注意事項:
1.答題前,考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
4.本試卷主要考試內(nèi)容:人教版必修第一冊,必修第二冊,選擇性必修第一冊第一章。
一、選擇題:本題共10小題,共46分。在每小題給出的四個選項中,第1~7題只有一項符合題目要求,每小題4分;第8~10題有多項符合題目要求,每小題6分,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
1. 一輛汽車(視為質(zhì)點)做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,第一個時間T內(nèi)的位移大小為x,則第二個時間T內(nèi)汽車的位移大小為( )
A. 2xB. 3xC. 4xD. 5x
【答案】B
【解析】汽車做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的比例關(guān)系,第一個T內(nèi)的位移大小與第二個時間T內(nèi)汽車的位移大小之比為1:3,第一個時間T內(nèi)的位移大小為x,則第二個時間T內(nèi)汽車的位移大小為3x。
故選B。
2. 如圖所示,一輛質(zhì)量為m的汽車先過一段凹形橋,再過一段拱形橋,M、N分別為橋的最低點和最高點,且汽車通過M、N兩點時的速度均不為0。汽車在通過兩種橋面的過程中均未脫離橋面,下列說法正確的是( )
A. 汽車通過M點時處于失重狀態(tài)
B. 汽車通過M點時的加速度可能為0
C 汽車通過N點時,無論速度多大,對橋面始終有壓力
D. 汽車通過N點時對橋面的壓力一定比通過M點時對橋面的壓力小
【答案】D
【解析】AB.汽車通過M點時,根據(jù)牛頓第二定律可知
加速度方向豎直向上,故此時汽車處于超重狀態(tài);由于汽車通過M、N兩點時的速度均不為0,故此時汽車加速度大小不為0,故A錯誤;
C.汽車通過N點時,根據(jù)牛頓第二定律可知

即時,此時橋面對汽車的支持力為0,根據(jù)牛頓第三定律可知,此時汽車對橋面的壓力為0,故C錯誤;
D.根據(jù)牛頓第三定律可知,橋面對汽車的支持力等于汽車對橋面的壓力;由上述可知在M點時
故汽車通過N點時對橋面的壓力一定比通過M點時對橋面的壓力小,故D正確。
故選D
3. 如圖所示,無人機(jī)用輕繩懸掛重物在空中,控制無人機(jī)讓重物沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動,忽略空氣對重物的阻力,下列說法正確的是( )
A. 重物的加速度越大,輕繩與豎直方向的夾角越小
B. 輕繩與豎直方向的夾角和重物的加速度無關(guān)
C. 輕繩在豎直方向上的分力與重物的加速度大小無關(guān)
D. 重物的加速度越大,輕繩在豎直方向上的分力越大
【答案】C
【解析】CD.分析重物,如圖
豎直方向處于平衡狀態(tài),輕繩在豎直方向的分力
即輕繩在豎直方向上的分力與重物的加速度大小無關(guān)。故C正確;D錯誤;
AB.輕繩水平方向上分力提供加速度,有
聯(lián)立,解得
可知重物的加速度越大,輕繩與豎直方向的夾角越大。故AB錯誤。
故選C。
4. 如圖所示,一條兩岸平行的河,水流速度方向平行河岸且大小保持不變。一條小船在河中勻速運(yùn)動,船在靜水中的速度大小為,船頭方向與垂直河岸方向的夾角為,船的實際速度(合速度)與河岸的夾角也為,關(guān)于與的大小關(guān)系,下列說法正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由題意作出船運(yùn)動圖示如下,由于垂直河岸方向的夾角為,與河岸的夾角也為,在矢量三角形OAB中,OA表示,OB表示,根據(jù)幾何知識可得
則有
在中,由正弦定理可得
即有
整理可得
故選A。
5. 如圖所示,傾角為37°的斜面體放置在水平面上,滑輪1固定在天花板上,滑輪2是動滑輪,滑輪3固定在斜面體右上角,三個滑輪的質(zhì)量均忽略不計,且均光滑。一條輕質(zhì)細(xì)線一端連接質(zhì)量為m的物塊甲,另一端連接質(zhì)量為2m的物塊丙,丙放置在斜面上,滑輪2下方用輕質(zhì)細(xì)線懸掛物塊乙,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),1、2以及2、3間的細(xì)線均豎直,3與丙間的細(xì)線與斜面平行,重力加速度大小為g,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,,,下列說法正確的是( )
A. 斜面體相對于水平面的運(yùn)動趨勢向左
B. 乙的質(zhì)量為m
C. 丙相對斜面有沿著斜面向上的運(yùn)動趨勢
D. 若丙受到的靜摩擦力正好達(dá)到最大值,則丙與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.125
【答案】D
【解析】A.對斜面和丙整體分析,受重力、地面的支持力和細(xì)線豎直向下的拉力,可知斜面體相對于水平面沒有運(yùn)動趨勢,故A錯誤;
B.對滑輪2受力分析,受細(xì)線豎直向下的拉力
受細(xì)線豎直向上的拉力

可得
故B錯誤;
C.丙受到重力沿斜面向下的分力
丙受到細(xì)線沿斜面向上的拉力

所以丙受到斜面沿斜面向上的靜摩擦力,丙相對斜面有沿著斜面向下的運(yùn)動趨勢,故C錯誤;
D.丙受到的靜摩擦力
若丙受到的靜摩擦力正好達(dá)到最大值,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則
解得
故D正確。
故選D。
6. 隨著中國航天技術(shù)的發(fā)展,中國將向月球發(fā)射更多的探測器。質(zhì)量為m的探測器(可視為質(zhì)點)繞月球做線速度大小為的勻速圓周運(yùn)動,探測器受到月球的萬有引力大小為,已知月球的第一宇宙速度為,引力常量為G,忽略月球的自轉(zhuǎn),下列說法正確的是( )
A. 月球表面的重力加速度大小為B. 探測器繞月球轉(zhuǎn)動的半徑為
C. 月球的半徑為D. 月球的質(zhì)量為
【答案】B
【解析】A.因為探測器不是近月飛行,所以F0不等于探測器在月表的重力,故月球表面的重力加速度大小不等于,故A錯誤;
B.設(shè)探測器繞月球轉(zhuǎn)動的半徑為r,根據(jù)萬有引力提供向心力,依題得
解得
故B正確;
C.因為F0不是探測器在月表受到的引力,設(shè)月球半徑為R,故

故C錯誤;
D.設(shè)月球質(zhì)量為M,則
解得
故D錯誤;
故選B 。
7. 火箭豎直向上發(fā)射的初始階段,重力加速度不變,空氣阻力忽略不計,認(rèn)為火箭的質(zhì)量m保持不變,速度的倒數(shù)與加速度a的關(guān)系圖像如圖所示,圖像中、均已知,下列說法正確的是( )
A. 火箭以恒定的加速度啟動B. 火箭的最大動能為
C. 火箭以恒定的功率啟動D. 火箭發(fā)射的初始階段,重力加速度大小為
【答案】C
【解析】A.由題意可知
根據(jù)牛頓第二定律由
聯(lián)立解得
根據(jù)圖像可知,發(fā)動機(jī)功率不變,所以速度增大,動力減小,加速度減小,不是勻變速運(yùn)動。故A錯誤;
B.根據(jù)圖像可知,最大速度
所以火箭的最大動能為
故B錯誤;
C.由乙圖可知
所以火箭以恒定的功率啟動,故C正確;
D.根據(jù)
將點(0,)代入解得
故D錯誤。
故選C。
8. 小強(qiáng)乘坐西安地鐵六號線列車從“咸寧路站”到“交通大學(xué)·興慶宮站”的v-t圖像如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 該列車減速過程中的加速度大小為
B. 該列車減速過程中的加速度大小為
C. 這兩站間的距離為798m
D. 這兩站間的距離為1023m
【答案】AC
【解析】AC.根據(jù)加速度的定義式
所以該列車減速過程中的加速度大小為1m/s2,故A正確,C錯誤;
CD.v-t圖像與時間軸所圍的面積表示位移,即
故C正確,D錯誤。故選AC。
9. 如圖甲所示,木板放置在光滑的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),子彈(視為質(zhì)點)以水平向右、大小為的初速度射入木板,當(dāng)子彈運(yùn)動到木板的最右端時剛好未射出,兩者的速度與時間關(guān)系圖像如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A. 子彈與木板的質(zhì)量之比為2:3
B. 木板的長度為
C. 若子彈的質(zhì)量為m,則木板在加速過程中所受的摩擦力大小為
D. 若子彈的質(zhì)量為m,則整個過程中子彈與木板因摩擦產(chǎn)生的熱量為
【答案】CD
【解析】A.對子彈和木板系統(tǒng),由動量守恒
可得子彈與木板的質(zhì)量之比為
m:M=3:2
選項A錯誤;
B.由圖像可知,木板的長度為
選項B錯誤;
C.若子彈的質(zhì)量為m,則木板的質(zhì)量為
則木板在加速過程中所受的摩擦力大小為
選項C正確;
D.若子彈的質(zhì)量為m,則整個過程中子彈與木板因摩擦產(chǎn)生的熱量為
選項D正確。
故選CD。
10. 如圖所示,擋板OA與豎直方向的夾角為,小球(視為質(zhì)點)從O點的正上方高度為H的P點以大小為的初速度水平拋出,落到斜面上時,小球的位移與斜面垂直,重力加速度大小為g,不討論小球落到斜面后的情況,下列說法正確的是( )
A. 小球落到斜面上的速度大小為
B. 小球在空中運(yùn)動的時間為
C.
D. 若小球拋出時的初速度大小為,則擋板OA與豎直方向的夾角為45°
【答案】BD
【解析】AB.設(shè)小球在空中運(yùn)動的時間為,小球落到斜面的速度為,則速度與的夾角為;設(shè)水平位移為,豎直位移為,如圖

,,
解得
,
故A錯誤,B正確;
C.小球落到斜面的豎直方向的位移
解得
故C錯誤;
D.由,,可得

故D正確。
故選BD。
二、非選擇題:本題共5小題,共54分。
11. 某同學(xué)用如圖甲所示裝置來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢嶒灤虺龅囊粭l清晰紙帶如圖乙所示,O、A、B、C、D為連續(xù)的五個計時點,現(xiàn)測得O點到各點的距離分別為、、、,打點計時器在打O點時重物的速度為0。打點計時器的打點周期為T。

(1)打點計時器打D點時重物的速度是打B點時重物的速度的______倍。
(2)當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮〉谋磉_(dá)式為______(用題中所給物理量表示)。
(3)若實驗小組在打出的另一條清晰紙帶上(整條紙帶的寬度相同)按打點的先后順序每隔一個計時點(圖丙中未畫出)取一個計數(shù)點,從第一個計數(shù)點開始在每個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別為1、2、3、4、5),將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中,如圖丙所示,橫、縱坐標(biāo)表示的物理量在圖丙中未標(biāo)明,下列說法正確的是______。
A. 圖丙中的圖線表明重物做勻加速直線運(yùn)動,傾斜直線可代表重物的位移與時間的關(guān)系圖像
B. 把紙帶的寬度作為2T的時間間隔,每段紙帶的長度除以2T,就可代表傾斜直線的縱坐標(biāo)(速度大?。?br>C. 若第2段紙帶的長度為L,第5段紙帶的長度為d,則重物的加速度為
【答案】(1)2 (2) (3)B
【解析】【小問1詳解】
依題意,紙帶上打D點時經(jīng)過的時間為4T,打B點時經(jīng)過的時間為2T,根據(jù)
可知
即打點計時器打D點時重物的速度是打B點時重物的速度的2倍。
【小問2詳解】
依題意,根據(jù)逐差法,可得
【小問3詳解】
AB.圖丙中的圖線表明重物做勻加速直線運(yùn)動,把紙帶的寬度作為2T的時間間隔,由勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等于這個過程的平均速度,可得每段紙帶的長度除以2T,就可代表傾斜直線的縱坐標(biāo)(速度大小),則傾斜直線可代表重物的速度與時間的關(guān)系圖像。故A錯誤;B正確;
C.若第2段紙帶的長度為L,第5段紙帶的長度為d,由
則重物的加速度為
故C錯誤。
故選B。
12. 某實驗小組用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。在固定的水平氣墊導(dǎo)軌上安裝兩個光電門,帶有遮光片的A、B兩滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上,兩遮光片的寬度相等,A放置在光電門1的左側(cè),B放置在兩光電門之間,實驗開始,讓導(dǎo)軌的氣源充上氣,給A一個水平方向的初速度,兩滑塊碰撞前A通過光電門的時間為,碰撞后A、B通過光電門的時間分別為、。
(1)若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則碰撞后A______通過光電門1;若A的質(zhì)量等于B的質(zhì)量,則______等于。(均填“可能”或“不可能”)
(2)若碰撞后A、B的運(yùn)動方向相反,,且A、B發(fā)生的是彈性碰撞,則A、B的質(zhì)量之比為______。
【答案】(1) ①. 不可能 ②. 可能
(2)1:3
【解析】【小問1詳解】
[1]若A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量,則碰撞后A滑塊不反彈,即碰撞后A不可能通過光電門1;
[2]若A的質(zhì)量等于B的質(zhì)量,且若發(fā)生彈性碰撞,則速度發(fā)生交換,故則可能等于。
【小問2詳解】
若碰撞后A、B的運(yùn)動方向相反,,則碰后兩滑塊的速度大小相等,由動量守恒定律
且A、B發(fā)生的是彈性碰撞,根據(jù)機(jī)械能守恒定律
聯(lián)立解得
13. 如圖所示,光滑硬直桿與水平面成53°角固定放置,勁度系數(shù)為k、原長為L的輕質(zhì)彈簧一端固定在O點,另一端與圓環(huán)(視為質(zhì)點)相連,圓環(huán)套在桿上?,F(xiàn)讓圓環(huán)從與O點等高的A點由靜止釋放,當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到O點的正下方B點時,圓環(huán)的動能正好等于圓環(huán)在A處時彈簧的彈性勢能。已知A、B兩點間的距離為5L,重力加速度大小為g,對勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,其彈性勢能與彈簧的形變量x的關(guān)系式為,彈簧始終在彈性限度內(nèi),,,求:
(1)圓環(huán)在B點時的動能;
(2)圓環(huán)的質(zhì)量。
【答案】(1)
(2)
【解析】【小問1詳解】
由幾何關(guān)系有
,
彈簧的原長為L,則圓環(huán)在A點時彈簧的伸長量為2L,彈簧的彈性勢能
圓環(huán)在B點時的動能
【小問2詳解】
圓環(huán)在B點時彈簧的伸長量為3L,彈簧的彈性勢能
圓環(huán)從A點運(yùn)動到B點,由機(jī)械能守恒,有
解得圓環(huán)的質(zhì)量
14. 甲、乙兩小球(均視為質(zhì)點)在同一豎直線上,時刻,甲從地面開始做豎直上拋運(yùn)動,同時乙從距地面某高度處開始做平拋運(yùn)動,已知兩球落地的時間差為,甲在最高點時某與乙恰好在同一高度,重力加速度大小為g,不計空氣阻力,求甲落地的時刻以及乙開始運(yùn)動時距地面的高度。
【答案】,
【解析】設(shè)甲落地的時刻為,則乙落地的時刻
豎直上拋運(yùn)動具有對稱性,上升的時間與下降的時間相等,則甲上升到最高點的時刻(甲、乙處于同一高度的時刻)為,甲、乙相遇后,甲、乙下落的高度相等甲下落的高度
乙下落的高度
又由
解得
乙釋放時距地面的高度
解得
15. 如圖所示的軌道由四部分組成,AB與BC是關(guān)于B點中心對稱的拋物線形狀的細(xì)圓管軌道,固定在水平面CD上,DE是固定在水平面CD上的四分之一圓弧軌道,A、C、D三點的切線水平,E點的切線豎直。小球乙(視為質(zhì)點)靜止在CD上。若使質(zhì)量為m的小球甲(視為質(zhì)點)在A點獲得一個大小為、方向水平向右的初速度,則甲在細(xì)圓管內(nèi)部經(jīng)過一段時間從A點運(yùn)動到B點,且該過程中甲與細(xì)圓管內(nèi)壁間恰好無作用力?,F(xiàn)讓甲從A點由靜止釋放,沿著管壁下滑,甲、乙發(fā)生彈性碰撞后瞬間,乙的速度大小為,重力加速度大小為g,不計一切摩擦。
(1)求甲從A點到C點的位移大小以及乙的質(zhì)量;
(2)若甲在A點以水平向右的初速度進(jìn)入細(xì)管中,甲、乙發(fā)生彈性碰撞后,乙沿著軌道DE向上運(yùn)動不能越過E點,求軌道DE半徑的最小值;
(3)若甲在A點以大小不同、方向均水平向右的初速度進(jìn)入細(xì)管中,,求甲運(yùn)動到B點時重力功率的取值范圍。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】【小問1詳解】
甲從A點運(yùn)動到B點的過程中與內(nèi)壁間恰好無作用力,說明該過程中甲做平拋運(yùn)動,A、B兩點間的高度差
A、B兩點間在水平方向的距離
AB與BC關(guān)于B點中心對稱,甲從A點運(yùn)動到C點的位移大小
解得
甲從A點由靜止開始沿著管壁下滑到C點,由機(jī)械能守恒定律有
解得
甲、乙發(fā)生彈性碰撞有
解得
【小問2詳解】
甲在A點以水平向右的初速度v進(jìn)入細(xì)管中,設(shè)甲運(yùn)動到C點時的速度大小為,由機(jī)械能守恒定律有
甲、乙發(fā)生彈性碰撞且速度互換,則碰后乙的速度大小
設(shè)軌道DE半徑為R,若乙正好到達(dá)E點,則有
解得
故軌道DE半徑的最小值為。
【小問3詳解】
若甲在A點以水平向右的初速度進(jìn)入細(xì)管中,設(shè)甲運(yùn)動到B點時的速度大小為,由機(jī)械能守恒定律有
設(shè)甲在B點的速度方向與水平方向的夾角為,則有
甲在B點時重力的瞬時功率
可得
當(dāng)時

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