精品解析：山东省泰安市宁阳县第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考物理试题

2024级高一上学期阶段性考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 一台漏油的农机车在平直路面上行驶，每隔相同时间漏一滴油，在地面留下的油滴痕迹如图所示，则汽车（　　） A. 一定向左运动 B. 一定向右运动 C. 加速度方向向左 D. 加速度方向向右 2. 物理规律用图象表示的最大优点是直观。如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，t1 − t2之间图形面积表示物体的位移大小 B. 乙图中，物体在0 − t0这段时间内的平均速度为 C. 丙图中，物体的加速度大小为1 m/s2 D. 丁图中，物体的初速度大小为1 m/s 3. 如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度为L，通过A点的时间间隔为；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为。为（　　） A. B. C. D. 4. 2024年7月31日，在巴黎奥运会女子双人十米台跳水决赛中，中国选手陈芋汐、全红婵获得冠军。假设跳水运动员（视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动．其离开跳板至人水前的运动过程中、竖直向上起跳时的速度大小为．最大速度大小为．不计空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法不正确的是（　　） A. 运动员离开跳板至入水前一直在做匀变速直线运动 B. 运动员离水面最远距离为 C. 运动员在空中运动的时间为 D. 跳板离水面的高度为 5. 将F=40N的力分解为F₁和F₂，其中F1的方向与F的夹角为30°，如图所示，则（　　） A. 当F₂<20N时，一个F₂有一个 F₁的值相对应 B. 当F₂=20N时 ，F₁的值是 C. 当F₂>40N时，一个F₂就有两个F₁的值与它相对应 D. 当10N<F₂<20N时，一个F₂就有两个F₁的值与它相对应 6. 如图所示，位于竖直平面内的固定圆环与水平地面相切于M点，A点是圆环水平直径的左端点，B、C位于圆环的同一水平线上，AB、AM、AC是三条光滑倾斜直轨道，a、b、c三个小球分别由A点从静止开始释放，分别运动到B、M、C点，则下列说法正确的是（　　） A. 球a运动到B点所用的时间最短 B. 球b运动到M点所用的时间最长 C. 球c运动到C点所用的时间最长 D. 三球所用的时间一样长 7. 如图所示，置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为3kg，竖直立杆长0.5m，有一质量为1kg的小环从杆的下端以4m/s的初速度向上运动，刚好能到达杆的顶端，在环向上运动的过程中，底座对水平地面的压力为（　　）（g取） A. 24N B. 34N C. 36N D. 46N 8. 如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1=6kg的物体P，Q为一质量为m2=10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则力F的最小值与最大值为（　　） A. Fmin=N，Fmax=N B. Fmin=N，Fmax=N C. Fmin=N，Fmax=N D. Fmin=N，Fmax=N 9. 太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小 的匀加速直线运动时，取 ，人与轿厢底面的动摩擦因数μ=0.5， 则下列说法正确的是 （　　） A. 游客处于超重状态 B. 轿厢对游客的支持力约为600N C. 游客对轿厢的作用力竖直向下 D. 游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 10. 用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态，如图所示。若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为105N。那么，下列正确的说法是（　　） A. 当重物的重力为150N时，开始瞬间AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力大 B. 当重物的重力为150N时，开始瞬间AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力小 C. 当重物的重力为175N时，开始瞬间AC不断，BC刚好断 D. 当重物的重力为175N时，开始瞬间AC断，BC也断 11. 如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（ ） A. 该水平拉力大于轻绳的弹力 B. 物块c受到的摩擦力大小为mg C. 当该水平拉力增大为原来的倍时，物块c受到的摩擦力大小为mg D. 剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为mg 12. 足够长的木板上表面一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角变大），另一端不动，已知木块与木板间弹力大小与角度的关系式为，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力随角度的变化图像，如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 木块与木板间的动摩擦因数 B. 木块与木板间的动摩擦因数 C. 木板由转到的过程中，木块的速度越来越大 D. 木板与地面的夹角为时，木块做自由落体运动 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（满分12分） 13. 某实验小组探究物块加速度a与拉力F的关系的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，进行多次实验，整个实验过程中长木板始终保持水平。 （1）某次实验记录，物块由静止释放，先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为________，物块的加速度为________（用题目中所给字母表示）； （2）该小组通过多次实验，作出a－F图像，得到的图线如图乙所示，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为________。 14. 在用如图所示的实验装置，保持小车质量一定，探究小车加速度a与合力F的关系。 （1）由于本实验中要用砝码和砝码盘的总重力大小作为细线对小车拉力大小。所以必须使砝码盘总质量m与小车质量M大小关系满足________。 A. M远小于m B. m远小于M （2）为了消除阻力的影响，以下操作正确的是________。 A. 需要调节斜面倾角，使小车在盘（盘中不放砝码）的牵引下在斜面上匀速下滑 B. 需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速下滑 C. 每改变一次小车的质量，需要重新补偿一次阻力 （3）多次改变砝码的质量，测得多组F、a。根据实验数据作出的a－F图像如图所示。图像未经过原点的原因可能是________。 A. 补偿阻力过度 B. 补偿阻力不足 三、计算题（满分40分） 15. 一辆汽车A沿水平车道以vA=10m/s的速度向东做匀速直线运动，发现在相邻车道前方相距x0=20m处有以vB=15m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车，其刹车的加速度大小a=2.5m/s2，从此刻开始计时，若汽车A继续做匀速直线运动，汽车B刹车直到静止后保持不动，求： （1）汽车A追上汽车B前，A、B两汽车间的最远距离； （2）汽车A恰好追上汽车B所需要的时间。 16. 如图所示，质量为10kg的物体M放在倾角的斜面上，M与斜面间的动摩擦因数，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为5kg的物块m相连，劲度系数的弹簧与m相连，弹簧也与地面相连，最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，，，。 （1）若M静止在斜面上，弹簧此时被拉伸，形变量为8cm，求物体M所受到的摩擦力； （2）若改变M的位置，使M刚要开始运动，求此时弹簧的弹力大小。 17. 如图所示，水平面光滑，长2米的传送带与水平面夹角为30°，传送带与物体间的动摩擦因数为，物体以4m/s的速度从水平面冲上传送带，传送带的速度为2m/s，且逆时针转动，求： （1）物体刚滑上传送带时的加速度； （2）物体与传送带速度相同时，在传送带上留下的划痕长度； （3）物体再次返回到A点时的速度。 18. 如图所示，质量足够长的木板Q静止在粗糙水平地面上，右端静止放着一个质量的物块P（可视为质点）。时刻对木板Q施加大小、水平向右的恒力，使木板、物块从静止开始运动，时撤去恒力F。已知木板与物块之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： （1）刚开始运动时物块P、木板Q的加速度大小； （2）物块P在运动过程中的最大速度； （3）物块P最终静止时离木板右端的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一上学期阶段性考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 一台漏油的农机车在平直路面上行驶，每隔相同时间漏一滴油，在地面留下的油滴痕迹如图所示，则汽车（　　） A. 一定向左运动 B. 一定向右运动 C. 加速度方向向左 D. 加速度方向向右 【答案】D 【解析】 【详解】根据纸带分析可知，该农机车可能向左做减速运动，也可能向右做加速运动，这两种情况下，农机车的加速度都向右。 故选D。 2. 物理规律用图象表示的最大优点是直观。如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，t1 − t2之间图形面积表示物体的位移大小 B. 乙图中，物体在0 − t0这段时间内的平均速度为 C. 丙图中，物体的加速度大小为1 m/s2 D. 丁图中，物体的初速度大小为1 m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．a − t图像中，图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量，则可知甲图中，阴影面积表示t1 ~ t2时间内物体速度的变化量，故A错误； B．若乙图表示初速度为v初的匀加速直线运动，则在0 ~ t0这段时间内的平均速度为 但从图像可知，乙图所表示的运动为加速度逐渐增大的加速运动，在0 ~ t0之中这段时间内任意时刻的速度都小于对应匀加速直线运动的速度，因此，物体在0 ~ t0这段时间内的平均速度小于，不一定是，故B错误； C．丙图中，所对应的直线运动，其速度与位移的关系为 则可知，图线的斜率表示2a，可得该运动的加速度大小为，故C错误； D．将匀变速直线运动位移与时间的关系式 变式可得 所以图像斜率代表初速度 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，固定的光滑斜面上有一木板，其下端与斜面上A点距离为L。木板由静止释放，若木板长度为L，通过A点的时间间隔为；若木板长度为2L，通过A点的时间间隔为。为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】木板在斜面上运动时，木板的加速度不变，设加速度为，木板从静止释放到下端到达A点的过程，根据运动学公式有 木板从静止释放到上端到达A点的过程，当木板长度为L时，有 当木板长度为时，有 又 ， 联立解得 故选A。 4. 2024年7月31日，在巴黎奥运会女子双人十米台跳水决赛中，中国选手陈芋汐、全红婵获得冠军。假设跳水运动员（视为质点）起跳离开跳板后在一条直线上运动．其离开跳板至人水前的运动过程中、竖直向上起跳时的速度大小为．最大速度大小为．不计空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法不正确的是（　　） A. 运动员离开跳板至入水前一直在做匀变速直线运动 B. 运动员离水面最远距离为 C. 运动员在空中运动的时间为 D. 跳板离水面的高度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动员离开跳板至入水前，只受重力作用，则一直在做匀变速直线运动，选项A正确，不符合题意； B．运动员从最高点到落到水面上下落的高度为 即离水面最远距离为，选项B正确， 不符合题意； C．运动员在空中运动的时间为 选项C错误，符合题意； D．跳板离水面的高度为 选项D正确，不符合题意。 故选C。 5. 将F=40N的力分解为F₁和F₂，其中F1的方向与F的夹角为30°，如图所示，则（　　） A. 当F₂<20N时，一个F₂有一个 F₁的值相对应 B. 当F₂=20N时 ，F₁的值是 C. 当F₂>40N时，一个F₂就有两个F₁的值与它相对应 D. 当10N<F₂<20N时，一个F₂就有两个F₁的值与它相对应 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据矢量三角形法则，如图所示 当F2的方向与F1垂直时F2最小，最小值为 当F₂<20N时，无解，故AD错误； B．当F₂=20N时 ，F₁的值是 故B正确； C．根据A选项分析可知，当F₂>40N时，此时F2只能处于图中F2最小值右侧，故此时一个F₂只有一个F₁的值与它相对应，故C错误。 故选B。 6. 如图所示，位于竖直平面内的固定圆环与水平地面相切于M点，A点是圆环水平直径的左端点，B、C位于圆环的同一水平线上，AB、AM、AC是三条光滑倾斜直轨道，a、b、c三个小球分别由A点从静止开始释放，分别运动到B、M、C点，则下列说法正确的是（　　） A. 球a运动到B点所用的时间最短 B. 球b运动到M点所用的时间最长 C. 球c运动到C点所用的时间最长 D. 三球所用的时间一样长 【答案】AC 【解析】 【详解】设圆半径为R，从A点开始的倾斜直轨道与水平方向的夹角为，则小球下滑的加速度为 根据运动公式 解得 因越大，则时间越短，可知球a运动到B点所用的时间最短，球c运动到C点所用的时间最长。 故选AC。 7. 如图所示，置于水平地面带有竖直立杆的底座总质量为3kg，竖直立杆长0.5m，有一质量为1kg的小环从杆的下端以4m/s的初速度向上运动，刚好能到达杆的顶端，在环向上运动的过程中，底座对水平地面的压力为（　　）（g取） A. 24N B. 34N C. 36N D. 46N 【答案】A 【解析】 【详解】利用逆向思维，根据速度与位移的关系有 解得 对小环进行分析，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律，小环对杆的摩擦力 对立杆与底座进行分析，根据平衡条件有 解得 根据牛顿第三定律可知，底座对水平地面的压力为24N。 故选A。 8. 如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1=6kg的物体P，Q为一质量为m2=10kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则力F的最小值与最大值为（　　） A. Fmin=N，Fmax=N B. Fmin=N，Fmax=N C. Fmin=N，Fmax=N D. Fmin=N，Fmax=N 【答案】A 【解析】 【详解】设初始时弹簧的压缩量为x1，则根据胡克定律有 ① 设Q做匀加速运动的加速度大小为a，则在P、Q分离前P也以a做匀加速运动。由题意可知在经过t=0.2s二者分离时P和Q运动的位移大小为 ② 对P根据牛顿第二定律有 ③ 联立①②③解得 ④ 初始状态下F有最小值Fmin，此时对P、Q整体根据牛顿第二定律有 ⑤ 解得 ⑥ 在P、Q分离后F有最大值Fmax，此时对Q根据牛顿第二定律有 ⑦ 解得 ⑧ 故选A。 【点睛】求解此题的关键在于抓住临界状态，即P、Q恰好分离时，二者之间的压力为零，根据这一条件以及弹力与位移的关系单独对P列方程求解出加速度，此后再适当选用整体法与隔离法从而得出力的最小值与最大值。 9. 太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小 的匀加速直线运动时，取 ，人与轿厢底面的动摩擦因数μ=0.5， 则下列说法正确的是 （　　） A. 游客处于超重状态 B. 轿厢对游客的支持力约为600N C. 游客对轿厢的作用力竖直向下 D. 游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 【答案】ABD 【解析】 【详解】由题可知，游客相对轿厢静止，故游客的加速度与轿厢的加速度相同，即为a=4m/s2，将游客的加速度分解到水平方向和竖直方向，则有 ， AB．竖直方向上，游客受到向上的支持力，根据牛顿第二定律 代入数据可得支持力大小为 比重力500N更大，故物体处于超重状态，故AB 正确； D．由于游客水平方向加速度向右，可知游客受到水平向右的摩擦力，大小为 故D正确； C．对游客受力分析，可知游客受轿厢竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力作用，根据牛顿第三定律，可知游客对轿厢的压力竖直向下，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则，可知游客对轿厢的作用力斜向左下方，故C错误。 故选 ABD。 10. 用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态，如图所示。若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为105N。那么，下列正确的说法是（　　） A. 当重物的重力为150N时，开始瞬间AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力大 B. 当重物的重力为150N时，开始瞬间AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力小 C. 当重物的重力为175N时，开始瞬间AC不断，BC刚好断 D. 当重物的重力为175N时，开始瞬间AC断，BC也断 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．取C点为研究对象进行受力分析如图所示 当重物的重力为150N时，AC拉力为 BC拉力为 可知，当重物的重力为150N时，AC、BC都不断，且AC拉力比BC拉力大，故A正确，B错误。 CD．当重力为175N时，假设绳子不断时，AC拉力为 BC拉力为 所以AC不断，BC绳刚好断，故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（ ） A. 该水平拉力大于轻绳的弹力 B. 物块c受到的摩擦力大小为mg C. 当该水平拉力增大为原来的倍时，物块c受到的摩擦力大小为mg D. 剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为mg 【答案】AC 【解析】 【详解】A：对a水平方向受力分析： 受向右的F、向左的轻绳弹力、地面对它向左的摩擦力，物体匀速，故水平拉力大于轻绳的弹力即A正确． B：对物块c受力分析：受重力、支持力，不受摩擦力，B错误． C：原来匀速时，对整体分析：； 当该水平拉力增大为原来的倍时，对整体分析,得 对c水平方向分析： 故C正确． D：剪断轻绳后，物块bc向右运动的过程中，对bc研究： 对c水平方向分析： 故D错误． 点睛：连接体问题的处理思路是优先整体再隔离． 12. 足够长的木板上表面一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角变大），另一端不动，已知木块与木板间弹力大小与角度的关系式为，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力随角度的变化图像，如图乙所示。下列判断正确的是（　　） A. 木块与木板间的动摩擦因数 B. 木块与木板间的动摩擦因数 C. 木板由转到的过程中，木块的速度越来越大 D. 木板与地面的夹角为时，木块做自由落体运动 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由题图可知，当木板与地面的夹角为时木块刚刚开始滑动，木块的重力沿木板向下的分力等于最大静摩擦力，则 刚滑动时滑动摩擦力满足 求得动摩擦因数 故A错误，B正确； C．对木块，根据牛顿第二定律有 则 则木板由转到的过程中，随着的增大，木块加速的加速度a增大，速度变大且增大的越来越快，故C正确； D．当木板与地面的夹角为时，木块受到的摩擦力为零，则木块只受重力作用，但此时速度不是零，木块不做自由落体运动，而是初速度不为零、加速度为g的匀加速运动，故D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题 共52分） 二、实验题（满分12分） 13. 某实验小组探究物块加速度a与拉力F的关系的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，进行多次实验，整个实验过程中长木板始终保持水平。 （1）某次实验记录，物块由静止释放，先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为________，物块的加速度为________（用题目中所给字母表示）； （2）该小组通过多次实验，作出a－F图像，得到的图线如图乙所示，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为________。 【答案】（1） ①. ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]物块通过A位置时的速度为 [2]物块通过B位置时的速度为 根据运动学公式可得 联立可得物块的加速度为 【小问2详解】 对物块，由牛顿第二定律有 可得 根据题图乙可知 解得物块与长木板之间的动摩擦因数为 14. 在用如图所示的实验装置，保持小车质量一定，探究小车加速度a与合力F的关系。 （1）由于本实验中要用砝码和砝码盘的总重力大小作为细线对小车拉力大小。所以必须使砝码盘总质量m与小车质量M大小关系满足________。 A. M远小于m B. m远小于M （2）为了消除阻力的影响，以下操作正确的是________。 A. 需要调节斜面倾角，使小车在盘（盘中不放砝码）的牵引下在斜面上匀速下滑 B. 需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速下滑 C. 每改变一次小车的质量，需要重新补偿一次阻力 （3）多次改变砝码的质量，测得多组F、a。根据实验数据作出的a－F图像如图所示。图像未经过原点的原因可能是________。 A. 补偿阻力过度 B. 补偿阻力不足 【答案】（1）B （2）B （3）A 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律，对砝码和砝码盘 对小车 可得 则本实验中要用砝码和砝码盘的总重力大小作为细线对小车拉力大小，所以必须使砝码盘总质量m与小车质量M大小关系满足m远小于M，故选B。 【小问2详解】 为了消除阻力的影响，需要平衡摩擦力，即需要拿走小盘，纸带穿过打点计时器，并固定在小车的尾端，然后调节斜面倾角，轻推小车，使小车在斜面上匀速下滑；因平衡摩擦力时满足 两边消掉m，则每改变一次小车的质量，不需要重新补偿一次阻力，故选B。 【小问3详解】 题图中直线没过原点，当F＝0时，a≠0，也就是说当细线上没有拉力时小车就有了加速度，说明该组同学实验操作中补偿阻力过度，故选A。 三、计算题（满分40分） 15. 一辆汽车A沿水平车道以vA=10m/s的速度向东做匀速直线运动，发现在相邻车道前方相距x0=20m处有以vB=15m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车，其刹车的加速度大小a=2.5m/s2，从此刻开始计时，若汽车A继续做匀速直线运动，汽车B刹车直到静止后保持不动，求： （1）汽车A追上汽车B前，A、B两汽车间的最远距离； （2）汽车A恰好追上汽车B所需要的时间。 【答案】（1）25m （2）6.5s 【解析】 【小问1详解】 当两车速度相同时，两车间的距离最大，则 解得速度相同的时间为 两车的位移分别为 则A、B两汽车间的最远距离为 【小问2详解】 B车刹车的时间为 此过程中两车的位移分别为 由于 说明A车追上B车时，B车已停止运动，所以 16. 如图所示，质量为10kg的物体M放在倾角的斜面上，M与斜面间的动摩擦因数，M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为5kg的物块m相连，劲度系数的弹簧与m相连，弹簧也与地面相连，最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，，，。 （1）若M静止在斜面上，弹簧此时被拉伸，形变量为8cm，求物体M所受到的摩擦力； （2）若改变M的位置，使M刚要开始运动，求此时弹簧的弹力大小。 【答案】（1），方向沿斜面向下 （2）或 【解析】 【小问1详解】 对物块受力分析如下图所示 根据平衡条件可得 根据胡克定律可得 代入，解得 假设物体受到的摩擦力方向沿斜面向下，对受力分析如下图所示，则在沿斜面方向，根据平衡条件可得 解得 假设正确，所以摩擦力方向沿斜面向下。 【小问2详解】 物体与斜面间的最大静摩擦力 ①物体刚要向上运动时，设轻绳的拉力为，对物体沿斜面方向，根据平衡条件可得 对物块，根据平衡条件可得 解得此时弹簧的弹力大小 此时弹簧处于拉伸状态。 ②物体刚要向下运动时，设轻绳的拉力为，对物体沿斜面方向，根据平衡条件可得 对物块，根据平衡条件可得 解得此时弹簧的弹力大小 此时弹簧处于压缩状态，综上所述，此时弹簧的弹力大小为或。 17. 如图所示，水平面光滑，长2米的传送带与水平面夹角为30°，传送带与物体间的动摩擦因数为，物体以4m/s的速度从水平面冲上传送带，传送带的速度为2m/s，且逆时针转动，求： （1）物体刚滑上传送带时的加速度； （2）物体与传送带速度相同时，在传送带上留下的划痕长度； （3）物体再次返回到A点时的速度。 【答案】（1）8m/s2，方向沿传送带向下 （2）2.25m （3）m/s，方向沿传送带向下 【解析】 【小问1详解】 物体刚滑上传送带时加速度为a，根据牛顿第二定律得，沿传送带方向 垂直传送带方向 mgcosθ=FN 又 f=μFN 联立以上代入数据解得 a=8m/s2 方向沿传送带向下。 【小问2详解】 设物体初速度为，传送带速度为v，物体减速为零时，经历时间 此过程在传送带上留下的划痕长度 反向加速到共速之前，加速度大小为 达到和传送带共速，经历时间 此过程在传送带上留下的划痕长度 物体与传送带速度相同时，在传送带上留下的划痕长度 【小问3详解】 共速后加速度 物体再次返回到A点时的速度 解得 方向沿传送带向下。 18. 如图所示，质量足够长的木板Q静止在粗糙水平地面上，右端静止放着一个质量的物块P（可视为质点）。时刻对木板Q施加大小、水平向右的恒力，使木板、物块从静止开始运动，时撤去恒力F。已知木板与物块之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求： （1）刚开始运动时物块P、木板Q的加速度大小； （2）物块P在运动过程中的最大速度； （3）物块P最终静止时离木板右端的距离。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据整体法，假设施加拉力后P、Q保持相对静止，设此时它们共同加速度大小为，则由牛顿第二定律有 解得 将P隔离，对P由牛顿第二定律可得P的最大加速度 由此可知，当拉力为时，P、Q发生相对滑动，则对Q重新分析，由牛顿第二定律有 解得 由此可知P的加速度大小为，Q的加速度大小为。 （2）设拉力撤去瞬间P、Q的速度分别为、，根据速度与时间的关系可得 设撤去拉力后两者达到共速前Q的加速度大小为，则由牛顿第二定律有 解得 设撤去拉力后两者达到共速所用的时间为，则有 解得 可得共速时二者的速度 假设两者达到共速后不再发生相对滑动，则由整体法，根据牛顿第二定律可得二者共同加速度大小为 显然，大于P的临界加速度，因此当两者达到共速后，还会再次发生相对滑动，即此后P、Q都将做减速运动，则可知P在运动过程中的最大速度即为。 （3）撤去拉力时P、Q的对地位移分别为、，可得 此时P距Q右端的距离为 撤去拉力两者达到共速时P、Q各自的位移分别为、，则有 该过程中两者的位移差为 设两者达到共速后Q的加速度大小为，则由牛顿第二定律有 解得 共速后P、Q均做减速运动，而Q减速运动的加速度大于P减速运动的加速度，该过程中P、Q的对地位移分别为、，则有 ， 该过程中两者的位移差 由此可得物块P最终静止时离木板右端的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $