期末模拟卷02 提升卷(测试范围:必修一全部)-2024-2025学年高一上学期物理期末备考重难题型精讲精练(人教版2019)
2024-12-16
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内容正文:
期末模拟卷02
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:必修一全部
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共12小题,共48分,在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分,9~12题有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答得0分。)
1.(24-25高一上·云南·期中)嫦娥六号探测器于2024年5月3日17时27分成功发射升空,总飞行约76万公里,历时53天,返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在预定区域。下列说法正确的是( )
A.因为嫦娥六号探测器的质量较大,所以发射过程不能将它视为质点
B.“2024年5月3日17时27分”指的是时刻
C.“76万公里”指的是位移大小
D.“53天”指的是时刻
2.(24-25高一上·安徽六安·期中)鸡蛋从地面上方高4H处自由落下,不计空气阻力,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,鸡蛋下落的高度是( )
A.H B.1.5H C.2H D.3H
3.(24-25高一上·山东聊城·期中)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.墨条受到向上的弹力,是由于墨条发生了形变
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
4.(24-25高一上·陕西榆林·阶段练习)一辆汽车沿平直公路行驶,以x表示它相对于出发点的位移。如图为汽车在0~40s时间内的x-t图像。下列有关说法正确的是( )
A.汽车在0~10s速度逐渐变大 B.汽车在20s~40s速度逐渐变小
C.汽车在30s时速度的大小为1.5m/s D.汽车在0~40s内平均速度的大小为1.5m/s
5.(2025·湖北黄冈·一模)中国女排在国际赛场屡获殊荣,归功于平日刻苦训练。如图所示,在训练中,运动员将排球从P点由静止开始竖直上传,排球到达最高点Q后返回P点时被接住,重复此动作以加强肌肉记忆。PQ两点高度差为1.8m,排球从P点上升经1.32s后又回到P点。排球脱手前做匀加速直线运动,不计空气阻力,取重力加速度。下列说法正确的是( )
A.排球脱手时的速度大小为5m/s
B.排球做匀加速运动的时间为0.72s
C.排球返回P点时的速度大小为6.6m/s
D.排球匀加速运动的加速度大小为
6.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)如图所示,在光滑水平地面上一长木板b以的速度向右匀速运动,某时刻将一个相对于地面静止的物块a轻放在木板b上,同时对物块a施加一个水平向右的恒力F,已知木板b与物块a的质量相等,物块a始终在木板b上,且物块a与木板b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块a放到木板b上后,下列关于物块a、木板b运动的v-t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高一上·广东深圳·期中)一辆警车沿平直街道巡逻的速度为,发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.警车做匀减速直线运动 B.时,警车速度为
C.时,警车速度为零 D.警车的最大速度为
8.(2024·陕西西安·三模)如图所示,轻杆AB可绕着水平转轴O在竖直面内无摩擦地转动,此时杆AB和过O点的水平线CD夹角为θ,有一段不可伸长的细绳两端系于A、B两端,在轻质细绳上通过一轻滑轮悬挂一质量为m的物块处于静止状态,现使杆AB绕O点顺时针缓慢旋转2θ,在此过程中,绳中张力变化情况是( )
A.先减小后增大 B.一直在减小
C.一直在增大 D.先增大后减小
9.(23-24高一上·广东清远·期末)传统手工榨油利用“油锤”撞击“进桩”挤压油饼出油,如图甲所示。假设“进桩”为等腰三角形木楔,简化模型如图乙所示,木楔的顶角为,现在木楔右端施加力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则( )
A.若F一定,越小N越大 B.若F一定,越大N越大
C.若一定,F越大N越大 D.若一定,F越小N越大
10.(24-25高一上·广西南宁·期中)如图所示,A、B两物体的质量分别为、,用原长为、劲度系数的轻弹簧相连接,物体B放在水平地面上,A、B都处于静止状态。现对A施加一个竖直向上的力F,使得A以加速度向上做匀加速运动,直到B恰好离开地面。已知重力加速度g取,则此过程中( )
A.弹簧对B的弹力大小是对A弹力大小的2倍
B.A匀加速运动的总位移大小为
C.A匀加速运动的时间为
D.弹簧恢复原长时A的速度大小为
11.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)小球A自2H的高度释放做自由落体运动,A球由静止释放的同时,其正下方地面上有另一小球B以的初速度竖直上抛,重力加速度为g,则( )
A.若小球B以的初速度竖直上抛,两球在空中相遇时间为
B.要使B球在下落阶段与A球相遇,B球上抛的初速度必须满足
C.要使B球在上升阶段与A球相遇,B球上抛的初速度必须满足
D.要使两球在空中相遇,B球上抛的初速度必须满足
12.(2024·河南·模拟预测)如图所示,轻弹簧竖直立在地面上,物块A放在轻弹簧上,物块B叠放在物块A上,用绕过两定滑轮的轻绳将物块B、C连接,用手托着物块C,使滑轮两边的轻绳刚好沿竖直方向伸直,已知物块A、B、C的质量分别为m、m、2m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计空气阻力,弹簧在弹性限度内,开始时物块B到滑轮的距离足够远,快速撤去手,则下列判断正确的是( )
A.撤去手的一瞬间,物块C的加速度为0
B.撤去手的一瞬间,A对B的作用力大小为
C.撤去手后,物块B向上运动过程中加速度先减小后不变
D.当物块A、B刚好分离时,物块A上升的高度为
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)某同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”,每个钩码的质量为50g,其部分实验操作如下,重力加速度为g取。
(1)请完成下列相关内容:
a.在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码静止时弹簧末端的位置O,如图一所示(木板未画出)。
b.卸下钩码,然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置O保持静止,此时绳AO沿水平方向,B弹簧测力计读数如图二所示,则此时A弹簧测力计的示数为 N。(结果保留两位有效数字)
(2)实验中保持O点的位置不变,绳BO的方向不变,绳A的方向由初始位置逆时针旋转至竖直方向。在此过程中有关两弹簧测力计示数、的变化,下列说法正确的是______。
A.减小 B.增大 C.先减小后增大 D.增大
(3)若弹簧末端拉至O位置时,弹簧的伸长量为4cm,则该弹簧的劲度系数 。
14.(23-24高三上·河南·期末)某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。跨过轻质定滑轮的轻质细线两端连接两个完全相同的空铝箱,左侧铝箱下端连接纸带,向右侧铝箱中放入质量为的砝码,由静止释放后,铝箱运动的加速度大小可由打点计时器打出的纸带测出,改变右侧铝箱中砝码的质量,重复实验,得到多组a、m值。已知当地的重力加速度大小,打点计时器所接电源的频率为。
(1)实验过程中打出图乙所示的一条理想纸带,图中O、A、B、C、D相邻两计数点间还有九个计时点未画出,则铝箱运动的加速度大小 (结果保留两位小数)。
(2)描点得到图丙所示的关系图像,图线末端发生弯曲的原因是 。
A.砝码的质量过大 B.两铝箱的质量不相等 C.纸带与限位孔间存在摩擦
(3)根据图丙中的数据可知,每个空铝箱的质量 (结果保留两位小数)。
三、计算题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。
15.(24-25高一上·陕西西安·期中)某同学发现将弹性小球从某一高度位置静止释放,着地后弹起又落下。通过大量实验发现小球每次与地面发生碰撞前后的速度大小之比不变,即定义碰撞系数为,为落地时碰撞地面的速度,为碰撞地面后弹起时速度。该同学将小球从某一高度位置静止释放。他记录了整个过程中小球离地高度h与所用时间t的图像。整个过程中空气阻力可以忽略不计,g=10m/s2。请根据图像,求:
(1)小球第一次落地时的速度大小;
(2)小球与地面发生碰撞系数k;
(3)小球第四次落地弹起最大高度。
16.(23-24高二下·重庆渝中·期末)如图所示为工地上提升重物的示意图。质量的物体(可视为质点)放在倾角的固定粗糙斜面上,轻质光滑定滑轮(不计定滑轮大小的影响)位于斜面顶端正上方处,用轻绳跨过定滑轮拉物体,使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时,轻绳与斜面的夹角趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数,重力加速度g取,。在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中:
(1)求物体出发时受到摩擦力的大小;
(2)求拉力F与夹角的关系式(式中仅保留F、用符号表示),及F的最小值;
(3)当时拉力大小记为,当物体从外沿斜面向上运动一段位移后,拉力大小再次等于,求该位移的大小。
17.(23-24高二下·辽宁·期末)传送带在流水线中的应用节省了劳动力,降低了商品成本。车间中两段传送带的截面图如图所示,1为长度的水平传送带,2为长度,倾角的倾斜传送带。现将质量的货物轻放在传送带1的右端点a,货物到达b处刚好与传送带1的速度相等。货物与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为,,货物在连接点b处速度大小不变从水平滑上斜面,两传送带均逆时针运行。已知,,重力加速度g取。
(1)求传送带1的速度大小;
(2)要使货物能够运送至c点,求传送带2的最小速度;
(3)改变传送带1、2的速度,求货物从a到达c的最短时间。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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期末模拟卷02
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:必修一全部
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共12小题,共48分,在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分,9~12题有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答得0分。)
1.(24-25高一上·云南·期中)嫦娥六号探测器于2024年5月3日17时27分成功发射升空,总飞行约76万公里,历时53天,返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在预定区域。下列说法正确的是( )
A.因为嫦娥六号探测器的质量较大,所以发射过程不能将它视为质点
B.“2024年5月3日17时27分”指的是时刻
C.“76万公里”指的是位移大小
D.“53天”指的是时刻
【答案】B
【详解】A.一个物体能否视为质点,与其质量无关,故A错误;
B.“2024年5月3日17时27分”指的是时刻,故B正确;
C.“76万公里”指的是路程,故C错误;
D.“53天”指的是时间间隔,故D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·安徽六安·期中)鸡蛋从地面上方高4H处自由落下,不计空气阻力,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,鸡蛋下落的高度是( )
A.H B.1.5H C.2H D.3H
【答案】A
【详解】根据自由落体运动的速度位移关系可知
解得
h=H
故选A。
3.(24-25高一上·山东聊城·期中)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.墨条受到向上的弹力,是由于墨条发生了形变
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B正确;
C.墨条受到向上的弹力,是由于砚台发生了形变,故C错误;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
4.(24-25高一上·陕西榆林·阶段练习)一辆汽车沿平直公路行驶,以x表示它相对于出发点的位移。如图为汽车在0~40s时间内的x-t图像。下列有关说法正确的是( )
A.汽车在0~10s速度逐渐变大 B.汽车在20s~40s速度逐渐变小
C.汽车在30s时速度的大小为1.5m/s D.汽车在0~40s内平均速度的大小为1.5m/s
【答案】C
【详解】AB.由x-t图像任意点切线的斜率大小为该点的速度大小,由图可知汽车在0~10s内x-t图像的斜率越来越小,则速度逐渐减小;汽车在20s~40s内x-t图像的斜率不变,则速度不变,故AB错误;
C.由图可知在20s~40s内汽车做匀速直线运动,在30s时的速度为
得汽车在30s时速度的大小为1.5m/s,故C正确;
D.由图可知汽车在0~40s内总位移为零,由
得汽车在0~40s内平均速度的大小为零,故D错误。
故选C。
5.(2025·湖北黄冈·一模)中国女排在国际赛场屡获殊荣,归功于平日刻苦训练。如图所示,在训练中,运动员将排球从P点由静止开始竖直上传,排球到达最高点Q后返回P点时被接住,重复此动作以加强肌肉记忆。PQ两点高度差为1.8m,排球从P点上升经1.32s后又回到P点。排球脱手前做匀加速直线运动,不计空气阻力,取重力加速度。下列说法正确的是( )
A.排球脱手时的速度大小为5m/s
B.排球做匀加速运动的时间为0.72s
C.排球返回P点时的速度大小为6.6m/s
D.排球匀加速运动的加速度大小为
【答案】A
【详解】AD.设排球脱手时的速度大小为,排球匀加速运动的加速度大小为,排球从Q点落回P点做自由落体运动,则有
则排球上升过程有
联立解得
,
故A正确,D错误;
B.排球做匀加速运动的时间为
故B错误;
C.排球返回P点时的速度大小为
故C错误。
故选A。
6.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)如图所示,在光滑水平地面上一长木板b以的速度向右匀速运动,某时刻将一个相对于地面静止的物块a轻放在木板b上,同时对物块a施加一个水平向右的恒力F,已知木板b与物块a的质量相等,物块a始终在木板b上,且物块a与木板b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块a放到木板b上后,下列关于物块a、木板b运动的v-t图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.和的速度达到共速之前,受到向右的摩擦力和恒力受到向左的摩擦力,做加速运动,做减速运动,则对于有
对于有
由此可知的加速度大于的加速度,故AB错误;
C.共速后,若在恒力作用下,间的摩擦力没有达到最大静摩擦力,则一起做加速运动,则对于有
且
故和的加速度,故C正确;
D.若在恒力作用下,间的摩擦力达到最大静摩擦力,发生相对滑动,则的加速度大小不相等,且均做加速运动,则对于有
对于有
可知的加速度小于共速前的加速度,故D错误。
故选C。
7.(24-25高一上·广东深圳·期中)一辆警车沿平直街道巡逻的速度为,发现前方某处发生警情,立即前往处理,警车的加速度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.警车做匀减速直线运动 B.时,警车速度为
C.时,警车速度为零 D.警车的最大速度为
【答案】D
【详解】A.由图像可知,内,警车做加速运动,内,警车做减速运动,故警车做变加速直线运动,A错误;
BD.由图线所围“面积”表示速度变化量可知,时,警车的速度最大为
B错误、D正确;
C.时,速度变化量为零,警车的速度大小
C错误。
故选D。
8.(2024·陕西西安·三模)如图所示,轻杆AB可绕着水平转轴O在竖直面内无摩擦地转动,此时杆AB和过O点的水平线CD夹角为θ,有一段不可伸长的细绳两端系于A、B两端,在轻质细绳上通过一轻滑轮悬挂一质量为m的物块处于静止状态,现使杆AB绕O点顺时针缓慢旋转2θ,在此过程中,绳中张力变化情况是( )
A.先减小后增大 B.一直在减小
C.一直在增大 D.先增大后减小
【答案】D
【详解】如图所示
设滑轮与绳接触点为K,杆AB绕O点顺时针缓慢旋转过程中,K点处于动态平衡状态,所受合力始终为零。水平方向有
所以有
竖直方向有
可得
当杆AB绕O点顺时针缓慢旋转至CD过程中,A、B两端点的水平距离增大,使得两绳夹角
增大,减小,则T增大;当杆AB从CD位置绕O点顺时针缓慢旋转过程中,A、B两端点的水平距离减小,使得两绳夹角
减小,增大,则T减小。所以,绳中张力变化情况是先增大后减小,故ABC错误,D正确。
故选D。
9.(23-24高一上·广东清远·期末)传统手工榨油利用“油锤”撞击“进桩”挤压油饼出油,如图甲所示。假设“进桩”为等腰三角形木楔,简化模型如图乙所示,木楔的顶角为,现在木楔右端施加力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则( )
A.若F一定,越小N越大 B.若F一定,越大N越大
C.若一定,F越大N越大 D.若一定,F越小N越大
【答案】AC
【详解】选木楔为研究对象,木楔受到的力有水平向左的F和两侧给它的与木楔斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以两侧给它的与木楔斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是大小相等的,力F的分解如图所示
根据题意有,所以
所以
由公式可知,当F一定时,越小越大;当一定时,F越大N越大。
故选AC。
10.(24-25高一上·广西南宁·期中)如图所示,A、B两物体的质量分别为、,用原长为、劲度系数的轻弹簧相连接,物体B放在水平地面上,A、B都处于静止状态。现对A施加一个竖直向上的力F,使得A以加速度向上做匀加速运动,直到B恰好离开地面。已知重力加速度g取,则此过程中( )
A.弹簧对B的弹力大小是对A弹力大小的2倍
B.A匀加速运动的总位移大小为
C.A匀加速运动的时间为
D.弹簧恢复原长时A的速度大小为
【答案】BD
【详解】A.弹簧两端对B、A的弹力大小是相等的,选项A错误;
B.弹簧由压缩状态变成拉伸状态,A上升的高度
选项B正确;
C.物块A匀加速运动
可解得时间
t=ls
选项C错误;
D.弹簧恢复原长时,A上升的高度为
再根据
解得
选项D正确。
故选BD。
11.(24-25高一上·江西抚州·阶段练习)小球A自2H的高度释放做自由落体运动,A球由静止释放的同时,其正下方地面上有另一小球B以的初速度竖直上抛,重力加速度为g,则( )
A.若小球B以的初速度竖直上抛,两球在空中相遇时间为
B.要使B球在下落阶段与A球相遇,B球上抛的初速度必须满足
C.要使B球在上升阶段与A球相遇,B球上抛的初速度必须满足
D.要使两球在空中相遇,B球上抛的初速度必须满足
【答案】BD
【详解】A.由于竖直上抛相对于自由落体为匀速运动,故两球相遇时满足
若小球B以的初速度竖直上抛,两球在空中相遇时间为
要使两球在空中相遇,则有相遇时间一定小于竖直上抛全过程的时间,设全过程时间为,则
相遇条件为
即
解得
故A错误,D正确;
B.要使B球在下落阶段与A球相遇,则有相遇时间大于竖直上抛上升时间,小于全过程时间为,可得
解得
故B正确;
C.要使B球在上升阶段与A球相遇,则有相遇时间小于竖直上抛上升时间,可得
即
解得
故C错误;
故选BD。
12.(2024·河南·模拟预测)如图所示,轻弹簧竖直立在地面上,物块A放在轻弹簧上,物块B叠放在物块A上,用绕过两定滑轮的轻绳将物块B、C连接,用手托着物块C,使滑轮两边的轻绳刚好沿竖直方向伸直,已知物块A、B、C的质量分别为m、m、2m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,不计空气阻力,弹簧在弹性限度内,开始时物块B到滑轮的距离足够远,快速撤去手,则下列判断正确的是( )
A.撤去手的一瞬间,物块C的加速度为0
B.撤去手的一瞬间,A对B的作用力大小为
C.撤去手后,物块B向上运动过程中加速度先减小后不变
D.当物块A、B刚好分离时,物块A上升的高度为
【答案】BC
【详解】A.由题意可知,撤去手之前绳子上得拉力为0,此时,对AB整体受力分析得
撤去手得一瞬间,弹簧上弹力不变,A、B、C三个物体加速度大小相等,对C受力分析得
对AB整体受力分析,由牛顿第二定律得
联立解得撤去手的一瞬间,物体C的加速度大小为
此时绳上的拉力突变,大小为
A错误;
B.撤去手的一瞬间,对物体B受力分析,由牛顿第二定律得
代入数据得此时A对B的作用力大小为
B正确;
C.撤去手之后AB分开前,对A、B、C系统受力分析,由牛顿第二定律得
随着A向上运动,弹簧的形变量减小,可知加速度减小;
A、B分开后,B、C两个物体由绳连接加速度大小一样,对C受力分析由牛顿第二定律可知
对B受力分析,由牛顿第二定律可知
联立解得B、C的加速度大小为
加速度不再变化
C正确;
D.A、B分开时,,此时A、B、C加速度大小相等,设此时弹簧的形变量为,对A、B、C系统受力分析解得
隔离A,受力分析由牛顿第二定律得
联立解得,此时弹簧形变量为
故当物块A、B刚好分离时,物块A上升的高度为
D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.(23-24高二下·辽宁锦州·期末)某同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”,每个钩码的质量为50g,其部分实验操作如下,重力加速度为g取。
(1)请完成下列相关内容:
a.在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码静止时弹簧末端的位置O,如图一所示(木板未画出)。
b.卸下钩码,然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置O保持静止,此时绳AO沿水平方向,B弹簧测力计读数如图二所示,则此时A弹簧测力计的示数为 N。(结果保留两位有效数字)
(2)实验中保持O点的位置不变,绳BO的方向不变,绳A的方向由初始位置逆时针旋转至竖直方向。在此过程中有关两弹簧测力计示数、的变化,下列说法正确的是______。
A.减小 B.增大 C.先减小后增大 D.增大
(3)若弹簧末端拉至O位置时,弹簧的伸长量为4cm,则该弹簧的劲度系数 。
【答案】(1)2.8
(2)C
(3)25N/m或0.25N/cm
【详解】(1)以O点为对象,根据受力平衡可得
其中B弹簧测力计的读数为
悬挂两个钩码时,弹簧弹力为
联立解得此时A弹簧测力计的示数为
≈2.8N
(2)实验中保持O点的位置不变,绳BO的方向不变,绳A的方向由初始位置逆时针旋转至竖直方向,以O点为对象,如图所示
由图可知,先减小后增大、减小。
故选C。
(3)若弹簧末端拉至О位置时,弹簧的伸长量为4cm,根据胡克定律可得
可得该弹簧的劲度系数为
14.(23-24高三上·河南·期末)某研究学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。跨过轻质定滑轮的轻质细线两端连接两个完全相同的空铝箱,左侧铝箱下端连接纸带,向右侧铝箱中放入质量为的砝码,由静止释放后,铝箱运动的加速度大小可由打点计时器打出的纸带测出,改变右侧铝箱中砝码的质量,重复实验,得到多组a、m值。已知当地的重力加速度大小,打点计时器所接电源的频率为。
(1)实验过程中打出图乙所示的一条理想纸带,图中O、A、B、C、D相邻两计数点间还有九个计时点未画出,则铝箱运动的加速度大小 (结果保留两位小数)。
(2)描点得到图丙所示的关系图像,图线末端发生弯曲的原因是 。
A.砝码的质量过大 B.两铝箱的质量不相等 C.纸带与限位孔间存在摩擦
(3)根据图丙中的数据可知,每个空铝箱的质量 (结果保留两位小数)。
【答案】 0.50 A 0.35
【详解】(1)[1] 相邻两计数点间还有九个计时点未画出,则计数点间的时间间隔为
有匀变速直线运动的判别式,结合连续相等时间内的四段位移由逐差法可得
(2)[2]设每个空铝箱的质量为,对右侧的铝箱和左侧的铝箱由牛顿第二定律有
联立解得
故只有满足时,绳的拉力才能近似用砝码的重力替代,图像才是倾斜直线,当砝码的质量逐渐增大后不满足远远小于的关系,图像就会弯曲,故选A。
(3)[3]拉力近似的关系为
代入牛顿第二定律的表达式有
可得
由图像的斜率可得
解得每个空铝箱的质量为
三、计算题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。
15.(24-25高一上·陕西西安·期中)某同学发现将弹性小球从某一高度位置静止释放,着地后弹起又落下。通过大量实验发现小球每次与地面发生碰撞前后的速度大小之比不变,即定义碰撞系数为,为落地时碰撞地面的速度,为碰撞地面后弹起时速度。该同学将小球从某一高度位置静止释放。他记录了整个过程中小球离地高度h与所用时间t的图像。整个过程中空气阻力可以忽略不计,g=10m/s2。请根据图像,求:
(1)小球第一次落地时的速度大小;
(2)小球与地面发生碰撞系数k;
(3)小球第四次落地弹起最大高度。
【答案】(1)40m/s
(2)2
(3)
【详解】(1)小球第一次落地过程,根据速度与位移的关系有
结合图中给出的数据解得
(2)结合图像可知,小球第一次反弹高度为
利用逆向思维,根据速度与位移关系有
解得
则碰撞系数为
(3)根据碰撞与反弹的速度关系有
,,,
解得
利用逆向思维,根据速度与位移关系有
解得
16.(23-24高二下·重庆渝中·期末)如图所示为工地上提升重物的示意图。质量的物体(可视为质点)放在倾角的固定粗糙斜面上,轻质光滑定滑轮(不计定滑轮大小的影响)位于斜面顶端正上方处,用轻绳跨过定滑轮拉物体,使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时,轻绳与斜面的夹角趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数,重力加速度g取,。在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中:
(1)求物体出发时受到摩擦力的大小;
(2)求拉力F与夹角的关系式(式中仅保留F、用符号表示),及F的最小值;
(3)当时拉力大小记为,当物体从外沿斜面向上运动一段位移后,拉力大小再次等于,求该位移的大小。
【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)当物体位于斜面底端时,轻绳与斜面的夹角趋近于0°。则刚出发时绳子的拉力沿斜面向上,根据垂直斜面方向平衡可知
根据滑动摩擦力公式
(2)对物体受力分析,由平衡条件有
又有
解得
由数学知识可得
当时,F的最小值为
(3)设拉力大小再次等于,时绳与斜面的夹角为,则有
解得
如图,根据数学知识得到图中各角的度数
根据正弦定理
可得
根据正弦定理
解得该位移的大小
17.(23-24高二下·辽宁·期末)传送带在流水线中的应用节省了劳动力,降低了商品成本。车间中两段传送带的截面图如图所示,1为长度的水平传送带,2为长度,倾角的倾斜传送带。现将质量的货物轻放在传送带1的右端点a,货物到达b处刚好与传送带1的速度相等。货物与传送带1、2之间的动摩擦因数分别为,,货物在连接点b处速度大小不变从水平滑上斜面,两传送带均逆时针运行。已知,,重力加速度g取。
(1)求传送带1的速度大小;
(2)要使货物能够运送至c点,求传送带2的最小速度;
(3)改变传送带1、2的速度,求货物从a到达c的最短时间。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)货物放上传送带1后一直做匀加速直线根据牛顿第二定律,有
解得
根据运动学公式,有
解得
(2)若传送带不转动,则货物向上运动的加速度一直保持
最远距离为
货物无法运动到c点,若传送带2的速度大于,则货物向上运动的加速度一直保持
最远距离为
货物运动到c点时速度不为零。设传送带2的速度为v时,恰好能将货物运送至c点。据以上信息可知,v的值一定在之间,货物在传送带2上先做匀减速直线运动,当速度相等时,改做的匀减速直线运动,到达c点时速度恰好为零。由逆向思维法,有
,,
解得
(3)货物在传送带1中的时间不随传送带的速度变化而变化
所以
当传送带速度足够大,货物在传送带2上一直做加速度大小为的匀减速直线运动
,
所以最短时间为
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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