B
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】物理公式不仅确定了各个物理量之间的关系,同时也确定了物理量的单位之间的关系,根据物理公式来分析物理量的单位即可。在物理学中,只有相同单位的物理量才能进行加法或减法运算,否则结果无意义。除法运算则不同,不同单位的物理量相除可以得到新的物理量。
故选B 。
【分析】物理量进行计算时,单位也要代入进行计算,不同的单位是不能相加减,否则结果无意义。可以进行乘除。
4.(2025高一上·滨江期末)一质点做直线运动,下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.物体做直线运动,位移与时间成函数关系,AB选项中一个时间对应2个以上的位移,故不可能,故AB错误;
CD.同理D选项中一个时间对应2个速度,只有C选项速度与时间是成函数关系,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】函数关系 与图像结合起来深入思考图像中横纵坐标的物理含义以及斜率、面积的物理意义,有助于我们更加深刻地认识物体的运动,理清运动中各物理量之间的关系。本题强调了物体做直线运动,位移与时间和速度与时间成函数关系,同一时刻不可能有两个位置和速度入手,求解方便。
5.(2025高一上·滨江期末)一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为(x的单位是m,t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移,下列选项正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6 m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6 m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5 m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5 m
【答案】C
【知识点】位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】本题考查的是速度的物理意义,其中对于位移求解需注意是时间段位移差。速度是描述物体运动快慢的物理量,即物体的空间位置随时间变化的快慢, 根据x与t的关系式可知,时,质点位于处,时,质点位于处,因此质点在第1 s内的位移为5 m。
故选C。
【分析】根据速度的物理意义;将时间代入关系式得出答案。
6.(2025高一上·滨江期末)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【解答】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,平衡力必须大小相等, 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不可能是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】滑动摩擦力的方向与墨条的相对运动方向相反;根据牛顿第三定律判断砚台受到墨条的滑动摩擦力方向,根据平衡条件判断桌面对砚台的摩擦力方向;根据受力分析来判定。
7.(2025高一上·滨江期末)一轻绳的上端固定在天花板上的O点,下端悬挂一个重为10N的物体A,如图所示。B是固定的表面光滑的圆柱体,当A静止时,轻绳与天花板的夹角为30°,则B受到绳的压力大小是( )
A.10N B.20N C. D.
【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】本题考查共点力的平衡条件。同一根绳子的张力处处相等,指向绳子收缩的方向;夹角为120°的两个相等的力的合力与其中一个分力大小相等。以与小圆柱体接触的那一小段绳子为研究对象,受两个大小相等的拉力以及圆柱体的支持力N,如图所示
由于
且夹角为120°,由几何关系可知
因而绳对圆柱体的压力大小为10N。
故选A。
【分析】以与小圆柱体接触的一小段绳子为研究对象,分析受力,根据平衡条件及几何知识求出圆柱体对绳的支持力,再得到B受到绳的压力大小。
8.(2025高一上·滨江期末)如图所示,两同学合作进行反应时间的测定,甲同学捏住直尺的顶端,乙同学用手靠近直尺刻度为0的位置做捏尺的准备,甲同学放手让直尺下落,乙同学捏住直尺的位置在刻度15cm处,则乙同学的反应时间约为( )
A.0.05s B.0.10s C.0.17s D.0.25s
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】本题考查自由落体运动的规律,解题关键是掌握自由落体运动规律,并能选择合适的公式进行求解。根据
得,乙同学的反应时间
故选C。
【分析】根据自由落体运动规律求解即可。
9.(2025高一上·滨江期末)如图所示,原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。训练过程中,运动员先由静止下蹲一段距离,然后发力跳起摸到了一定的高度。关于摸高过程中各阶段的分析正确的是( )
A.运动员到达最高点时处于平衡状态
B.运动员离开地面后始终处于失重状态
C.运动员离开地面后在上升过程中处于超重状态
D.运动员能从地面起跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;超重与失重
【解析】【解答】物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。A.运动员到达最高点时只受重力作用,有竖直向下的加速度,a=g,处于完全失重状态,故A错误;
BC.运动员离开地面后,所受合力向下(不考虑空气阻力合力就是重力,a=g;考虑空气阻力,上升阶段阻力也向下,合力向下,a>g,下降阶段阻力向上但小于重力,合力还是向下,aD.地面对人的支持力与人对地面的压力是作用力与反作用力的关系,一定是等大反向的,故D错误。
故选B。
【分析】只受重力作用,处于完全失重状态;加速度向上为超重,加速度向下为失重;根据作用力与反作用力的关系分析。
10.(2025高一上·滨江期末)如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动,现用力将细绳缓慢下拉,使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动,A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦,则( )
A.线速度 B.角速度
C.向心加速度 D.向心力
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题考查匀速圆周运动,牢记向心力的公式,知道向心力的来源即可。D. 小球在水平面内做匀速圆周运动,设绳子长度为l,绳子与竖直方向夹角为θ,A、B位置在同一竖直线上,故A、B做圆周运动的半径r相同,且θA<θB
对小球分析有向心力
则
故D错误;
C.根据牛顿第二定律
解得
因为
故向心加速度
故C正确;
A.根据牛顿第二定律
解得
因为
所以线速度
故A错误;
B.根据牛顿第二定律
解得
因为
故角速度
故B错误。
故选C。
【分析】分析小球向心力大小,F大小等于向心力大小,由此比较F大小;根据牛顿第二定律结合向心力表达式分析各个圆周运动相关物理量大小。
11.(2025高一上·滨江期末)如图所示,河的宽度为L,河水流速为u,甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L,甲、乙船头均与岸边成60°角,且乙船恰好能直达正对岸的A点,则 ( )
A.
B.甲船在A点左侧靠岸
C.甲乙两船到达对岸的时间不相等
D.甲乙两船可能在未到达对岸前相遇
【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键会根据平行四边形定则进行速度的合成,以及知道小船实际运动的轨迹与小船合速度的方向相同。A.乙船恰好能直达正对岸的A点,则乙船平行河岸的分速度与水流速度相等,有
A错误;
B.甲船垂直河岸的分速度为
平行河岸的分速度为
甲船的渡河时间为
甲船沿河岸方向的位移为
所以甲船在A点左侧靠岸,B正确;
C.乙船垂直河岸的分速度为
乙船的渡河时间为
C错误;
D.由于两船到河对岸的时间相等,甲船在A点左侧靠岸,乙船恰好能直达正对岸的A点,所以两船不可能在未到达对岸前相遇,D错误。
故选B。
【分析】根据乙船恰好能直达正对岸的A点,知v=2u。小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向,抓住分运动和合运动具有等时性,可以比较出两船到达对岸的时间以及甲船沿河岸方向上的位移。
12.(2025高一上·滨江期末)如图所示,小球以初速度v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,重力加速度为g,若小球到达斜面的位移最小,则以下说法正确的是( )
A.小球在空中运动的时间为
B.小球的水平位移大小为
C.由于不知道抛出点位置,位移大小无法求解
D.小球的竖直位移大小为
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】本题主要是考查了平抛运动的规律,解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,知道平抛运动的时间由高度决定,与初速度、物体的质量等无关。如图所示,过抛出点A作斜面的垂线,当小球落在斜面上的B点时,位移最小。
设运动的时间为t,则在水平方向上有
在竖直方向上有
根据几何关系知
联立解得
小球的水平位移大小为
竖直位移大小为
由水平位移和竖直位移的合成可求出小球位移的大小。
故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】由数学知识得:从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线,根据竖直位移和水平位移的关系,结合运动学公式求出小球运动的时间,结合初速度和时间求出水平位移,根据位移—时间公式求出小球的竖直位移。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项是符合题意的,全部选对得4分,选对但不全得2分,错选不得分)
13.(2025高一上·滨江期末)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查斜上抛运动的问题,会利用分运动和合运动的思想分析解决实际问题。
AC.小鱼可视为质点且只受重力作用,小鱼做斜抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,即为定值,则有水平位移
故A正确,C错误;
BD.小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则
,
且最高点时竖直方向的速度为0,故B错误,D正确。
故选AD。
【分析】根据小鱼运动过程的受力情况结合水平分运动的速度和位移进行分析求解;根据小鱼在竖直方向上的位移规律和速度规律列式结合图线进行判断。
14.(2025高一上·滨江期末)如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮/小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮,并用手摇动脚踏板带动后轮转动,A、B、C三点的线速度大小分别为、、,角速度大小分别为、、,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】本题解题关键是掌握规律链条传动线速度大小相等,同轴转动角速度相同,比较基础。AB.图像可知AB属于链条传动,故A、B线速度大小相等,B、C同轴转动角速度相同,根据
可知半径越大,线速度越大,故C的线速度大于B的线速度,综合以上分析可得,故A正确,B错误;
CD.以上分析可知,A、B线速度大小相等,根据
可知半径越小,角速度越大,故B的角速度大于A的角速度,又因为B、C同轴转动角速度相同,综合以上分析可得
故C错误,D正确。
故选 AD。
【分析】链条传动线速度大小相等,同轴转动角速度相同,根据v=ωr,确定最终的线速度、角速度之比。
15.(2025高一上·滨江期末)如图所示,在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道MN,其下端(即N端)与表面粗糙的水平传送带左端相切,轨道N端与传送带左端的距离可忽略不计.当传送带不动时,将一质量为m的小物块(可视为质点)从光滑轨道上的位置由静止释放,小物块以速度v1滑上传送带,从它到达传送带左端开始计时,经过时间t1,小物块落到水平地面的Q点;若传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,仍将小物块从光滑轨道上P位置由静止释放,同样从小物块到达传送带左端开始计时,经过时间t2,小物块落至水平面.关于小物块上述的运动,下列说法中正确的是( )
A.当传送带运动时,小物块的落地点可能仍在Q点
B.当传送带运动时,小物块的落地点可能在Q点左侧
C.若v1>v2,则一定有t1>t2
D.若v1t2
【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】当传送带沿顺时针方向运动时,当物块的速度大于传送带的速度,物块在传送带上可能先做匀减速运动,当速度等于传送带速度时,做匀速直线运动。当传送带沿逆时针方向运动时,小物块在传送带上始终做匀减速直线运动,与传送带静止时的情况相同。当传送带不动时,小物块在传送带上做匀减速运动,传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1>v2,小物块在传送带上可能一直做匀减速运动,也有可能先做匀减速后做匀速运动,所以t1≥t2.小物块滑出传送带时的速度大于等于v2,根据平抛运动规律知道小物块的落地点可能仍在Q点,可能在Q点右侧.故A正确,C错误.传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1=v2,小物块在传送带上做匀速直线运动,所以t1>t2,根据平抛运动规律知道小物块的落地点在Q点右侧.传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1<v2,小物块在传送带上可能一直做匀加速运动,也有可能先做匀加速后做匀速运动,所以t1>t2根据平抛运动规律知道小物块的落地点在Q点右侧.故B错误,D正确.故选AD.
【分析】分析小物块的运动过程,再分析落点的位置和运动时间关系。将小物块滑上传送带的速度与传送带的运行速度进行比较,判断物体的运动规律,从而得出物体平抛运动的初速度,以及平抛运动的水平位移。物体飞出右端做平抛运动,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。
三、填空题(本题共3小题,共16分)
16.(2025高一上·滨江期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中:
(1)采用的科学方法是 :
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)已有器材:木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋,还需选取下图中的器材有_________;
A. B.
C. D.
(3)橡皮筋和细绳套如图所示,需要记录的“结点”应选择 (选填“O”或“”)。
【答案】(1)B
(2)B;C
(3)
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验,实验的原理为等效替代法。
(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法。
故选B。
(2)除了题目中的器材外,还需要弹簧测力计测量各橡皮筋的弹力,做平行四边形还需要直尺和三角板。
故选BC。
(3)实验通过点的位置体现合力的方向,保证作用效果相同。
【分析】(1)合力与分力是等效替代的关系,据此判断实验方法;
(2)根据实验原理判断实验器材;
(3)合力和分力效果相同。
(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法。
故选B。
(2)除了题目中的器材外,还需要弹簧测力计测量各橡皮筋的弹力,做平行四边形还需要直尺和三角板。
故选BC。
(3)实验通过点的位置体现合力的方向,保证作用效果相同。
(2025高一上·滨江期末)关于平抛运动的实验研究,可以采用多种方法。
17.在“描绘平抛运动的轨迹”实验中,下列操作要求中,合理的是 。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.斜槽必须光滑,否则影响平抛初速度大小
C.每次释放小球的位置可以不同
D.每次必须由静止释放小球
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
18.用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图,频闪光源的频率为10Hz,a球从A点水平抛出的同时,b球自B点开始下落,背景的小方格为相同的正方形,不计阻力。根据照片显示的信息,下列说法中正确的是 (重力加速度g取10m/s2)。
A.不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
B.根据照片信息可求出a球的水平速度大小为1m/s
C.当a球与b球运动了0.2s时它们之间的距离最小
D.两球运动过程中的最小距离为0.2m
【答案】17.A;D
18.B;C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了平抛运动的相关应用,理解平抛运动在不同方向上的运动特点,结合运动学公式即可完成分析。
(1)A.通过调节使斜槽的末端保持水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.斜槽不一定必须光滑,只要小球到达底端时的速度相同即可,选项B错误;
CD.每次小球必须由静止从相同位置释放,以保证到达底端时的速度相同,选项C错误,D正确;
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不一定要必须严格地等距离下降,选项E错误。
故选AD。
(2)A.因为相邻两照片间的时间间隔相等,知小球在竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同,知a球竖直方向上做自由落体运动,故可以断定a球竖直方向是自由落体运动,故A错误;
B.根据Δy=gT2=10×0.01m=0.1m
所以2L=0.1m
所以平抛运动的初速度
故B正确;
C.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以位移之差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,则
故C正确;
D.由图看出最小距离为2L=0.1m
故D错误。
故选BC。
【分析】(1)根据实验原理和做平抛运动的条件判断;
(2)根据a、b两球的运动规律相同判断;根据匀变速直线运动和匀速直线运动的规律计算;根据小球a运动到与b在同一竖直线上时距离最短计算。
17.A.通过调节使斜槽的末端保持水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.斜槽不一定必须光滑,只要小球到达底端时的速度相同即可,选项B错误;
CD.每次小球必须由静止从相同位置释放,以保证到达底端时的速度相同,选项C错误,D正确;
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不一定要必须严格地等距离下降,选项E错误。
故选AD。
18.A.因为相邻两照片间的时间间隔相等,知小球在竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同,知a球竖直方向上做自由落体运动,故可以断定a球竖直方向是自由落体运动,故A错误;
B.根据Δy=gT2=10×0.01m=0.1m
所以2L=0.1m
所以平抛运动的初速度
故B正确;
C.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以位移之差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,则
故C正确;
D.由图看出最小距离为2L=0.1m
故D错误。
故选BC。
19.(2025高一上·滨江期末)某班同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
(1)某同学经正确实验操作,获得如下图所示的3条纸带:一条纸带是利用空车与空桶实验所得,一条纸带是利用空车与加沙子的小桶实验所得,一条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得。纸带上每相邻2个计数点之间均有4个计时点没有画出(电源频率50Hz)。
哪条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得?答: (填“①”,“②”或“③”),这条纸带对应的加速度 m/s2(保留2位有效数字):
(2)某同学描绘图象后发现图线的末端发生了弯曲,如图所示,其原因是 。
A.在实验前没有平衡摩擦力
B.小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量
C.没有调节定滑轮高度使拉线与轨道板面平行
【答案】(1)①;0.50
(2)C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提,根据题意应用匀变速直线运动的推论即可解题,计算时注意单位换算。
(1)根据整体法结合牛顿第二定律结合题意可知加钩码的小车与空桶实验所得的纸带加速度最小,根据可知连续相等时间内位移差最小,即纸带①是利用加钩码的小车与空桶实验所得;根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
(2)根据题图可知:速度较小时,没有弯曲,当速度较大是,则出现加速度减小的现象,说明绳子的拉力与木板不平行,出现绳子拉力在木板方向的分力越来越小,与是否平衡摩擦力没有关系,对于小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量此条件,只有当加速度较大时,才会出现误差较大的现象。
故选C。
【分析】(1)根据牛顿第二定律,结合整体法,即可判定;根据逐差法求出加速度;
(2)根据速度与时间图象斜率表示加速度大小,再结合实验原理与操作,即可求解。
(1)[1]根据整体法结合牛顿第二定律结合题意可知加钩码的小车与空桶实验所得的纸带加速度最小,根据可知连续相等时间内位移差最小,即纸带①是利用加钩码的小车与空桶实验所得;
[2]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
(2)根据题图可知:速度较小时,没有弯曲,当速度较大是,则出现加速度减小的现象,说明绳子的拉力与木板不平行,出现绳子拉力在木板方向的分力越来越小,与是否平衡摩擦力没有关系,对于小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量此条件,只有当加速度较大时,才会出现误差较大的现象。
故选C。
四、计算题(本题共4小题,36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
20.(2025高一上·滨江期末)如图所示,一个人用一根长2m、只能承受86N拉力的绳子拴着一个质量为0.5kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面的高度。小球在转动到最低点时绳子恰好断了。(g取)
(1)绳子断时小球运动的角速度是多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
【答案】(1)解:转动中小球在最低点时绳子断了,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得绳子断时小球运动的角速度为
(2)解:绳断后,小球做平抛运动的初速度为
竖直方向有
解得
小球落地点与抛出点间的水平距离为
【知识点】平抛运动;生活中的圆周运动
【解析】【分析】(1)绳子断时,对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得角速度大小;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得落地点与抛出点间的水平距离。
(1)转动中小球在最低点时绳子断了,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得绳子断时小球运动的角速度为
(2)绳断后,小球做平抛运动的初速度为
竖直方向有
解得
小球落地点与抛出点间的水平距离为
21.(2025高一上·滨江期末)如图所示,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时,问:
(1)、这两段时间内的平均速度分别为多大?
(2)该同学滑行的加速度大小。
【答案】(1)解:根据平均速度的计算公式可知,t1、t2这两段时间内的平均速度分别为、
(2)解:根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知在1、2间中间时刻的速度为2.25m/s、1.8m/s,根据加速度定义式有
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【分析】(1)位移除以时间等于平均速度;(2)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,结合加速度定义式求解。
(1)根据平均速度的计算公式可知,t1、t2这两段时间内的平均速度分别为、
(2)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知在1、2间中间时刻的速度为2.25m/s、1.8m/s,根据加速度定义式有
22.(2025高一上·滨江期末)在用高级沥青铺设的高速公路上,对汽车的设计限速是30m/s.汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.(g=10m/s2)
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够安全通过(不起飞)圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?
(3)如果弯道的路面设计为倾斜(外高内低),弯道半径为120m,要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力,则弯道路面的倾斜角度是多少?
【答案】解:(1)汽车在水平路面上拐弯,或视为汽车做匀速圆周运动,其向心力是车与路面间的最大静摩擦力,有由速度,得弯道半径;
(2)汽车过拱桥,看作在竖直平面内做匀速圆周运动,到达最高点时,有
为了保证安全,车对路面的压力N必须大于零.有则.
(3)设弯道倾斜角度为,汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供,有
解得
故弯道路面的倾斜角度
【知识点】生活中的圆周运动;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)根据最大静摩擦力提供向心力,结合牛顿第二定律求出弯道的最小半径;
(2)在拱桥桥顶,抓住临界状态,即压力为零,结合牛顿第二定律求出圆弧拱桥的最小半径;
(3)根据重力和支持力的合力提供向心力求出弯道的倾斜角度。
23.(2025高一上·滨江期末)我国自主设计制造的“山东号”航母,其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道,若飞机从静止起飞时需通过长度为x1的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接,倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为,方向与速度方向相同。若跑道固定于地面,飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍,方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变,求飞机
(1)在水平跑道运动的时间t1 ;
(2)在倾斜跑道的加速度大小a2;
(3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。
【答案】(1)解:在水平跑道,设飞机加速度大小为,由牛顿第二定律
代入题中数据,解得
根据公式
代入题中数据,解得
(2)解:在倾斜跑道,由牛顿第二定律:
其中
联立解得
(3)解:以上分析可得,在跑道连接处飞机速度
根据公式
联立解得
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)根据牛顿第二定律求解加速度,根据位移—时间关系求解时间;
(2)在倾斜跑道,对飞机受力分析,根据牛顿第二定律结合几何关系求解加速度大小;
(3)根据速度—时间关系求解在跑道连接处飞机速度,根据速度—位移关系求解飞离倾斜跑道的速度大小 。
(1)在水平跑道,设飞机加速度大小为,由牛顿第二定律
代入题中数据,解得
根据公式
代入题中数据,解得
(2)在倾斜跑道,由牛顿第二定律:
其中
联立解得
(3)以上分析可得,在跑道连接处飞机速度
根据公式
联立解得
1 / 1浙江省杭州市上城区杭二东河2024-2025学年高一上期末考高中物理试卷
一、单项选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
1.(2025高一上·滨江期末)某校开展了一年一度的纪念“一二·九运动”沿江“毅行”活动,起点在校门口,活动结束后,同学和老师们纷纷在校门口发表了一些看法,其中正确的是( )
A.“那一时刻,我走了5km” B.“我走了5km的位移”
C.“我的平均速度约为5km/h” D.“我的平均速度约为零”
2.(2025高一上·滨江期末)杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员的入水动作
B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
3.(2025高一上·滨江期末)假定A、B是不同单位的两个物理量,经下列哪种运算后仍能得到有意义的物理量 ( )
A.加法 B.除法
C.减法 D.以上均不可以
4.(2025高一上·滨江期末)一质点做直线运动,下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025高一上·滨江期末)一质点沿x轴运动,其位置坐标x与时间t的关系为(x的单位是m,t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移,下列选项正确的是( )
A.速度是对物体位置变化快慢的描述;6 m
B.速度是对物体位移变化快慢的描述;6 m
C.速度是对物体位置变化快慢的描述;5 m
D.速度是对物体位移变化快慢的描述;5 m
6.(2025高一上·滨江期末)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
7.(2025高一上·滨江期末)一轻绳的上端固定在天花板上的O点,下端悬挂一个重为10N的物体A,如图所示。B是固定的表面光滑的圆柱体,当A静止时,轻绳与天花板的夹角为30°,则B受到绳的压力大小是( )
A.10N B.20N C. D.
8.(2025高一上·滨江期末)如图所示,两同学合作进行反应时间的测定,甲同学捏住直尺的顶端,乙同学用手靠近直尺刻度为0的位置做捏尺的准备,甲同学放手让直尺下落,乙同学捏住直尺的位置在刻度15cm处,则乙同学的反应时间约为( )
A.0.05s B.0.10s C.0.17s D.0.25s
9.(2025高一上·滨江期末)如图所示,原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目。训练过程中,运动员先由静止下蹲一段距离,然后发力跳起摸到了一定的高度。关于摸高过程中各阶段的分析正确的是( )
A.运动员到达最高点时处于平衡状态
B.运动员离开地面后始终处于失重状态
C.运动员离开地面后在上升过程中处于超重状态
D.运动员能从地面起跳是由于地面对人的支持力大于人对地面的压力
10.(2025高一上·滨江期末)如图所示,细绳穿过竖直的管子拴住一个小球,让小球在A高度处做水平面内的匀速圆周运动,现用力将细绳缓慢下拉,使小球在B高度处做水平面内的匀速圆周运动,A、B位置在同一竖直线上,不计一切摩擦,则( )
A.线速度 B.角速度
C.向心加速度 D.向心力
11.(2025高一上·滨江期末)如图所示,河的宽度为L,河水流速为u,甲、乙两船均以静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L,甲、乙船头均与岸边成60°角,且乙船恰好能直达正对岸的A点,则 ( )
A.
B.甲船在A点左侧靠岸
C.甲乙两船到达对岸的时间不相等
D.甲乙两船可能在未到达对岸前相遇
12.(2025高一上·滨江期末)如图所示,小球以初速度v0正对倾角为θ的斜面水平抛出,重力加速度为g,若小球到达斜面的位移最小,则以下说法正确的是( )
A.小球在空中运动的时间为
B.小球的水平位移大小为
C.由于不知道抛出点位置,位移大小无法求解
D.小球的竖直位移大小为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项是符合题意的,全部选对得4分,选对但不全得2分,错选不得分)
13.(2025高一上·滨江期末)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(2025高一上·滨江期末)如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮/小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮,并用手摇动脚踏板带动后轮转动,A、B、C三点的线速度大小分别为、、,角速度大小分别为、、,则( )
A. B.
C. D.
15.(2025高一上·滨江期末)如图所示,在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道MN,其下端(即N端)与表面粗糙的水平传送带左端相切,轨道N端与传送带左端的距离可忽略不计.当传送带不动时,将一质量为m的小物块(可视为质点)从光滑轨道上的位置由静止释放,小物块以速度v1滑上传送带,从它到达传送带左端开始计时,经过时间t1,小物块落到水平地面的Q点;若传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,仍将小物块从光滑轨道上P位置由静止释放,同样从小物块到达传送带左端开始计时,经过时间t2,小物块落至水平面.关于小物块上述的运动,下列说法中正确的是( )
A.当传送带运动时,小物块的落地点可能仍在Q点
B.当传送带运动时,小物块的落地点可能在Q点左侧
C.若v1>v2,则一定有t1>t2
D.若v1t2
三、填空题(本题共3小题,共16分)
16.(2025高一上·滨江期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中:
(1)采用的科学方法是 :
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(2)已有器材:木板、白纸、图钉、细绳套、橡皮筋,还需选取下图中的器材有_________;
A. B.
C. D.
(3)橡皮筋和细绳套如图所示,需要记录的“结点”应选择 (选填“O”或“”)。
(2025高一上·滨江期末)关于平抛运动的实验研究,可以采用多种方法。
17.在“描绘平抛运动的轨迹”实验中,下列操作要求中,合理的是 。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.斜槽必须光滑,否则影响平抛初速度大小
C.每次释放小球的位置可以不同
D.每次必须由静止释放小球
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
18.用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图,频闪光源的频率为10Hz,a球从A点水平抛出的同时,b球自B点开始下落,背景的小方格为相同的正方形,不计阻力。根据照片显示的信息,下列说法中正确的是 (重力加速度g取10m/s2)。
A.不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
B.根据照片信息可求出a球的水平速度大小为1m/s
C.当a球与b球运动了0.2s时它们之间的距离最小
D.两球运动过程中的最小距离为0.2m
19.(2025高一上·滨江期末)某班同学做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
(1)某同学经正确实验操作,获得如下图所示的3条纸带:一条纸带是利用空车与空桶实验所得,一条纸带是利用空车与加沙子的小桶实验所得,一条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得。纸带上每相邻2个计数点之间均有4个计时点没有画出(电源频率50Hz)。
哪条纸带是利用加钩码的小车与空桶实验所得?答: (填“①”,“②”或“③”),这条纸带对应的加速度 m/s2(保留2位有效数字):
(2)某同学描绘图象后发现图线的末端发生了弯曲,如图所示,其原因是 。
A.在实验前没有平衡摩擦力
B.小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量
C.没有调节定滑轮高度使拉线与轨道板面平行
四、计算题(本题共4小题,36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
20.(2025高一上·滨江期末)如图所示,一个人用一根长2m、只能承受86N拉力的绳子拴着一个质量为0.5kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面的高度。小球在转动到最低点时绳子恰好断了。(g取)
(1)绳子断时小球运动的角速度是多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
21.(2025高一上·滨江期末)如图所示,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距,某同学穿着轮滑鞋向右匀减速滑行。现测出他从1号锥筒运动到2号锥筒用时,从2号锥筒运动到3号锥筒用时,问:
(1)、这两段时间内的平均速度分别为多大?
(2)该同学滑行的加速度大小。
22.(2025高一上·滨江期末)在用高级沥青铺设的高速公路上,对汽车的设计限速是30m/s.汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.(g=10m/s2)
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够安全通过(不起飞)圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?
(3)如果弯道的路面设计为倾斜(外高内低),弯道半径为120m,要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力,则弯道路面的倾斜角度是多少?
23.(2025高一上·滨江期末)我国自主设计制造的“山东号”航母,其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道,若飞机从静止起飞时需通过长度为x1的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接,倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为,方向与速度方向相同。若跑道固定于地面,飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍,方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变,求飞机
(1)在水平跑道运动的时间t1 ;
(2)在倾斜跑道的加速度大小a2;
(3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】本题主要考查了位移与路程、时刻与时间、平均速率与平均速度,关键是抓住概念,重点掌握相近知识点的区别和联系。A.时刻是指作用点,时刻是状态量,5km是过程量,不可能相对应,故A错误;
BC.根据题意可知5km是路程,则与平均速率相对应,故BC错误;
D.根据题意可知起点终点都在校门口,位移为零,则平均速度为零,故D正确。
故选D。
【分析】时刻与路程不可能对应;位移或者路程与时间对应,路程除以时间等于平均速率,位移除以时间等于平均速度。
2.【答案】C
【知识点】质点
【解析】【解答】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;
B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。
故选C。
【分析】把物体看成是质点的条件:当物体的形状与大小对所研究的问题影响不大时,可以将物体的形状和大小忽略,将物体看成质点。忽略次要因素(形状和大小),突出主要因素(物体的质量)。
3.【答案】B
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】物理公式不仅确定了各个物理量之间的关系,同时也确定了物理量的单位之间的关系,根据物理公式来分析物理量的单位即可。在物理学中,只有相同单位的物理量才能进行加法或减法运算,否则结果无意义。除法运算则不同,不同单位的物理量相除可以得到新的物理量。
故选B 。
【分析】物理量进行计算时,单位也要代入进行计算,不同的单位是不能相加减,否则结果无意义。可以进行乘除。
4.【答案】C
【知识点】运动学 S-t 图象;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】AB.物体做直线运动,位移与时间成函数关系,AB选项中一个时间对应2个以上的位移,故不可能,故AB错误;
CD.同理D选项中一个时间对应2个速度,只有C选项速度与时间是成函数关系,故C正确,D错误。
故选C。
【分析】函数关系 与图像结合起来深入思考图像中横纵坐标的物理含义以及斜率、面积的物理意义,有助于我们更加深刻地认识物体的运动,理清运动中各物理量之间的关系。本题强调了物体做直线运动,位移与时间和速度与时间成函数关系,同一时刻不可能有两个位置和速度入手,求解方便。
5.【答案】C
【知识点】位移与路程;速度与速率
【解析】【解答】本题考查的是速度的物理意义,其中对于位移求解需注意是时间段位移差。速度是描述物体运动快慢的物理量,即物体的空间位置随时间变化的快慢, 根据x与t的关系式可知,时,质点位于处,时,质点位于处,因此质点在第1 s内的位移为5 m。
故选C。
【分析】根据速度的物理意义;将时间代入关系式得出答案。
6.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;滑动摩擦力与动摩擦因数;共点力的平衡
【解析】【解答】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,平衡力必须大小相等, 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不可能是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】滑动摩擦力的方向与墨条的相对运动方向相反;根据牛顿第三定律判断砚台受到墨条的滑动摩擦力方向,根据平衡条件判断桌面对砚台的摩擦力方向;根据受力分析来判定。
7.【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用
【解析】【解答】本题考查共点力的平衡条件。同一根绳子的张力处处相等,指向绳子收缩的方向;夹角为120°的两个相等的力的合力与其中一个分力大小相等。以与小圆柱体接触的那一小段绳子为研究对象,受两个大小相等的拉力以及圆柱体的支持力N,如图所示
由于
且夹角为120°,由几何关系可知
因而绳对圆柱体的压力大小为10N。
故选A。
【分析】以与小圆柱体接触的一小段绳子为研究对象,分析受力,根据平衡条件及几何知识求出圆柱体对绳的支持力,再得到B受到绳的压力大小。
8.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】本题考查自由落体运动的规律,解题关键是掌握自由落体运动规律,并能选择合适的公式进行求解。根据
得,乙同学的反应时间
故选C。
【分析】根据自由落体运动规律求解即可。
9.【答案】B
【知识点】牛顿第三定律;超重与失重
【解析】【解答】物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体是有竖直向上的加速度还是有竖直向下的加速度。A.运动员到达最高点时只受重力作用,有竖直向下的加速度,a=g,处于完全失重状态,故A错误;
BC.运动员离开地面后,所受合力向下(不考虑空气阻力合力就是重力,a=g;考虑空气阻力,上升阶段阻力也向下,合力向下,a>g,下降阶段阻力向上但小于重力,合力还是向下,aD.地面对人的支持力与人对地面的压力是作用力与反作用力的关系,一定是等大反向的,故D错误。
故选B。
【分析】只受重力作用,处于完全失重状态;加速度向上为超重,加速度向下为失重;根据作用力与反作用力的关系分析。
10.【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】本题考查匀速圆周运动,牢记向心力的公式,知道向心力的来源即可。D. 小球在水平面内做匀速圆周运动,设绳子长度为l,绳子与竖直方向夹角为θ,A、B位置在同一竖直线上,故A、B做圆周运动的半径r相同,且θA<θB
对小球分析有向心力
则
故D错误;
C.根据牛顿第二定律
解得
因为
故向心加速度
故C正确;
A.根据牛顿第二定律
解得
因为
所以线速度
故A错误;
B.根据牛顿第二定律
解得
因为
故角速度
故B错误。
故选C。
【分析】分析小球向心力大小,F大小等于向心力大小,由此比较F大小;根据牛顿第二定律结合向心力表达式分析各个圆周运动相关物理量大小。
11.【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】解决本题的关键会根据平行四边形定则进行速度的合成,以及知道小船实际运动的轨迹与小船合速度的方向相同。A.乙船恰好能直达正对岸的A点,则乙船平行河岸的分速度与水流速度相等,有
A错误;
B.甲船垂直河岸的分速度为
平行河岸的分速度为
甲船的渡河时间为
甲船沿河岸方向的位移为
所以甲船在A点左侧靠岸,B正确;
C.乙船垂直河岸的分速度为
乙船的渡河时间为
C错误;
D.由于两船到河对岸的时间相等,甲船在A点左侧靠岸,乙船恰好能直达正对岸的A点,所以两船不可能在未到达对岸前相遇,D错误。
故选B。
【分析】根据乙船恰好能直达正对岸的A点,知v=2u。小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向,抓住分运动和合运动具有等时性,可以比较出两船到达对岸的时间以及甲船沿河岸方向上的位移。
12.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】本题主要是考查了平抛运动的规律,解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性,知道平抛运动的时间由高度决定,与初速度、物体的质量等无关。如图所示,过抛出点A作斜面的垂线,当小球落在斜面上的B点时,位移最小。
设运动的时间为t,则在水平方向上有
在竖直方向上有
根据几何关系知
联立解得
小球的水平位移大小为
竖直位移大小为
由水平位移和竖直位移的合成可求出小球位移的大小。
故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】由数学知识得:从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线,根据竖直位移和水平位移的关系,结合运动学公式求出小球运动的时间,结合初速度和时间求出水平位移,根据位移—时间公式求出小球的竖直位移。
13.【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查斜上抛运动的问题,会利用分运动和合运动的思想分析解决实际问题。
AC.小鱼可视为质点且只受重力作用,小鱼做斜抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,即为定值,则有水平位移
故A正确,C错误;
BD.小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则
,
且最高点时竖直方向的速度为0,故B错误,D正确。
故选AD。
【分析】根据小鱼运动过程的受力情况结合水平分运动的速度和位移进行分析求解;根据小鱼在竖直方向上的位移规律和速度规律列式结合图线进行判断。
14.【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】本题解题关键是掌握规律链条传动线速度大小相等,同轴转动角速度相同,比较基础。AB.图像可知AB属于链条传动,故A、B线速度大小相等,B、C同轴转动角速度相同,根据
可知半径越大,线速度越大,故C的线速度大于B的线速度,综合以上分析可得,故A正确,B错误;
CD.以上分析可知,A、B线速度大小相等,根据
可知半径越小,角速度越大,故B的角速度大于A的角速度,又因为B、C同轴转动角速度相同,综合以上分析可得
故C错误,D正确。
故选 AD。
【分析】链条传动线速度大小相等,同轴转动角速度相同,根据v=ωr,确定最终的线速度、角速度之比。
15.【答案】A,D
【知识点】牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】当传送带沿顺时针方向运动时,当物块的速度大于传送带的速度,物块在传送带上可能先做匀减速运动,当速度等于传送带速度时,做匀速直线运动。当传送带沿逆时针方向运动时,小物块在传送带上始终做匀减速直线运动,与传送带静止时的情况相同。当传送带不动时,小物块在传送带上做匀减速运动,传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1>v2,小物块在传送带上可能一直做匀减速运动,也有可能先做匀减速后做匀速运动,所以t1≥t2.小物块滑出传送带时的速度大于等于v2,根据平抛运动规律知道小物块的落地点可能仍在Q点,可能在Q点右侧.故A正确,C错误.传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1=v2,小物块在传送带上做匀速直线运动,所以t1>t2,根据平抛运动规律知道小物块的落地点在Q点右侧.传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,当v1<v2,小物块在传送带上可能一直做匀加速运动,也有可能先做匀加速后做匀速运动,所以t1>t2根据平抛运动规律知道小物块的落地点在Q点右侧.故B错误,D正确.故选AD.
【分析】分析小物块的运动过程,再分析落点的位置和运动时间关系。将小物块滑上传送带的速度与传送带的运行速度进行比较,判断物体的运动规律,从而得出物体平抛运动的初速度,以及平抛运动的水平位移。物体飞出右端做平抛运动,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。
16.【答案】(1)B
(2)B;C
(3)
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】本题考查“验证力的平行四边形定则”的实验,实验的原理为等效替代法。
(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法。
故选B。
(2)除了题目中的器材外,还需要弹簧测力计测量各橡皮筋的弹力,做平行四边形还需要直尺和三角板。
故选BC。
(3)实验通过点的位置体现合力的方向,保证作用效果相同。
【分析】(1)合力与分力是等效替代的关系,据此判断实验方法;
(2)根据实验原理判断实验器材;
(3)合力和分力效果相同。
(1)合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的是等效替代法。
故选B。
(2)除了题目中的器材外,还需要弹簧测力计测量各橡皮筋的弹力,做平行四边形还需要直尺和三角板。
故选BC。
(3)实验通过点的位置体现合力的方向,保证作用效果相同。
【答案】17.A;D
18.B;C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】本题主要考查了平抛运动的相关应用,理解平抛运动在不同方向上的运动特点,结合运动学公式即可完成分析。
(1)A.通过调节使斜槽的末端保持水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.斜槽不一定必须光滑,只要小球到达底端时的速度相同即可,选项B错误;
CD.每次小球必须由静止从相同位置释放,以保证到达底端时的速度相同,选项C错误,D正确;
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不一定要必须严格地等距离下降,选项E错误。
故选AD。
(2)A.因为相邻两照片间的时间间隔相等,知小球在竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同,知a球竖直方向上做自由落体运动,故可以断定a球竖直方向是自由落体运动,故A错误;
B.根据Δy=gT2=10×0.01m=0.1m
所以2L=0.1m
所以平抛运动的初速度
故B正确;
C.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以位移之差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,则
故C正确;
D.由图看出最小距离为2L=0.1m
故D错误。
故选BC。
【分析】(1)根据实验原理和做平抛运动的条件判断;
(2)根据a、b两球的运动规律相同判断;根据匀变速直线运动和匀速直线运动的规律计算;根据小球a运动到与b在同一竖直线上时距离最短计算。
17.A.通过调节使斜槽的末端保持水平,以保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.斜槽不一定必须光滑,只要小球到达底端时的速度相同即可,选项B错误;
CD.每次小球必须由静止从相同位置释放,以保证到达底端时的速度相同,选项C错误,D正确;
E.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次不一定要必须严格地等距离下降,选项E错误。
故选AD。
18.A.因为相邻两照片间的时间间隔相等,知小球在竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同,知a球竖直方向上做自由落体运动,故可以断定a球竖直方向是自由落体运动,故A错误;
B.根据Δy=gT2=10×0.01m=0.1m
所以2L=0.1m
所以平抛运动的初速度
故B正确;
C.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动,所以位移之差恒定,当小球a运动到与b在同一竖直线上时,距离最短,则
故C正确;
D.由图看出最小距离为2L=0.1m
故D错误。
故选BC。
19.【答案】(1)①;0.50
(2)C
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提,根据题意应用匀变速直线运动的推论即可解题,计算时注意单位换算。
(1)根据整体法结合牛顿第二定律结合题意可知加钩码的小车与空桶实验所得的纸带加速度最小,根据可知连续相等时间内位移差最小,即纸带①是利用加钩码的小车与空桶实验所得;根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
(2)根据题图可知:速度较小时,没有弯曲,当速度较大是,则出现加速度减小的现象,说明绳子的拉力与木板不平行,出现绳子拉力在木板方向的分力越来越小,与是否平衡摩擦力没有关系,对于小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量此条件,只有当加速度较大时,才会出现误差较大的现象。
故选C。
【分析】(1)根据牛顿第二定律,结合整体法,即可判定;根据逐差法求出加速度;
(2)根据速度与时间图象斜率表示加速度大小,再结合实验原理与操作,即可求解。
(1)[1]根据整体法结合牛顿第二定律结合题意可知加钩码的小车与空桶实验所得的纸带加速度最小,根据可知连续相等时间内位移差最小,即纸带①是利用加钩码的小车与空桶实验所得;
[2]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
(2)根据题图可知:速度较小时,没有弯曲,当速度较大是,则出现加速度减小的现象,说明绳子的拉力与木板不平行,出现绳子拉力在木板方向的分力越来越小,与是否平衡摩擦力没有关系,对于小桶的总质量没有满足远小于小车的总质量此条件,只有当加速度较大时,才会出现误差较大的现象。
故选C。
20.【答案】(1)解:转动中小球在最低点时绳子断了,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得绳子断时小球运动的角速度为
(2)解:绳断后,小球做平抛运动的初速度为
竖直方向有
解得
小球落地点与抛出点间的水平距离为
【知识点】平抛运动;生活中的圆周运动
【解析】【分析】(1)绳子断时,对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得角速度大小;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得落地点与抛出点间的水平距离。
(1)转动中小球在最低点时绳子断了,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得绳子断时小球运动的角速度为
(2)绳断后,小球做平抛运动的初速度为
竖直方向有
解得
小球落地点与抛出点间的水平距离为
21.【答案】(1)解:根据平均速度的计算公式可知,t1、t2这两段时间内的平均速度分别为、
(2)解:根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知在1、2间中间时刻的速度为2.25m/s、1.8m/s,根据加速度定义式有
【知识点】加速度;平均速度
【解析】【分析】(1)位移除以时间等于平均速度;(2)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,结合加速度定义式求解。
(1)根据平均速度的计算公式可知,t1、t2这两段时间内的平均速度分别为、
(2)根据匀变速运动规律某段内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知在1、2间中间时刻的速度为2.25m/s、1.8m/s,根据加速度定义式有
22.【答案】解:(1)汽车在水平路面上拐弯,或视为汽车做匀速圆周运动,其向心力是车与路面间的最大静摩擦力,有由速度,得弯道半径;
(2)汽车过拱桥,看作在竖直平面内做匀速圆周运动,到达最高点时,有
为了保证安全,车对路面的压力N必须大于零.有则.
(3)设弯道倾斜角度为,汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供,有
解得
故弯道路面的倾斜角度
【知识点】生活中的圆周运动;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)根据最大静摩擦力提供向心力,结合牛顿第二定律求出弯道的最小半径;
(2)在拱桥桥顶,抓住临界状态,即压力为零,结合牛顿第二定律求出圆弧拱桥的最小半径;
(3)根据重力和支持力的合力提供向心力求出弯道的倾斜角度。
23.【答案】(1)解:在水平跑道,设飞机加速度大小为,由牛顿第二定律
代入题中数据,解得
根据公式
代入题中数据,解得
(2)解:在倾斜跑道,由牛顿第二定律:
其中
联立解得
(3)解:以上分析可得,在跑道连接处飞机速度
根据公式
联立解得
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)根据牛顿第二定律求解加速度,根据位移—时间关系求解时间;
(2)在倾斜跑道,对飞机受力分析,根据牛顿第二定律结合几何关系求解加速度大小;
(3)根据速度—时间关系求解在跑道连接处飞机速度,根据速度—位移关系求解飞离倾斜跑道的速度大小 。
(1)在水平跑道,设飞机加速度大小为,由牛顿第二定律
代入题中数据,解得
根据公式
代入题中数据,解得
(2)在倾斜跑道,由牛顿第二定律:
其中
联立解得
(3)以上分析可得,在跑道连接处飞机速度
根据公式
联立解得
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