白城一中2025级高二开学考
物理试卷
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.在国际单位制中,下列说法中正确的是( )
A.
力的单位是根据牛顿第三定律定义的 B.
m和N都是国际单位制中力学的基本单位
C.
千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一 D.
m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位
【答案】D
【解析】在国际单位制中,力的单位是牛顿,它属于导出单位,是根据牛顿第二定律定义的,故A项错误;在国际单位制中,力学的三个基本量是质量、距离、时间,其对应的基本单位分别是kg、m、s,故B、C错误;在国际单位制中,m/s、N、m/s2都是导出单位,故D项正确。
2.两个球沿直线相向运动,碰撞后两球都静止.则可以推断( )
A.
碰撞前两个球的动量一定相等 B.
两个球的质量一定相等
C.
碰撞前两个球的速度大小一定相等 D.
碰撞前两个球的动量大小相等,方向相反
【答案】D
【解析】两球碰撞过程满足动量守恒定律,由于碰撞后两球都静止,说明碰撞前后两球的总动量为零,故碰撞前两个球的动量大小相等,方向相反,A错误,D正确;两球的质量或速度大小不一定相等,B、C错误.
3.小明利用如图1所示的装置和频闪摄影来探究平抛运动的特点,他通过击打弹簧片使A球沿水平方向抛出,同时B球自由落下,图2为某次实验得到的频闪照片,根据该频闪照片分析,下列说法正确的是( )
A. 仅可判断A球沿竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球沿水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球沿竖直方向做自由落体运动,沿水平方向做匀速直线运动
D. 借助刻度尺仅在照片上测量小球的位置即可求出A球抛出时的初速度大小
【答案】C
【解析】由图可知,A球在相等时间内的水平位移相等,则可判断A球水平方向做匀速直线运动;竖直方向A球的运动和B球相同,则可判断A球沿竖直方向做自由落体运动;故AB错误,C正确;根据平抛运动规律
,
,可得
,则必须要借助刻度尺测出每个小方格的边长,借助重力加速度的值才能求解A球抛出时的初速度大小,故D错误。故选C。
4.如图所示,将弹簧拉力器用力拉开的过程中,弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )
A.
弹力变大,弹性势能变小 B.
弹力变小,弹性势能变大
C.
弹力和弹性势能都变大 D.
弹力和弹性势能都变小
【答案】C
【解析】将弹簧拉力器用力拉开的过程中,弹簧的伸长量变大,弹簧的弹力变大,弹性势能变大;故A、B、D错误,C正确.
5.如图所示,质量m=1kg的滑块从固定光滑斜面的顶端由静止滑下,经t=2s滑到底端,取重力加速度大小g=10m/s2,斜面倾角θ=37°,sin37°=0.6,对于滑块从顶端滑到底端的运动过程,下列说法正确的是( )
A.
斜面对滑块的冲量为零 B.
滑块的动量改变量大小为12kg·m/s
C.
斜面的长度L=10m D.
滑块所受重力的冲量方向为垂直斜面向下
【答案】B
【解析】斜面对滑块有力的作用,由
可知斜面对滑块的冲量不为零,故A错误;由牛顿第二定律得
,解得
,滑块滑到斜面底端的速度大小为
,滑块的动量改变量大小为
,解得
,故B正确;由
,解得斜面的长度
,故C错误;滑块所受重力的冲量方向与重力的方向相同,为竖直向下,故D错误。
6.如图,甲、乙两只小船同时从A点沿着与河岸不同夹角的方向渡河,甲船船头与河岸上游的夹角为
,乙船船头与河岸下游的夹角为
,水流速度恒定。要使两船同时到达对岸,则甲船在静水中的速度大小与乙船在静水中的速度大小之比为( )
A.
1∶2 B.
2∶1 C.
D.
【答案】C
【解析】两船同时到达对岸,则两船静水速度沿垂直两岸方向的分速度相等,即
,得
,故选C。
7.地下车库为了限制车辆高度,采用了如图所示的直杆道闸,A、C点为直杆的两端点,B点为AC的中点。道闸工作期间,直杆绕A点匀速转动。在且杆转动过程中,下列说法正确的是( )
A.
B点的周期比C点的大 B.
B点的速度比C点的大
C.
B点的角速度比C点的小 D.
B点的加速度比C点的小
【答案】D
【解析】依题意,直杆匀速转动,则B点与C点的周期相等,由
,可知B点与C点的角速度相等。故AC错误;根据
,可知B点的速度比C点的小。故B错误;根据
,可知B点的加速度比C点的小。故D正确。
8.如图所示,固定在地面的斜面体上开有凹槽,槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球,各球编号如图所示.斜面与水平轨道OA平滑连接,OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放,小球离开A点后均做平抛运动,不计一切摩擦.则在各小球运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 球1的机械能守恒
B. 球6在OA段机械能增大
C. 球6的水平射程最大
D. 有三个球落地点相同
【答案】BD
【解析】6个小球都在斜面上运动时,只有重力做功,整个系统的机械能守恒,当有部分小球在水平轨道上运动时,斜面上的小球仍在加速,球2对球1的作用力做功,故球1的机械能不守恒,故A错误;球6在OA段运动时,斜面上的小球在加速,球5对球6的作用力做正功,动能增加,机械能增大,故B正确;由于有部分小球在水平轨道上运动时,斜面上的小球仍在加速,所以可知离开A点时球6的速度最小,水平射程最小,故C错误;最后三个球在水平面上运动时不再加速,球3、球2、球1的速度相等,水平射程相同,落地点位置相同,故D正确.
9.如图所示,图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是( )
A. 图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力
B. 图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β,A对两斜面均有压力的作用
C. 图丙中A受到斜面B对它的弹力作用
D. 图丁中A受到斜面B对它的弹力作用
【答案】BC
【解析】题图甲中对A进行受力分析,A球受重力和地面的弹力作用,二力平衡,A球静止,不可能再受到B对A的弹力作用;B选项中采用假设法,若去掉左侧的斜面,A将运动,若去掉右侧的斜面,A也将运动,所以球A对两斜面均有压力的作用;C选项中若去掉斜面B,则小球A无法在原位置保持静止,故丙图中小球受到斜面B的弹力;D选项中假设斜面B对小球A有弹力作用,则小球A不能在竖直方向保持静止,所以丁图中小球不受斜面弹力的作用.故选BC.
10.A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动,A、B发生正碰,碰撞时间极短,碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示。若
,
,经过一段时间,根据以上信息可知( )
A.
碰撞前是小球A追小球B B.
碰撞后小球B的加速度变大
C.
碰撞前、后A、B两球的总动量守恒 D.
碰撞前、后A、B两球的总动能减少
【答案】AC
【解析】根据
图像的斜率表示速度,可知碰撞前A、B分别为
,
,可知碰撞前是小球A追小球B;碰撞后A、B分别为
,
,碰撞后B做匀速直线运动,B的加速度仍为0;碰撞前、后A、B两球的总动量分别为
,
,可知碰撞前、后A、B两球的总动量守恒;;碰撞前、后A、B两球的总动能分别为
,
,可知碰撞前、后A、B两球的总动能不变。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.根据公式
和
,某同学设计如下实验来感受向心力。如图甲所示,用一根细绳(可视为轻绳)一端拴一个小物体,绳上离小物体30cm处标为点A,60cm处标为点B。将此装置放在光滑水平桌面上(如图乙所示)抡动细绳,使小物体做匀速圆周运动,请另一位同学帮助用秒表计时。
操作一:手握A点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小F1;
操作二:手握B点,使小物体在光滑水平桌面上每秒运动一周,体会此时绳子拉力的大小F2。
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力由___________提供;
(2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同,是为了控制小物体运动的________相同;
(3)如果在上述操作中突然松手,小物体将做_________运动。
【答案】(1)绳的拉力/拉力;(2)角速度;(3)离心运动
【解析】(1)小物体在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,受重力、支持力和绳的拉力,根据向心力的概念,做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力,所以小物体做匀速圆周运动的向心力由绳的拉力提供;
(2)操作二使小物体每秒运动周数与操作一相同,则周期相同,根据角速度的表达式可知
,角速度相同,所以是为了控制小物体运动的角速度相同;
(3)如果在上述操作中突然松手,此时绳子对小物体的拉力消失,也就是向心力消失了,小物体将做离心运动。
12.某同学用如图1所示的装置来研究平抛运动,其中小球大小不能忽略。请回答下列问题:
(1)下列关于该实验操作的说法中正确的有 。
A.实验时必须调节斜槽PQ,使其末端水平
B.实验时必须将“硬板”调节至竖直状态
C.移动V形槽MN时,必须是等间距向下移动
D.在白纸上以抛出点为坐标原点建立坐标系时,斜槽末端即为坐标原点,而y轴则需借助重锤线来确定
(2)经过一系列操作后,该同学得到如图2所示的“数据”。
①请在图2中画出小球的运动轨迹 。若以v0表示小球脱离斜槽时的速度,重力加速度为g,则平抛运动的轨迹方程为y= (用x、g、v0表示)。
②图2中的P点显然“不合群儿”,你认为造成这一现象的原因是 。
【答案】(1)AB/BA (2)
小球由斜槽释放的位置较“固定位置”低
【解析】(1)本实验研究平抛运动,所以实验时必须调节斜槽PQ,使其末端水平,保证小球的初速度水平,故A正确;实验时必须将“硬板”调节至竖直状态,使小球离开斜槽只受重力作用,故B正确;移动V形槽MN时,不需要等间距向下移动,故C错误;在白纸上以抛出点为坐标原点建立坐标系时,坐标原点应为小球在斜槽末端球心的投影点,所以斜槽末端不是坐标原点,而y轴则需借助重锤线来确定,故D错误。故选AB。
(2)小球的运动轨迹如图所示
根据小球的运动规律
,
,所以平抛运动的轨迹方程为
,图2中的P点显然“不合群儿”,造成这一现象的原因是小球由斜槽释放的位置较“固定位置”低,导致平抛时初速度偏小,从而偏离图线较远。
13.某同学用轻杆、小球和硬纸板等制作了一个简易加速度计,可粗略测量沿水平方向运动物体的加速度。如图所示,在轻杆M上端装上转轴,并固定于竖直纸板上的O点,轻杆下端固定一小球,在小球上固定一水平轻杆N,使N和M垂直,杆M可在竖直面内转动。以O为原点,沿竖直向下的方向建立坐标轴,并在坐标轴上标上刻度,当小球静止时位于坐标
处。现将此装置固定于运动的物体上,当物体向右做匀加速运动时,杆向左摆开一个角度θ并处于稳定,此时杆N与坐标轴的交点坐标
。已知重力加速度
,忽略一切摩擦及空气阻力。根据以上数据求:
(1)
的值;
(2)此时物体运动的加速度大小。
【答案】(1)
;(2)
【解析】(1)依题意,由几何关系可得
对小球受力分析,如图所示
有
,由牛顿第二定律
,解得
14.如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的平台组成,滑槽高为3L,平台高为L。药品盒A、B依次被轻放在以v0的速度匀速运动的传送带上,在与传送带达到共速后,从M点进入滑槽,A刚好滑到平台最右端N点停下,随后滑下的B以2v0的速度与A发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后A、B恰好落在桌面上圆盘直径的两端。已知A、B的质量分别为m和2m,碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的
。A与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,A、B在滑至N点之前不发生碰撞,忽略空气阻力和圆盘的高度,将药品盒视为质点。求:
(1)A在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间t;
(2)B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W;
(3)圆盘的圆心到平台右端N点的水平距离s。
【答案】(1)
(2)6mgL-3m
(3)
【解析】(1)A在传送带上加速运动时的加速度a=μg
由静止加速到与传送带共速所用的时间t=
=
(2)B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W=
×2m
+2mg·3L-
×2m
=6mgL-3m
(3)A、B碰撞过程由动量守恒定律和能量关系可知2m·2v0=mv1+2mv2,
×2m·(2v0)2-
=
解得v1=2v0,v2=v0
(另一组解v1=
v0,v2=
v0舍掉)
A、B做平抛运动的时间t1=
则s-r=v2t1,s+r=v1t1
解得s=
15.如图所示,两个可视为质点的滑块
、
,质量分别为
和
,放在静止于水平地面上的木板的两端,A与木板间的动摩擦因数为
,
与木板间的动摩擦因数为
,木板的质量为
,与地面间的动摩擦因数为
。
时刻滑块
开始向右滑动,初速度大小为
。已知全程
、
未发生碰撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
取
。求:
(1)
时刻,A、B、木板的加速度大小;
(2)A与木板相对静止时,A与木板左端的距离;
(3)为保证A、
不发生碰撞,木板的长度至少为多少?
【答案】(1)2m/s2,0.5m/s2,
;(2)
;(3)
【解析】(1)由题意可知,A与木板初速度不相同,所以会发生相对滑动,对滑块
受力分析可知,所受合外力大小等于滑动摩擦力
故对A应用牛顿第二定律有
代入数据解得A的加速度大小为
若
与木板发生相对滑动,根据牛顿第二定律对
有
代入数据解得B运动的加速度大小为
若
与木板未发生相对滑动
根据牛顿第二定律对
和木板整体有
代入数据解得
由于
,故
无法与木板相对静止
故取
木板受到
对它向右的摩擦力
对木板有向左的摩擦力
地面对木板有向左的摩擦力
对木板应用牛顿第二定律有
代入数据解得木板运动过程中加速度的大小为
(2)A与木板相对静止(即共速)时,结合速度与时间公式,有
代入数据解得二者达到共速的时间为
,共速时的速度大小为
对
有
分别对A、木板应用位移与时间公式,
的位移为
木板的位移为
联立上式,代入数据就解得
与木板左端的距离
(3)
之后
与木板保持相对静止,可看作一个整体
对
和木板应用牛顿第二定律有
与木板共速后,再经
时间,两者和
速度相等,结合速度与时间公式
有
代入数据解得三者共速时的速度大小为
三者共速所需时间为
作出三者的
图,如图所示
图像斜率表示加速度,由图像可知,
之后,
的加速度小于
和木板的加速度,故
相对木板往右运动,可知只要此阶段不撞,之后
、
也不会再相撞。
图像面积表示位移,根据面积法,前
内
相对木板向左的位移为
联立(2)计算结果,则板长至少为
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