淮北一中2021年高一暑期返校提能检测物理试题
一.单项选择题(每题4分,共48分)
1.如图所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A 位置)上,随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B 位置)。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程,下列说法中正确的是( ) A .运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零
B .在这个过程中,运动员所受重力做的功等于跳板的作用力对他做的功
C .在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加
D .在这个过程中,运动员的重力的功率先减小后增大
2.某人拍得一张照片,上面有一个倾角为α的斜面,斜面上有一辆无动力的小车,小车上悬挂一个小球,如图所示,悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角为β, 下面判断正确的是( )
A .如果β=α,小车一定处于静止状态
B .如果β=α,斜面一定是光滑的
C .如果β>α,小车一定是沿斜面减速向下运动
D .无论小车做何运动,悬线都不可能停留在图中虚线的右侧
3.科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的龙头,在一种特殊的灯光照射下,可观察到一个下落的水滴,缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A 、B 、C 、
D 四个位置不动,一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g =10m/s 2) ( )
A .普通光源即可
B .间歇发光,间隔时间1.4s
C .间歇发光,间隔时间0.14s
D .间歇发光,间隔时间0.2s
4.如图所示,从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块,滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球底面为水平,若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圆弧轨道的半径为R 1,半球的半径为R 2,则R 1和R 2应满足的关系是 ( )
α
β
单位:㎝
40 10 90 0 A
B D C
2
R 1
R
A .21R R ≤
B .22
1R R ≤
C .21R R ≥
D .2
2
1R R ≥
5.如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A 、B 两点,衣服处于静止状态.如果保持绳子A 端位置不变,将B 端分别移动到不同的位置,下列判断正确的是 ( )
A .
B 端移到B 1位置时,绳子张力不变 B .B 端移到B 2位置时,绳子张力变小
C .B 端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大
D .B 端在杆上位置不变,将杆移动到虚线位置时,绳子张力不变
6.如图所示,赤道上随地球自转的物体A 、赤道上空的近地卫星B 、地球同步卫星C ,它们的运动都可视为匀速圆周运动,比较三个物体的运动情况,以下判断正确的是:( )
A .三者的周期关系为T A <T
B <T
C B .三者向心加速度大小关系为a A >a B >a C C .三者角速度的大小关系为ωA =ωC <ωB
D .三者线速度的大小关系为V C >V A >V B
7.银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O 做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T ,S 1到O 点的距离为r 1、S 1到S 2间的距离为r ,已知引力常量为G 。由此可求出S 2的质量为( )
A .2122)(4GT r r r -π
B .23124GT r π
C .23
24GT r π D .2
1224GT r r π
8.如图,一物体从光滑斜面AB 底端A 点以初速度v 0上滑,沿斜
面上升的最大高度为h 。下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A 点上滑的初速度仍为v 0)( ) A .若把斜面CB 部分截去,物体冲过C 点后又将继续上升高
度h ,机械能守恒 B .若把斜面弯成圆弧形D ,物体将沿圆弧升高h,机械能守恒 C .若把斜面AB 变成曲面AEB ,物体沿此曲面上升仍能到达B 点
D
h
A
E
C
D .若把斜面从C 点以上部分弯成与C 点相切的圆弧状,物体上升的最大高度有可能仍为h ,但机械能不守恒
9.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端P 以速度v 0抛出一个小球,落在斜面上某处Q 点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α,若把初速度变为2v 0,则以下说法错误的是 ( )
A .空中的运动时间变为原来的2倍
B .夹角α将变大
C .PQ 间距变为原来间距的4倍
D .夹角α与初速度大小无关
10.完全相同的直角三角形滑块A 、B ,按如图所示叠放,设A 、B 接触的斜面光滑,A 与桌面间的动摩擦因数为μ.现在B 上作用一水平推力F ,恰好使A 、B 一起在桌面上匀速运动,且A 、B 保持相对静止,则动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系为 ( )
A .μ=tan θ
B .μ=1
2
tan θ C .μ=2tan θ
D .μ与θ无关
11.汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶,发动机功率为P 。快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。以下四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系 ( )
A .
B .
C .
D .
12.如图所示,质量分别为2m 和m 的A 、B 两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连,开始两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,
轻绳足够长,不计一切摩擦。现将两物体由静止释放,在A 落地之前的运动中,下列说法中正确的是 ( ) A .A 物体的机械能增大
B .A 、B 组成系统的重力势能增大
C .下落t 秒过程中,A 的机械能减少了2292
t mg D .下落t 秒时,B 所受拉力的瞬时功率为t mg 2
3
1
二.填空题(每空2分,共16分)
13.(1)在做“验证力的平行四边形定则”实验中,若由于F 1的误差使F 1与F 2的合力F 方向略向左偏,如图所示,但F 大于等于F ′,引起这一结果的原因可能是F 1的大小比真实值偏________,F 1与F 2的夹角比真实值偏________.
(2)在做“验证力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O 点,以下操作中错误的是( )
A .同一次实验过程中,O 点的位置允许变动
B .实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C .实验中,先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一只弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O 点
D .实验中,把橡皮条的另一端拉到O 点,两弹簧测力计之间的夹角应取90°,以便于计算合力的大小
14.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知,弹簧的弹性势能E p =1
2kx 2,
其中k 是弹簧的劲度系数,x 是弹簧长度的变化量.
某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m )运动来探究这一问题.
为了研究方便,把小铁球O 放在水平桌面上做实验,让小球O 在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功. 该同学设计实验如下:
首先进行如图甲所示的实验:将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O ,静止时测得弹簧的伸长量为d .
在此步骤中,目的是要确定物理量________,用m 、d 、
g 表示为________.
接着进行如图乙所示的实验:将这根弹簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小铁球O 压缩,测得压缩量为
x ,释放弹簧后,小铁球O 被推出去,从高为h 的水平桌
面上抛出,小铁球O 在空中运动的水平距离为L . 小铁球O 的初动能E k 1=________. 小铁球O 的末动能E k 2=________.
弹簧对小铁球O 做的功W =________.(用m 、x 、d 、g 表示)
对比W 和E k 2-E k 1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即在实验误差允许范围内,外力所做的功等于物体动能的变化. 三.解答题(共36分)
15.(8分)如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h 。一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度v 0/2 射出。重力加速度为g 。求: (1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
16.(8分) 如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P 点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC 的A 点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,
进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m ,θ=60 0,小球到达A 点时的速度 v=4 m/s 。(取g =10 m/s 2)求:
(1)小球做平抛运动的初速度v 0 大小; (2)P 点与A 点的水平距离和竖直高度;
(3)小球到达圆弧最高点C 时对轨道的压力大小。
17.(10分)如图所示,质量为m 的滑块,放在光滑的水平平台上,平台右端B 与水平传送带相接,传送带的运行速度为v 0,长为L .今将滑块缓慢向左压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时突然释放,当滑块滑到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ.
(1)试分析滑块在传送带上的运动情况;
(2)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求释放滑块时,弹簧具有的弹性势能; (3)若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量.
18.(10分)如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD 和光滑圆轨道DCE 组成,AD 与DCE 相切于D 点,C 为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC 上离地面高为H 处由静止下滑,用力传感器测出其经过C 点时对轨道的压力N ,改变H 的大小,可测出相应的N 的大小,N 随H 的变化关系如图乙折线PQI 所示(PQ 与QI
B
P v 0 A C
O θ
R
两直线相连接于Q 点),QI 反向延长交纵轴于F 点(0,5.8N),重力加速度g 取10m/s 2,求:
(1)小物块的质量m ;
(2)圆轨道的半径及轨道DC 所对应的圆心角θ(可用角度的三角函数值表示); (3)小物块与斜面AD 间的动摩擦因数μ. .
淮北一中2022级高一暑期测试物理答案
一、选择题(48分)
13.大 大 ACD
14.弹簧劲度系数k mg d
mgL 2
4h
mgx 2
2d
三、计算题(36分) 15.
16.解:(1)小球到A 点的速度如图所示,由图可知
s m v v v A x /260cos 4cos 00=?===θ
(2)s m v v A y /3260sin 4sin 0
=?==θ
由平抛运动规律得:gh v y 22
=
gt v y = t v x 0=
m h 6.0=
m m x 69.034.0≈=
(3)取A 点为重力势能的零点,由机械能守恒定律得:
)cos (2
1212
2θR R mg mv mv C A ++= 2
)3(81mv M m E -=?g
h M mv s 20=
代入数据得:s m v C /7=
由圆周运动向心力公式得:R
v m mg N C
C 2=+
代入数据得:N N C 8=
由牛顿第三定律得:小球对轨道的压力大小N N N C C 8/
==,方向竖直向上.
17.解:(1)若滑块冲上传送带时的速度小于带速,则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动;若滑块冲上传送带时的速度大于带速,则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动.
(2)设滑块冲上传送带时的速度为v , 由机械能守恒E p =1
2
mv 2.
设滑块在传送带上做匀减速运动的加速度大小为a , 由牛顿第二定律:μmg =ma .
由运动学公式v 2-v 20
=2aL . 解得E p =1
2
mv 20+μmgL .
(3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移x =v 0t ,v 0=v -at 滑块相对传送带滑动的位移Δx =L -x 相对滑动生成的热量Q =μmg ·Δx 解得Q =μmgL -mv 0·(
v 20+2μgL -v 0
). 18.解:(1)如果物块只在圆轨道上运动,则由动能定理得mgH =1
2
mv 2解得v =
2gH ;
由向心力公式N -mg =m v 2
R
得N =m v 2R +mg =2mg
R
H +mg ;
结合PQ 曲线可知mg =5得m =0.5kg (2)由图象可知2mg
R
=10得R =1m
cos θ=1-0.21
=0.8,θ=37°
(3)如果物块由斜面上滑下,由动能定理得 mgH -μmg cos θ(H -0.2)sin θ=1
2mv 2
解得
mv 2=2mgH -
83
μmg (H -0.2)
同向心力公式N -mg =m v 2R 得N =m v 2R +mg =2mg -8
3μmg
R H +1.6
3μmg +mg
结合QI 曲线知1.6
3μmg +mg =5.8
解得μ=0.3.