精品解析:四川省眉山市仁寿县铧强中学2024-2025学年高一上学期11月期中物理试题
2025-01-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 眉山市 |
| 地区(区县) | 仁寿县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.65 MB |
| 发布时间 | 2025-01-10 |
| 更新时间 | 2026-08-08 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-01-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49914281.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
27届高一上学期期中考试
物理试题
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 物价变化趋势与市场供给和调控息息相关,若将物价的“上涨”类比成“加速”,将物价的“下跌”类比成“减速”,据此,你认为“物价下跌出现变缓趋势”可类比成( )
A. 速度增加,加速度增大 B. 速度增加,加速度减小
C. 速度减小,加速度增大 D. 速度减小,加速度减小
2. 第15届机器人世界杯赛上,中国科技大学获得仿真2D组冠军,标志着我国在该领域的研究取得了重大进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”,比赛时给它设定了如下动作程序:在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再沿直线运动到点(3 m,3 m)。整个过程中机器人所用时间是s。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,机器人的路程为m
B. 整个过程中,机器人的位移大小为4m
C. 整个过程中,机器人的平均速度的大小为1 m/s
D. 整个过程中,机器人可以做到速度一直不发生变化
3. 商场自动感应门如图所示,人走近时两扇门从静止开始同时向左右平移,经恰好完全打开,两扇门移动距离均为,若门从静止开始以大小相等的加速度先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为( )
A. B. C. D.
4. 自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性,在同样的刹车过程中,碟刹因更高的稳定度和灵活性,致使刹车距离更短,提供更大的安全性。碟刹由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动。在一次缓慢刹车的过程中,下列有关机械碟刹说法正确的是( )
A. 碟刹器与自行车相对静止,碟刹器受到的是静摩擦力
B. 碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相同
C. 碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
D. 自行车骑行速度越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
5. 国产新能源汽车技术遥遥领先,某次新能源汽车测试起步做匀加速直线运动的位置—时间()图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6. 甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,在t=0时,乙车在甲车前50m处,它们的v-t图像如图所示,下列对汽车运动情况的描述中正确的是( )
A. 甲车先做匀速直线运动再做反向匀减速直线运动
B. 在第20s末,甲、乙两车的加速度大小相等
C. 在第30s末,甲、乙两车相距100m
D. 在整个运动过程中,甲、乙两车可以相遇两次
7. 升降机从井底以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,再经过4s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为45m
C. 螺钉落到井底时的速度大小为40m/s
D. 螺钉松脱后先做匀减速直线运动,到达最高点后再做自由落体运动
二、多项选择(每题5分,共15分,漏选得3分,错选不得分)
8. 关于力,下列说法不正确的是( )
A. 物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B. 重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的
C. 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向
D. 放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
9. 我国春节有长辈给小朋友压岁钱的习俗。为了增添年味,现在发压岁钱的方式也是越来越有趣,其中有一种叫做“滚钱”,具体操作是在桌面放置不同金额的纸币,瓶子滚到哪张纸币上就可以赢取此金额,如左图所示。为了便于分析,我们用右图来描述这个模型,滚瓶从水平桌面上O点出发,途中经过A、B、C、D、E五个放钱的位置(相邻两个位置的距离均为0.2m)。滚瓶停在哪里就获得对应的压岁钱,滚瓶掉下桌子就没有。现设滚瓶(可视为质点)从点出发后加速度恒定,小义同学以推出滚瓶,最后刚好停在处,已知滚瓶在和之间滑行的时间为1s。下列说法正确的是( )
A. 滚瓶由A滑至的加速度大小为
B. 滚瓶由A滑至的时间等于2s
C. 滚瓶经过A点时的速度是经过点时的速度的2倍
D. 如果小义以的速度将滚瓶推出,滚瓶最终将停在之间
10. 智能手机的普及使“低头族”应运而生,马路“低头族”已经成为交通安全的一个大问题,若司机也属低头一族,出事概率则会骤增。6月26日,林某驾驶一辆白色小车,行驶至庆元县濛洲街松源街道办事处,开车过程中看手机致使撞到一位老人。假设,林某行驶时车速为54km/h,当车行驶至老人后50m处时,老人突然停下蹲下捡东西,林某由于低头看手机,经过3s才抬头看见前方老人停下,经过0.2s反应时间立即踩下刹车减速,假设刹车时的加速度大小为5m/s2,则( )
A. 林某撞到老人时的车速为10m/s
B. 若林某当时车速仅为36km/h,则能避免会撞上老人
C. 若不看手机,林某能在距离老人25.5m处停车
D. 开始刹车时,林某的车距老人2m
三、实验(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 某同学做探究弹簧弹力F与形变量的关系的实验,如图中甲所示,将弹簧固定在铁架台上,弹簧上端与刻度尺的0刻度线对齐,记录弹簧下端没有挂钩码时的刻度,将不同质量的钩码挂在弹簧下端,记录所挂钩码质量不同时弹簧下端所指的刻度,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧的长度x为横轴,作出图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,弹簧自然下垂时的长度__________cm。
(2)弹簧的劲度系数__________。
(3)上述实验中,使用两个不同的弹簧1与弹簧2(均为轻弹簧),得到力F与x的关系图像如图丙所示,弹簧1的原长比弹簧2的原长__________(填“长”或“短”),弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数__________(填“大”或“小”)。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为______s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度______;D点处水滴此时的速度______。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量APP(phyphox),利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是______(写出一种即可)。
四、计算题(共44分,解题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数据计算的题目,还应计算出最后结果,只有最后答案的不得分)
13. 如图所示,一滴雨滴从离地面20m高的楼房屋檐自由下落,下落5m时,到达窗口上沿,再经的时间通过窗口,g取10m/s2,问:
(1)雨滴落地前瞬间的速度大小;
(2)窗口的高度h;
(3)该雨滴最后1s内下落的平均速度大小。
14. 如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取g=10 m/s2)
(1)当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数为多大?
(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长至13 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
15. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。如图所示,某居民楼距地面高的阳台上的花盆如受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长的自行车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,自行车车头距花盆的水平距离为,由于道路狭窄,自行车只能直行通过阳台的正下方的通道,且自行车手骑行时,他的头部离地面高度米,为简化计算,设人和车整体高度就为米(即花盆掉到此高度,就算砸到车子)。
(1)若骑手没有发现花盆掉落,自行车保持的速度匀速直行,通过计算说明自行车是否会被花盆砸到?
(2)若骑手发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,如自行车最大加速为,为使自行车在花盆砸落点前停下,求自行车手允许反应的最长时间;
(3)若骑手发现花盆开始掉落,骑手反应时间,则骑手可以以何加速度加速来避险(自行车可视为匀变速)。
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27届高一上学期期中考试
物理试题
一、单项选择题(每题4分,共28分)
1. 物价变化趋势与市场供给和调控息息相关,若将物价的“上涨”类比成“加速”,将物价的“下跌”类比成“减速”,据此,你认为“物价下跌出现变缓趋势”可类比成( )
A. 速度增加,加速度增大 B. 速度增加,加速度减小
C. 速度减小,加速度增大 D. 速度减小,加速度减小
【答案】D
【解析】
【详解】物价类比成速度,物价上涨快慢可类比成加速度,物价下跌出现变缓趋势,相当于加速度减小;但物价仍然在下跌,则速度仍然减小。
故选D。
2. 第15届机器人世界杯赛上,中国科技大学获得仿真2D组冠军,标志着我国在该领域的研究取得了重大进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”,比赛时给它设定了如下动作程序:在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(3 m,1 m),再沿直线运动到点(3 m,3 m)。整个过程中机器人所用时间是s。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,机器人的路程为m
B. 整个过程中,机器人的位移大小为4m
C. 整个过程中,机器人的平均速度的大小为1 m/s
D. 整个过程中,机器人可以做到速度一直不发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意可知机器人的轨迹如图所示
可知整个过程中,机器人的路程为
整个过程中,机器人的位移大小为,故AB错误;
C.整个过程中,机器人的平均速度的大小为,故C正确;
D.由轨迹图可知,整个过程中,机器人的速度方向发生变化,故D错误。
故选C。
3. 商场自动感应门如图所示,人走近时两扇门从静止开始同时向左右平移,经恰好完全打开,两扇门移动距离均为,若门从静止开始以大小相等的加速度先匀加速运动后匀减速运动,完全打开时速度恰好为0,则加速度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】感应门打开过程中加速阶段和减速阶段加速度大小相等,由运动的对称性可知感应门加速运动的时间为,加速运动的位移为,由匀变速直线运动规律
解得
故选B。
4. 自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性,在同样的刹车过程中,碟刹因更高的稳定度和灵活性,致使刹车距离更短,提供更大的安全性。碟刹由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动。在一次缓慢刹车的过程中,下列有关机械碟刹说法正确的是( )
A. 碟刹器与自行车相对静止,碟刹器受到的是静摩擦力
B. 碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相同
C. 碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
D. 自行车骑行速度越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.碟刹器与碟刹片相对运动,碟刹器受到的是滑动摩擦力,故A错误;
B.碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相反,故B错误;
C.碟刹器夹住碟刹片的力N越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力
也越大,故C正确;
D.碟刹器与碟刹片之间的摩擦力与二者间的摩擦因数和正压力大小有关,与自行车骑行速度无关,故D错误。
故选C。
5. 国产新能源汽车技术遥遥领先,某次新能源汽车测试起步做匀加速直线运动的位置—时间()图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由匀变速直线运动推理
可得
解得
故A错误;
BC.由匀变速直线运动推理
可得
则有
故BC错误;
D.新能源汽车测试起步做匀加速直线运动,由
可得
故D正确。
故选D。
6. 甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,在t=0时,乙车在甲车前50m处,它们的v-t图像如图所示,下列对汽车运动情况的描述中正确的是( )
A. 甲车先做匀速直线运动再做反向匀减速直线运动
B. 在第20s末,甲、乙两车的加速度大小相等
C. 在第30s末,甲、乙两车相距100m
D. 在整个运动过程中,甲、乙两车可以相遇两次
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,甲车先做匀速直线运动后做匀减速直线运动,但图线一直在时间轴的上方,故甲车一直沿正方向运动,没有反向运动,故A错误;
B.图像的斜率表示加速度,则在第20s末,甲车的加速度为
乙车的加速度为
所以甲、乙两车的加速度大小不等,甲车的加速度较大,故B错误;
C.图线与t轴所围的“面积”表示位移,则在0~30s内,甲车的位移大小为
乙车的位移大小为
又因为t=0时乙车在甲车前50m处,所以在0~30s内,甲、乙两车相距
故C错误;
D.由于刚开始运动时乙车在甲车前50m处,甲车的速度大于乙车的速度,经过一段时间甲车可以追上乙车,然后甲车运动到乙车的前面,到30s末,甲车停止运动,甲车在乙车前50m处,此时乙车以20m/s的速度匀速运动,所以再经过2.5s乙车追上甲车,故在整个运动过程中,甲、乙两车可以相遇两次,故D正确。
故选D。
7. 升降机从井底以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,再经过4s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 矿井的深度为45m
C. 螺钉落到井底时的速度大小为40m/s
D. 螺钉松脱后先做匀减速直线运动,到达最高点后再做自由落体运动
【答案】D
【解析】
【详解】AD.螺钉松脱后先做竖直上抛运动,到达最高点后再做自由落体运动,故A错误,D正确;
C.规定向下为正方向,根据
螺钉落到井底时的速度大小为
故C错误;
B.螺钉下降距离为
m
因此井深
m
故B错误。
故选D。
二、多项选择(每题5分,共15分,漏选得3分,错选不得分)
8. 关于力,下列说法不正确的是( )
A. 物体的重力就是地球对物体的吸引力,它的方向总是垂直向下
B. 重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力的性质命名的
C. 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向
D. 放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的
【答案】AB
【解析】
【详解】A.物体的重力只是地球对物体的吸引力的一部分,它的方向总是竖直向下,故A错误,满足题意要求;
B.重力、弹力、摩擦力都是按力的性质命名的,动力是按力的效果命名的,故B错误,满足题意要求;
C.杆对物体的弹力不一定沿杆的方向,故C正确,不满足题意要求;
D.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的支持力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故D正确,不满足题意要求。
故选AB。
9. 我国春节有长辈给小朋友压岁钱的习俗。为了增添年味,现在发压岁钱的方式也是越来越有趣,其中有一种叫做“滚钱”,具体操作是在桌面放置不同金额的纸币,瓶子滚到哪张纸币上就可以赢取此金额,如左图所示。为了便于分析,我们用右图来描述这个模型,滚瓶从水平桌面上O点出发,途中经过A、B、C、D、E五个放钱的位置(相邻两个位置的距离均为0.2m)。滚瓶停在哪里就获得对应的压岁钱,滚瓶掉下桌子就没有。现设滚瓶(可视为质点)从点出发后加速度恒定,小义同学以推出滚瓶,最后刚好停在处,已知滚瓶在和之间滑行的时间为1s。下列说法正确的是( )
A. 滚瓶由A滑至的加速度大小为
B. 滚瓶由A滑至的时间等于2s
C. 滚瓶经过A点时的速度是经过点时的速度的2倍
D. 如果小义以的速度将滚瓶推出,滚瓶最终将停在之间
【答案】BD
【解析】
【详解】A.以推出滚瓶,最后刚好停在处,利用逆向思维,根据位移公式有
解得
故A错误;
B.滚瓶由A滑至过程,利用逆向思维,根据位移公式有
结合上述解得
故A错误;
故B正确;
C.利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
,
解得
故C错误;
D.小义同学以推出滚瓶,利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
如果小义以的速度将滚瓶推出,利用逆向思维,根据速度与位移的关系有
结合上述解得
可知
即滚瓶最终将停在之间,故D正确。
故选BD。
10. 智能手机的普及使“低头族”应运而生,马路“低头族”已经成为交通安全的一个大问题,若司机也属低头一族,出事概率则会骤增。6月26日,林某驾驶一辆白色小车,行驶至庆元县濛洲街松源街道办事处,开车过程中看手机致使撞到一位老人。假设,林某行驶时车速为54km/h,当车行驶至老人后50m处时,老人突然停下蹲下捡东西,林某由于低头看手机,经过3s才抬头看见前方老人停下,经过0.2s反应时间立即踩下刹车减速,假设刹车时的加速度大小为5m/s2,则( )
A. 林某撞到老人时的车速为10m/s
B. 若林某当时车速仅为36km/h,则能避免会撞上老人
C. 若不看手机,林某能在距离老人25.5m处停车
D. 开始刹车时,林某的车距老人2m
【答案】BD
【解析】
【详解】AD.林某看手机和反应时间内汽车的位移
刚刹车时距离老人的距离
根据速度位移关系可得
解得
故A错误,D正确;
B.若林某当时车速仅为
林某看手机和反应时间内汽车的位移
刚刹车时距离老人的距离
根据速度位移关系可得
解得
可以避免撞上老人,故B正确;
C.若不看手机,林某在反应时间内的位移
减速的位移
林某停车处距离老人的距离
故C错误。
故选BD。
三、实验(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 某同学做探究弹簧弹力F与形变量的关系的实验,如图中甲所示,将弹簧固定在铁架台上,弹簧上端与刻度尺的0刻度线对齐,记录弹簧下端没有挂钩码时的刻度,将不同质量的钩码挂在弹簧下端,记录所挂钩码质量不同时弹簧下端所指的刻度,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧的长度x为横轴,作出图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,弹簧自然下垂时的长度__________cm。
(2)弹簧的劲度系数__________。
(3)上述实验中,使用两个不同的弹簧1与弹簧2(均为轻弹簧),得到力F与x的关系图像如图丙所示,弹簧1的原长比弹簧2的原长__________(填“长”或“短”),弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数__________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)5 (2)40
(3) ①. 短 ②. 小
【解析】
【小问1详解】
当时,弹簧处于原长,所以
【小问2详解】
根据胡克定律
可知图像的斜率为弹簧的劲度系数
。
【小问3详解】
[1]由题图丙可知,轴截距即为弹簧原长,所以弹簧1比弹簧2原长短。
[2]劲度系数由图像的斜率表示,所以弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数小。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为______s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度______;D点处水滴此时的速度______。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量APP(phyphox),利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是______(写出一种即可)。
【答案】(1)0.04
(2) ①. 9.69 ②. 2.48
(3)存在空气阻力
【解析】
【小问1详解】
由于频率由大到小逐渐调节,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴,说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间隔,闪光的频率为25Hz,因此时间间隔
【小问2详解】
[1]根据逐差法
[2]根据匀变速直线运动的规律
【小问3详解】
水滴下落时要受空气阻力作用,这可能是导致实验测得数据与手机加速度传感器测量有差别的原因之一,故填存在空气阻力。
四、计算题(共44分,解题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数据计算的题目,还应计算出最后结果,只有最后答案的不得分)
13. 如图所示,一滴雨滴从离地面20m高的楼房屋檐自由下落,下落5m时,到达窗口上沿,再经的时间通过窗口,g取10m/s2,问:
(1)雨滴落地前瞬间的速度大小;
(2)窗口的高度h;
(3)该雨滴最后1s内下落的平均速度大小。
【答案】(1)20m/s
(2)2.2m (3)15m/s
【解析】
【详解】(1)根据速度—位移公式,代入数据可得雨滴落地的速度为
(2)设雨滴在到达窗口上沿时的速度为,有
则窗口的高度为
(3)雨滴前1s的位移为
雨滴落地需要的时间为
则雨滴落地前最后1s内的位移等于
可得平均速度
14. 如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取g=10 m/s2)
(1)当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数为多大?
(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长至13 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
【答案】(1) 200 N/m;(2) 2 N;(3)4 N
【解析】
【详解】(1)物体匀速运动时
解得
(2)弹簧拉长至11 cm时弹力为
,
最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力
弹力小于最大静摩擦力,物体静止,故所受静摩擦力
f1=F1=2 N
(3)弹簧拉长至13 cm时弹力为
物体将运动,此时所受到的滑动摩擦力为
15. 城市高层建筑越来越多,高空坠物事件时有发生。如图所示,某居民楼距地面高的阳台上的花盆如受扰动而掉落,掉落过程可看作自由落体运动(花盆可视为质点)。现有一辆长的自行车,正以的速度驶向阳台正下方的通道。花盆刚开始掉落时,自行车车头距花盆的水平距离为,由于道路狭窄,自行车只能直行通过阳台的正下方的通道,且自行车手骑行时,他的头部离地面高度米,为简化计算,设人和车整体高度就为米(即花盆掉到此高度,就算砸到车子)。
(1)若骑手没有发现花盆掉落,自行车保持的速度匀速直行,通过计算说明自行车是否会被花盆砸到?
(2)若骑手发现花盆开始掉落,采取制动的方式来避险,如自行车最大加速为,为使自行车在花盆砸落点前停下,求自行车手允许反应的最长时间;
(3)若骑手发现花盆开始掉落,骑手反应时间,则骑手可以以何加速度加速来避险(自行车可视为匀变速)。
【答案】(1)人会被花盆砸到
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设花盆掉落到与人头顶等高处所用时间为,则可得
解得
此时人的位移为
可知
因此人会被花盆砸到。
【小问2详解】
设骑手做减速运动的加速度大小为,速度减为零的位移为,则有
设允许骑手反应的最长时间为,骑手反应时间内做匀速直线运动,则可得
【小问3详解】
设骑手反应时间内的位移为,可得
骑手要加速通过,不被花盆砸到,可知加速运动的位移为
而花盆下落到与骑手等高位置所用的时间为,因此可知,骑手要在反应后1s内通过位移,设其加速度运动的加速度大小为,则有
代入数据解得
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