精品解析：山东省临沂市平邑第一学新校区实验部2024-2025学年高三上学期第一次调研考试物理试题

高三上学期第一次调研考试 物理试题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，方形木箱c静置在水平地面上，木箱底端固定磁铁b，在木箱顶端用轻绳拴着磁铁a，磁铁a的下端与b的上端极性相反，开始时系统保持静止状态，下列说法正确的是（ ） A. 磁铁a受到的重力和绳子拉力是一对平衡力 B. 轻绳对a拉力和轻绳对c的拉力是一对相互作用力 C. 若磁铁磁性足够强，木箱c可以离开地面 D. 若将轻绳剪断，则剪断轻绳的瞬间地面对c的支持力将变小 2. 如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（　　） A 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 3. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴OO'匀速转动的水平转台中央处。质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与 OO'之间的夹角θ为60°，重力加速度为g。此时转台转动的角速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 某次无人机在配送快递的飞行过程中，水平方向速度vx及竖直方向vy与飞行时间t关系图像如图甲、乙所示。关于无人机运动的说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，无人机做曲线运动 B. t2时刻，无人机运动到最高点 C. t3~t4时间内，无人机做匀变速直线运动 D. t3~t4时间内，无人机的运动轨迹是抛物线 5. 如图所示是质量为150kg货物随电梯运动的图象（竖直向上为正方向），取，下列判断正确的是（ ） A. 货物处于失重状态 B. 前10s内电梯对货物的支持力恒为1500N C. 46s末货物上升的距离为22m D. 前货物处于超重状态 6. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是（　　） A. B. C. D. 7. 将一弹性小球从距地面高度h处的P点以某一速度水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知与竖直墙面的夹角为，小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为；若小球从P点以的初速度沿原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度和P点到墙面的距离s为（　　） A. B. C. D. 8. 一轻质杆两端分别固定有质量均为m的小球A、B，两小球由细线OE、FC悬挂于水平天花板及竖直墙壁上，如图所示。OE和FC的拉力分别用和表示，初始时，与竖直方向的夹角，水平。现保持轻杆位置不变，将细线FC的C端缓慢上移至FC与水平方向成角的位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A 一直减小且减小了 B. 一直减小且减小了 C. 先减小后增大，其最小值为 D. 轻杆的弹力一直减小，其最小值为 二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图甲，一箱式货车在平直公路上由静止开始向左运动，其运动的图像如图乙所示，货箱中放置一质量为的货物，其与车厢间摩擦因数为0.25，在运动过程中货物一直未与车厢壁碰撞，则测下列说法正确的是（设货箱地板保持水平）（　　） A. 第内，货物不受摩擦力 B. 第内，货物受向左的摩擦力，大小为 C. 第内，货物不受摩擦力 D. 第内，货物受向左的摩擦力，大小为 10. a、b两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是a做匀加速直线运动的图像，图乙是b做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻，a的速度为0，b的速度为 B. a加速度大小为，b的加速度大小为 C. 前内两物体间距离一直在变大 D. 时两物体速度相等 11. 一质点时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动，其运动的图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点在处 B. 时，质点运动方向改变 C. 第3s内和第4s内，速度变化相同 D. 内和内，质点的平均速度相同 12. 如图所示，一劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端栓接质量为m的水平木板P，木板上再放一质量也为m的小物块Q，静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为的恒力F，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（　　） A. 刚施加力F时，Q对P的压力大小为 B. 施加力F后，在接下来的运动过程中P、Q不可能分离 C. P运动到最高点时，弹簧的弹力大小为mg D. P从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是 13. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 14. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 （1）关于实验，下列做法正确的是___________（填选项前的字母）。 A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 （2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做___________运动；根据___________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。 （3）某同学使小球从高度为的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的___________个位置。 （4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系，并测量出另外两个位置的坐标值、，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为___________。 15. 用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50 Hz。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。 (1)在验证“质量一定，加速度与合外力关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有___________。 A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即） D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量 (2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度=___________。（结果保留2位有效数字） (3)某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作： ①将长木板重新平放于桌面上 ②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为m，铝块的质量为M（m不再远小于M）。 ③多次实验测得铝块的加速度大小为a 请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ=___________。 四、解答题（本题共3题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 16. 单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求： (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 17. 如图所示，质量M=4kg物块甲置于倾角为37°的斜面，物块甲与斜面间动摩擦因数μ=0.5，物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为m=3kg的物块乙通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，水平轻绳OA与物块甲连接于A点，轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F（图中未画出）使甲、乙两物体均静止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求： （1）轻绳OA的弹力TOA大小和轻绳OB的弹力TOB大小； （2）斜面对甲的弹力N大小； （3）力F大小的取值范围。 18. 如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求： （1）物块离开点速度大小； （2）物块在木板上滑过的距离； （3）木板在地面上能滑过的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三上学期第一次调研考试 物理试题 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 如图所示，方形木箱c静置在水平地面上，木箱底端固定磁铁b，在木箱顶端用轻绳拴着磁铁a，磁铁a的下端与b的上端极性相反，开始时系统保持静止状态，下列说法正确的是（ ） A. 磁铁a受到的重力和绳子拉力是一对平衡力 B. 轻绳对a拉力和轻绳对c的拉力是一对相互作用力 C. 若磁铁磁性足够强，木箱c可以离开地面 D. 若将轻绳剪断，则剪断轻绳的瞬间地面对c的支持力将变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁铁a受到的重力、b对a的吸引力和绳子拉力是一对平衡力，故A错误； B．轻绳对a拉力和a对轻绳的拉力是一对相互作用力，故B错误； C．整体受力分析，磁铁间的作用力为内力，则无论磁铁磁性有多强，木箱c都不可以离开地面，故C错误； D．轻绳剪断前，c对地面的压力等于abc重力的合力，若将轻绳剪断，bc整体受到向上的磁铁的引力，因此此时的重力小于bc的重力之和，根据牛顿第三定律，则剪断轻绳的瞬间地面对c的支持力将变小，故D正确。 故选D。 2. 如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知 可得 可知时，t 有最小值，故当从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。 故选D。 3. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直中心轴OO'匀速转动的水平转台中央处。质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与 OO'之间的夹角θ为60°，重力加速度为g。此时转台转动的角速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当小物块受到的摩擦力是0时，设小物块随陶罐转动的角速度为，由小物块的重力与陶罐的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律则有 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 4. 某次无人机在配送快递的飞行过程中，水平方向速度vx及竖直方向vy与飞行时间t关系图像如图甲、乙所示。关于无人机运动的说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，无人机做曲线运动 B. t2时刻，无人机运动到最高点 C. t3~t4时间内，无人机做匀变速直线运动 D. t3~t4时间内，无人机的运动轨迹是抛物线 【答案】D 【解析】 【详解】A．在0～t1时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动，故A错误； B．在竖直方向，0～t1内，无人机向上做匀加速直线运动， t1～t2时间内向上做匀速直线运动，t2～t4继续向上做匀减速运动，可知t2时刻无人机运动没有运动到最高点，故B错误； CD．t3～t4时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动，可知合运动为匀变速曲线运动，运动轨迹是抛物线，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示是质量为150kg货物随电梯运动的图象（竖直向上为正方向），取，下列判断正确的是（ ） A. 货物处于失重状态 B. 前10s内电梯对货物的支持力恒为1500N C. 46s末货物上升的距离为22m D. 前货物处于超重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知前10s内货物的加速度 物体加速度向上，货物处于超重状态，故A错误； B．前10s内，根据牛顿第二定律可得 可知电梯的支持力为1515N，故B错误； C．图像与坐标轴围成的面积表示位移，则46s末货物上升的距离为 故C正确； D．图像的斜率表示加速度，可知物体加速度向下，货物处于失重状态，故D错误。 故选C。 6. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设斜坡倾角为，运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 可得 运动员在水平段做匀速直线运动，加速度 运动员从点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度 设在点的速度为，则从点飞出后速度大小的表达式为 由分析可知从点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且 C正确，ABD错误。 故选C。 7. 将一弹性小球从距地面高度h处的P点以某一速度水平抛出，与前方的一面竖直墙弹性碰撞，且碰撞满足光的反射定律（碰后小球竖直速度不变，水平速度大小不变，与墙壁的夹角不变）。已知与竖直墙面的夹角为，小球落地后不再反弹。落地点到墙面的距离为；若小球从P点以的初速度沿原方向水平抛出，落地点到墙面的距离为。已知重力加速度为g，则小球第一次抛出的初速度和P点到墙面的距离s为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，两次抛出小球过程小球运动时间相等，根据 可得 根据几何关系可得 联立可得 故选A。 8. 一轻质杆两端分别固定有质量均为m的小球A、B，两小球由细线OE、FC悬挂于水平天花板及竖直墙壁上，如图所示。OE和FC的拉力分别用和表示，初始时，与竖直方向的夹角，水平。现保持轻杆位置不变，将细线FC的C端缓慢上移至FC与水平方向成角的位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 一直减小且减小了 B. 一直减小且减小了 C. 先减小后增大，其最小值为 D. 轻杆的弹力一直减小，其最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．取两小球及轻杆整体为研究对象，整体受重力2mg、细线OE的拉力及细线FC的拉力作用处于平衡状态。此三力满足图甲所示关系，当C端缓慢上移时，由图知细线OE的拉力一直减小，最初其大小为 移动后其大小为 减小了，故A错误； BC．由图甲知细线FC的拉力先减小后增大，其最小值为 故BC错误； D．取A球为研究对象，其所受重力、细线OE的拉力及轻杆的弹力F满足图乙所示关系，因为末态时OE的拉力大小为 所以最后杆的弹力正好沿水平方向，由图乙知杆的弹力一直在减小，最小值为 故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图甲，一箱式货车在平直公路上由静止开始向左运动，其运动的图像如图乙所示，货箱中放置一质量为的货物，其与车厢间摩擦因数为0.25，在运动过程中货物一直未与车厢壁碰撞，则测下列说法正确的是（设货箱地板保持水平）（　　） A. 第内，货物不受摩擦力 B. 第内，货物受向左的摩擦力，大小为 C. 第内，货物不受摩擦力 D. 第内，货物受向左的摩擦力，大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．第内，货车从静止开始向左做匀加速直线运动，加速度为 货物与货车间的最大静摩擦力为 货物的最大加速度为 可知货物与货车相对静止，一起做匀加速直线运动，货车受到向左的静摩擦力，故A错误； B．第内，货车的加速度为 可知货车相对于货物向左运动，货物相对货车向右运动，受到向左的滑动摩擦力，大小为 故B正确； CD．第内，货车做匀速直线运动，速度为，末货物的速度为 末货物的速度为 可知货车相对于货物向左运动，货物相对货车向右运动，受到向左的滑动摩擦力，大小为 故C错误，D正确。 故选BD。 10. a、b两物体从同一地点同时出发，沿相同方向运动。图甲是a做匀加速直线运动的图像，图乙是b做匀减速直线运动的图像。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻，a的速度为0，b的速度为 B. a的加速度大小为，b的加速度大小为 C. 前内两物体间距离一直在变大 D. 时两物体速度相等 【答案】AC 【解析】 【详解】ABD．a物体做匀加速直线运动，有 由图甲可得，t=1s时，x=2m；t=2s时，x=8m，带入数据解得 b物体做匀减速直线运动，有 由图乙可知，时，x=0；时，x=8m，带入数据解得 即b物体加速度大小为。时两物体速度分别为 故BD错误；A正确； C．同理，1s时，二者速度分别为 即 所以前内a物体的速度比b物体的小，两者间距逐渐增大，1s时速度相等，两物体间距离最大。故C正确。 故选AC。 11. 一质点时刻从原点开始沿x轴正方向做直线运动，其运动的图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点在处 B. 时，质点运动方向改变 C. 第3s内和第4s内，速度变化相同 D. 内和内，质点的平均速度相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．内质点的位移等于的位移，为 时质点位于处，则时，质点在处，故A错误； B．在内速度图象都在时间轴的上方，在内速度图象都在时间轴的下方，所以时，质点运动方向改变，故B正确； C．两时间段内加速度相同，第3s内质点的速度变化为 第4s内质点的速度变化为 故C正确； D．根据图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方的位移为正，下方的面积表示位移为负，则知0∼2s内和0∼4s内，质点的位移相同，但所用时间不同，则平均速度不同，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，一劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端栓接质量为m的水平木板P，木板上再放一质量也为m的小物块Q，静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为的恒力F，已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（　　） A. 刚施加力F时，Q对P的压力大小为 B. 施加力F后，在接下来运动过程中P、Q不可能分离 C. P运动到最高点时，弹簧的弹力大小为mg D. P从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．刚施加力F时，对P、Q整体进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 对Q进行分析，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得Q对P的压力大小为 故A错误； B．假设P、Q分离，则两者之间弹力为0，对Q进行分析，根据牛顿第二定律有 解得加速度大小为 方向竖直向下。施加拉力后，对P、Q整体进行分析，令平衡位置的压缩量为，则有 令整体相对平衡位置位移为x，则回复力为 解得 可知，回复力大小与相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，可知，整体做简谐运动，根据简谐运动的对称性，整体运动的最大加速度为 表明P、Q整体先向上做加速运动，后向上做减速至0，速度减为0时的加速度大小小于分离时向下的加速度，可知，假设不成立，即施加力F后，在运动过程中P、Q不可能分离，故B正确； C．结合上述可知，P运动到最高点时，整体加速度方向向下，大小为 对整体分析有 解得 即弹簧的弹力大小为，故C正确 D．物块开始位置，根据胡克定律与平衡条件有 结合上述，物块在最高点时，根据胡克定律有 P从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离为 故D正确。 故选BCD。 13. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（　　） A. B. C. D. 在时间段物块与木板加速度相等 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】A．图（c）可知，t1时滑块木板一起刚在从水平滑动，此时滑块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为对象有 A错误； BC．图（c）可知，t2滑块与木板刚要发生相对滑动，以整体为对象， 根据牛顿第二定律，有 以木板为对象，根据牛顿第二定律，有 解得 BC正确； D．图（c）可知，0~t2这段时间滑块与木板相对静止，所以有相同的加速度，D正确。 故选BCD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 14. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。 （1）关于实验，下列做法正确的是___________（填选项前的字母）。 A．选择体积小、质量大的小球 B．借助重垂线确定竖直方向 C．先抛出小球，再打开频闪仪 D．水平抛出小球 （2）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做___________运动；根据___________，可判断A球水平方向做匀速直线运动。 （3）某同学使小球从高度为的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的___________个位置。 （4）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系，并测量出另外两个位置的坐标值、，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为___________。 【答案】 ①. ABD ②. 自由落体运动 ③. A球相邻两位置水平距离相等 ④. 10 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]A．用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，选择体积小质量大的小球可以减小空气阻力的影响，A正确； B．本实验需要借助重垂线确定竖直方向，B正确； CD．实验过程先打开频闪仪，再水平抛出小球，C错误，D正确。 故选ABD。 （2）[2][3]根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可以判断出A球竖直方向做自由落体运动；根据A球相邻两位置水平距离相等，可以判断A球水平方向做匀速直线运动。 （3）[4]小球从高度为0.8m的桌面水平抛出，根据运动学公式，解得 频闪仪每秒频闪25次，频闪周期 故最多可以得到小球在空中运动个数为 （4）[5]如图、分别表示水平和竖直方向，设重垂线方向与y轴间的夹角为，建立坐标系存在两种情况，如图所示 当建立的坐标系为、时，则x轴方向做匀减速运动，根据逐差法计算加速度有 y轴方向在 联立解得 当建立的坐标系为、时，则x轴方向做匀加速运动，根据逐差法计算加速度有 y轴方向在 联立解得 综上所述，重垂线方向与y轴间夹角的正切值为 15. 用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f=50 Hz。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。 (1)在验证“质量一定，加速度与合外力的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有___________。 A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C．砂桶和沙子的总质量远小于小车和砝码的总质量（即） D．砂桶和沙子的总质量未远小于小车和砝码的总质量 (2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度=___________。（结果保留2位有效数字） (3)某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作： ①将长木板重新平放于桌面上 ②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为m，铝块的质量为M（m不再远小于M）。 ③多次实验测得铝块加速度大小为a 请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ=___________。 【答案】 ①. AD ②. 3.0 ③. 【解析】 【详解】(1)[1]AB．图线不经原点且在具有一定的拉力F后，小车方可有加速度，所以木板右端垫起的高度太小，即平衡摩擦力不足，A正确，B错误； CD．图线末端产生了弯曲现象，是因为砂桶和沙子的总质量m没有远小于小车和砝码的总质量M，C错误，D正确。 故选AD。 (2)[2]交流电的频率f=50Hz，相邻两计数点间还有一个点，则两计数点间的时间间隔是T=0.04s，由Δx=aT2，可得小车运动的加速度 (3)[3]因为砂桶和沙子的总质量m不再远小于铝块的质量M，由牛顿第二定律可知 mg−μMg=（M +m）a 解得 四、解答题（本题共3题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 16. 单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求： (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 【答案】(1)4.8 m；(2)12 m 【解析】 【详解】(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向分速度为v1，由运动的合成与分解规律得 ① 设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得 mgcos17.2°=ma1 ② 由运动学公式得 ③ 联立①②③式，代入数据得 d=4.8 m ④ (2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规得 v2=vMcos72.8° ⑤ 设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得 mgsin17.2°=ma2 ⑥ 设腾空时间为t，由运动学公式得 ⑦ ⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得 L=12 m ⑨ 17. 如图所示，质量M=4kg物块甲置于倾角为37°的斜面，物块甲与斜面间动摩擦因数μ=0.5，物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为m=3kg的物块乙通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，水平轻绳OA与物块甲连接于A点，轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F（图中未画出）使甲、乙两物体均静止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求： （1）轻绳OA的弹力TOA大小和轻绳OB的弹力TOB大小； （2）斜面对甲的弹力N大小； （3）力F大小的取值范围。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对结点，由平衡条件得 ， 解得 ， 【小问2详解】 对物块甲进行受力分析，在垂直斜面方向，由受力平衡可得 【小问3详解】 甲受到的最大静摩擦力为 当拉力F较小，且沿斜面向上的摩擦力达到最大静摩擦力时，由平衡条件可得 解得 当拉力F较大，且沿斜面向下的摩擦力达到最大静摩擦力时，由平衡条件可得 解得 故力F大小的取值范围为 18. 如图所示，某传送带与地面倾角，之间距离，传送带以的速率逆时针转动。质量为，长度的木板上表面与小物块的动摩擦因数。下表面与水平地面间的动摩擦因数，开始时长木板靠近传送带端并处于静止状态。现在传送带上端A无初速地放一个质量为的小物块，它与传送带之间的动摩擦因数为，（假设物块在滑离传送带至木板右端时速率不变，。）求： （1）物块离开点的速度大小； （2）物块在木板上滑过的距离； （3）木板在地面上能滑过的最大距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块速度未达到时，由牛顿第二定律可得 小物块与传送带共速时，下滑的距离 二者共速之后，根据牛顿第二定律可得 由运动学公式，可得 解得 【小问2详解】 小物块在木板上运动时，由牛顿第二定律可知 同理，分析木板受力，可得 解得 二者共速时 解得 物块在木板上滑过的距离 此后二者共同减速，无相对位移。 【小问3详解】 物块和木板的共同速度 共速前，对于木板 共同减速的加速度 对于木板 则木板在地面上能滑过的最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$