2024.10
(考試時(shí)間90分鐘 滿分100分)
一、單項(xiàng)選擇題。(本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意,選對(duì)得3分,選錯(cuò)或不答的得0分。)
1.一位同學(xué)從操場(chǎng)A點(diǎn)出發(fā),向西走了30m,到達(dá)B點(diǎn),然后又向北走了40m,達(dá)到C點(diǎn)。在從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,該同學(xué)的位移大小是( )
A.70mB.50mC.40mD.30m
2.如圖所示為一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像。已知物體在前2s內(nèi)向東運(yùn)動(dòng),則根據(jù)圖像做出的以下判斷中正確的是( )
A.物體在前4s內(nèi)始終向東運(yùn)動(dòng)
B.物體在前4s內(nèi)的加速度大小不變,方向先向西,后向東
C.物體在前4s內(nèi)的加速度大小不變,方向始終向西
D.物體在第2s末回到出發(fā)點(diǎn)
3.如圖所示,一條不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于懸點(diǎn)O,另一端連接著一個(gè)質(zhì)量為m的小球。在水平力F的作用下,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩與豎直方向的夾角為,已知重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.繩的拉力大小為B.繩的拉力大小為
C.水平力F大小為D.水平力F大小為
4.用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律,把木塊放在水平長(zhǎng)木板上,在彈簧測(cè)力計(jì)的指針下輕放一個(gè)小紙團(tuán),它只能被指針向左推動(dòng)用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊,使拉力由零緩慢增大。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.木塊開始運(yùn)動(dòng)前,摩擦力逐漸增大
B.木塊開始運(yùn)動(dòng)前,拉力小于摩擦力
C.當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開始移動(dòng),此時(shí)拉力會(huì)突然變小
D.該實(shí)驗(yàn)裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小
5.如圖所示,某同學(xué)站在體重計(jì)上觀察超重與失重現(xiàn)象。由穩(wěn)定的站姿變化到穩(wěn)定的蹲姿稱為“下蹲”過(guò)程;由穩(wěn)定的蹲姿變化到穩(wěn)定的站姿稱為“起立”過(guò)程。她穩(wěn)定站立時(shí),體重計(jì)的示數(shù)為,關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( )
A.“起立”過(guò)程,體重計(jì)的示數(shù)一直大于
B.“下蹲”過(guò)程,體重計(jì)的示數(shù)一直小于
C.“起立”、“下蹲”過(guò)程,都能出現(xiàn)體重計(jì)的示數(shù)大于的現(xiàn)象
D.“起立”的過(guò)程,先出現(xiàn)失重現(xiàn)象后出現(xiàn)超重現(xiàn)象
6.小明乘坐豎直電梯經(jīng)過(guò)1min可達(dá)頂樓,已知電梯在時(shí)由靜止開始上升,取豎直向上為正方向,該電梯的加速度a隨時(shí)間t的變化圖像如圖所示。若電梯受力簡(jiǎn)化為只受重力與繩索拉力,則( )
A.時(shí),電梯速度向下
B.在時(shí)間內(nèi),繩索拉力最小
C.時(shí),繩索拉力大于電梯的重力
D.時(shí),電梯速度恰好為零
7.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中,將輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端,橡皮條的另一端固定在水平木板上的A點(diǎn),圓環(huán)上有繩套。實(shí)驗(yàn)中先用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套,并互成角度地拉圓環(huán),將圓環(huán)拉至某一位置O,如圖所示。再只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),通過(guò)繩套把圓環(huán)拉到與前面相同的位置O。關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和繩應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)
B.實(shí)驗(yàn)中只需記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)
C.用平行四邊形定則求得的合力方向一定沿AO方向
D.兩彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角應(yīng)取,以便計(jì)算合力的大小
8.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎,沿曲線由M向N行駛,且速度逐漸增大。下圖分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向,可能正確的是( )
A.B.
C.D.
9.在距水平地面附近一定高度處將一物體水平拋出,物體最終落到水平地面上。若空氣阻力可忽略不計(jì),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物體沿水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)
B.物體落至水平地面上的速度與拋出時(shí)的初速度無(wú)關(guān)
C.物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與拋出時(shí)的初速度無(wú)關(guān)
D.物體在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能不斷增大
10.如圖所示,在上端開口的飲料瓶的側(cè)面戳一個(gè)小孔,瓶中灌水,手持飲料瓶靜止時(shí),小孔有水噴出。若飲料瓶在下列運(yùn)動(dòng)中,沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)且忽略空氣阻力,小孔仍向外噴水的是( )
A.自由下落
B.飲料瓶被水平拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
C.飲料瓶被豎直向上拋出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
D.手持飲料瓶向上加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中
11.如圖甲所示為某同學(xué)研究物體加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,圖乙是該裝置的俯視圖。兩個(gè)相同的小車,放在水平桌面上,前端各系一條輕細(xì)繩,繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤,盤里可放砝碼。兩個(gè)小車通過(guò)細(xì)繩用夾子固定,打開夾子,小盤和砝碼牽引小車同時(shí)開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),閉合夾子,兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力后,可以通過(guò)在小盤中增減砝碼來(lái)改變小車所受的合力,也可以通過(guò)增減小車中的砝碼來(lái)改變小車的總質(zhì)量。該同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.研究小車的加速度與合外力的關(guān)系可以利用1、2、3三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
B.研究小車的加速度與小車總質(zhì)量的關(guān)系可以利用2、3、6三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C.對(duì)于“合外力相同的情況下,小車質(zhì)量越大,小車的加速度越小”的結(jié)論,可以由第1次實(shí)驗(yàn)中小車1的位移數(shù)據(jù)和第6次實(shí)驗(yàn)中小車2的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行比較得出
D.通過(guò)對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析,可以判斷出第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄沒(méi)有問(wèn)題
12.如圖所示,一水平傳送帶向左勻速傳送,某時(shí)刻小物塊P從傳送帶左端沖上傳送帶。物塊P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,傳送帶對(duì)物塊P的摩擦力( )
A.一定始終做正功B.一定始終做負(fù)功
C.可能先做正功,后做負(fù)功D.可能先做負(fù)功,后做正功
13.研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。某同學(xué)設(shè)想在小球下落的空間中選取三個(gè)豎直平面1、2、3,平面與斜槽所在的平面垂直。小球從斜槽末端水平飛出,運(yùn)動(dòng)軌跡與平面1、2、3的交點(diǎn)依次為A、B、C。小球由A運(yùn)動(dòng)到B,豎直位移為,動(dòng)能的變化量為,速度的變化量為;小球由B運(yùn)動(dòng)到C,豎直位移為,動(dòng)能的變化量為,速度的變化量為。若,忽略空氣阻力的影響,下列關(guān)系式正確的是( )
A.B.C.D.
14.如圖,疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。已知A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,A和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5r。設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.B對(duì)A的摩擦力一定為
B.B對(duì)A的摩擦力一定為
C.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度必須滿足:
D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度必須滿足:
二、實(shí)驗(yàn)題
15.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置研究物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況:
按如圖所示裝置準(zhǔn)備好器材后,先接通電源,然后釋放小車,讓它拖著紙帶運(yùn)動(dòng),得到如圖乙所示紙帶,紙帶上選取A、B、C、D、E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為__________s。
根據(jù)紙帶上的信息可計(jì)算出:打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時(shí)小車速度大小的測(cè)量值為__________;小車在砂桶的拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小的測(cè)量值為__________。(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
16.(12分)如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。將一輕細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上,下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球,將畫有幾個(gè)同心圓周的白紙置于懸點(diǎn)下方的水平平臺(tái)上,調(diào)節(jié)細(xì)線的長(zhǎng)度使小球自然下垂靜止時(shí)恰好位于圓心處。用手帶動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)使它在放手后恰能在紙面上方沿某個(gè)畫好的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)平臺(tái)的高度,使紙面貼近小球但不接觸。
(1)若忽略小球運(yùn)動(dòng)中受到的阻力,在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。
①?gòu)氖芰η闆r看,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的向心力是__________(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.小球所受繩子的拉力
B.小球所受的重力
C.小球所受拉力和重力的合力
②在某次實(shí)驗(yàn)中,小球沿半徑為r的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用秒表記錄了小球運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間t,則小球做此圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小__________(用m、n、t、r及相關(guān)的常量表示)。用刻度尺測(cè)得細(xì)線上端懸掛點(diǎn)到畫有圓周紙面的豎直高度為h,那么對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知,小球做此圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力大小__________(用m、h、r及相關(guān)的常量表示)。
③保持n的取值不變,改變h和r進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),可獲取不同時(shí)間t。研學(xué)小組的同學(xué)們想用圖像來(lái)處理多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而驗(yàn)證小球在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球所受的合力F與向心力大小相等。為了直觀,應(yīng)合理選擇坐標(biāo)軸的相關(guān)變量,使待驗(yàn)證關(guān)系是線性關(guān)系。為此不同的組員嘗試選擇了不同變量并預(yù)測(cè)猜想了如圖所示的圖像,若小球所受的合力F與向心力大小相等,則這些圖像中合理的是__________(選填選項(xiàng)的字母)。
A.B.
C.D.
(2)考慮到實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、測(cè)量條件等實(shí)際因素,對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作,下列說(shuō)法中正確的是__________(選填選項(xiàng)前的字母)。
A.相同體積的小球,選擇密度大一些的球可以減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
B.相同質(zhì)量的小球,選擇體積小一些的球有利于確定其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
C.測(cè)量多個(gè)周期的總時(shí)間再求周期的平均值,有利于減小周期測(cè)量的偶然誤差
D.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量出小球的質(zhì)量
(3)上述實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)起來(lái)后撤掉平臺(tái),由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在空氣阻力的影響,所以持續(xù)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越來(lái)越小。經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,小球會(huì)停止在懸點(diǎn)正下方。若小球在運(yùn)動(dòng)中每轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)半徑變化均可忽略,即每一周都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)分析說(shuō)明在小球做上述圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,隨著細(xì)繩與豎直方向的夾角不斷減小,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是如何變化的。
三、解答題
17.(9分)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量的小物塊放在水平地面上。對(duì)小物塊施加一個(gè)的恒定拉力,使小物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),拉力與水平方向的夾角,小物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),已知,,重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受滑動(dòng)摩擦力的大??;
(2)小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大?。?br>(3)小物塊運(yùn)動(dòng)4.0s位移的大小。
18.(9分)一質(zhì)量的小物塊以一定的初速度沖上一傾角足夠長(zhǎng)的固定斜面,某同學(xué)利用傳感器測(cè)出了小物塊從一開始沖上斜面至最高點(diǎn)過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,并繪出了小物塊上滑過(guò)程中速度v隨時(shí)間t的變化圖像,如圖所示。計(jì)算時(shí)取,,。最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。
(1)求小物塊沖上斜面過(guò)程中加速度的大小a及上滑的最大距離x;
(2)求小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)請(qǐng)分析說(shuō)明小物塊能否返回出發(fā)點(diǎn)。
19.(10分)如圖所示為演示“過(guò)山車”原理的實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置由兩段傾斜直軌道與一圓軌道拼接組成,在圓軌道最低點(diǎn)處的兩側(cè)稍錯(cuò)開一段距離,并分別與左右兩側(cè)的直軌道平滑相連。
某研學(xué)小組將這套裝置固定在水平桌面上,然后在圓軌道最高點(diǎn)A的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)薄片式壓力傳感器(它不影響小球運(yùn)動(dòng),在圖中未畫出)。將一個(gè)小球從左側(cè)直軌道上的某處由靜止釋放,并測(cè)得釋放處距離圓軌道最低點(diǎn)的豎直高度為h,記錄小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道(壓力傳感器)的壓力大小為F。此后不斷改變小球在左側(cè)直軌道上釋放位置,重復(fù)實(shí)驗(yàn),經(jīng)多次測(cè)量,得到了多組h和F,把這些數(shù)據(jù)標(biāo)在圖中,并用一條直線擬合,結(jié)果如圖所示。
為了方便研究,研學(xué)小組把小球簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn),并忽略空氣及軌道對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的阻力,取重力加速度。請(qǐng)根據(jù)該研學(xué)小組的簡(jiǎn)化模型和如圖所示的圖分析:
(1)當(dāng)釋放高度時(shí),小球到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v;
(2)圓軌道的半徑R和小球的質(zhì)量m;
(3)若兩段傾斜直軌道都足夠長(zhǎng),為使小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不脫離圓軌道,釋放高度h應(yīng)滿足什么條件。
20.(12分)某行星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的,半徑為地球半徑的。現(xiàn)向該行星發(fā)射探測(cè)器,在其表面實(shí)現(xiàn)軟著陸。探測(cè)器在離行星表面h高時(shí)速度減小為零,為防止發(fā)動(dòng)機(jī)將行星表面上的塵埃吹起,此時(shí)要關(guān)閉所有發(fā)動(dòng)機(jī),讓探測(cè)器自由下落實(shí)現(xiàn)著陸。已知地球半徑,地球表面重力加速度,不計(jì)自轉(zhuǎn)的影響(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。你可能用到的數(shù)據(jù)有:,,,)。
(1)若題中,求探測(cè)器落到行星表面時(shí)的速度大??;
(2)若在該行星表面發(fā)射一顆繞它做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,發(fā)射速度至少多大;
(3)由于引力的作用,行星引力范圍內(nèi)的物體具有引力勢(shì)能,若取離行星無(wú)窮遠(yuǎn)處為引力勢(shì)能的零勢(shì)點(diǎn),則距離行星球心為r處的物體引力勢(shì)能,式中G為萬(wàn)有引力常量,M為行星的質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量。求探測(cè)器從行星表面發(fā)射能脫離行星引力范圍所需的最小速度。實(shí)驗(yàn)次數(shù)
小車1總質(zhì)量
小車2總質(zhì)量
小車1受合力
小車2受合力
小車1位移
小車2位移
1
250
250
0.10
0.20
20.1
39.8
2
250
250
0.10
0.30
15.2
44.5
3
250
250
0.20
0.30
19.8
30.8
4
250
500
0.10
0.10
20.0
39.7
5
300
400
0.10
0.10
20.3
15.1
6
300
500
0.10
0.10
30.0
18.0

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