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- 2021-05-27 发布
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安阳一中2020学年第一学期第二次阶段考试
高一物理试题卷
一、选择题(每题3分,共48分,第1-10题为单选,11-16题多选;漏选得2分,多选或错选得0分)
1.选出下列观点中正确的是( )
A. 伽利略研究自由落体运动时,遇到的困难是无法准确测量瞬时速度
B. 物体之所以能运动是因为有力维持,亚里士多德的这一观点是成立的。
C. 力是物体对物体的作用,所以只有直接接触的物体间才有力的作用。
D. 两个彼此相互接触的粗糙物体之间一定存在摩擦力。
【答案】A
【解析】
伽利略研究自由落体运动时,遇到的困难是无法准确测量瞬时速度,故A错误.力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态改变的原因,选项B错误;力是物体对物体的作用,即使不直接接触的物体间也有力的作用,例如电场力和磁场力,选项C错误;两个彼此相互接触的粗糙物体之间,只有有相对运动或者有相对运动趋势,且由相互挤压的物体之间才会存在摩擦力,选项D错误;故选A.
2.一质点从O点由静止出发做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,已知AB间距离为BC间距离为且经过AB段和BC段的时间相等,则OA间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设物体的加速度为a,质点从A到B的时间间隔为t,则根据匀变速直线运动的推论可知,,,则质点从O点运动到B点的距离为
,所以,故A正确,BCD错误。
3.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动,见前方有障碍物立即刹车,刹车后加速度大小为5 m/s2,则汽车刹车后第2 s内的位移和刹车后6s内的位移为( )
A. 30 m, 37.5 m B. 30 m, 40 m
C. 12.5 m, 40 m D. 12.5 m, 37.5 m
【答案】C
【解析】
【分析】
根据匀变速直线运动的速度时间公式求出汽车刹车到停止所需的时间,判断汽车是否停止,从而根据位移公式求出汽车的位移
【详解】汽车速度减为零所需的时间:,知2s末汽车未停止,第1s末的速度:,则第2s内的位移:
刹车在6s内的位移等于4s内的位移,则, C正确;ABD错误;
故选C。
【点睛】本题考查运动学中的刹车问题,知道汽车速度减为零后不再运动,是道易错题
4.如图所示,在水平面上固定一点光源,在点光源和右侧墙壁的正中间有一小球自水平面以初速度v0竖直上抛,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则在小球竖直向上运动的过程中,关于小球的影子在竖直墙壁上的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 影子做初速度为v0,加速度为g的匀减速直线运动
B. 影子做初速度为2v0,加速度为2g的匀减速直线运动
C. 影子做初速度为2v0,加速度为g的匀减速直线运动
D. 影子做初速度为v0,加速度为2g的匀减速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】设经过时间t,则小球的竖直位移:,由几何关系可知,影子的位移:,则影子做初速度为2v0,加速度为2g的匀减速直线运动,故选B.
5.如图所示,某同学用绳子拉木箱,从静止开始沿粗糙水平路面匀加速至某一速度,在这个过程中绳子拉力大小一定( )
A. 小于路面的摩擦力
B. 大于路面的摩擦力
C. 小于木箱的重力
D. 大于木箱的重力
【答案】B
【解析】
【详解】木箱受力如图:
AB、木箱在匀加速运动的过程中,F的水平分力大于摩擦力,所以拉力大小一定大于路面的摩擦力,故A错误,B正确;
CD、拉力的竖直分力、地面的支持力和重力,三力的合力为零。但无法比较拉力和重力的大小,故C错误,D错误。
故选:B
6.如图两根轻弹簧AC和BD,它们的劲度系数分别为k1和k2,它们的C、D端分别固定在质量为m的物体上, A、B端分别固定在支架和正下方地面上,当物体m静止时,上方的弹簧处于原长;若将物体的质量变为3m,仍在弹簧的弹性限度内,当物体再次静止时,其相对第一次静止时位置下降了( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析:原来,下面的弹簧被压缩x1,根据力的平衡条件有;后来,上面的弹簧被拉伸x2,又建立平衡,有,两式联立解得,选项C正确。
考点:本题考查胡克定律。
7.如图所示,物体M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连,斜面的倾角θ可以改变,讨论物块M对斜面的摩擦力的大小,则一定有
A. 若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越大
B. 若物块M保持静止,则θ角越大,摩擦力越小
C. 若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越大
D. 若物块M沿斜面下滑,则θ角越大,摩擦力越小
【答案】D
【解析】
试题分析:若物块M保持静止,对m分析,m受到重力和绳子的拉力,处于静止状态,则有,对M分析,M受到绳子的拉力,重力,支持力,若此时,则摩擦力向下,随着增大,静摩擦力减小,当增大增大到一定时,有,之后再增大,则,静摩擦力向上,随着增大,静摩擦力增大,AB错误;若物块M沿斜面下滑,则物块受到的是滑动摩擦力,即,增大,滑动摩擦力减小,故D正确
考点:考查了摩擦力的计算
【名师点睛】在计算摩擦力时,首先需要弄清楚物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,如果是静摩擦力,其大小取决于与它反方向上的平衡力大小,与接触面间的正压力大小无关,如果是滑动摩擦力,则根据公式去计算
8.一条细线的一端与水平地面上的物体B相连,另一端绕过一轻质定滑轮与小球A相连,定滑轮用另一条细线固定在天花板上的O′点,细线与竖直方向所成的夹角为α,则下列说法正确的是( )
A. 如果将物体B在水平地面上缓慢向右移动一小段距离,α角将不变
B. 如果将物体B在水平地面上缓慢向右移动一小段距离,α角将减小
C. 增大小球A的质量,若B仍保持不动,α角不变
D. 悬挂定滑轮的细线的弹力可能等于小球A的重力
【答案】C
【解析】
试题分析:OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力,其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反,悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO′的方向)与AOB的角平分线在一条直线上,物体B在地板上向右移动时角将增大,A、B错误;增大小球A的质量,只要物体B的位置不变,角也不变,C正确;物体B无论在地板上移动多远,AOB也不可能达到120°,故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力,D错误。
考点:本题考查受力分析和动态平衡问题
9.如图所示,三个重均为100N的物块,叠放在水平桌面上,各接触面水平,水平拉力F=20N作用在物块2上,三条轻质绳结于O点,水平绳与物块3连接,竖直绳悬挂重物B,倾斜绳通过定滑轮与物体A连接,已知倾斜绳与水平绳间的夹角为120o,A物体重40N,不计滑轮质量及摩擦,整个装置处于静止状态。则物块3受力个数为( )
A. 3个
B. 4个
C. 5个
D. 6个
【答案】C
【解析】
对物体1和物体2整体研究,受重力、支持力、向左的拉力F和向右的静摩擦力f23,根据平衡条件得:f23=F=20N;1、2间摩擦力0,23间摩擦力20N,则3与桌面间摩擦力0,故3受重力、支持力、压力、2给的摩擦力、绳子拉力,共5力作用,C正确;故选C。
【点睛】本题关键在于灵活地选择研究对象,然后根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解.
10.如图所示,粗糙水平面上放置B、C两物体,A叠放在C上,A、B、C的质量分别为m、2m和3m,物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同,其间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉物体B,使三个物体以同一加速度向右运动,则( )
A. 此过程中物体C受重力等六个力作用
B. 当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断
C. 当F逐渐增大到1.5FT 时,轻绳刚好被拉断
D. 若水平面光滑,则绳刚断时,A、C间的摩擦力为FT/6
【答案】C
【解析】
试题分析:对整体分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离分析求出绳子的拉力,结合绳子的最大拉力得出轻绳刚好被拉断时F的大小.当水平面光滑,对AC分析,结合最大拉力求出AC的加速度,隔离对A分析,根据牛顿第二定律求出A、C间的摩擦力.
解:A、对A,A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用,可知C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用,故A错误.
B、对整体分析,整体的加速度a=,隔离对AC分析,根据牛顿第二定律得,T﹣μ•4mg=4ma,解得T=,当F=1.5FT时,轻绳刚好被拉断,故B错误,C正确.
D、水平面光滑,绳刚断时,对AC分析,加速度a=,隔离对A分析,A的摩擦力f=ma=,故D错误.
故选:C.
【点评】本题考查了牛顿第二定律的基本运用,知道A、B、C具有相同的加速度,掌握整体法和隔离法的灵活运用.
11.下图为A、B两人在同一直线上运动的位移图象,下列关于图象的分析正确的是
A. 0~2 s内,A、B两人同向而行
B. 0~2 s内,A的速度比B的速度大
C. 0~5 s内,A走的路程比B走的路程少
D. 0~5 s内,A的位移比B的位移大
【答案】CD
【解析】
位移-时间图象的斜率表示该时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向;所以0~2s内A斜率为负,即速度为负方向的运动,B的斜率为正,即速度为正方向,所以两人运动方向相反,故A错误.根据斜率等于速度,斜率越大,速度越大,可知0~2sA的速度比B的速度小.故B错误.在前5s内,B正向运动60m,静止2s时间又负向运动30m,即B走的总路程为90m,A走的路程为60m,故A走的路程比B走的路程少.故C正确.在前5s内,A的位移大小为xA=60m-0=60m,B的位移大小为xB=30m-0=30m.故D正确.故选CD.
点睛:位移-时间图象的坐标表示物体在某个时刻的位置,坐标的变化量表示位移,路程要根据运动情况分析求解.
12.一辆小货车发生机油渗漏,假如每隔ls漏下一滴,车在平直公路上沿直线行驶,一位同学根据漏在路面上的油滴分布,分析小货车的运动情况(已知车的运动方向不变),下列说法中正确的是( )
A. 当沿运动方向油滴始终均匀分布时,车可能做匀速直线运动
B. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车一定在做匀加速直线运动
C. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车的加速度可能在减小
D. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时,车可能在做匀减速直线运动
【答案】AC
【解析】
【分析】
相邻两个油滴的时间间隔相等,间隔越来越大,说明速度越来越大,如果相邻的两个油滴的位移之差是一恒量,该运动是匀变速直线运动。
【详解】A、当沿运动方向油滴始终均匀分布时,知相等时间内的位移相等,车的速度可能不变。故A正确;
B、当沿运动方向油滴间距越来越大时,相邻两个油滴的时间间隔相等,说明速度越来越大,加速度可能增大,可能减小,可能不变。故BD错误,C正确;
故选:AC。
【点睛】解决本题的关键知道相邻两个油滴的时间间隔相等,间隔变大变小可以判断速度如何变化.在相邻的两个油滴的位移之差是一恒量,该运动是匀变速直线运动。
13.给滑块一初速度v0,使它沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为,当滑块速度大小减为 时,所用时间可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
规定初速度的方向为正方向,若滑块的末速度与初速度方向相同,则;
若滑块的末速度与初速度方向相反,则,故B.D正确,A.C错误。
故选:BD。
点睛:当滑块速度大小为v0/2时,可能与初速度方向相同,也有可能与初速度方向相反,在整个过程中加速度不变,根据匀变速直线运动的速度时间公式求解.
14.如图所示,作用于O点的三个力合力为零,沿轴负方向,大小已知.与轴正方向夹角为大小未知。则下列说法正确的是
A. 一定指向第二象限
B. 有可能指向第三象限
C. 与的夹角越小,则与的合力越大
D. 和的合力的最小值可能为
【答案】BD
【解析】
【详解】三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;通过作图可知:
当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向,而三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上,可以在第二象限,也可以在第三象限,当F1、F2的合力F在第一象限时,力F3在第三象限,故A错误,B正确;由于三力平衡,F2与F3的合力始终等于F1,保持不变,故C错误;通过作图可以知道,当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小,等于F1cosθ,故D正确。所以BD正确,AC错误。
15.小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为,点在半圆柱体圆心的正上方,OA与竖直方向成30°角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成45°角,现将轻质细线剪断的瞬间,则下列叙述正确的是
A. 球A的加速度为
B. 球A的加速度为
C. 球B的加速度为
D. 球B的加速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】隔离对B分析,受力如图所示:
根据共点力平衡得:水平方向有:TOBsin45°=F,竖直方向有:TOBcos45°=mg,解得:,弹簧弹为:F=mg;对B球受力分析可知,在剪断瞬间B受到的合力,根据牛顿第二定律可知,故D正确,C错误;对球A,沿切线方向根据牛顿第二定律有:,解得:,故A正确,B错误。所以AD正确,BC错误。
16.如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上.现过a的轴心施加一水平作用力F,可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有( )
A. a、b的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
B. 开始时拉力F最大为,以后逐渐减小为0
C. 拉力F先增大后减小,最大值是G
D. a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G
【答案】AB
【解析】
对于a球:a球受到重力G、拉力F和b球的支持力N
由平衡条件得:,
则得:,
根据数学知识可知,θ从30°增大到90°,F和N均逐渐减小;
当θ=30°,F有最大值,为,N有最大值,为2G;
当θ=90°,F有最小值,为G,N有最小值,为0;
故AB正确,CD错误;
故选AB。
二、实验题(每空2分,共14分)
17.用如图所示装罝测定木块与木板间动摩擦因数.安装好电火花计时器,连接好纸带,用矩形垫垫高木板固定有计时器的一端,左右移动矩形垫,直到给木块一个合适的初速度时,打出的纸带上任意相邻两点间的距离相等.某同学测出了以下物理量:木块质量m、矩形垫高度h、木扳长度L、纸带上任意相邻两点间距离、图中O与A点间距离和与点间距.
(1)要求打出的纸带上任意相邻两点间的距离相等,是为了让木块受到的合外力大小等于_____(填序号).
A.零B.滑动摩擦力C.木块重力D.木块重力平行于木板的分力
(2)用该同学测出的物理量计算木块与木板间动摩擦因数的公式是 ____________(选用测出的物理量符号表示,重力加速度为).
(3)写出一条提高测量结果准确程度的建议:___________________________.
【答案】 (1). A; (2). ; (3). 反复左右移动矩形垫直到打出的纸带上任意相邻的两点间的距离相等;
【解析】
【详解】(1)打出的纸带上任意相邻两点间的距离相等,木块做匀速直线运动,木块受到的合外力大小等于零,故选A;
(2)对小车进行受力分析,小车受重力、支持力、阻力。将重力沿斜面和垂直斜面分解,设斜面倾角为θ,根据牛顿第二定律得:
mgsinθ=μmgcosθ,
μ=tanθ=;
(3)只有在木块匀速运动时,重力沿斜面向下的分力等于摩擦力,本实验的关键是木块要做匀速直线运动,所以应反复左右移动矩形垫直到打出的纸带上任意相邻的两点间的距离相等;
18.如图所示,某实验小组的同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解.A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的板做圆弧形移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长0.3 m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ
②对两个传感器进行调零
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两传感器的读数
④取下钩码,移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤,得到表格.
F1/N
1.001
0.580
…
1.002
…
F2/N
-0.868
-0.291
…
0.865
…
θ
30°
60°
…
150°
…
(1)根据表格数据,A传感器对应的是力________(选填“F1”或“F2”),钩码质量为_______kg(保留一位有效数字).
(2)当θ=90°时,两个压力传感器的读数分别为F1=________,F2=__________
(3)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是( )
A.因为事先忘记调零 B.何时调零对实验结果没有影响
C.为了消除横杆自身重力对结果的影响 D.可以完全消除实验的误差
【答案】 (1). ; (2). 0.05; (3). C;
【解析】
【分析】
(1)绳子只能提供拉力,即可知道A传感器对应的是表中力.可以对结点O进行受力分析,由竖直方向平衡条件解出m;(2)本实验中多次对传感器进行调零,是为了消除横杆自身重力对结果的影响.
【详解】(1)由表格数据可知,F1都是正值,传感器受到的都是拉力,因绳子只能提供拉力,故A传感器对应的是表中力F1.对结点O受力分析有:,解得:m=0.05kg;(2)本实验中多次对传感器进行调零,为了消除横杆自身重力对结果的影响,故选C.
【点睛】解题的关键是首先根据题意灵活选取研究对象,然后再进行受力分析,列出方程求解即可。
三、计算题(19题8分,20题8分,21题10分,22题12分,共38分。写出必要的文字说明)
19.质量为m=1kg的物体,在水平拉力的作用下,从静止开始沿粗糙水平面运动, 经过时间2s,拉力停止作用,再经4s物体停止。运动过程中v-t的图像如图,g取10m/s2。求:
(1)物体运动过程总位移大小;
(2)物体和水平面间的动摩擦因数;
(3)水平拉力的大小F。
【答案】(1)24m (2) 0.2 (3)6N
【解析】
【详解】(1)由v-t图像可知,物体运动的过程总位移大小为x=
(2)物体加速运动的加速度大小为a1=4m/s2;
拉力停止作用后,物体做减速运动的加速度为a2=2m/s2,
设物体和水平面的动摩擦因数为μ,则μmg=ma2,
解得μ=0.2
(3)由牛顿第二定律:F-μmg=ma1
解得F=6N.
20.如图所示,在质量为m=1kg的重物上系着一条长30cm的细绳,细绳的另一端连着一个轻质圆环(质量忽略不计),圆环套在水平的棒上可以滑动,环与棒间的动摩擦因数为0.75,另有一条细绳,在其一端跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环50cm的地方,当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要开始滑动时(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37=0.8,)试问:
(1)AO与AB间的夹角多大?
(2)长为30cm的细绳上的张力是多少?重物G的质量是多少?
【答案】(1)530 (2)8N 0.6kg
【解析】
【分析】
环将要开始滑动时,所受的静摩擦力刚好达到最大值.根据共点力平衡条件对环进行研究,求出tanθ,得到θ,由几何知识求出角ϕ;物体m处于平衡状态,根据共点力平衡条件求解细绳的张力;圆环将要滑动时,对重物进行受力分析,求解重物G的质量。
【详解】(1)圆环将要开始滑动时,所受的静摩擦力刚好达到最大值,有:f=μN
对环进行受力分析,则有:μN-Tcosθ=0 N-Tsinθ=0
代入数据解得: 即θ=53°
由于AO=30cm,AB=50cm,
由余弦定理可求得:φ=90°.
(2)按如图所示选取坐标轴:
根据m处于平衡状态,则有:Gcosθ+Tsinθ=mg Tcosθ-Gsinθ=0
代入数据解得:T=8N.
(3)圆环将要滑动时,重物G=m′g
又Tcosθ-Gsinθ=0
代入数据解得:m′=0.6kg.
【点睛】本题是在共点力作用下重物的平衡问题,采用隔离法分别研究三个物体,分析受力情况是解题的关键之处。
21.甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中,甲在接力区前S0=13.5m处作了标记,并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为L=20m。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
【答案】(1)3m/s2(2)6.5m
【解析】
(1)设经过时间t,甲追上乙。甲的位移为x1=vt,乙的位移为
由位移关系有
将v=9m/s带入上式得:t=3s
根据v=at,解得乙在接棒前的加速度为:a=3m/s2
(2)在追上乙的时候,乙走的距离为x2 ,则s=20m-13.5m=6.5m
所以乙离接力区末端的距离为:
22.如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R,A、B、C的质量都为m,A、B与地面的动摩擦因数均为。现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,B保持静止,直至C刚要降到地面时,B恰好要发生滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,求:
(1)未拉A时,C对B压力的大小;
(2)B与地面的动摩擦因数.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】根据平衡条件和牛顿第三定律求出C对B压力的大小,利用动摩擦公式f=μFN求出动摩擦因数;
解:(1)C受力平衡2Fsin60°=mg
解得F=mg
由牛顿第三定律得C对B的压力大小为F'=F=mg
(2)C恰好降落到地面时,B对C支持力为F2
2 F2sin30°=mg
得F2=mg
C对B压力为F2′= F2=mg
对B有FN= F2′sin30°+mg
f= F2′cos30°
又f=μFN
解得μmin=