南昌二中2017—2018年学年度上学期期末考试
高一物理试卷
(总分100分,考试时间100分钟)
一、选择题(本题共12小题。每小题4分,共48分,其中1-7为单选题,8-12题为多、
选题,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答得得0分)
1.下列说法中正确的是( )
A. 牛顿第一定律适用于宏观低速物体,但不可解决微观物体的高速运动问题
B. 牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a=0条件下的特例
C. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点
D. 力学中将物体看成质点运用了等效替代法
2.如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,小车向右做匀加速运动,小球所受直杆的作用力的方向沿图中的OO/方向,若减小小车的加速度,小球所受直杆的作用力的方向可能沿( )
A.OA方向
B.OB方向
C.OC方向
D.OD方向
3.高跷运动是一项新型运动,图甲为弹簧高跷.当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后.人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙.不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 人向上弹起过程中,一直处于超重状态
B. 人向上弹起过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力
C. 从最高点下落至最低点的过程,人先做匀加速运动后做匀减速运动
D. 弹簧压缩到最低点时,高跷对人的作用力大于人的重力
4.如图所示,甲、乙两船在同一河岸边A、B两处,两船船头方向与河岸均成θ角,且恰好对准对岸边C点。若两船同时开始渡河,经过一段时间t,同时到达对岸,乙船恰好到达正对岸的D点。若河宽d、河水流速均恒定,两船在静水中的划行速率恒定,且不影响各自的航行。下列说法中正确的是 ( )
A. 两船在静水中的划行速率不同
B. 两船一定是同时到达D点
C. 甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小
D. 河水流速为
5.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B. 风力越大,运动员着地时的竖直速度越大,有可能对运动员造成伤害
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风无关
6.如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子,已知AO=40m,g取10m/s2.下列说法正确的是( )
A. 若v0=18m/s,则石块可以落入水中
B. 若石块能落入水中,则v0越大,落水时速度方向与水平面的夹角不变
C. 若石块不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D. 若石块不能落入水中,则v0越大,落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小
7.如图甲所示,一根材质均匀的粗绳AB的长度为l,其质量均匀分布,在水平恒力F的作用下,沿水平面做匀加速直线运动,测得绳上距A端x处的张力T与x的关系如图乙所示. 下列说法中正确的是( )
A. 从乙图像中可以判断粗绳一定不受摩擦力作用
B. 从乙图像中可以判断粗绳一定受到摩擦力作用
C. 图象的斜率大小与粗绳运动的加速度有关
D. 图象的斜率大小与粗绳的质量无关
8.下列说法正确的是( )
A. 只要两个分运动是直线运动,合运动一定也是直线运动
B. 平抛运动在任何时间内速度改变量的方向都是竖直向下的
C. 曲线运动一定是变速运动D. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
9.如图所示,质量分别为、的两物块、叠放在一起,若它们共同沿固定在水平地面上倾角为的斜面一起相对静止,由静止开始下滑.则( )
A. 与斜面间是粗糙的,则 、间有摩擦力
B. 与斜面间是粗糙的,则 、间无摩擦力
C. 与斜面间是光滑的,则 、间无摩擦力
D. 与斜面间是光滑的,则 、间无摩擦力
10.如图所示,斜面倾角为θ,位于斜面底端A正上方的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出,小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 若小球能击中斜面中点,则
B. 若小球垂直击中斜面,则
C. 若小球以最小位移到达斜面,则
D. 无论小球怎样到达斜面,运动时间均为
11.如图,质量为M的三角形木块A静止在水平面上.一质量为m的物体B正沿A的斜面下滑,三角形木块A仍然保持静止。则下列说法中正确的是 ( )
A.A对地面的压力一定小于(M+m)g
B.水平面对A的静摩擦力可能为零
C.水平面对A的静摩擦力方向可能向左
D.B沿A的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F的作用,当力F的大小满足一定条件时,此时三角形木块A不可能会开始滑动
12.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为m的物块A,A放在质量也为m的托盘B上,以N表示B对A的作用力,x表示弹簧的伸长量.初始时,在竖直向上的力F作用下系统静止,且弹簧处于自然状态(x=0).现改变力F的大小,使B以的加速度匀加速向下运动(g为重力加速度,空气阻力不计),此过程中N或F随x变化的图象正确的是( )
二、实验题: (每空2分,共12分)
13.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量, m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。
(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_______m/s2(结果保留三位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为____________。
A. B. C. D.
(4)乙同学根据测量数据做出如图所示的a-F图线,该同学做实验时存在的问题是 .
14.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从相同位置上滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如右下图中a、b、c、d所示。
B.安装好器材,注意轨道末端水平,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C.取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
(1)上述实验步骤的合理顺序是__________________。
(2)已知图中小方格的边长L=1.25cm,则小球平抛的初速度为v0=_______(取g=9.8m/s2),
三、计算题:( 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后的答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(8分)如图甲所示,质量为m=3kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,当作用时间为时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)拉力F的大小.
乙
16.(8分)“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后,返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回,在离地10km的高度打开阻力降落伞减速下降,这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k,设返回舱总质量M=950.4kg,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落。从某时刻开始计时,返回舱的运动v-t图象如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴一点B的坐标为(8,0),CD是平行横轴的直线,交纵轴于C点,C的坐标为(0,12),g取10m/s2,请解决下列问题:(1)在初始时刻v0=120m/s时,它的加速度多大?
(2)推证空气阻力系数k的表达式并算出其数值。
(3)返回舱在距离高度h=2m时,飞船底部的4个反推力小火箭点火工作,使其速度由12m/s迅速减至2m/s后落在地面上,若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响,并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化,试估算每支小火箭的平均推力(计算结果取两位有效数字)
(1)求A物体下落的加速度大小及绳子拉力T的大小;
(2)求当A物体从多高处静止释放,B物体恰好运动至斜面最高点;
(3)若A物体从h=m处静止释放,要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出,求A物体质量m的取值范围.(设B物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
18.(12分)如图所示,水平传送带水平段长L=6m,距地面高H=20m,与传送带等高的光滑水平台上在一小物块以V0=8m/s的初速度滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦系数μ=0.5,取g=10m/s.设皮带轮匀速转动的速度为V',物体平抛运动的水平位移为S,以不同的V'值重复上述过程,得一组对应的V',S值。由于皮带轮的转动方向不同,皮带上部向右运动时用V'>0,皮带上部向左运动时用V'<0表示,在图中(b)中给出的坐标上正确画出S-V'的关系图线。
19.(12分)如图甲所示,质量为M=3kg,长为2m的木板静止在光滑水平面上,质量也为的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F,当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为S,给木板施加大小不同的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB段与横轴平行,且AB段的纵坐标为.将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取.
(1)求出乙图中B,D两点的坐标(a,F1);(b,F2)分别是多少?
(2)图乙中BC为直线段,求此直线段函数关系式.
高一物理试卷
一、选择题:(每题4分,共计48分)
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
选项 | A | B | D | B | C | A | D | BC | AC | BC | BCD | BC |
二、实验题(每空2分,共12分)
13、BC 2.00 C 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
14、BAC 0.7
三、计算题:(15题8分,16题8分,17题10分 ,18题12分 ,19题12分)
15、【答案】(1)μ=0.5. (2)90 N,
【解析】设力F作用时物体的加速度为a1,对物体受力分析,由牛顿第二定律可知,F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
设撤去力后,加速度的大小为a2,由牛顿第二定律可知,mgsinθ+μmgcosθ=ma2
根据速度时间图线得,加速度的大小a1=m/s2=20m/s2.
a2= m/s2=10m/s2.
代入解得F=90N,μ=0.5.
16、
(1)根据速度图象性质可知,在初始v0=120m/s时,过A点切线的斜率既为此时的加速度,设为a1,其大小为:
D
(2)由图知,返回舱的v – t图的斜率逐渐减小,最后是以v1=12m/s的速度作匀速运动。设返回舱所受空气浮力为F,在t=0时, 根据牛顿第二定律则有:速度为V1=12m/s时,返回舱受力平衡,即有:
由以上并代入数据解得:
(3)设每支小火箭的平均推力为F0,反推加速度大小为a2,着地速度为v2
由题意知,返回舱在距离地高度h=2m前,已处于匀速运动状态。故返回舱在着地前的加速度由4个小火箭的反推力产生根据牛顿第二定律:
又由运动学公式知:
联立以上并代入数据解得:
17(1)根据牛顿第二运动定律
根据牛顿第二定律对A有:mg-T=ma
根据牛顿第二定律对B有:
代入数据解得:a=2 m/s2
绳子拉力大小:T=20 N
(2)设物体A着地时B的速度为v,A着地后B做匀减速运动的加速度大小为a1
根据牛顿第二定律对B有:
代入数据解得:a1= 8m/s2
对B由运动学公式得:着地前: 着地后:
代入数据解得:h=2 m
(3)设A着地后B向上滑行距离x
由运动学公式得:
位移关系满足:
着地前:
代入数据解得:
另一方面要能拉动必须有:
解得:
所以物体A的质量范围是:
18解:设物体一直做匀减速运动滑到皮带右端的速度为V1.
由运动学:,
又由,解得v1=2m/s.
由H=gt2,s=v1t 得出: 得S1=4m,即为物体平抛的最小位移.
(1)只要皮带向右的速度,或反向运动,物体在皮带上一直减速,均有S=4m.
(2)当皮带向右的速度很大,物体能在皮带上一直加速时,可获得最大速度V3,
,解得V=m/s.即无论皮带向右的速度多大,物体从右端飞出的最大速度为m/s,
即当皮带向右的速度,物体落地的最大水平位移 S=Vt=m.
(3)当皮带向右运动速度V时,物体减速或者加速至共速后匀速运动一段时间后平抛出去,平抛水平位移S2=Vt=V
图象如图所示.
19、
(1)从图中可以看出当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度,所以a=m
以初速度为正方向,物块的加速度大小:
木板的加速度大小:
设经历时间t后两者共速,
由图乙知,长L=2m ,滑块相对木板的路程:
可以得出F1=4N
当F继续增大时,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度;当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动;当F再继续增大到F2时两物体达到共速后,将不能一起运动,物体将会从木板的左端滑出。
,而,可以求得F2=8N
所以当F2=8N时,物块从vo经过t后与木板的速度相等
而此时的相对位移
可以求得 由于物体将会从滑板左侧滑出即,所以b=可得坐标:B() D()
(2)当时,最终两物体达到共速,并最后一起相对静止加速运动,当两者具有共同速度v,历时,则:
根据速度时间关系可得: 根据位移关系可得:
联立函数关系式解得:
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