2021-2022学年江西省吉安市宁冈中学高一上学期9月份开学考试物理试卷

江西省宁冈中学2021-2022学年度上学期9月份开学考高一物理试卷一、选择题（共40分，每小题4分，共10小题，其中1-6为单选题，7-10为多项选择题，全部选择正确得4分，选择正确但不全得2分，不选、多选或错选得0分）1．在匀速圆周运动中，关于向心加速度，下列说法正确的是（）A．向心加速度的方向保持不变B．向心加速度是恒量C．向心加速度是反映线速度的大小变化快慢的物理量D．向心加速度的方向始终与线速度方向垂直2．以12m/s的速度在水平路面上沿直线行驶的汽车，紧急刹车后做匀减速直线运动，已知加速度大小为6m/s2，则紧急刹车后3s时汽车的速度为A．－6m/s B．0 C．6m/s D．30m/s3．汽车以某一初速度开始做匀加速直线运动，第1s内行驶了1m，第2s内行驶了2m，则汽车第3s内的平均速度为A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．5m/s4．如图所示，物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，若F2保持不变，当F1减小至10N时，物体受到的摩擦力（）A．增大至10N B．增大至16N C．减小至6N D．减小至4N5．如图所示，天花板上固定有一光滑的定滑轮，绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为M的铁块；右端悬挂有两质量均为m的铁块，上下两铁块用轻质细线连接，中间夹一轻质弹簧处于压缩状态，此时细线上的张力为，最初系统处于静止状态．某瞬间将细线烧断，则左端铁块的加速度大小为（）A．g/4B．g/3C．2g/3D．g/26．一个物体受三个共点力平衡，如图所示，已知α＞β，关于三个力的大小，下列说法中正确的是（）①F2＜F3②F1＋F2＞F3③F1－F2＜F3④F3－F1＜F2A．①②③④ B．①② C．①②③ D．②③④7．如图所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，处于原长状态。现有一小球以初速度落在弹簀上端，某同学以初始时弹簧上端的位置为坐标原点，向下为坐标轴的正方向，作出了小球下落过程中所受合力F与下落位移x的关系图像，其中小球下落至最低点时x=12cm，重力加速度g取10m/s2。根据图像可知（）A．小球的质量m=2kg B．小球的初速度m/sC．小球下落过程中的最大速度m/s D．最低点时，弹簧的弹性势能Ep=0.36J8．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，下列说法正确的是()A．摆球受重力、拉力和向心力的作用B．摆球受重力和拉力的作用C．摆球运动周期为D．摆球运动的转速为9．如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端水平抛出一个小球，小球落在斜面上某处．关于小球落在斜面上时的速度方向与斜面的夹角，下列说法正确的是（）A．夹角满足tan=2tanB．夹角与初速度大小无关C．夹角随着初速度增大而增大D．夹角一定小于9010．（多选）下列说法正确的是（）A．曲线运动可能是匀变速运动B．曲线运动的速度方向一定是时刻变化的C．曲线运动一定是变速运动D．曲线运动的速度的大小一定是时刻变化的第II卷（非选择题）二、实验探究题（共16分）11．（9分）(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项填在横线上__________．A．通过调节使斜槽的末端保持水平B．每次释放小球的位置必须不同C．每次必须由静止释放小球D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸相接触F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线(2)作出平抛运动的轨迹后，为算出其初速度，实验中需测量的数据有________和______（用文字及字母说明）．其初速度的表达式为＝__________．(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，方格边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为_________m/s；B点的竖直速度为___________m/s．12．（7分）某同学受到阿特伍德机工作原理的启发，设计了一个验证牛顿第二定律的实验。如图所示，托盘（包含内部砝码）的总质量分别为，用轻质不可伸长的细绳连接后跨在定滑轮（轮轴无摩擦）两端，两托盘离地足够高。实验中，始终保证，先固定托盘，在底部用夹子夹住纸带，并在其下方安装好打点计时器，并打开电源，松开固定装置，可得出清晰地纸带。实验中得到某条纸带如图乙所示，打点计时器打点周期为，在某段中取连续五个点，相邻两个点之间的距离依次为，重力加速度为。(1)组成的系统加速度_______。（用表示）(2)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为_______；(3)在两盘中增减砝码进行多次试验，探究质量、合外力、加速度关系，当保持______不变时，可探究系统的加速度与合外力的关系；当保持_______不变时，可探究系统的加速度与总质量的关系。（用表示）；(4)这位同学突然想到一问题，若不考虑其他因素，只是不断增大左边托盘的质量，那么系统的加速度将不断增大，则最终系统的加速度的值会趋于_______。（用物理量符号表示）三、计算题（共44分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13．（10分）酒后驾驶会导致许多安全隐患，这是因为驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间。下表中“反应距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员发现情况到汽车停止行驶的距离（假设汽车制动时的加速度大小都相同）。速度（m/s）反应距离（m）制动距离（m）正常酒后正常酒后157.515.022.530.02010.020.036.746.7通过分析上表，求：（1）驾驶员酒后的反应时间比正常情况下多多少？（2）驾驶员采取制动措施后汽车的加速度大小；（3）若汽车以25m/s的速度行驶时，发现前方60m处有险情，酒后驾驶者能否安全停车？14．（11分）如图所示，竖直矿井中的升降机可实现地下深处和地面之间的人员快速运送。某一竖直矿井的深度约为120m，升降机运行的最大速度为10m/s。某次升降机从矿井底部向地面运送工作人员，先匀加速运动到最大速度，再匀速运动，最后匀减速运动到达地面。有人恰好站在吊舱内的一台秤上，在升降机上升的过程中发现台秤的读数依次为72kg、60kg、48kg，最终升降机到达地面速度恰好为零。已知升降机吊舱和人员的总质量为2t，重力加速度g=10m/s2，求：(1)升降机加速运动时的加速度大小；(2)减速运动时缆绳对吊舱的拉力大小；(3)运送过程的总时间。15．（11分）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H。N板上固定有三个圆环。将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；(2)小球运动到Q点时速度的大小；(3)小球运动到Q点时对轨道压力的大小和方向。16．（12分）2019年12月17日，中国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，中央军委主席习近平出席了入列仪式。随着科技的发展，我国未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。如图，某航空母舰的水平跑道总长为l，其中电磁弹射区安装有直线电机，该电机可提供的恒定牵引力。一架质量的飞机，其喷气式发动机可以提供的恒定推力。假设飞机在跑道所受阻力大小恒为飞机重力的0.2倍，在跑道末端离舰起飞的速度，飞机在跑道上的后阶段运动的时间比弹射区运动的时间多4s。设航空母舰始终处于静止状态，飞机可看做质量恒定的质点，重力加速度，求：（1）飞机离开电磁弹射区的速度大小v1；（2）跑道的总长度l。

参考答案1．D【详解】ABD．向心加速度的方向始终指向圆心，与线速度方向垂直，时刻在改变，选项AB错误，D正确；C．向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢的物理量，选项C错误。故选D。2．B【详解】汽车从刹车开始到停下所用时间为

，则知刹车2s汽车停止运动．故汽车在刹车后3s末的速度为0，故选B.点睛：对于汽车刹车问题，关键要根据速度公式求出刹车到停止运动的时间，判断出汽车的运动状态，再根据运动学公式求解，不能直接代公式．3．B【详解】根据匀变速直线的推论可知：x2-x1=x3-x2，则x3=3m，则第3s内的平均速度为，故选B.4．D【详解】试题分析：静摩擦力和滑动摩擦力的计算方法不同，我们需要先计算最大静摩擦力，通过判断物体运动还是静止来求解摩擦力的大小．解：物体在水平力F1=15N、F2=6N的作用下，静止在水平面上，根据平衡条件知，此时物体受到水平面的摩擦力f=F1﹣F2=9N，当F1减小为10N时，F1、F2的合力为4N，故不能使物体发生滑动，物体将保持静止状态，故此时物体受到的摩擦力为4N．故ABC错误，D正确．故选D．【点评】静摩擦力随外力的变化而变化，但是有一个最大值，判断静摩擦力的大小通常要结合物体运动情况，根据平衡条件或牛顿第二运动定律列式求解5．C【详解】由题意可知，烧断细线前轻绳了上的张力为2mg，根据平衡条件可知M=2m，以右上端的铁块为研究对象，根据平衡条件可知，烧断细线前弹簧的弹力为mg，方向向上；细线烧断的瞬时，铁块M与右上的铁块m间的轻绳张力也会发生变化，但二者的加速度大小相同，沿绳子方向对两物体分析，根据牛顿第二定律可得：，解得：，故C正确，A、B、D错误；故选C．【点睛】根据绳子上拉力为2mg，对M分析可明确M与m间的关系，再对右上m分析，由平衡条件可知弹簧的弹力；烧断细线后弹簧的弹力不变，对M和右上m分析，由牛顿第二定律可求得M的加速度．6．A【详解】①从垂直于F1方向力平衡看，有F3sinβ=F2sinα，因为α＞β可知，F2＜F3．故①正确．②三力平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力等值反向．而F1与F2的合力值小于F1+F2，即：F1+F2＞F3．故②正确．③④三力平衡时，任意两个力的之差小于第三个力，则有：F1-F2＜F3；F3-F1＜F2．故③④正确．故选A．【点睛】本题考查对共点力平衡条件：合力为零的理解和应用能力．三个力的关系，也可以通过作矢量三角形进行分析．7．BD【详解】A．初始位置时，弹簧的弹力为零，合力就是小球重力，因此小球质量为0.2kg，A错误；BD．弹簧压缩4cm时，弹簧的弹力等于小球重力，根据可得弹簧的劲度系数在压缩x=12cm时小球速度减为零，这个过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒整理得，初速度此时最大弹性势能最大，为BD正确；C．弹簧压缩x1=4cm时，加速度减小到零，速度达到最大值，根据机械能守恒定律代入数据，解得C错误。故选BD。8．BC【详解】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A错误，B正确．向心力大小为：，由几何关系得，小球做圆周运动的半径为：，由牛顿第二定律得：，解得：，，故C正确，D错误，故选BC．【点睛】向心力是根据效果命名的力，可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，对物体受力分析时不能把向心力作为一个力分析，摆球只受重力和拉力作用；摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的，可以根据牛顿第二定律和向心力列式求出周期和转速．9．BD【详解】试题分析：因为小球落到了斜面上，所以小球的位移与水平方向的夹角与斜面的倾角相同，故有：，设速度与水平方向的夹角为，则，可知，由于θ不变，则也不变．则小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角：，保持不变．与初速度无关．因为平抛运动速度与水平方向的夹角不可能等于90度，则小球落在斜面上时的速度与斜面的夹角不可能等于90度，故BD正确．考点：考查了平抛运动规律的应用10．ABC【解析】A、曲线运动可能是匀变速运动，比如平抛运动，所以A正确；B、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，但是大小不一定变化，例如匀速圆周运动，所以BC正确，D错误。11．ACE水平位移竖直位移1.52【解析】【详解】解：(1)A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故选项A正确；BC、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故选项B错误，C正确．D、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的，故选项D错误；E、做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故选项E正确；F、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故选项F错误；(2)点为平抛的起点，水平方向匀速，竖直方向自由落体，解得：，所以要测量水平位移，竖直位移；(3)由图可知，物体由和由所用的时间相等，且有：，由图可知，代入解得；将代入解得，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：．12．【分析】(1)AB组成的系统，AB做匀加速直线运动，利用逐差法求得加速度；(2)根据牛顿第二定律求得AB组成的系统产生的加速度，即可判断；(3)利用控制变量法即可判断；(4)根据牛顿第二定律求得AB组成的加速度表达式，根据AB的质量关系即可求得最接近的加速度。【详解】(1)根据逐差法可得(2)AB组成的系统，AB一起做匀加速直线运动，则则即验证(3)在两盘中增减砝码进行多次试验，探究质量、合外力、加速度关系，当保持m1+m2不变时，可探究A、B系统的加速度与合外力的关系；当保持m1-m2不变时，可探究A、B系统的加速度与总质量的关系；(4)对AB组成的系统，根据牛顿第二定律可得解得当时，a接近于g。13．（1）；（