大庆实验中学实验二部 2025 级高一下开学考试
物理试题
一、选择题(本题共 10 小题,共 46 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~7题只有一项符合题目要求,每小题 4 分;第8~10 题有多项符合题目要求,每小题 6 分,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。)
1 .人们对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程,这也是物理学发展的史诗。下列有关物体运动与力的表述正确的是( )
A .牛顿第一定律是由实验直接得到的结论
B .地球自西向东自转,人向上跳起来后,还会落到原地
C .汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体速度越大,其惯性越大
D .向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯定受到了向上的作用力
2.近期,中原“村 BA”篮球联赛燃爆河南。在某次比赛中, 一队员投出的篮球在空中运动的轨迹如图中虚线所示,篮球所受合力 F 与速度 v 的关系可能正确的是( )
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A.
C.
B.
D.
3 .潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中 a 、b和 c 处单位质量的海水受月球引力大小在( )
A .a 处最大 B .b 处最大 C .c 处最大 D .a 、c 处相等,b 处最小
4.木块 A、B 分别重50N 和60N ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25,夹在 A、B 之间的轻弹簧被压缩了2cm ,弹簧的劲度系数为400N/m, 系统置于水平地面上静止不动。现用1N 的水平拉力 F 作用在木块 B 上,如图所示,则力 F 作用后木块 A 、B 所受摩擦力大小( )
A .8N、9N B .8N、7N C .12.5N、15.0N D .12.5N、16N
5 .如图甲所示为某电影公司拍摄武打片时演员吊威亚(钢丝)的场景,可以简化为如图乙所示,轨道车通过细钢丝跨过滑轮拉着演员竖直上升,便可呈现出演员飞檐走壁的效果。某次拍摄时轨道车沿水平地面以v =4 m / s 的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角 θ = 37o,已知sin37o = 0.6, cos37o = 0.8 ,则下列说法正确的是( )
A .演员正匀速上升
B .演员正减速上升
C .该时刻演员的速度大小为3.2 m / s
D .该时刻演员的速度大小为5m / s
6 .如图所示,天花板上固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为M 的铁块;右端悬挂有两质量均为m 的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为2mg ,最初系统处于静止状态。某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )
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A . g B . g C . g D .g
7.如图所示,一根长为2L 的轻绳穿过一质量为m 的光滑小圆环,绳两端固定在竖直杆上的
A、B 两点,A 、B 两点间的距离为L ,重力加速度为 g 。现让杆缓慢加速转动,则转动后( )
A .两段绳的夹角可能为60o
B .绳上拉力一定大于 0.5mg
C .当 OB 水平时,绳中的拉力等于重力
D .若转动足够快,圆环所处的高度可以超过 AB 中点
8 .如图所示,某卫星绕一行星沿椭圆轨道逆时针运动。图示中 bd 为长轴,S1、S2 两个面积大小相等,b 、d 到行星中心距离分别为 r1 、r2。则在一个运行周期内( )
A .行星不在椭圆的焦点上
B .从 b 点到 d 点,卫星的速度先减小后增大
C .卫星在 b 、d 两点的速度大小之比为
D .卫星从 d 点到 a 点的运行时间等于从 b 点到 c 点的运行时间
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9 .研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离 h 及其对应的速度 v,得到如图所示的 v2 - h 图像。运动员及其所携带装备的总质量为60kg,弹性绳原长为 10m,弹性绳上的弹力遵循胡克定律,忽略空气阻力,取重力加速度g = 10m / s2 ,以下说法正确的是( )
A .弹性绳的劲度系数为120N / m
B .运动员在下落过程中先超重再失重
C .运动员在最低点处加速度大小为20m / s2
D .运动员在速度最大处运动员处于失重状态
10.如图所示,物块 A、B 用轻弹簧连接并放置于足够长水平传送带上,传送带以恒定速率v 顺时针转动。t = 0 时,A 的速度大小为2v ,方向水平向右,B 的速度为 0,弹簧处于原长。 t = t1 时,A 第一次与传送带共速。已知 A 、B 可视为质点,质量均为m ,与传送带的动摩擦因数均为 μ ;A、B 与传送带相对滑动时留下划痕未重合,重力加速度大小取g ,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A .0 ~ t1 过程,A 、B 的位移相等
B .在t = t1 时,A 、B 的速度相同
C .0 ~ t1 过程,A 与 B 在传送带上留下的划痕长度相同
D .0 ~ t1 过程,A 在传送带上留下的划痕长度大于vt1
二、非选择题(本题共 5 小题,共 54 分。)
11.利用如图 1 所示的实验装置,可测量滑块的运动及滑块与木板间的动摩擦因数。一端装有滑轮的长木板固定在水平桌面上,长木板上有一滑块,滑块右端固定一个动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在定滑轮上的轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。
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(1)该实验中钩码质量___________远小于滑块质量(填写“需要”或者“不需要”)
(2)打点计时器所用交流电频率为50Hz ,实验得到一条如图 2 所示的纸带(每相邻两个计数点间有 4 个点图中未画出)。滑块运动的加速度大小是___________ m / s2 。(计算结果保留三位有效数字)
(3)已知滑块和定滑轮的总质量为M ,重力加速度为 g 。若实验中弹簧测力计示数为 F 时,测得滑块运动的加速度为a ,则滑块和木板之间动摩擦因数的计算式为___________。
12 .某学习小组利用如图甲、乙所示的装置探究平抛运动的特点。
(1)如图甲所示,用小锤打击弹性金属片后,A 球沿水平方向飞出,同时 B 球被松开并自由下落,实验现象是 A 、B 球同时落地,该现象说明A 球在___________。
A .竖直方向做的是自由落体运动
B .水平方向做的是匀速直线运动
(2)如图乙所示,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A 球沿斜槽轨道PQ 滑下后从斜槽末端Q 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,A 球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板, 依次重复上述操作,白纸上将留下一系列痕迹点。下列操作中有必要的有___________。
A .尽可能减小 A 球与斜槽之间的摩擦
B .通过调节使硬板保持竖直
C .挡板高度等间距变化
D .重复实验时,A 球从斜槽的同一位置由静止释放
(3)利用图乙装置得到如图丙所示的轨迹,在轨迹上取A (非抛出点)、B 、C 三点,AB 和BC
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的水平间距相等且均为x ,测得 AB 和BC 的竖直间距分别是y1 和y2 。
①已知当地重力加速度为g ,可求得钢球离开斜槽末端时的速度大小为___________。
②若在实验中,斜槽末端切线不水平,仅从这一影响因素分析,第①问中求得钢球离开斜槽末端时的速度大小___________(选填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。
13 .如图所示,长为 0.8m 的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球 A 、B,其质量分别为 0.3kg 、0.1kg,将杆中心O 固定在一个水平光滑的转动轴上,使小球A 、B 可以在竖直面内自由转动,不计一切阻力。当 A 球运动到最高点时,(重力加速度 g = 10m / s2 ),若轻杆对A 球的弹力恰好为 0,求:
(1)此时转动的角速度 w0 的大小
(2)此时杆对B 球拉力方向和大小;
14.第九届亚洲冬季运动会于 2025 年 2 月 7 日至 14 日在黑龙江哈尔滨举行。现将大跳台比赛某段过程简化成如图可视为质点小球的运动,小球从倾角为a = 30。的斜面顶端 O 点以v0飞出,已知v0 = 20m / s ,且与斜面夹角为θ = 60。。图中虚线为小球在空中的运动轨迹, 且 A 为轨迹上离斜面最远的点,B 为小球在斜面上的落点,C 是过 A 作竖直线与斜面的交点,不计空气阻力,重力加速度取g = 10m / s2 。求:
(1)小球从 O 运动到A 点所用时间 t;
(2)小球离斜面最远的距离 L;
(3)O 、C 两点间距离 x。
15.如图甲所示,小物块 A 和足够长的木板 B 叠放在光滑水平面上,A、B 左边缘对齐。已
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知 A 、B 的质量分别为 m 、2m ,A 、B 间的动摩擦因数为μ ,忽略空气阻力,重力加速度为 g。
(1)对 A 施加一水平向右大小为 F 的拉力,AB 能保持相对静止,求此时 AB 加速度大小a;
(2)如果让 A 获得水平向右的初速度v0 ,一段时间后,当 AB 保持相对静止时,求 A 距 B 左
边缘的距离 x1 ;
(3)如图乙所示,在 B 的右侧 x 处固定一竖直挡板 C(x 未知),使 A 获得水平向右的初速度v0 ,B 与 C 相撞后立即以原速率弹回,且当 B 与 C 恰好发生 n 次碰撞后最终静止,求 x 的值。
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1 .B
A .牛顿第一定律不能由实验直接得到结论,故 A 错误;
B.地球自西向东自转,人向上跳起来后,还会落到原地,因为人具有惯性,相对地面静止,故 B 正确;
C .惯性只与质量有关,与速度无关,故 C 错误;
D.向上抛出的物体,在空中继续向上运动,是由于惯性作用,而不是受到了向上的作用力,故 D 错误。
故选 B。
2 .B
篮球做曲线运动, 则速度方向沿轨迹的切线方向,篮球受向下的重力和与速度方向相反的阻力作用,则合力方向斜向左下。
故选 B。
3 .A
根据万有引力公式
可知图中 a 处单位质量的海水收到月球的引力最大;
故选 A。
4 .A
弹簧的弹力F弹 = kx = 400 × 0.02N = 8N
B 物体所受最大静摩擦力fm = μmBg = 15N
力 F 作用后,对木块 B 进行受力分析可知F弹 + F = 9N因此 B 物体仍静止不动,所受摩擦力大小fB = F弹 + F = 9N
弹簧对 A 的弹力不变,因此 A 所受摩擦力大小fA = F弹 = 8N故选 A。
5 .C
AB .将轨道车的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度,则演员的速度等于沿绳方向的速度,则v1 = v cos θ , 因 v 不变,θ 减小,则 v1 增大,即演员正加速上升,
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AB 错误;
CD .该时刻演员的速度大小为v1 = 4 × cos 37o m/s = 3.2m / s ,C 正确,D 错误。故选 C。
6 .C
细线烧断前由整体法,根据平衡条件有
Mg = 2mg
解得
M = 2m
对右侧下面 m 的分析,根据平衡条件有
2mg = F + mg
解得弹簧的弹力
F = mg
细线烧断时,以M 与上面m 为整体,加速度大小相同,由牛顿第二定律可得
Mg + F - mg = 3ma
解得
故选 C。
7 .B
AD .当两段绳的夹角为60o 时,由几何关系可知,小圆环在绳的中点,因圆环两边绳子的拉力相等,此时对圆环分析可知,竖直方向不能平衡,则两段绳的夹角可能为 60o ,即使转动足够快,圆环所处的高度也不可以超过 AB 中点,AD 错误;
B.当杆转动时,绳上的拉力竖直分量之和等于 mg ,T cosa + T cos β = mg (其中 a, β 为圆环两边的绳子与竖直方向的夹角),因 cosa + cos β < 2 ,则绳上拉力一定大于 0.5mg ,B 正确;
C.当OB 水平时,此时绳OA 与竖直方向有一定夹角θ , 则竖直方向T cosθ = mg ,可知T > mg , C 错误。
故选 B。
8 .CD
A .根据开普勒第一定律,行星(中心天体)应占据椭圆的一个焦点, A 错误;
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B .从 b 点到 d 点万有引力对卫星做负功,则卫星速度减小,故 B 错误;
C .根据开普勒第二定律可知: vbr1 = vdr2,所以卫星在 b 、d 两点的速度大小之比为 ,
C 正确;
D .S1 、S2 两个面积大小相等,所以卫星从 b 点到 a 点的运行时间等于从 d 点到 c 点的运行时间, 即tba = tdc = t ,那么tda t ,tbc t ,所以卫星从 d 点到 a 点的运行时间等于从 b点到 c 点的运行时间,D 正确。
故选 CD 。
9 .AC
A.运动员受力平衡时,速度最大。由图像可知, 下落高度为 15m 时速度最大,此时受力平衡F = mg
且F = kΔx , Δx = (15 -10)m = 5m
解得k N/m = 120N/m ,故 A 正确;
B .根据加速度向上,物体处于超重状态;加速度向下,物体处于失重状态,运动员下落过程先加速后减速,所以下落过程是先失重后超重,故 B 错误;
C .运动员在最低点时,速度为零,弹力最大,此时由牛顿第二定律可得F - mg = ma其中F = kΔxm ,xm = (25 -10)m = 15m
联立解得a = 20m/s2 ,故 C 正确;
D .速度最大时重力和弹力平衡,此时加速度为零,既不失重也不超重,故 D 错误。
故选 AC。
10 .BCD
B .初始时 A 受向左的摩擦力 μmg 以及向左的弹力而向右减速,B 受向右的摩擦力μmg 和向右的弹力而向右加速,故可知在 A 与传送带第一次共速前,AB 整体所受合外力为零,系统动量守恒有m . 2v = mv + mvB
解得 B 的速度vB = v ,即在 t = t1 时,A 、B 的速度相同,故 B 正确;
A .0 ~ t1 过程,A 向右减速,B 向右加速,最后共速,则在这段时间内 A 的位移大于 B 的位移,故 A 错误;
CD .0 ~ t1 过程,传送带的位移x传 = vt1
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因 A 的加速度aA ,因弹力逐渐增加,则 A 做加速度增加的减速运动,则0 ~ t1过程的位移xA vt1
则A 在传送带上留下的划痕长度大于ΔxA = xA - x传 vt1 ;
B 的加速度aB ,可知在任意时刻 AB 的加速度总是相等的,即 B 做加速度增加的加速运动,AB 的 v-t 图像对称,则 AB 相对传送带的位移大小相等,即划痕相等,CD 正确。故选 BCD。
11 .(1)不需要
(2)1.19
(1)该实验中有测力计测量滑块的拉力,则钩码质量不需要远小于滑块质量;
(2)每相邻两个计数点间有 4 个点图中未画出,则 T=0.1s。滑块运动的加速度大小是
(3)对滑块由牛顿第二定律2F - μMg = Ma解得
12 .(1)A
(2)BD
(3) x 偏小
(1)甲装置实验中,A 球做平抛运动,B 球做自由落体运动,二者同时落地,说明平抛运动的竖直分运动和自由落体运动规律一致,证明 A 球竖直方向做自由落体运动,故选 A。
(2)A .只要每次小球从斜槽同一位置释放,即可保证初速度一致,斜槽摩擦不影响实验
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结果,无需减小摩擦,故 A 错误;
B .平抛运动在竖直平面内,必须保持硬板竖直,避免小球碰撞硬板,故 B 正确;
C .只需要多次移动挡板记录落点,不需要挡板高度等间距变化,故 C 错误;
D.重复实验时,小球从同一位置静止释放,才能保证每次平抛初速度相同,轨迹一致,故D 正确。
故选 BD。
(3)[1]AB 和 BC 水平间距相等,因此 A 到 B 、B 到 C 的运动时间相等,设时间间隔为T ,平抛初速度为v0 ,水平方向钢球做匀速直线运动有 x = v0T
竖直方向上做匀变速直线运动,由逐差法可得y2 - y1 = gT2
联立解得v0 = x
[2]斜槽末端切线不水平时,小球初速度不沿水平方向,上述推导得到的结果只是初速度的
水平分量,实际初速度是合速度,大小为v
大于我们计算得到的水平分量,因此求得的速度大小偏小。
13 .(1) w = 5rad / s
(2)FT = 2 N ,方向竖直向上
(1)A 在最高点对 A 由牛顿第二定律可知mg = mw 解得 w rad/s = 5rad/s
(2)B 在最低点,由牛顿第二定律mg = mw 解得FT = 0.1(10 + 52 × 0.4)N = 2N
方向竖直向上
14 .(1)2s
(2)10m
(3)40m
(1)垂直斜面方向 v1 = v0 sin m/s ,a1 = g cos a m/s2
由t
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得t = 2s
2
(
1
)(2)垂直斜面方向v1 匀减速至 0 时有L =
代入数据得小球离斜面最远的距离L = 10m 。
(3)解法 1:由垂直斜面方向运动对称性可得小球从 O 到A 与 A 到 B 所用时间相等,平行斜面方向xOB = v2 . 2t a2
沿斜面方向v2 = v0 cos θ = 10m/s, a2 = g sin a = 5m/s2
小球在水平方向做匀速直线运动,C 为 OB 中点,则x xOB代入数据解得x = 40m
解法 2:小球在水平方向做匀速直线运动xOA = v0 cos(θ -a)t
由几何关系可得x = 解得x = 40m
15 .
(1)A 、B 相对静止,根据牛顿第二定律F = (m + 2m)a解得a
(2)A 获得水平向右的初速度v0 ,A 将在 B 上做匀减速直线运动
根据牛顿第二定律 μmg = maA
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B 做匀加速直线运动根据牛顿第二定律 μmg = 2maB
设经历时间t1 之后 AB 共速v0 - aAt1 = aBt1
A 的位移为xA = v0t aAt ,B 的位移为xB aBt
A 距 B 的边缘为x1 = xA - xB可得x
(3)由题可分析得知,由于地面光滑,当 B 最终静止时,A 也一定静止。
最后一次碰撞后 A 和 B 均做匀减速直线运动,分析可知最后一次碰撞后瞬间,A 速度大小是 B 速度大小的两倍(总动量为 0)
则 A 在静止前速度大小一直大于 B 速度大小,一直向右作匀减速直线运动,设减速总时间为t2 。
B 先向右作匀加速直线运动,反弹后作匀减速直线运动,由于加速度大小相等,故这两个过程具有空间和时间的对称性,如此反复,每次加速和减速时间均为t0 ,直到第 n 次反弹后和A 一起减速至 0 。A 、B 运动的总时间相等。
根据速度时间关系0 = v0 - aAt2 ,又 t2 = 2nt0
木板位移x aBt
可得x
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