资源描述
江苏省南通市南通第一中学2025年高一物理第一学期期末统考试题
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1、 “歼-20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机,具有卓越的机动性能,当它在空中向下俯冲时,速度增加得很快。则
A.加速向下俯冲时有惯性 B.加速向下俯冲时无惯性
C.加速向下俯冲时惯性增大 D.加速向下俯冲时惯性减小
2、一辆汽车正在笔直的公路上以72km/h的速度行驶,司机看见红色交通信号灯便踩下刹车.此后汽车开始匀减速运动,设汽车做匀减速直线运动的加速度大小为4m/s2.开始制动后,前6s内汽车行驶的距离是
A.40m B.48m
C.50m D.80m
3、一个小球从距地面4m高处竖直下落,被地面弹回,在距地面1m高处被接住.选抛出点为坐标原点,竖直向下为坐标轴的正方向,则小球落地点的坐标和从开始下落到被接住过程中的位移分别是
A.4m,1m B.-4m,-1m
C.4m,3m D.4m,-3m
4、假设人造地球卫星做匀速圆周运动,当它的轨道半径增大到原来的2倍时()
A.根据,卫星受到的向心力增为原来的2倍
B.根据,卫星受到的向心力减为原来的
C.根据,卫星受到的向心力减为原来的
D.根据,卫星受到的向心力保持不变
5、如图所示,竖直圆环中有多条起始于A点的光滑轨道,其中AB通过环心O并保持竖直.一质点分别自A点沿各条轨道下滑,初速度均为零.那么,质点沿各轨道下滑的过程中,下列说法中正确的是( )
A.质点沿着与AB夹角越大的轨道下滑,加速度越大
B.质点沿着轨道AB下滑,时间最短
C.轨道与AB夹角越小除外,滑到底端时速率越大
D.无论沿图中哪条轨道下滑,所用的时间均不同
6、关于速度,下列说法正确的是
A.汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器
B.瞬时速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向
C.运动物体在某一时刻或某一位置的速度为平均速度
D.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向
7、质量为m的物体在水平拉力F作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为a.当水平拉力由F变为2F时,物体做加速度大小为a′的匀加速直线运动,则关于a′的大小,可能为:( )
A.a′=2a B.a′=1.5a
C.a′=2.2a D.a′=2.5a
8、如图所示,有一斜面倾角为θ、质量为M的斜面体置于水平面山,A是最高点,B是最低点,C是AB的中点,其中AC段光滑、CB段粗糙.一质量为m的小滑块由A点静止释放,经过时间t滑至C点,又经过时间t到达B点.斜面体始终处于静止状态,取重力加速度为g,则( )
A.A到C与C到B过程中,滑块运动的加速度相同
B.A到C与C到B过程中,滑块运动的平均速度相等
C.C到B过程地面对斜面体的摩擦力水平向左
D.C到B过程地面对斜面体支持力大于(M+m)g
9、关于运动的合成,下列说法正确的是()
A.两个直线运动的合运动一定是直线运动
B.两个不在一条直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C.两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动
D.一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动可能仍是匀变速直线运动
10、小明坐在正在行驶中的火车上,发现桌面上碗中的水面发生倾斜,如图所示,由此可以判断出火车正在如何运动( )
A.向左加速 B.向左减速
C.向右加速 D.向右减速
11、如图所示,自由落体的小球从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短过程中,小球速度、合力、加速度的变化情况正确的是( )
A.小球从接触弹簧开始做减速运动
B.小球速度先增大后减小
C.合力先变小,后变大
D.小球运动到最低点处的合力为零
12、如图所示,有一倾角θ=30°的斜面体B,质量为M。质量为m的物体A静止在B上。现用水平力F推物体A,在F由零逐渐增加至再逐渐减为零的过程中,A和B始终保持静止。对此过程下列说法正确的是( )
A.地面对B的支持力大于(M+m)g
B.A对B的压力的最小值为,最大值为
C.A所受摩擦力的最小值为0,最大值为
D.A所受摩擦力的最小值为,最大值为
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到.
(1)当M与m的大小关系满足__________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力.
(2)一组同学在探究加速度与质量的关系时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地得出加速度a与质量M的关系,应作出a与___________________图象.
(3)甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的a一F图线,如图a所示.则实验存在的问题是__________ .
(4).乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时,画出了各自得到的a一F图线,如图b所示.则两同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:__________.
14、在 “探究加速度与力、质量的关系”的实验中,
(1)如图为实验中打出的一条纸带,相邻记数点的时间间隔为0.1s,相邻两点的间距如图所示:则打下C点时小车的速度大小为_______m/s, 小车的加速度大小为________m/s2(结果保留三位有效数字)
(2)不改变小车和砝码的总质量,只改变小桶中砂的质量.当砂的质量分别为m1、m2时,小车运动的v—t图象如图所示,则m1与m2相比:( )
A、m1=m2; B、m1>m2; C、m1<m2; D、无法确定
(3)在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足M≫m的条件,结果得到的图象应是下图中的( )
15、 (1)如下图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学有装置和操作中的主要错误是:(至少三项)
①.__________________;②.___________________;③._______________________.
(2)某同学平衡摩擦力时是这样操作的:将小车静止地放在水平木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图(乙),直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止.请问这位同学的操作是否正确?如果不正确,应当如何进行?答:__________________________________
(3)如果这位同学先如(2)中的操作,然后不断改变对小车的拉力F,他得到M(小车质量)保持不变情况下的a-F图线是图中的________(将选项代号的字母填在横线上)
(4)如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出,打点计时器频率50Hz),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=_______m/s2(保留三位有效数字)
(5)实验中要进行质量m和M选取,以下最合理的一组是( )
A.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
三.计算题(22分)
16、(12分)在水平地面上有一质量为10kg的物体,在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为F/4,方向不变,再经过20s停止运动.该物体的速度与时间的关系如图所示,g取10m/s2.求:
⑴整个过程中物体的位移大小;
⑵物体与地面的动摩擦因数
17、(10分)如图所示,质量M=2.5kg的一只长方体形空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.3。有一质量m=0.5kg的小木块靠在铁箱后壁上,恰好能与铁箱保持相对静止而不下滑。木块距箱底的高度h=0.8m,与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2=0.25,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)铁箱对木块的弹力大小;
(2)水平拉力F的大小;
(3)当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物,此时立即撤去力F且铁箱以原速率反弹.若木块恰好落到铁箱的右下角,则铁箱的长度是多少?
参考答案
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1、A
【解析】惯性是物体的固有属性,质量是惯性大小的唯一量度,与物体是否运动以及做何种运动无关,所以加速向下俯冲时惯性不变。
故选A。
2、C
【解析】汽车的加速度,初速度,末速度,则汽车运动的总时间为:
由于,所以汽车末停止运动,位移等于末位移,则位移为:
故C正确,ABD错误
3、C
【解析】位移可以用由初位置指向末位置的有向线段表示,方向由初位置指向末位置,大小等于有向线段的长度。选抛出点为坐标原点,竖直向下为正方向,则落地点的坐标为,接住点的坐标为,位移由初位置指向末位置,,故C正确,ABD错误。
故选C
4、C
【解析】当轨道半径变化时,万有引力变化,卫星的角速度随着变化,所以不能根据公式F=mω2•r得卫星受的向心力增为原来的2倍,故A错误;同理,当轨道半径变化时,万有引力变化,卫星的线速度随着变化,故B错误;根据万有引力的表达式,卫星受的向心力减为原来的.故C正确;人造地球卫星的轨道半径增大到原来2倍时,重力加速度也随着变化,故D错误;故选C
考点:万有引力定律的应用
【名师点睛】人造卫星做圆周运动,万有引力提供向心力,卫星的线速度、角速度、周期都与半径有关,讨论这些物理量时要找准公式,正确使用控制变量法
5、C
【解析】设轨道与竖直线AB的夹角为θ,根据牛顿第二定律可得加速度a,根据运动学公式可求解时间t和到达底端的速度v表达式,即可讨论各选项
【详解】A.设轨道与竖直线AB的夹角为θ,则根据牛顿第二定律可得加速度a=gcosθ,可知质点沿着与AB夹角越大的轨道下滑,加速度越小,选项A错误;
BD.设AB=L,则倾斜轨道的长度为Lcosθ,根据Lcosθ=at2,解得,则沿各轨道下滑的时间相等,选项BD错误;
C.滑到底端的速度,可知轨道与AB夹角越小(AB除外),滑到底端时速率越大,选项C正确;
故选C.
6、D
【解析】A.汽车上的速度计是用来显示瞬时速度的仪器,故A错误;
BC.瞬时速度是某一时刻或某一位置的速度,有大小,有方向,是矢量,故BC错误;
D.速度是描述物体运动快慢的物理量,有大小,有方向,是矢量,故D正确;
故选D。
7、CD
【解析】物体在水平拉力作用下做匀加速直线运动,水平方向受到拉力和滑动摩擦力,当拉力增大时,滑动摩擦力不变.根据牛顿第二定律分别对两种情况研究,确定a′的范围
【详解】设滑动摩擦力大小为f.则根据牛顿第二定律可得,当受到向左的水平拉力F时:F-f=ma,当受到向左的水平拉力2F时:2F-f=ma′,联立可得:即a′>2a,故CD正确,AB错误
【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律的应用,属于基础题
8、BCD
【解析】根据牛顿第二定律得:AC段有:mgsinθ=ma1;BC段有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2;可知,A到C与C到B过程中,滑块运动的加速度不同,故A错误.根据平均速度公式知,两个过程的位移和时间均相等,则平均速度相等.故B正确.设滑块到达C和B的速度分别为vC和vB.根据平均速度相等有:,可得 vB=0,说明滑块由C到B过程做匀减速运动,加速度沿斜面向上,有水平向左的分加速度,对斜面和滑块整体,由牛顿第二定律知,地面对斜面体的摩擦力水平向左.故C正确.滑块由C到B过程做匀减速运动,加速度沿斜面向上,有竖直向上的分加速度,处于超重状态,所以地面对斜面体的支持力大于(M+m)g.故D正确.故选BCD
点睛:本题考查牛顿运动定律和运动学公式的应用,在解题时注意D的解答中,直接应用超重失重的规律可避免复杂的受力分析过程,也可以根据隔离法研究
9、BCD
【解析】当合加速度的方向与合速度的方向在同一条直线上,物体做直线运动;当合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动
【详解】两个直线运动的合运动不一定是直线运动,例如平抛运动,选项A错误;两个不在一条直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动,选项B正确;当两个匀加速直线运动进行合成,若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,物体做直线运动;若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动.故C正确.一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动合成,如果加速度的方向与合初速度的方向仍然在同一条直线上,则合运动仍是匀变速直线运动,故D正确.故选BCD.
【点睛】解决本题的关键掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的方法,关键看合速度的方向与合加速度的方向是否在同一条直线上
10、BC
【解析】根据题意,本题考查惯性的规律,一切物体总有保持原来运动状态的性质,叫惯性.当两个物体间产生相对运动时,上部的水由于惯性会保持原来的运动状态,就会倾斜,本题可以根据选项判断能否发生题干中的现象
【详解】水和碗在随车匀速行驶的过程中,水面水平.水面突然向左倾斜,根据惯性的规律可知,碗可能向左减速,由于水存在惯性,还想保持原来的运动状态,立刻向左倾斜;也可能是碗随车向右加速,水中的碗由于惯性,还想保持原来的运动状态,立刻向左倾斜.故AD错误,BC正确
故本题BC
【点睛】对惯性现象的理解,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改变或将发生什么样的改变,同时根据物体受到的力进行判断
11、BC
【解析】本题要正确分析小球下落与弹簧接触过程中弹力变化,即可求出小球合外力变化情况,进一步根据牛顿第二定律得出加速度变化,从而明确速度的变化情况
【详解】开始阶段,弹簧的压缩量较小,因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力,此时合外力大小:F=mg-kx,方向向下,随着压缩量的增加,弹力增大,故合外力减小,则加速度减小,由于合外力与速度方向相同,小球的速度增大;当mg=kx时,合外力为零,此时速度最大;由于惯性物体继续向下运动,此时合外力大小为:F=kx-mg,方向向上,物体减速,随着压缩量增大,物体合外力增大,加速度增大.故整个过程中合力先变小后变大,速度先变大后变小,小球运动到最低点处的合力不为零,故AD错误,BC正确.故选BC
【点睛】本题考查了牛顿第二定律的综合应用,学生容易出错的地方是:认为物体一接触弹簧就减速.对弹簧的动态分析也是学生的易错点,在学习中要加强这方面的练习
12、BC
【解析】A.对AB组成的整体受力分析,整体受力平衡,竖直方向仅受到重力和地面对B的支持力,所以地面对B的支持力等于,故选项A错误;
B.对受力分析,受到重力、支持力、推力和静摩擦力作用,垂直于斜面方向有
当时,最小,最小为
当时,最大,最大为
根据牛顿第三定律可知A对B压力的最小值为,最大值为,故B正确;
CD.对受力分析,受到重力、支持力、推力和静摩擦力作用,假设静摩擦力沿斜面向上,则沿着斜面方向有
当F=0时
随着推力F增大,摩擦逐渐减小,当,即时,摩擦力为零;当F继续增大时,摩擦力反向,沿斜面向下,推力F越大,摩擦力越大,当时,最大,
综上分析可得,A所受摩擦力的最小值为0,最大值为,故C 正确,D错误。
故选BC。
二.填空题(每小题6分,共18分)
13、 ①.M≫m ②. ③.平衡摩擦力时木板倾角过大 ④.两小车及车上砝码的总质量不同
【解析】(1)[1]由牛顿第二定律得,对M、m组成的系统:
对M:
解得
当时,,即小车的质量远大于砝码和盘的总质量,绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力,因此实验时要保证;
(2)[2]据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图像是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系,故不能作a-M图像;但,故a与成正比,而正比例函数图像是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系,故应作图线;
(3)[3]当F等于零,但加速度不为零,知平衡摩擦力过度,或平衡摩擦力时木板倾角过大;
(4)[4]根据知,图线的斜率为小车质量的倒数,斜率不同,知两小车及车上砝码的总质量不同。
14、 ①.0.226m/s ②.0.820m/s2 ③.B ④.D
【解析】(1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小
(2)小车运动的速度时间图线的斜率表示小车加速度,根据加速度大小关系求解m1、m2的关系
(3)应用牛顿第二定律分析实验误差,然后答题
【详解】(1)打下C点时小车的速度,
由△x=at2可知,小车的加速度,代入数据解得:a=0.820m/s2;
(2)小车运动的速度时间图线的斜率表示小车加速度,根据图1得当所挂钩码的质量为m1时小车的加速度大于所挂钩码的质量为m2时的加速度.由于不改变小车和砝码的质量,根据牛顿第二定律F=ma得当所挂钩码的质量为m1时小车的合力大于当所挂钩码的质量为m2时小车的合力,所以m1>m2,故B正确
(3)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:F=Ma,对砂桶和砂有:mg-F=ma,由此解得:F=,由此可知当M>>时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,随着增大,小车质量在减小,因此小车质量不再满足远大于砂和小砂桶的质量,加速度不可能一直均匀增大,加速度的增大幅度将逐渐减小,最后趋近与定值g,故ABC错误,D正确
【点睛】本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,掌握实验原理是正确解决实验题
15、 ①.(1)①长木板右端垫高可以平衡摩擦力 ②.②电源应该用6V交流电源 ③.③牵引小车的细线不与木板平行④开始实验时,小车离打点计时器太远. ④.(2)不正确,应给小车一初速度,小车能匀速下滑 ⑤.(3)C ⑥.(4)0.496 ⑦.(5)A
【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项;根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小
【详解】(1)错误之处有:①电源应用交流电;②没有平衡摩擦力;③小车应靠近打点计时器端;④左端连接的细线应与木板平行
(2)不正确.平衡摩擦力的结果是不挂砂桶时,给小车一个初速度,小车能够匀速下滑.题中小车由静止开始沿木板向下滑动,做的是匀加速运动
(3)不施加力时小车有加速度,根据牛顿第二定律,随着拉力增大,小车的加速度逐渐增大.故选C
(4)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,
设0到1之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
x4−x1=3a1T2
x5−x2=3a2T2
x6−x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:
a= (a1+a2+a3)
即小车运动的加速度计算表达式为:a=×10−2m/s2=0.496m/s2;
(5)本实验要求砂桶和砂子质量远小于小车质量,所以A组数据比较合理,故选A
三.计算题(22分)
16、 (1) 150m (2)0.1
【解析】(1)整个过程中物体的位移大小等于三角形面积的大小,
则得:位移为
(2)设加速阶段的加速度大小为a1,减速阶段的加速度大小为a2,由v-t图的斜率可知,
对物块进行受力分析,由牛顿第二定律可知:F-μmg=ma1
解得:μ=0.1
【点睛】本题首先充分挖掘图象的信息,由斜率等于加速度求得加速度,就可以根据牛顿定律分过程研究F、μ与加速度的关系
17、(1)20N(2)129N(3)2.96m
【解析】(1)对木块:在竖直方向:由相对静止得
解得
由牛顿第三定律得:木块对铁箱的压力
(2)对木块:在水平方向由牛顿第二定律得
解得
对铁箱和木块整体
解得
(3)当铁箱的速度为4m/s时撞到障碍物后,铁块向右做平抛运动,运动时间为
水平方向的位移为
铁箱向左做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得
则加速度大小为
经过0.4s的速度为
此过程的位移为
所以铁箱的长度为
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