【精品解析】湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高一下学期2月月考物理试题

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湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高一下学期2月月考物理试题
1.(2025高一下·汉寿月考)对万有引力定律的描述,下列叙述符合史实的是(  )
A.开普勒通过分析第谷的天文观测数据,发现了万有引力定律
B.丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录,提出了“日心说”的观点
C.卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人
D.由万有引力公式可知,当物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大
2.(2025高一下·汉寿月考)国际单位制包含个基本单位。其中力学基本单位有三个:长度单位一米、质量单位一千克和时间单位一秒。力的单位牛顿. 可以通过国际基本单位表示。下列基本单位的组合能够表示力的单位牛顿的是(  )
A. B. C. D.
3.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,钓鱼在收尾阶段,鱼已经浮在水面不再挣扎,钓鱼者以恒定速率v收鱼线(钓鱼者和鱼竿视为不动),鱼线与水平面的夹角为,以下说法正确的是(  )
A.鱼在靠近钓鱼者过程中速率减小
B.当时,鱼的速率为
C.当时,鱼的速率为
D.鱼受到的合外力恒定
4.(2025高一下·汉寿月考)2024年巴黎奥运会跳水女子10米跳台决赛中,中国选手全红禅的完美一跳赢得了所有裁判的满分评价,“7个10分”引爆全场。某次训练中,全红禅在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度g大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为(  )
A.1.4 s B.1.0 s C.0.4 s D.0.2 s
5.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根与水平成θ角的光滑固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。已知a球质量为m,重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是(  )
A.a可能受到2个力的作用 B.b可能受到3个力的作用
C.b的重力为mgtanθ D.绳子对a的拉力等于mg
6.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为 2kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.轻弹簧的压缩量为0.2m B.物体B对物体A的压力为6N
C.物体B的瞬时加速度为10m/s2 D.物体AB的瞬时加速度为4m/s2
7.(2025高一下·汉寿月考)哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中,下列说法正确的是(  )
A.机器人减速运动的加速度大小为
B.9s末,冰壶的速度大小为
C.7s末,冰壶与机器人二者间距为7m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
8.(2025高一下·汉寿月考)潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a,某潜艇在高密度区水平向右匀速航行;t=0时,该潜艇开始“掉深”。 图b为其竖直方向的图像,水平速度保持不变。潜艇可视为质点,则 “掉深”后的0~30s内,潜艇(  )
A.做匀变速直线运动 B.0~10s内的速度变化量为0
C.5s末的速度大小为 D.0~30s内的位移大小为
9.(2025高一下·汉寿月考)如图,一粗糙斜面放在水平地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中(  )
A.水平拉力的大小可能保持不变
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.N升高过程中斜面对地面的摩擦力一定增大
10.(2025高一下·汉寿月考)某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。则由图可知(  )
A.物体的初速率v0=5m/s
B.物体与斜面间的动摩擦因数 =0.75
C.图乙中xmin=0.36m
D.取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m
11.(2025高一下·汉寿月考)如图甲所示,是“研究物体的平抛运动”的实验装置图,通过描点画出小球平抛的运动轨迹。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有   ;
A.安装斜槽轨道时其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到小球平抛运动的轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量其水平位移x和竖直位移y,下列图像能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线的是   ;
A. B. C. D.
(3)图乙是某同学根据实验画出的小球的平抛运动轨迹,O为平抛的起点,以O为坐标原点建立平面直角坐标系,在轨迹上任取三点,测得两点的纵坐标分别为,两点水平间距为60.0cm。则平抛小球的初速度等于   m/s,若C点的纵坐标,则小球在C点的速度等于   m/s。(结果均保留两位有效数字,g取)
12.(2025高一下·汉寿月考)如图甲所示为“探究物体的加速度与其质量、受力的关系”的实验装置。小车后面固定一条纸带,穿过电火花打点计时器;细绳一端连着小车,另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直悬挂的力传感器相连。
(1)下列说法正确的是   。
A.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车再接通电源
C.本实验M(小车质量)与m(钩码总质量)可随意取值
D.细绳应跟长木板保持平行
(2)如图乙所示为某小组在实验中打出纸带的一部分,用毫米刻度尺测量并标出了部分长度。已知电火花打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,由图数据可求得电火花打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为   m/s,小车做匀加速运动的加速度大小为   。(计算结果均保留3位有效数字)
(3)某同学根据实验数据作出了力F与加速度a的关系图像如图丙所示,图线不过原点的原因是   (填正确选项前的字母)。
A.钩码质量没有远小于小车质量
B.补偿阻力时木板倾角过大
C.补偿阻力时木板倾角过小或未补偿阻力
13.(2025高一下·汉寿月考)将一个物体从倾角为α=37°的斜面顶端以初速度v0=4m/s沿着水平方向抛出,之后落在斜面上。若不考虑空气的阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)。
(1)求物体的飞行时间;
(2)求物体落到斜面上时位移的大小。
14.(2025高一下·汉寿月考)装配式建筑是指在工厂加工制作好建筑用构件,将构件运输到建筑施工现场,然后像“搭积木”一样在现场装配安装而成的建筑,具有施工方便、质量可靠的优点。在某次施工中,质量的建筑构件竖立在地面上,在塔式吊车钢绳的作用下,从地面由静止开始匀加速上升,上升后,达到最大速度,之后匀速上升,一段时间后匀减速上升,经过停止运动,构件下端与9楼的楼面平齐,不计空气阻力,已知,假设每层楼高,求:
(1)构件全程运动的时间;
(2)匀减速阶段构件对钢绳的作用力。
15.(2025高一下·汉寿月考)如图,一弹射游戏装置,长度L1=1m的水平轨道AB的右端固定弹射器,其左端B点与半径为r的半圆形光滑竖直管道平滑连接。已知滑块质量m=0.5kg,可视为质点,初始时放置在弹簧原长处A点,滑块与弹簧未拴接,弹射时从静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5,忽略空气阻力,每次游戏都要求滑块能通过半圆形道最高点C。(已知弹簧弹性势能与形变量的平方成正比)
(1)当r =0.2m时,若滑块恰好能通过圆形管道最高点C,求此时速度大小;
(2)求第(1)问条件下它经过B点时的速度及弹簧弹性势能;
(3)若弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,半圆形管道半径可以变化,当半径为多大时,滑块从C处平抛水平距离最大,最大水平距离为多少。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】开普勒定律;万有引力定律;引力常量及其测定
【解析】【解答】本题主要考查物理学史,对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆,重视积累。A.牛顿发现了万有引力定律,故A错误;
B.哥白尼提出了“日心说”的观点,故B错误;
C.卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人,故C正确;
D.当物体间的距离r趋于零时,万有引力公式不再成立,不能得到万有引力趋于无穷大的结论,故D错误。
故选C。
【分析】根据物理学史和常识进行解答,记住著名物理学家如牛顿、卡文迪什、开普勒的物理学贡献即可。
2.【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】 由
质量的单位是kg,加速度单位是m/s2,所以力的单位牛顿(N)的是kg m/s2。
故答案为:B。
【分析】根据牛顿第二定律结合质量和加速度的单位推导得出力的单位。
3.【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】本题主要考查绳或杆关联问题,根据运动的合成与分解将速度沿绳或杆和垂直绳或杆分解是解题关键。AD.如图
将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,则
则钓鱼者以恒定速率v收鱼线过程中θ增大,则v鱼增大,鱼做变加速运动,合外力不是恒定值,故AD错误;
BC.根据
可知当θ = 60°时
当θ = 37°时
故B正确、C错误。
故选B。
【分析】将鱼的速度沿绳子方向的垂直绳子方向分解,根据角度关系分析解答。
4.【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以,匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。根据
她用于姿态调整的时间约为
故选C。
【分析】运动员做自由落体运动,根据求的前5m和前10m的时间,进而得到调整姿态的时间。
5.【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用
【解析】【解答】对研究对象所受的力进行处理,对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成时的平行四边形。对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解。AB.对b进行受力分析,因为Ob段绳沿竖直方向,故b只受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力而平衡,有
故B错误;
细绳对b有拉力,故对a也有等大的拉力,对a进行受力分析,如图
故a需受3个力才能平衡, A错误;
CD.在a的受力分析图中,FN垂直斜面向上,它与竖直方向的夹角为θ,FT沿绳方向,故它与竖直方向的夹角β=90°-2θ,故α=90°+θ,FT和FN的合力与a的重力大小相等,由正弦定理
解得
故D错误;
又因为
所以b的重力为mgtanθ,C正确。
故选C。
【分析】先对b进行受力分析,再对a进行受力分析判断;画出a的受力图,在沿杆的方向利用平衡条件写出方程,由导出的表达式分析质量和拉力大小。
6.【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】本题考查学生对平衡条件、胡克定律、牛顿第二定律的掌握,解题关键是采用整体法和隔离法,同时注意弹簧弹力具有瞬间不变性。A.A、B紧挨在一起但A、B之间无压力,对A有
解得弹簧压缩量为
故A错误;
CD.细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,对A、B整体,由牛顿第二定律可得
解得物体A、B的瞬时加速度为
故C错误,D正确;
B.对物体A,由牛顿第二定律
解得物体B对物体A的压力为
故B错误。
故选D。
【分析】根据A、B紧挨在一起但之间无压力,对A受力分析,根据平衡条件和胡克定律,求弹簧压缩量; 弹簧弹力具有瞬间不变性,对A、B整体,由牛顿第二定律求加速度; 对物体A,由牛顿第二定律,求物体B对物体A的压力。
7.【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】解答本题时,要理解v-t图象的物理意义,要知道v-t图象与时间轴围成的面积表示位移,图象的斜率表示加速度。A.根据加速度的定义可知,机器人减速运动的加速度
加速度大小为,A错误;
B.由图线可知,冰壶的加速度为
由速度时间公式可得,9s末,冰壶的速度大小
B正确;
C.7s末冰壶的位移为
机器人的位移为
则7s末冰壶、机器人二者间距为7m,C正确;
D.由于机器人停止运动时,其位移为18m,而此时冰壶的位移为
可知,机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息,D错误。
故选BC。
【分析】根据速度—时间图象的斜率表示加速度,由图线的斜率求出加速度大小;根据v-t图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移,由几何知识比较位移大小。
8.【答案】C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】本题考查了运动的合成问题,掌握v-t图像的物理意义,要知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则。A.由于潜艇在竖直方向做变速运动,在水平方向做匀速运动,所以潜艇做曲线运动,故A错误;
B.根据图像可知,0~10s内的加速度大小为
则0~10s内的速度变化量为
故B错误;
C.根据图像可知,5s末的竖直分速度为
则5s末的速度大小为
故C正确;
D.根据图像可知,0~30s内的竖直分位移大小为
水平分位移大小为
则0~30s内的位移大小为
故D正确。
故选CD。
【分析】根据潜艇在竖直方向与水平方向的运动形式,应用运动的合成、运动学公式、v-t图像的物理意义分析解答。
9.【答案】B,D
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】解答本题应特别关注:(1)滑轮只改变力的方向,不改变力的大小;(2)静摩擦力的被动性。首先构建三角形或平行四边形,然后根据题目中的条件,动态分析受力情况。
AB.根据题意可知M、N均保持平衡状态,进行受力分析可知,N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F,变化的绳子拉力T,如下图所示
在向左拉动的时,绳子拉力T和水平拉力F都不断增大,故A错误,B正确;
C.对于M的受力,开始时摩擦力可能沿斜面向上,则
T=mgsinθ-f
当T不断增大的时候,f减少;当T>mgsinθ时,随着T的增大,f将增大,所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大;
开始时,摩擦了也可能沿斜面向下,则
T=mgsinθ+f
当T不断增大的时候,摩擦力f增大,故C错误。
D.对物体和斜面体的整体而言,地面对斜面体的摩擦力等于力F,则当F增大时地面对斜面体的摩擦力增大,选项D正确。
故选BD。
【分析】对物块N:根据共点力平衡条件,合力不变,水平拉力方向不变,根据矢量平行四边形法则作图,直观看出两个分力变化的过程。对物体M:物体M处于静止状态,受到摩擦力作用,随着绳子拉力在变化,绳子拉力和重力沿斜面方向分力相等时为零,绳子拉力小于和大于重力沿斜面方向分力时,摩擦力方向改变,摩擦力大小也由小到大。
10.【答案】B,C
【知识点】竖直上抛运动;牛顿运动定律的综合应用;动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题关键在于分段运用动能定理列方程,得到图像的解析式,分析图像斜率的意义。要能读取图像的有效信息,明确物体的运动过程,运用动能定理和运动学公式进行解答。A.由图乙可知,当时,物体做竖直上抛运动,摩擦力是零,由竖直上抛运动的速度位移关系公式可得
解得
A错误;
B.当时,物体沿水平面做匀减速直线运动,由动能定理可得
解得
B正确;
C.物体沿斜面向上运动时,由动能定理可得
代入数据整理可得
C正确;
D.设动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为,则有
代入数据整理解得
D错误。
故选BC。
【分析】 当时,物体做竖直上抛运动,根据速度—位移公式可求得物体的初速度;当θ=0时,物体沿水平面运动,根据动能定理列式可求得动摩擦因数;根据动能定理结合数学知识可求得位移的最小值xmin。物体上滑过程中动能与重力势能相等时,根据动能定理和功能关系求物体上滑的位移。
11.【答案】AC;C;3.0;5.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论进行求解。
(1)A.安装斜槽轨道时其末端保持水平,保证小球做平抛运动,故A正确;
BC.为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等,要让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点用平滑曲线连接,故D错误。
(2)根据


从同一高度由静止释放,g,一定,可知图线是过原点的倾斜直线,此时能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线,C正确。
(3)根据


则初速度
C点的竖直分速度
则小球在C点的速度
【分析】(1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤;
(2)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,结合运动学公式求出y与x2的关系式,从而确定正确的关系图线;
(3)根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间间隔求出初速度;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度。
12.【答案】AD;2.32;4.00;B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】本题主要考查了“探究物体的加速度与其质量、受力的关系”的实验,要明确实验的原理,掌握根据纸带求解瞬时速度和加速度的方法;能够正确分析出图像不过原点的原因。(1)A.平衡摩擦力时,垫高长木板远离滑轮的一端,让小车的重力沿木板的分力与小车受到的摩擦力平衡,则有
可知每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故A正确;
B.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源再释放小车,故B错误;
C.虽然该实验绳子拉力可以用力传感器测得,不需要满足m(钩码总质量)远小于M(小车质量),但为了纸带上打出点的数量多一些,小车的加速度也不能太大,所以m(钩码总质量)不能比M(小车质量)大太多,故C错误;
D.为了使细绳拉力恒定不变,细绳应跟长木板保持平行,故D正确。
故选AD。
(2)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则电火花打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法可得,小车做匀加速运动的加速度大小为
(3)由图丙可知,图线不过原点,当拉力为0时就有加速度,说明平衡摩擦力时木板末端拾的太高,平衡摩擦力过度了,即补偿阻力时木板倾角过大。
故选B。
【分析】(1)根据平衡摩擦力的原理分析作答;从充分利用纸带的角度分析作答;钩码质量越大,小车运动的加速度越大,在纸带上打出的点迹就越少,实验误差较大;为了使小车所受合力始终等于细绳的拉力,据此分析作答;
(2)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间内的平均速度求解打A点时小车的瞬时速度;根据逐差法求加速度;
(3)根据图丙的截距的含义进行分析作答。
13.【答案】解:(1)物体做平抛运动落在斜面上,则有
解得物体的飞行时间
(2)根据平抛运动规律可得物体落在斜面上时,竖直方向上有
则物体的落点位移的大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1) 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直位移和水平位移的关系,结合运动学公式求出物体飞行的时间;
(2)落在竖直方向上做自由落体运动,结合几何关系求解位移大小。
14.【答案】解:(1)匀加速上升时,有
解得
匀加速时
匀减速上升的高度为
匀速阶段上升的高度为
匀速运动时间为

(2)匀减速时,加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得,构件对钢绳的作用力大小为,方向竖直向下
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)建筑构件开始向上做匀加速运动,根据速度-位移公式求得加速度,利用速度-时间公式求得加速时间,在减速阶段,根据位移—时间公式求得上升的高度,即可求得 匀速阶段通过的位移,故可求得匀速运动的时间,从而求得运动的总时间;
(2)在减速阶段,根据速度-时间公式求得加速度,根据牛顿第二定律求得钢绳的拉力。
15.【答案】解:(1)此模型为杆球模型,滑块恰好能通过圆形轨道最高点C,可得
(2)滑块从B运动到C的过程中,运用动能定理可得
解得
滑块从A运动到C的过程中,运用能量守恒定律得
解得
(3)因为弹簧弹性势能与形变量的平方成正比,且弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,所以弹性势能为
滑块从A运动到C的过程,运用能量守恒定律得
解得
由平抛运动规律可得
解得
所以滑块平抛运动的水平位移
当满足
位移取极大值,所以
所以当半径为0.775m时,滑块从C处平抛水平距离最大,最大水平距离为3.1m。
【知识点】弹性势能;能量守恒定律;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)根据滑块做圆周运动的临界条件进行分析;
(2)根据机械能守恒定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律求解它经过B点时对圆形管道的压力,根据功能关系求解弹簧弹性势能;
(3)若弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,根据功能关系求解达到B点的速度,根据机械能守恒定律求解平抛运动的初速度,再根据平抛运动的规律和数学知识求解。
1 / 1湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高一下学期2月月考物理试题
1.(2025高一下·汉寿月考)对万有引力定律的描述,下列叙述符合史实的是(  )
A.开普勒通过分析第谷的天文观测数据,发现了万有引力定律
B.丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录,提出了“日心说”的观点
C.卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人
D.由万有引力公式可知,当物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大
【答案】C
【知识点】开普勒定律;万有引力定律;引力常量及其测定
【解析】【解答】本题主要考查物理学史,对于物理学上重大发现、发明、著名理论和实验要加强记忆,重视积累。A.牛顿发现了万有引力定律,故A错误;
B.哥白尼提出了“日心说”的观点,故B错误;
C.卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人,故C正确;
D.当物体间的距离r趋于零时,万有引力公式不再成立,不能得到万有引力趋于无穷大的结论,故D错误。
故选C。
【分析】根据物理学史和常识进行解答,记住著名物理学家如牛顿、卡文迪什、开普勒的物理学贡献即可。
2.(2025高一下·汉寿月考)国际单位制包含个基本单位。其中力学基本单位有三个:长度单位一米、质量单位一千克和时间单位一秒。力的单位牛顿. 可以通过国际基本单位表示。下列基本单位的组合能够表示力的单位牛顿的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】单位制
【解析】【解答】 由
质量的单位是kg,加速度单位是m/s2,所以力的单位牛顿(N)的是kg m/s2。
故答案为:B。
【分析】根据牛顿第二定律结合质量和加速度的单位推导得出力的单位。
3.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,钓鱼在收尾阶段,鱼已经浮在水面不再挣扎,钓鱼者以恒定速率v收鱼线(钓鱼者和鱼竿视为不动),鱼线与水平面的夹角为,以下说法正确的是(  )
A.鱼在靠近钓鱼者过程中速率减小
B.当时,鱼的速率为
C.当时,鱼的速率为
D.鱼受到的合外力恒定
【答案】B
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】本题主要考查绳或杆关联问题,根据运动的合成与分解将速度沿绳或杆和垂直绳或杆分解是解题关键。AD.如图
将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,则
则钓鱼者以恒定速率v收鱼线过程中θ增大,则v鱼增大,鱼做变加速运动,合外力不是恒定值,故AD错误;
BC.根据
可知当θ = 60°时
当θ = 37°时
故B正确、C错误。
故选B。
【分析】将鱼的速度沿绳子方向的垂直绳子方向分解,根据角度关系分析解答。
4.(2025高一下·汉寿月考)2024年巴黎奥运会跳水女子10米跳台决赛中,中国选手全红禅的完美一跳赢得了所有裁判的满分评价,“7个10分”引爆全场。某次训练中,全红禅在跳台上倒立静止,然后下落,前5 m完成技术动作,随后5 m完成姿态调整。假设整个下落过程近似为自由落体运动,重力加速度g大小取10 m/s2,则她用于姿态调整的时间约为(  )
A.1.4 s B.1.0 s C.0.4 s D.0.2 s
【答案】C
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以,匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。根据
她用于姿态调整的时间约为
故选C。
【分析】运动员做自由落体运动,根据求的前5m和前10m的时间,进而得到调整姿态的时间。
5.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,a、b两个小球穿在一根与水平成θ角的光滑固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接,当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为θ,Ob段绳沿竖直方向。已知a球质量为m,重力加速度为g,不计所有摩擦,则下列说法正确的是(  )
A.a可能受到2个力的作用 B.b可能受到3个力的作用
C.b的重力为mgtanθ D.绳子对a的拉力等于mg
【答案】C
【知识点】受力分析的应用;力的合成与分解的运用
【解析】【解答】对研究对象所受的力进行处理,对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成时的平行四边形。对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解。AB.对b进行受力分析,因为Ob段绳沿竖直方向,故b只受竖直向下的重力和竖直向上的绳子拉力而平衡,有
故B错误;
细绳对b有拉力,故对a也有等大的拉力,对a进行受力分析,如图
故a需受3个力才能平衡, A错误;
CD.在a的受力分析图中,FN垂直斜面向上,它与竖直方向的夹角为θ,FT沿绳方向,故它与竖直方向的夹角β=90°-2θ,故α=90°+θ,FT和FN的合力与a的重力大小相等,由正弦定理
解得
故D错误;
又因为
所以b的重力为mgtanθ,C正确。
故选C。
【分析】先对b进行受力分析,再对a进行受力分析判断;画出a的受力图,在沿杆的方向利用平衡条件写出方程,由导出的表达式分析质量和拉力大小。
6.(2025高一下·汉寿月考)如图所示,质量为3kg的物体A静止在劲度系数为100N/m的竖直轻弹簧上方。质量为 2kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.轻弹簧的压缩量为0.2m B.物体B对物体A的压力为6N
C.物体B的瞬时加速度为10m/s2 D.物体AB的瞬时加速度为4m/s2
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】本题考查学生对平衡条件、胡克定律、牛顿第二定律的掌握,解题关键是采用整体法和隔离法,同时注意弹簧弹力具有瞬间不变性。A.A、B紧挨在一起但A、B之间无压力,对A有
解得弹簧压缩量为
故A错误;
CD.细线剪断瞬间,弹簧弹力不变,对A、B整体,由牛顿第二定律可得
解得物体A、B的瞬时加速度为
故C错误,D正确;
B.对物体A,由牛顿第二定律
解得物体B对物体A的压力为
故B错误。
故选D。
【分析】根据A、B紧挨在一起但之间无压力,对A受力分析,根据平衡条件和胡克定律,求弹簧压缩量; 弹簧弹力具有瞬间不变性,对A、B整体,由牛顿第二定律求加速度; 对物体A,由牛顿第二定律,求物体B对物体A的压力。
7.(2025高一下·汉寿月考)哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示,在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速直线运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中,下列说法正确的是(  )
A.机器人减速运动的加速度大小为
B.9s末,冰壶的速度大小为
C.7s末,冰壶与机器人二者间距为7m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】解答本题时,要理解v-t图象的物理意义,要知道v-t图象与时间轴围成的面积表示位移,图象的斜率表示加速度。A.根据加速度的定义可知,机器人减速运动的加速度
加速度大小为,A错误;
B.由图线可知,冰壶的加速度为
由速度时间公式可得,9s末,冰壶的速度大小
B正确;
C.7s末冰壶的位移为
机器人的位移为
则7s末冰壶、机器人二者间距为7m,C正确;
D.由于机器人停止运动时,其位移为18m,而此时冰壶的位移为
可知,机器人不能一直准确获取冰壶的运动信息,D错误。
故选BC。
【分析】根据速度—时间图象的斜率表示加速度,由图线的斜率求出加速度大小;根据v-t图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移,由几何知识比较位移大小。
8.(2025高一下·汉寿月考)潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a,某潜艇在高密度区水平向右匀速航行;t=0时,该潜艇开始“掉深”。 图b为其竖直方向的图像,水平速度保持不变。潜艇可视为质点,则 “掉深”后的0~30s内,潜艇(  )
A.做匀变速直线运动 B.0~10s内的速度变化量为0
C.5s末的速度大小为 D.0~30s内的位移大小为
【答案】C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】本题考查了运动的合成问题,掌握v-t图像的物理意义,要知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则。A.由于潜艇在竖直方向做变速运动,在水平方向做匀速运动,所以潜艇做曲线运动,故A错误;
B.根据图像可知,0~10s内的加速度大小为
则0~10s内的速度变化量为
故B错误;
C.根据图像可知,5s末的竖直分速度为
则5s末的速度大小为
故C正确;
D.根据图像可知,0~30s内的竖直分位移大小为
水平分位移大小为
则0~30s内的位移大小为
故D正确。
故选CD。
【分析】根据潜艇在竖直方向与水平方向的运动形式,应用运动的合成、运动学公式、v-t图像的物理意义分析解答。
9.(2025高一下·汉寿月考)如图,一粗糙斜面放在水平地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中(  )
A.水平拉力的大小可能保持不变
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.N升高过程中斜面对地面的摩擦力一定增大
【答案】B,D
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】解答本题应特别关注:(1)滑轮只改变力的方向,不改变力的大小;(2)静摩擦力的被动性。首先构建三角形或平行四边形,然后根据题目中的条件,动态分析受力情况。
AB.根据题意可知M、N均保持平衡状态,进行受力分析可知,N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F,变化的绳子拉力T,如下图所示
在向左拉动的时,绳子拉力T和水平拉力F都不断增大,故A错误,B正确;
C.对于M的受力,开始时摩擦力可能沿斜面向上,则
T=mgsinθ-f
当T不断增大的时候,f减少;当T>mgsinθ时,随着T的增大,f将增大,所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大;
开始时,摩擦了也可能沿斜面向下,则
T=mgsinθ+f
当T不断增大的时候,摩擦力f增大,故C错误。
D.对物体和斜面体的整体而言,地面对斜面体的摩擦力等于力F,则当F增大时地面对斜面体的摩擦力增大,选项D正确。
故选BD。
【分析】对物块N:根据共点力平衡条件,合力不变,水平拉力方向不变,根据矢量平行四边形法则作图,直观看出两个分力变化的过程。对物体M:物体M处于静止状态,受到摩擦力作用,随着绳子拉力在变化,绳子拉力和重力沿斜面方向分力相等时为零,绳子拉力小于和大于重力沿斜面方向分力时,摩擦力方向改变,摩擦力大小也由小到大。
10.(2025高一下·汉寿月考)某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。则由图可知(  )
A.物体的初速率v0=5m/s
B.物体与斜面间的动摩擦因数 =0.75
C.图乙中xmin=0.36m
D.取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m
【答案】B,C
【知识点】竖直上抛运动;牛顿运动定律的综合应用;动能定理的综合应用
【解析】【解答】本题关键在于分段运用动能定理列方程,得到图像的解析式,分析图像斜率的意义。要能读取图像的有效信息,明确物体的运动过程,运用动能定理和运动学公式进行解答。A.由图乙可知,当时,物体做竖直上抛运动,摩擦力是零,由竖直上抛运动的速度位移关系公式可得
解得
A错误;
B.当时,物体沿水平面做匀减速直线运动,由动能定理可得
解得
B正确;
C.物体沿斜面向上运动时,由动能定理可得
代入数据整理可得
C正确;
D.设动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为,则有
代入数据整理解得
D错误。
故选BC。
【分析】 当时,物体做竖直上抛运动,根据速度—位移公式可求得物体的初速度;当θ=0时,物体沿水平面运动,根据动能定理列式可求得动摩擦因数;根据动能定理结合数学知识可求得位移的最小值xmin。物体上滑过程中动能与重力势能相等时,根据动能定理和功能关系求物体上滑的位移。
11.(2025高一下·汉寿月考)如图甲所示,是“研究物体的平抛运动”的实验装置图,通过描点画出小球平抛的运动轨迹。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有   ;
A.安装斜槽轨道时其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(2)实验得到小球平抛运动的轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量其水平位移x和竖直位移y,下列图像能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线的是   ;
A. B. C. D.
(3)图乙是某同学根据实验画出的小球的平抛运动轨迹,O为平抛的起点,以O为坐标原点建立平面直角坐标系,在轨迹上任取三点,测得两点的纵坐标分别为,两点水平间距为60.0cm。则平抛小球的初速度等于   m/s,若C点的纵坐标,则小球在C点的速度等于   m/s。(结果均保留两位有效数字,g取)
【答案】AC;C;3.0;5.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论进行求解。
(1)A.安装斜槽轨道时其末端保持水平,保证小球做平抛运动,故A正确;
BC.为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等,要让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放,故B错误,C正确;
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点用平滑曲线连接,故D错误。
(2)根据


从同一高度由静止释放,g,一定,可知图线是过原点的倾斜直线,此时能说明小球平抛运动的轨迹为抛物线,C正确。
(3)根据


则初速度
C点的竖直分速度
则小球在C点的速度
【分析】(1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤;
(2)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,结合运动学公式求出y与x2的关系式,从而确定正确的关系图线;
(3)根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间间隔求出初速度;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度。
12.(2025高一下·汉寿月考)如图甲所示为“探究物体的加速度与其质量、受力的关系”的实验装置。小车后面固定一条纸带,穿过电火花打点计时器;细绳一端连着小车,另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直悬挂的力传感器相连。
(1)下列说法正确的是   。
A.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车再接通电源
C.本实验M(小车质量)与m(钩码总质量)可随意取值
D.细绳应跟长木板保持平行
(2)如图乙所示为某小组在实验中打出纸带的一部分,用毫米刻度尺测量并标出了部分长度。已知电火花打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,由图数据可求得电火花打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为   m/s,小车做匀加速运动的加速度大小为   。(计算结果均保留3位有效数字)
(3)某同学根据实验数据作出了力F与加速度a的关系图像如图丙所示,图线不过原点的原因是   (填正确选项前的字母)。
A.钩码质量没有远小于小车质量
B.补偿阻力时木板倾角过大
C.补偿阻力时木板倾角过小或未补偿阻力
【答案】AD;2.32;4.00;B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】本题主要考查了“探究物体的加速度与其质量、受力的关系”的实验,要明确实验的原理,掌握根据纸带求解瞬时速度和加速度的方法;能够正确分析出图像不过原点的原因。(1)A.平衡摩擦力时,垫高长木板远离滑轮的一端,让小车的重力沿木板的分力与小车受到的摩擦力平衡,则有
可知每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力,故A正确;
B.为了充分利用纸带,实验时应先接通电源再释放小车,故B错误;
C.虽然该实验绳子拉力可以用力传感器测得,不需要满足m(钩码总质量)远小于M(小车质量),但为了纸带上打出点的数量多一些,小车的加速度也不能太大,所以m(钩码总质量)不能比M(小车质量)大太多,故C错误;
D.为了使细绳拉力恒定不变,细绳应跟长木板保持平行,故D正确。
故选AD。
(2)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则电火花打点计时器在打A点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法可得,小车做匀加速运动的加速度大小为
(3)由图丙可知,图线不过原点,当拉力为0时就有加速度,说明平衡摩擦力时木板末端拾的太高,平衡摩擦力过度了,即补偿阻力时木板倾角过大。
故选B。
【分析】(1)根据平衡摩擦力的原理分析作答;从充分利用纸带的角度分析作答;钩码质量越大,小车运动的加速度越大,在纸带上打出的点迹就越少,实验误差较大;为了使小车所受合力始终等于细绳的拉力,据此分析作答;
(2)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间内的平均速度求解打A点时小车的瞬时速度;根据逐差法求加速度;
(3)根据图丙的截距的含义进行分析作答。
13.(2025高一下·汉寿月考)将一个物体从倾角为α=37°的斜面顶端以初速度v0=4m/s沿着水平方向抛出,之后落在斜面上。若不考虑空气的阻力(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)。
(1)求物体的飞行时间;
(2)求物体落到斜面上时位移的大小。
【答案】解:(1)物体做平抛运动落在斜面上,则有
解得物体的飞行时间
(2)根据平抛运动规律可得物体落在斜面上时,竖直方向上有
则物体的落点位移的大小为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1) 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直位移和水平位移的关系,结合运动学公式求出物体飞行的时间;
(2)落在竖直方向上做自由落体运动,结合几何关系求解位移大小。
14.(2025高一下·汉寿月考)装配式建筑是指在工厂加工制作好建筑用构件,将构件运输到建筑施工现场,然后像“搭积木”一样在现场装配安装而成的建筑,具有施工方便、质量可靠的优点。在某次施工中,质量的建筑构件竖立在地面上,在塔式吊车钢绳的作用下,从地面由静止开始匀加速上升,上升后,达到最大速度,之后匀速上升,一段时间后匀减速上升,经过停止运动,构件下端与9楼的楼面平齐,不计空气阻力,已知,假设每层楼高,求:
(1)构件全程运动的时间;
(2)匀减速阶段构件对钢绳的作用力。
【答案】解:(1)匀加速上升时,有
解得
匀加速时
匀减速上升的高度为
匀速阶段上升的高度为
匀速运动时间为

(2)匀减速时,加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得,构件对钢绳的作用力大小为,方向竖直向下
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【分析】(1)建筑构件开始向上做匀加速运动,根据速度-位移公式求得加速度,利用速度-时间公式求得加速时间,在减速阶段,根据位移—时间公式求得上升的高度,即可求得 匀速阶段通过的位移,故可求得匀速运动的时间,从而求得运动的总时间;
(2)在减速阶段,根据速度-时间公式求得加速度,根据牛顿第二定律求得钢绳的拉力。
15.(2025高一下·汉寿月考)如图,一弹射游戏装置,长度L1=1m的水平轨道AB的右端固定弹射器,其左端B点与半径为r的半圆形光滑竖直管道平滑连接。已知滑块质量m=0.5kg,可视为质点,初始时放置在弹簧原长处A点,滑块与弹簧未拴接,弹射时从静止释放滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5,忽略空气阻力,每次游戏都要求滑块能通过半圆形道最高点C。(已知弹簧弹性势能与形变量的平方成正比)
(1)当r =0.2m时,若滑块恰好能通过圆形管道最高点C,求此时速度大小;
(2)求第(1)问条件下它经过B点时的速度及弹簧弹性势能;
(3)若弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,半圆形管道半径可以变化,当半径为多大时,滑块从C处平抛水平距离最大,最大水平距离为多少。
【答案】解:(1)此模型为杆球模型,滑块恰好能通过圆形轨道最高点C,可得
(2)滑块从B运动到C的过程中,运用动能定理可得
解得
滑块从A运动到C的过程中,运用能量守恒定律得
解得
(3)因为弹簧弹性势能与形变量的平方成正比,且弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,所以弹性势能为
滑块从A运动到C的过程,运用能量守恒定律得
解得
由平抛运动规律可得
解得
所以滑块平抛运动的水平位移
当满足
位移取极大值,所以
所以当半径为0.775m时,滑块从C处平抛水平距离最大,最大水平距离为3.1m。
【知识点】弹性势能;能量守恒定律;竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)根据滑块做圆周运动的临界条件进行分析;
(2)根据机械能守恒定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律求解它经过B点时对圆形管道的压力,根据功能关系求解弹簧弹性势能;
(3)若弹簧压缩量是第(1)问情况的2倍,根据功能关系求解达到B点的速度,根据机械能守恒定律求解平抛运动的初速度,再根据平抛运动的规律和数学知识求解。
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