黑龙江省大庆实验中学高二(上)开学物理试卷
高中物理考试
考试时间:
分钟
满分:
55 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共7题,共35分)
1、 将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图1所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态.在物体与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F﹣t图象如图2所示.则( ) A.2.5 s前小车做变加速运动 B.2.5 s后小车做变加速运动 C.2.5 s前小车所受摩擦力不变 D.2.5 s后小车所受摩擦力不变 2、 如图所示,两物体A、B通过跨接于定滑轮的轻绳相连,处于静止状态(0°<θ<90°),以下说法不正确的是( ) A.绳子拉力大小等于A的重力,且与θ的变化无关 B.θ越大,绳对滑轮的作用力越大 C.可能出现B对地压力为零的情况 D.θ改变时,B对地压力也随之变化 3、 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc , 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点.据此可知( ) A.三个等势面中,a的电势最高 B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大 C.带电质点通过P点时的动能较Q点大 D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大 4、 如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用轻绳相连,当系统静止后,突然剪断A上方的弹簧,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( ) A.3g、0、0 B.﹣2g、2g、0 C.g、2g、0 D.1.5g、1.5g、0 5、 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( ) A.N点的电场强度大小为零 B.A点的电场强度大小为零 C.NC间场强方向向x轴正方向 D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功 6、 如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,A受到的空气阻力与速度大小成正比,下列说法中正确的是( ) A.上升过程中,A对B作用力向上且越来越小 B.上升过程中,A对B作用下向上且越来越小 C.下降过程中,A对B作用力向上且越来越小 D.下降过程中,A对B作用力向上且越来越小 7、 以下说法正确的是( ) A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变 B.牛顿用“月﹣地检验”证实了万有引力定律的正确性 C.卡文迪许测出了引力常量G的数值 D.库伦第一个测出了元电荷的电量
二、实验题(共2题,共10分)
8、 用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,1、2、3、4、5、6为纸带上6个计数点,每两个相邻计数点间还有4个点未画出,计数点间的距离如图乙所示.已知交流电频率为50Hz. (1)实验中两个重物的质量关系为m1______m2(选填“>”、“=”或“<”),纸带上打相邻两个计数点时间间隔为T=______s; (2)现测得x1=38.40cm,x2=21.60cm,x3=26.40cm,那么纸带上计数点5对应的速度v5=______m/s(结果保留2位有效数字); (3)在打点0~5过程中系统动能的增加量表达式△Ek=______ , 系统势能的减少量表达式△Ep=______(用m1、m2、x1、x2、x3、T、重力加速度g表示); (4)若某同学作出的 v2﹣h图象如图丙所示,则当地的实际重力加速度表达式为g=______(用m1、m2、a、b表示). 9、 在“探究两个共点力的合成”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图). 实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条. (1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项: A、两根细绳必须等长 B、橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C、在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 其中正确的是______ .(填入相应的字母) (2)实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图. ①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______ . ②本实验采用的科学方法是________ A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法.
三、解答题(共2题,共10分)
10、 如图所示在水平地面上固定一个半径为R的半圆形轨道,其中圆弧部分光滑,水平段长为L,一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,现突然释放小物块,小物块被弹出,恰好能够到达圆弧轨道的最高点A,取g=10m/s2 , 且弹簧长度忽略不计,求: (1)小物块的落点距O′的距离; (2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能. 11、 如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切.一质量为m=1kg的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧面轨道的半径R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s2 . 求: (1)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间; (2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带的过程中,传送带对物体做的功及由于摩擦产生的热量. |
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黑龙江省大庆实验中学高二(上)开学物理试卷
1、
将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图1所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态.在物体与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F﹣t图象如图2所示.则( )
A.2.5 s前小车做变加速运动
B.2.5 s后小车做变加速运动
C.2.5 s前小车所受摩擦力不变
D.2.5 s后小车所受摩擦力不变
B,D
解:根据图象可知,2.5秒之后传感器对滑块的拉力不变,说明此时小车开始运动,传感器拉力大小等于滑动摩擦力大小,因此2.5秒后小车所受摩擦力不变.
由于沙桶质量不断增加,即重力不断增加,因此2.5s后小车做变加速运动,2.5秒之前小车静止不动,小车所受摩擦力为静摩擦力,大小不断增大,故BD正确,AC错误.
故选:BD.
【考点精析】本题主要考查了滑动摩擦力的相关知识点,需要掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解才能正确解答此题.
2、
如图所示,两物体A、B通过跨接于定滑轮的轻绳相连,处于静止状态(0°<θ<90°),以下说法不正确的是( )
A.绳子拉力大小等于A的重力,且与θ的变化无关
B.θ越大,绳对滑轮的作用力越大
C.可能出现B对地压力为零的情况
D.θ改变时,B对地压力也随之变化
C
解:A、物体A受重力和拉力两个力,由二力平衡得:
拉力F=GA
故A正确;
B、绳子的拉力等于重力,大小不变,由图可知,θ越大,则拉住滑轮的两个绳子之间的夹角越小,所以绳对滑轮的作用力越大.故B正确;
C、对B受力分析,受重力、细线的拉力,如果没有摩擦力不可能平衡,故一定有摩擦力,有摩擦力则一定有支持力,根据牛顿第三定律,B对地一定有压力,故C错误;
D、对B受力分析并正交分解,如图:
由平衡条件得:
水平方向:f=Fcosθ=mgcosθ
竖直方向:N+Fsinθ=Mg
得:N=Mg﹣Fsinθ
故θ改变时,B对地压力也随之变化;故D正确;
本题选择不正确的,故选:C.
3、
如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc , 实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点.据此可知( )
A.三个等势面中,a的电势最高
B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大
C.带电质点通过P点时的动能较Q点大
D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大
B,D
解:A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最高,a等势线的电势最低,故A错误;
B、根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,故P点的电势能大于Q点的电势能,故B正确;
C、从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C错误;
D、等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,故D正确.
故选BD.
4、
如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用轻绳相连,当系统静止后,突然剪断A上方的弹簧,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )
A.3g、0、0
B.﹣2g、2g、0
C.g、2g、0
D.1.5g、1.5g、0
D
解:抓住剪断弹簧的瞬间,绳的弹力立即消失,而弹簧弹力瞬间不变,所以分析:
对C受力分析有:
剪断前平衡有:F弹=mg①
剪断瞬间弹簧的弹力不变:aC= ②
剪短弹簧的瞬间,AB两物体以共同的加速度下落,以AB为整体,根据牛顿第二定律可得
故选:D
5、
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( )
A.N点的电场强度大小为零
B.A点的电场强度大小为零
C.NC间场强方向向x轴正方向
D.将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功
D
解:AB、φ﹣x图象的斜率等于电场强度E,图线在A、N两点处的斜率都不等于0,则知N、A两点的场强均不为零,故AB错误.
C、从N点到C点各点电势逐渐增大,说明这是逆着电场线方向,即NC间场强方向从C指向N即向x轴负方向,故C错误;
D、将一负点电荷从N点移到D点电势先增大后减小,电势能先减小后增大,所以电场先做正功后做负功,故D正确;
故选:D.
6、
如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,A受到的空气阻力与速度大小成正比,下列说法中正确的是( )
A.上升过程中,A对B作用力向上且越来越小
B.上升过程中,A对B作用下向上且越来越小
C.下降过程中,A对B作用力向上且越来越小
D.下降过程中,A对B作用力向上且越来越小
B
解:A、以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:mg+f=ma,上升过程中速度减小,阻力减小,故上升过程加速度大于g但逐渐减小,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律可得m′g+FN=m′a:B受到的合力大于重力,B除受到重力外,还应受到向下的压力.A对B的压力向下且逐渐减小,故A错误,B正确.
C、以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到:mg﹣f=ma,下降过程中速度增大,阻力增大,故下降过程加速度小于g但逐渐减小,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律可得m′g﹣FN=m′a:B受到的合力小于重力,B除受到重力外,还应受到向上的支持.A对B的支持力向上且逐渐增大,故CD错误.
故选:B
7、
以下说法正确的是( )
A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B.牛顿用“月﹣地检验”证实了万有引力定律的正确性
C.卡文迪许测出了引力常量G的数值
D.库伦第一个测出了元电荷的电量
B,C
解:A、牛顿认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变,故A错误;
B、牛顿用“月﹣地检验”证实了万有引力定律的正确性,故B正确;
C、卡文迪许测出了引力常量G的数值,故C正确;
D、密立根第一个测出了元电荷的电量,故D错误;
故选:BC.
8、
用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,1、2、3、4、5、6为纸带上6个计数点,每两个相邻计数点间还有4个点未画出,计数点间的距离如图乙所示.已知交流电频率为50Hz.
(1)实验中两个重物的质量关系为m1______m2(选填“>”、“=”或“<”),纸带上打相邻两个计数点时间间隔为T=______s;
(2)现测得x1=38.40cm,x2=21.60cm,x3=26.40cm,那么纸带上计数点5对应的速度v5=______m/s(结果保留2位有效数字);
(3)在打点0~5过程中系统动能的增加量表达式△Ek=______ , 系统势能的减少量表达式△Ep=______(用m1、m2、x1、x2、x3、T、重力加速度g表示);
(4)若某同学作出的 v2﹣h图象如图丙所示,则当地的实际重力加速度表达式为g=______(用m1、m2、a、b表示).
(1)>;0.1
(2)2.4
(3);(m2﹣m1)g(x2+x1)
(4)
解:(1)根据实验原理可知,m1>m2 ,
因每两个相邻计数点间还有4个点未画出,纸带上打相邻两个计数点时间间隔为T=0.02×5=0.1s;(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有:v5= = m/s=2.4m/s.(3)在0~5过程中系统动能的增量△EK= (m1+m2)v52= .系统重力势能的减小量为(m1﹣m2)gx=( m1﹣m2)g(x2+x1).(4)根据系统机械能守恒有:(m1﹣m2)gh= (m1+m2)v2;
则 v2= gh知图线的斜率k= g解得g= .所以答案是:((1)<,0.1; (2)2.4;(3) ,( m2﹣m1)g(x2+x1);(4) .
【考点精析】解答此题的关键在于理解机械能守恒及其条件的相关知识,掌握在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
9、
在“探究两个共点力的合成”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).
实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条.
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项:
A、两根细绳必须等长
B、橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C、在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
其中正确的是______ .(填入相应的字母)
(2)实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______ .
②本实验采用的科学方法是________
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法.
(1)C
(2)F′;B
解:A、细线的作用是能显示出力的方向,所以不必须等长.故A错误;
B、两细线拉橡皮条时,只要确保拉到同一点即可,不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上.故B错误;
C、在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行,否则会影响力的大小.故C正确;
故选:C.(2)①F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力.故方向一定沿AO方向的是F′,由于误差的存在F和F′方向并不在重合;
②合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法.
故选:B
所以答案是:(1)C(2)①F′②B
【考点精析】通过灵活运用力的合成,掌握求几个已知力的合力,叫做力的合成;共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2即可以解答此题.
10、
如图所示在水平地面上固定一个半径为R的半圆形轨道,其中圆弧部分光滑,水平段长为L,一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水平轨道的最右端,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,现突然释放小物块,小物块被弹出,恰好能够到达圆弧轨道的最高点A,取g=10m/s2 , 且弹簧长度忽略不计,求:
(1)小物块的落点距O′的距离;
(2)小物块释放前弹簧具有的弹性势能.
(1)
解:设小物块被弹簧弹出时的速度大小为v1,到达圆弧轨道的最低点时速度大小为v2,到达圆弧轨道的最高点时速度大小为v3,因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点,故向心力刚好由重力提供,有:
=mg…①
小物块由A射出后做平抛运动,由平抛运动的规律有:
x=v3t…②
2R= gt2…③
联立①②③解得:x=2R,
即小物块的落点距O′的距离为2R
(2)
解:小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中,由机械能守恒定律得:
mv =mg×2R+ mv …④
小物块被弹簧弹出到运动到圆弧轨道的最低点的过程由功能关系得:
mv = mv +μmgL…⑤
小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能,故有:
Ep= mv …⑥
由①④⑤⑥联立解得:Ep= mgR+μmgL.
(1)小物块被弹出恰好能够运动到圆弧轨道的最高点A时,由重力提供向心力,列式可求出小物块在圆弧顶端A处速度大小,再根据平抛运动的知识求水平位移知小物块的落点距O′的水平距离;(2)小物块在圆弧轨道上从最低点运动到最高点的过程中,由机械能守恒定律列式,小物块被弹簧弹出到运动到圆弧轨道的最低点的过程由功能关系列式,小物块释放前弹簧具有的弹性势能就等于小物块被弹出时的动能,联立方程即可求解.
【考点精析】解答此题的关键在于理解平抛运动的相关知识,掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,以及对机械能守恒及其条件的理解,了解在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
11、
如图所示,一水平方向的传送带以恒定的速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧面轨道,并与弧面下端相切.一质量为m=1kg的物体自圆弧面轨道的最高点由静止滑下,圆弧面轨道的半径R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过曲面与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g=10m/s2 . 求:
(1)物体第一次从滑上传送带到离开传送带所经历的时间;
(2)物体第一次从滑上传送带到离开传送带的过程中,传送带对物体做的功及由于摩擦产生的热量.
(1)
解:沿圆弧面轨道下滑过程中机械能守恒,设物体滑上传送带时的速度为v1,则
mgR= mv12,得v1=3 m/s
物体在传送带上运动的加速度 a= =μg=2 m/s2
物体在传送带上向左运动的时间 t1= =1.5 s
向左滑动的最大距离 s= =2.25 m
物体向右运动速度达到v时,向右运动的距离 s1= =1 m
所用时间t2= =1 s,匀速运动的时间 t3= =0.625 s
所以t=t1+t2+t3=3.125 s.
(2)
解:根据动能定理,传送带对物体做的功:
W= mv2﹣ mv12=﹣2.5 J
物体相对传送带运动的位移△x= +v(t1+t2)=6.25 m
由于摩擦产生的热量 Q=μmg△x=12.5 J.
(1)根据机械能守恒定律求出滑块滑上传送带的速度,滑上传送带先做匀减速直线运动到零,然后返回做匀加速直线运动达到传送带速度一起做匀速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式求出物体从第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间;(2)根据动能定理通过物体的初末速度,求出物体从第一次滑上传送带到离开传送带的过程中,传送带对物体做的功.根据运动学公式求出相对路程的大小,从而根据Q=f△x求出摩擦产生的热量.
【考点精析】认真审题,首先需要了解机械能守恒及其条件(在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变).