山西省吕梁市兴县2023-2024学年高一上学期12 月大联考物理试题
展开1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 2022年11月8日,月全食遇上“月掩天王星”,罕见天象让天文爱好者大饱眼福,下次观看的机会要16年以后。国家空间天气监测预警中心利用望远镜和准确的跟踪系统,拍摄了天王星逐渐被月亮挡住的过程。下列关于运动的说法正确的是( )
A. 以月亮为参考系,天王星是静止的
B. 由于月亮绕地球做圆周运动,任何情况下都不能把月亮看成质点
C. “年”是时间单位,在力学范围内,规定质量、力、时间为三个基本量
D. 速度、位移、加速度都是矢量,矢量既有大小又有方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.以月亮为参考系,天王星是运动的,故A错误;
B.在研究月亮绕地球的运动周期时,月亮的大小和形状对研究的问题属于次要因素,可以忽略不计,可以把月亮看成质点,故B错误;
C.“年”是时间单位,在力学范围内,规定质量、长度、时间为三个基本量,故C错误;
D.速度、位移、加速度都是矢量,矢量既有大小又有方向,故D正确。
故选D。
2. 下面关于合力和分力关系叙述中,正确的是( )
A. 两个力的合力一定大于其中任意一个分力更多课件教案等优质滋元可 家 威杏 MXSJ663 B. 3N、6N、7N三个共点力的合力的最小值为2N
C. 两个分力的大小不变,夹角在0~180°之间变化,夹角越大,其合力越小
D. 两个分力F1和F2的夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.不在同一条直线上的两个力合成时,遵循平行四边形定则,故合力可能大于、小于或等于任意一个分力,故A错误;
B.3N、6N合力范围为3~9N,7N在范围内,所以三力合力最小值为0,故B错误;
C.根据平行四边形定则,两个共点力的夹角在0~180°之间,其合力随两力夹角的增大而减小,故C正确;
D.若夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,当F2与F1反向时且F1大于F2,则合力F会减小,故D错误。
故选C。
3. 下列说法正确的是( )
A. 根据加速度定义式,加速度a由速度变化量和所用时间共同决定
B. 某同学从地面竖直向上起跳过程中,受到的支持力与他对地面的压力大小相等
C. 根据牛顿第二定律,运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同
D. 速度越大的物体在地面上滑行的距离越远,说明物体的速度越大,运动状态越难以改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.加速度a与速度变化量和所用时间无关,由合力F和质量m共同决定,A错误;
B.起跳过程中,对地面的压力与地面对他的支持力是作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,B正确;
C.根据牛顿第二定律,运动物体的加速度方向必定与其所受合力的方向相同,合外力方向与速度方向无关,C错误;
D.运动状态改变难易程度由质量决定与速度无关,D错误。
故选B。
4. 探究弹力和弹簧伸长的关系时,作出弹力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示。则( )
A. 该弹簧的原长为10m
B. 该弹簧的劲度系数为0. 25N/m
C. 在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时,弹簧的长度为14cm
D. 在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,弹簧的长度为8cm
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知,当F=0时,弹簧为原长,故弹簧原长为
A错误;
B.由弹力F与弹簧总长度L的关系图线可知,图像斜率
B错误;
C.在该弹簧下端悬挂1.0N的重物时
弹簧长度为
C正确;
D.在该弹簧下端悬挂2.0N的重物时,
弹簧长度为
D错误。
故选C。
5. 明代徐光启《农政全书》记载了戽斗[hùdǒu]是一种小型的人力提水灌田农具,如图甲所示,两人双手执绳牵斗取水。其简化示意图如图乙所示,忽略绳子质量,若两绳子与竖直方向的夹角均为θ,戽斗和水的总重力为G,当戽斗平衡时,绳子上的拉力F的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对戽斗进行受力分析如图所示
则由平衡关系可知
解得
故选A。
6. 某人站在力传感器上,先“下蹲”再“起立”,该过程中力传感器的示数随时间变化情况如图所示,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 此人的重力大小为50N
B. 在1~2s内,此人先失重后超重
C. 在1~2s内,此人完成了一次“下蹲—起立”的动作
D. 在1~2s内,此人最大加速度大小约为
【答案】B
【解析】
【详解】A.力传感器的示数稳定时,示数表示此人的重力大小,此人的重力大小为500N,故A错误;
BC.在1~2s内,先向下加速运动,再向下减速到停止,加速度先向下再向上,是下蹲过程;此人先失重后超重,故B正确,C错误;
D.在1~2s内,失重过程,由牛顿第二定律可得
当力传感器的示数最小时失重过程的加速度最大
在1~2s内,超重过程,由牛顿第二定律可得
当力传感器的示数最大时超重过程的加速度最大
故在1~2s内,此人的最大加速度大小约为,故D错误。
故选B。
7. 如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v—t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的、、均为已知量,则可求出( )
A. 斜面的倾角
B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数
D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
【答案】ACD
【解析】
【详解】AC.由图可知上滑过程的加速度大小为
有
下滑过程加速度大小为
有
联立上述方程可计算出斜面的倾斜角度以及动摩擦因数,故AC符合题意;
B.物块的质量无法求得,故B不符合题意;
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
可知可以求出,故D符合题意。
故选ACD。
【考点定位】牛顿运动定律
【方法技巧】速度时间图像的斜率找到不同阶段的加速度,结合受力分析和运动学规律是解答此类题目的不二法门。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,一粗糙斜面放置在水平地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,一端与斜面上的物块M相连,另一端位于天花板上的A点,并通过光滑动滑轮悬挂物块,系统处于静止状态。现将细绳的一端从天花板上的A点缓慢沿直线移动到B点,已知斜面和M始终保持静止,则在此过程中( )
A. M所受细绳拉力的大小一直增加B. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
C. 斜面所受地面的摩擦力大小一直增大D. 斜面所受地面的支持力大小一直增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.首先对N进行受力分析,如图所示
由平衡条件得
当由A向B端缓慢移动时,物体处于平衡状态,变大,变小,所以绳的拉力T增大,A正确;
B.M物体的摩擦力开始时的方向不确定,因此当T增大的时候,M的摩擦力有可能先减小后增大,B错误;
CD.以M和斜面及定滑轮为整体进行受力分析,绳子拉力的水平分力等于地面对斜面的摩擦力,绳子拉力的竖直分力加整体的重力等于地面的支持力,由A中分析可知支持力大小不变。A移动到B过程中T增大,也增大,因此变大,斜面所受地面的摩擦力大小一直增大,C正确,D错误。
故选AC。
9. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关,如图所示为①、②两雨滴下落过程中的运动图像。将雨滴看作半径为 r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力,其中v是雨滴的速度,k是比例系数。重力加速度为g。(已知球的体积 )( )
A. 雨滴在下落过程中可看作是自由落体运动
B. 雨滴从同一高度同时下落,则图像中②对应的雨滴先落地
C. 图像中②对应的雨滴质量比①对应的雨滴质量大
D. 若雨滴的密度为ρ,雨滴下落趋近的最大速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为雨滴下落过程中受到空气阻力,所以雨滴在下落过程不可看作是自由落体运动,故A错误;
B.雨滴从同一高度同时下落时,它们的下落位移相同,因为v-t图像与横轴所围面积表位移,由图可得,想让①和②图像与横轴所围面积相等,则②所用时间更长,即图像中②对应的雨滴后落地,故B错误;
CD.由图像知最终雨滴做匀速直线运动,即满足
且
联立解得雨滴下落的最大速度为
因为雨滴的密度都相同,所以最终速度大的雨滴半径大,即质量大,故C错误,D正确。
故选D。
10. 如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F的作用时,用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 小滑块的质量
B. 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.2
C. 当水平拉力F增大时,小滑块的加速度一定增大
D. 当水平拉力时,长木板的加速度大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.当F小于6N时,两物体加速度相同,共同运动,对整体分析,由牛顿第二定律有
当F=6N时,此时两物体具有最大共同加速度,代入数据解得
当F大于6N时,两物体加速度不同,对长木板进行分析,根据牛顿第二定律得
可知图线的斜率为
则,,故A正确;
BD.根据F大于6N的图线可知,F=2N时,a=0m/s2,即
解得
所以当F=7N时,长木板的加速度为。故BD正确。
C.当拉力F>6N之后,两物体发生相对滑动,小物块的加速度为,恒定不变,故C错误。
故选ABD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11. 用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
(1)除图甲中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是______。
A.秒表 B.天平(含砝码) C.弹簧测力计 D.刻度尺
(2)实验前平衡摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做______运动。
(3)为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量______小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)。
(4)实验中打出的一条纸带的一部分如图乙所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度______m/s。多测几个点的速度作出图像,就可以算出小车的加速度。
(5)为研究加速度和力的关系,要保证______不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)在研究加速度与质量的关系时,要保证砂和砂桶的总质量不变。若砂和砂桶的总质量m与小车的质量M间的关系不满足第(3)问中的条件,由实验数据作出a和的关系图像,则图像应如图中的______所示。
A. B. C. D.
【答案】 ①. BD##DB ②. 匀速 ③. 远小于 ④. 0.44 ⑤. 小车的质量 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]除图甲中所给器材以及交流电源和导线外,需要用天平测量小车的质量,需要用刻度尺测量纸带求解加速度,则在下列器材中,还必须使用的两种器材是天平(含砝码)和刻度尺,故选BD。
(2)[2]实验前平衡摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做匀速运动。
(3)[3]根据牛顿第二定律,对小车
对沙桶
解得
则当时刻认为T=mg,即为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量远小于小车的质量。
(4)[4]相邻计数点之间还有4个点没有标出可得图中相邻点时间间隔为,打点计时器打B点时,小车的速度
(5)[5]为研究加速度和力的关系,要保证小车的质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
(6)[6]根据牛顿第二定律可知
mg=(M+m)a
解得
由此可知图像是过原点的倾斜直线,故ABD错误,C正确。
故选C。
12. 某同学用如图甲所示装置探究“加速度与合外力的关系”,按要求完成下列问题:
(1)实验中为了减小误差,将长木板无滑轮端适当垫高,并在小车后端连接纸带且纸带穿过打点计时器,以此来平衡摩擦力。调节完毕后,如图乙是某次实验打出的一条纸带,纸带上每隔四个点取一个计数点,测得相邻计数点间的间距。已知打点计时器采用的是频率为f的交流电,则小车加速度的表达式______(用题及图中所给字母表示)。
(2)如果某次实验所用的钩码重力为G,弹簧测力计的示数为F,不计动滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
(3)改变悬挂钩码的质量重复实验,测得多组加速度a与弹簧测力计的示数F,作出图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k,则小车质量______。若实验中所用交流电的实际频率大于f,则根据图像求得的小车质量将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. C ③. ④. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]小车加速度的表达式
(2)[2]对钩码由牛顿第二定律可知
解得
故选C。
(3)[3][4]对小车由牛顿第二定律可知
即
则
解得
若实验中所用交流电的实际频率大于f,打点周期偏小,则加速度测量值偏小,则a-F图像的斜率偏小,则根据图像求得的小车质量将偏大。
13. 跳伞表演被称为“空中芭蕾”。跳伞运动员为了在空中做各种组合造型,离开飞机后并不马上打开降落伞,而是先在空中自由“飞翔”一段时间,然后再打开降落伞。设在一次表演中,某运动员离开飞机后做自由落体运动,到离地面125m时他才打开降落伞,使他以大小为的加速度做匀减速直线运动,安全着陆时的速度仅为5m/s。重力加速度g取,求:
(1)该运动员开伞时的速度大小;
(2)该运动员离开飞机时的高度;
(3)该运动员从离开飞机到安全着陆过程中所用的时间(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)60m/s;(2)305m;(3)9.85s
【解析】
【详解】(1)从开伞到落地,根据
解得开伞时的速度
(2)从跳伞到开伞下落的高度
该运动员离开飞机时的高度
(3)该运动员从离开飞机到安全着陆过程中所用的时间
14. 如图所示,某粮食仓库用传送带运送粮食,传送带与水平面的夹角,传送带在电动机的带动下,始终保持1m/s的速度顺时针转动。现把一袋90kg的粮食(可视为质点)轻放在传送带的底端,经过一段时间粮袋与传送带达到共同速度,之后继续向上运动到距传送带底端高5m处。已知粮袋与传送带间的动摩擦因数,重力加速度大小为,,,则在此过程中,求:
(1)粮袋加速运动时的加速度大小;
(2)粮袋加速运动过程中相对传送带的位移大小;
(3)若粮袋放在传送带上运动9s时传送带突然停止运行,试判断粮袋能不能到达传送带的最高处,若未到达求离最高点距离(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1);(2)1.25m;(3)0.54m
【解析】
【详解】(1)粮袋加速过程,由牛顿第二定律可知
解得
(2)粮袋加速度所用时间为,则有
对粮袋有
对传送带有
两者的相对位移大小为
(3)由之前分析可知,粮袋加速时间为2.5s,所以粮袋匀速运动时间为
匀速阶段,粮袋的位移为
由题图及几何关系可知,传送带长为
传送带停止后,粮袋向上减速运动,由牛顿第二定律有
匀减速阶段粮袋的位移为
粮袋总位移
所以粮袋不能达到最高点,其离最高点的距离为
15. 如图所示,一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的光滑固定斜面的底端,另一端拴住质量为m1=6 kg的物体P,Q为一质量为m2=10 kg的物体,弹簧的质量不计,劲度系数k=600 N/m,系统处于静止状态.现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,已知在前0.2 s时间内,F为变力,0.2 s以后F为恒力,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2.求:
(1)系统处于静止状态时,弹簧的压缩量x0;
(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a;
(3)力F的最大值与最小值.
【答案】(1)0.16 m (2)m/s2 (3)N N
【解析】
【详解】(1)设开始时弹簧压缩量为x0
对整体受力分析,平行斜面方向有:
(m1+m2)gsin θ=kx0
解得:
x0=0.16 m
(2)前0.2 s时间内F为变力,之后为恒力,则0.2 s时刻两物体分离,此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等,设此时弹簧的压缩量为x1
对物体P,由牛顿第二定律得:
kx1-m1gsin θ=m1a
前0.2 s时间内两物体的位移:
x0-x1=at2
联立解得:
a=m/s2
(3)对两物体受力分析知,开始运动时拉力最小,分离时拉力最大:
Fmin=(m1+m2)a=N
对Q应用牛顿第二定律得:
Fmax-m2gsin θ=m2a
解得:
Fmax=m2(gsin θ+a)=N.
山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题: 这是一份山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题,共18页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分,答题前,考生务必用直径0,本卷命题范围等内容,欢迎下载使用。
山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题: 这是一份山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期12月联考物理试题,共12页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分,答题前,考生务必用直径0,本卷命题范围等内容,欢迎下载使用。
山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高二上学期12月联考物理试题: 这是一份山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高二上学期12月联考物理试题,共4页。