山东省聊城市高唐一中学年度第一学期高一第二次月考物理试题.docx
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山东省聊城市高唐一中学年度第一学期高一第二次月考物理试题
山东省聊城市高唐一中2020-2021学年度第一学期高一第二次月考物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.物体在以下三个共点力作用下,可能做匀速直线运动的是()
A.1N、6N、8NB.3N、6N、10N
C.7N、2N、10ND.5N、9N、12N
2.下列关于摩擦力的理解正确的是( )
A.有摩擦力的地方一定有弹力
B.摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势
C.摩擦力与该处弹力的方向可能相互垂直
D.摩擦力的大小与该处弹力大小成正比
3.关于超重和失重,下列说法中不正确的是( )
A.超重状态的物体一定有竖直向上的加速度或加速度分量
B.竖直上抛物体处于完全失重状态
C.失重就是物体受的重力减少了
D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的
4.关于牛顿运动定律,下列说法中正确的是()
A.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律毫无实际意义
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物,不可能用实验直接证明
C.牛顿第二定律表明,物体受到的合外力与加速度成正比,与物体的质量也成正比
D.牛顿第三定律表明,相互作用力就是平衡力,二者没有区别
5.在交通事故分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹,在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m,假设汽车刹车时的加速度大小为
,则汽车开始刹车时的速度为()
A.7m/sB.10m/sC.20m/sD.14m/s
6.如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动.用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点.当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是
A.逐渐减小B.逐渐增大
C.先减小后增大D.先增大后减小
7.如图所示,细绳
与
所能承受的最大拉力相同,长度
,则在不断增加重物
重力的过程中(绳
不会断)( )
A.
绳先被拉断
B.
绳先被拉断
C.
绳和
绳同时被拉断
D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断
8.如图所示,一根轻质弹簧竖直立在水平地面上,下端固定.一小球从高处自由落下,落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点.小球从开始压缩弹簧至最低点的过程中,小球的加速度和速度的变化情况是( )
A.加速度先变大后变小,速度先变大后变小
B.加速度先变大后变小,速度先变小后变大
C.加速度先变小后变大,速度先变大后变小
D.加速度先变小后变大,速度先变小后变大
9.如图所示,质量为3m的物块A与质量为的物块B紧靠在一起,它们与地面间的摩擦不计,在水平推力F的作用下一起运动,则A对B作用力的大小为()
A.FB.
C.
D.
10.两个质量分别为4m、m的小球A、B用一根不可伸长的轻绳连接,球A上端用轻质弹簧系住挂起来,系统保持静止,则剪断绳子的瞬间,A、B球的加速度大小分别为()(重力加速度取10m/s2)
A.0,10m/s2B.5m/s2,10m/s2C.2.5m/s2,10m/s2D.2m/s2,10m/s2
二、多选题
11.关于合力和分力,下列说法正确的是( )
A.1N和2N的两个共点力的合力可能等于2N
B.两个共点力的合力一定大于任一个分力
C.两个共点力的合力可能大于任一个分力,也可能小于任一个分力
D.合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析
12.如图所示,在相同的地面上,把一块砖分别平放、竖放和侧放,并使之滑动.滑动过程中砖块所受到的摩擦力大小分别为F1、F2、F3;砖块对地面的压力大小分别为N1、N2、N3,则( )
A.F1>F2>F3B.F1=F2=F3C.N1<N2<N3D.N1=N2=N3
13.如图所示,四中情境中物体A均处于静止状态,它与外界的接触面(点)均光滑,其中物体A所受弹力示意图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
14.如图所示,质量为m的物块(可视为质点)以初速度v1沿足够长斜面向上做匀减速运动,经过时间t1运动到最高点,又经过时间t2返回到出发点,回到出发点时的速度为v2,已知斜面倾角为θ,物块与斜面之间的动摩擦因数为μ,则以下说法正确的是( )
A.t1<t2B.v1>v2
C.μ<tanθD.物块往返过程中受到的摩擦力大小相等、方向相同
15.如图所示,物体A放在固定的斜面B上,然后在A上施加一个竖直向下的恒力F,下列说法正确的是( )
A.若A原来静止,则施加力F后,A将加速下滑
B.若A原来静止,则施加力F后,A仍保持静止
C.若A原来匀速下滑,则施加力F后,A仍匀速下滑
D.若A原来加速下滑,则施加力F后,A的加速度将增大
16.如图,在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体,B的质量是A的2倍,B受到向右的恒力FB=2N,A受到的水平力FA=(14﹣2t)N,(t的单位是s).从t=0开始计时,则( )
A.A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的
倍
B.t>6.5s后,B物体做匀加速直线运动
C.t=7s时,A物体的速度为零
D.t>7s后,AB的加速度方向相反
三、实验题
17.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拖动的纸带打上的点计算出.
(1)图示是实验中用打点计时器得到的一条纸带,A、B、C、D、E为5个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。
已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=______m/s2(结果保留三位有效数字)。
(2)以下措施正确的是(______)(填入相应的字母)
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,先放开小车,后接通电源
(3)实验中设小车的质量为M,砝码的质量为m,要使小车下滑时受到的合力大小更接近砝码的重力,进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是_________。
A.M=100g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
C.M=500g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=800g,m=10g、20g、30g、40g、50g、60g
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,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.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与______的图象.
(5)右图为甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是_________.
四、解答题
18.一个质量m=1kg的物体在水平拉力F的作用下,在水平面上从静止开始做匀加速直线运动,物体与水平面之间的动摩擦因数µ=0.5,经过10s位移为50m.g=10m/s2,求:
(1)物体的加速度a的大小;
(2)水平拉力F的大小.
19.一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上,一个质量为m=2.0kg的小物块(可视为质点)以v0=5.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑,小物块与斜面的动摩擦因数μ=0.5.若斜面足够长,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:
(1)小物块沿斜面上滑时的加速度大小;
(2)小物块上滑的最大距离;
(3)小物块返回斜面底端时的速度大小.(可用根式表示)
20.传送带被广泛地应用于码头、机场和车站,如图所示为一水平传送带的装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1m/s运行。
将一质量m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。
设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2m,g取10m/s2。
(1)行李做匀加速直线运动的位移为多少;
(2)将该行李从A端传送到B端,传送带消耗的电能;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处以最短时间传送到B处时传送带对应的最小运行速率。
参考答案
1.D
【解析】1N,6N的合力范围为5N≤F合≤7N,8N的力不在这个范围内,三个力不可能平衡,物体就不可能做匀速直线运动.故A错误.3N,6N的合力范围为3N≤F合≤9N,10N的力不在这个范围内,三个力不可能平衡,物体不可能做匀速直线运动.故B错误.7N,2N的合力范围为5N≤F合≤9N,10N的力不在这个范围内,三个力不可能平衡,物体就不可能做匀速直线运动.故C错误.5N,9N的合力范围为4N≤F合≤14N,12N的力在这个范围内,三个力可能平衡,物体可能做匀速直线运动.故D正确.故选D.
点睛:
本题考查运用平衡条件的推论分析问题的能力.物体受到几个平衡时,一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.
2.A
【解析】有摩擦力一定有弹力,而有弹力不一定有摩擦力,故A正确;摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,故B错误;摩擦力方向与接触面相平行,总与弹力方向垂直,故C错误;当动摩擦因数确定时,滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比,而静摩擦力没有这关系,故D错误;故选A.
3.C
【解析】超重状态的物体一定有竖直向上的加速度或加速度分量,选项A正确;竖直上抛物体的加速度为向下的g,则处于完全失重状态,选项B正确;不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的,只是视重发生了变化,选项C错误,D正确;此题选择不正确的选项,故选C.
4.B
【详解】
A.虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的,但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律,是牛顿第二定律的基础,也为科学的发展奠定了基础,故A错误;
B.牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不可能用实验直接证明,故B正确;
C.牛顿第二定律表明,物体的加速度与受到的合外力成正比,与物体的质量成反比,选项C错误;
D.相互作用力是作用在两个物体上的相同性质的力,不能平衡;而平衡力是作用在一个物体上的可能是不同性质的力,二者有本质的区别,故D错误;
故选B.
5.D
【详解】
刹车过程中满足
v2=2as
代入数据解得
故ABC错误,D正确。
故选D。
6.C
【详解】
对O点受力分析:
G的向下的拉力,绳子OC的拉力,如图:
由于杆可绕A点自由转动,所以两拉力的合力方向应沿杆指向A.
由图可知,当C点沿圆弧向上移动的过程中,OC与OA之间的夹角先增大到90,然后又大于90,根据垂直杆方向两力的分力平衡,设OC与杆夹角为α,则:
当OC与OA之间的夹角为90时,绳子OC对A点的拉力最小.
所以点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中,OC绳所受拉力的大小变化情况是先减小后增大.
A.逐渐减小,与推导结果不符,故A错误;
B.逐渐增大,与推导结果不符,故B错误;
C.先减小后增大,与推导结果符合,故C正确;
D.先增大后减小,与推导结果不符,故D错误.
7.A
【详解】
按照力的作用效果将
绳子对结点
的拉力分解,如题所示
一个与
绳中拉力相等,一个与
绳子拉力相等,因此可得
,因此
先拉断,A正确;
故选A。
8.C
【解析】
设小球所受的弹力为F,当小球压缩弹簧的过程中,F竖直向上,且由零逐渐增大,所以合力F合=mg-F,方向向下,且逐渐减小,即加速度向下且逐渐减小,小球接触弹簧时有向下的速度,所以小球向下做加速运动;当F=mg,加速度为0,速度达到最大;小球继续向下运动,弹力F继续增大,合力F合=F-mg,方向向上,且继续增大,即加速度向上且逐渐增大,所以小球向下做减速运动,到达最低点时,速度为0,加速度到达最大值,故C正确,ABD错误.故选C.
点睛:
此题的难点在于判断速度的变化情况,应注意:
当加速度与速度方向相同时,速度增加;加速度与速度方向相反时,速度减少.
9.D
【解析】
【详解】
以A、B组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:
对物体B分析,由牛顿第二定律得:
解得:
故选D。
【点晴】
连接体问题通常采用整体法和隔离法相结合的方法来分析。
10.C
【解析】剪断细线前,弹簧的弹力F=5mg;剪断细线的瞬间,B物体只受重力,则加速度为g=10m/s2;弹簧的弹力不变,则A受向上的弹力F和向下的重力4mg,则
,故选C.
点睛:
本题是动力学中典型的问题:
瞬时问题,往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力,再分析悬线判断瞬间物体的受力情况,再求解加速度,抓住悬线剪断瞬间弹力没有来得及变化.
11.ACD
【解析】1N和2N的两个共点力的最大合力为3N,最小合力为1N,可能等于2N,故A正确;力的合成遵守平行四边形定则,两个力的合力可以比分力大,也可以比分力小,也可以等于分力,故B错误,C正确;合力是分力等效替代的结果,因此受力分析时不能重复分析,故D正确;故选ACD.
点睛:
解此题关键是要理解合力的大小范围:
大于两力之差,小于两力之和;分析时考虑问题要全面,既要考虑到两个力同向,也要考虑反向的情况.
12.BD
【解析】
由题意可知,砖无论平放、侧放、竖放,其本身的重力都不变,也就是说砖对地面的压力都不变,故C错误,D正确;由滑动摩擦力公式f=μN,且μ与N均不变,则滑动过程中砖块所受到的摩擦力大小不变,故A错误,B正确;故选BD.
13.AD
【解析】A图中A球受到两个支持力,这两个支持力都与接触面垂直,即通过球心,故A正确.B图中A球只受到水平面的弹力F1,右侧的球对A没有弹力,否则A球将向左运动,与题意矛盾,故B错误.C图中的F2方向不对,应通过球心,故C错误.D图中的A球受到墙的弹力F1,方向垂直于墙壁向右;斜面的支持力F2,方向与斜面垂直向上,故D正确.故选AD.
点睛:
解决本题的关键是掌握支持力或压力的方向特点,知道它们都垂直接触面指向受力物体;要注意曲面上的弹力一定是过圆心的.
14.ABC
【解析】设物块上滑和下滑的加速度大小分别为a1和a2.由牛顿第二定律,得:
上滑过程有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1;解得:
a1=gsinθ+μgcosθ,方向沿斜面向下.
下滑过程有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma2;解得:
a2=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.
可得 a1>a2.根据x=
at2,x相等,可得t1<t2.故A正确.由v=at,a1>a2,得v1>v2.故B正确.物块从最高点能下滑,则有mgsinθ>μmgcosθ,可得μ<tanθ.故C正确.物块往返过程中受到的摩擦力大小相等,均为μmgcosθ,方向相反,上滑时摩擦力方向沿斜面向下,下滑时摩擦力方向沿斜面向上,故D错误.故选ABC.
15.BCD
【解析】若A原来静止,有:
mgsinα≤μmgcosα,施加F后,因为仍有(F+mg)sinα≤μ(F+mg)cosα,则A仍然保持静止.故B正确,A错误.若 A原来匀速下滑,物体受重力、支持力和滑动摩擦力,则有mgsinα=μmgcosα.施加F后,仍有(F+mg)sinα=μ(F+mg)cosα,所以A仍匀速下滑.故C正确.若 A原来加速下滑,根据牛顿第二定律有:
a=
=gsinα-μgcosα.当施加F后,加速度a′=
,因为gsinα>μgcosα,所以Fsinα>μFcosα,可见a′>a,即加速度增大.故D正确.故选BCD.
16.BD
【解析】
对于A、B整体据牛顿第二定律有:
FA+FB=(mA+mB)a
设A、B间的作用为FN,则对B据牛顿第二定律可得:
FN+FB=mBa
解得:
当t=6.5s时FN=0,A、B两物体开始分离,此后B做匀加速直线运动,而A做加速度逐渐减小的加速运动,当t=7s时A物体的加速度为零而速度不为零.t>7s后,A所受合外力反向,即A、B的加速度方向相反.当t<6.5s时,A、B的加速度均为
则物体初始的加速度为
;3s末时的加速度为
,则A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的
倍.综上所述,选项BD正确.CD错误.故选BD.
点睛:
此题考查连接体问题,解题时要会选择研究对象并对其受力分析,关键是对两物体间的弹力何时为零进行讨论,明确两物体分离的力学特征是两者弹力为0.
17.
(1)0.425
(2)BC(3)D(4)1/M(5)平衡摩擦力过度
【解析】
(1)根据∆x=aT2可得加速度
(2)平衡摩擦力时,应不挂重物,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,选项A错误;平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力,选项B正确;每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力,选项C正确;实验时,先接通电源,后放开小车,选项D错误;故选BC.
(3)当m<<M时,即当砝码的总质量远远小于小车的质量时,绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力.因此最合理的一组是D.故选D.
(4)根据牛顿第二定律F=Ma,a与M成反比,而反比例函数图象是曲线,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图象;但
,故a与
成正比,而正比例函数图象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a-
图象;
(5)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大,平衡摩擦力过头.
点睛:
解决本题的关键理解实验的原理,知道当m的质量远小于M的质量,m的重力可以认为等于M所受的合力.掌握匀变速直线运动推论的运用,会运用逐差法求解加速度;理解平衡摩擦力和M>>m的操作和要求的含义.
18.
(1)1m/s2
(2)6N
【解析】
(1)根据运动学公式
得
(2)根据牛顿第二定律F-µmg=ma
得F=µmg+ma=6N
19.
(1)10m/s2
(2)
(3)
m/s
【解析】
(1)小物块在斜面上的受力情况如右图所示,
根据牛顿第二定律有
FN=mgcosθ①
mgsinθ+Ff=ma②
又Ff=μFN③
由①②③式得a=gsinθ+μgcosθ=10m/s2④
(2)小物块沿斜面上滑做匀减速运动,到达最高点时速度v=0,则有
⑤
得
⑥
(3)小物块在斜面上的受力情况如图所示
根据牛顿第二定律有FN=F2⑦
F1﹣Ff=ma'⑧
由③⑦⑧式得a'=gsinθ﹣μgcosθ=2m/s2⑨
因为
⑩
所以
20.
(1)0.5m;
(2)4J;(3)2m/s
【详解】
(1)行李刚开始运动时所受的滑动摩擦,根据牛顿第二定律有
解得a=1m/s2
则行李做匀加速运动的位移为
(2)设行李做匀加速直线运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s,根据速度时间公式有
v=at
代入数据得t=1s
则传送带做匀速运动的位移为
则行李与传送带间的相对位移为
摩擦产生的热量为
根据能量守恒定律得,电动机多消耗的电能为
(3)行李从A处匀加速运动到B处时,传送时间最短,则有
代入数据得
传送带对应的最小运行速率
代入数据解得
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