精品解析:海南省海口市第四中学2024-2025学年高一上学期期末考试物理试题
2025-07-03
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内容正文:
海口四中2024-2025学年度第一学期期末考试
高一年级物理试题
考生注意:本试卷共有18道小题,考试时间90分钟,满分为100分。
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 下列物理量是标量,其单位属于国际单位制中基本单位的一组是( )
A. 时间和路程 B. 电流和电阻 C. 加速度和质量 D. 力和位移
2. 红-19地空导弹武器系统是一款我国自主研制的新型地空导弹武器系统,其防空反导作战能力处于世界领先地位。关于其受力,下列分析正确的是( )
A. 炮车受到的重力和炮车对地面的压力是一对平衡力
B. 地面受到炮车的压力是由于炮车的轮胎发生形变而产生的
C. 轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车对地面的压力
D. 导弹发射时对炮车的力比炮车给导弹的力大
3. 根据实测数据,小米SU7车型加速时间为3.14s,若将其加速过程视为匀加速直线运动,下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度大小约为31.8 m/s2
B. 汽车每秒速度的变化量约为8.8m/s
C. 汽车加速过程的位移大约为157米
D. 汽车加速过程的位移大约为314米
4. 甲、乙两辆玩具车从同一地点出发且在同一条直线上运动,它们的位移-时间()图像如图所示,由图像可以看出在内( )
A. 甲、乙两车始终同向运动 B. 4s时甲、乙两车间的距离最大
C. 6s末甲车回到出发点 D. 乙车做匀速直线运动的速率为
5. 一质点自地面高处由静止释放,经时间t落地,此时速度为,若忽略空气阻力,则( )
A. 时刻物体距地面高度为 B. 物体下落时速度为
C. 时刻物体距抛出点高度为 D. 物体下落时速度为
6. 课堂上老师借助DIS数字系统让学生研究人体下蹲和起立过程中的“超失重现象”,若力传感器的示数随时间变化规律如图所示,,则下列说法正确的是( )
A. 该同学质量为50kg
B. 该同学做了两次下蹲过程
C. 下蹲过程是失重现象,站起过程是超重现象
D. a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程
7. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪,若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上,忽略爪与锅之间的摩擦力,设锅为半径为R的球面,则每个瓜与锅之间的弹力( )
A. 等于 B. 小于
C. R越大,弹力越大 D. R越大,弹力越小
8. 如图所示,长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器。当木板以远离木块的另一端O为轴,由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹变大),如图甲所示。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。重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 木块一直相对木板静止
B. 木板与地面的夹角为时,木块做自由落体运动
C. 木块与木板间的动摩擦因数
D. 木块与木板间的动摩擦因数
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对而不全的得2分,错选或不选的得0分。)
9. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法,如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 加速度的定义式是,采用的是比值定义法
B. 在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法
C. 当非常小时,表示物体在时刻的瞬时速度,采用的是比值定义法
D. 自由落体运动在日常生活中并不存在,是理想化的运动模型
10. 一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力、和作用,大小分别为、、,且的方向指向正北,下列说法中正确的是( )
A. 这三个力的合力大小可能为零
B. 这三个力的合力最小值为
C. 若、的合力大小为,方向指向正南,则物体必然做匀速直线运动
D. 若物体处于静止状态,则、的合力大小一定为,且方向与相反
11. 将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终回到抛出点,运动过程中所受的阻力大小恒定,方向与运动方向相反,该过程的v-t图像如图所示,g取10m/s2 。下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和阻力大小之比为6∶5
B. 小球上升过程与下落过程所用时间之比为∶3
C. 小球落回到抛出点时的速度大小为8m/s
D. 小球下落过程中,受到向上的空气阻力,处于失重状态
12. 龙龙高铁是国家《中长期铁路网规划》建设项目,东起福建省龙岩市,途经上杭县、武平县进入广东省境内。2023年11月23日列车正式试运行,标志着龙龙高铁龙岩至武平段开始按图行车试验。下图为CRH2试运行客运列车组,该动车组由8节车厢组成,只有第一节车厢为动力车,各车厢的质量均相等,列车在水平直轨道上行驶时所受阻力大小与车重成正比。该列车沿水平直轨道行驶时,下列说法正确的是( )
A. 若列车匀速行驶,则车厢间的作用力为零
B. 若列车匀速行驶,则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为7:1
C. 若列车匀加速行驶,则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1:7
D. 无论列车做匀速运动还是匀变速运动,第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比都为1:7
13. 如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。现将固定点c向左缓慢移动少许,发现a与斜劈始终静止,则在此过程中( )
A. 细线对物体a的拉力减小
B. 细线对滑轮2的作用力变大
C. 地面对斜劈的摩擦力减小
D. 斜劈对地面的压力不变
三、实验题(本题共两个小题,其中14题8分,15题10分,总共18分)
14. 物理兴趣小组做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)下列关于实验过程中测量弹簧原长的说法正确的是
A. 应将弹簧平放在水平桌面上,使其自然伸长时测量
B. 应该使弹簧处于自由下垂状态时测量
C. 应该在弹簧悬挂钩码稳定后再测量
(2)若某次测量时弹簧测力计示数如图乙所示,则其读数=________;
(3)在实验后,根据记录的数据进行处理,描绘出悬挂钩码的重力与弹簧的长度 关系图像如图乙所示。该弹簧自然下垂时的长度为_____cm,劲度系数为_____。
15. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中,某小组做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,用力传感器来测细线中的拉力,并按要求进行记录。()
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是________。
A. 一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
B. 必须用仪器测出沙和沙桶的质量或重力
C. 应当先释放小车,再接通电源
D. 需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带
(2)图乙为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50,纸带上每两个点中间还有四个点未画出。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________ ,小车的加速度大小为________ 。(结果均保留2位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________ ,实验小车的质量M=________ 。 (结果均保留2位有效数字)
四、计算题(本题共三个小题,其中第16题10分,第17题12分,第18题16分,共38分。把解答写在答题卡中指定答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。)
16. 避险车道是道路上为失控车辆所设置的紧急避险通道,一般设置在较易发生事故的路段。避险车道使失控车辆平稳停车,避免出现人员伤亡、车辆严重损坏和装载货物严重散落的现象。一辆货车正在高速路上行驶,刹车突然失灵,货车行驶5s后,被迫以90km/h的速度冲上倾角为30°的碎石铺成的避险车道。已知货车在高速路上行驶速度为108km/h,该避险车道上汽车的加速度大小为,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)汽车冲上避险车道前的加速度大小;
(2)要使该车能安全避险,避险车道的最小长度。
17. 如图所示,AB为某滑雪场的一条长直滑道,BC为水平滑道,B处与水平滑道平滑连接,AB滑道的倾角,一质量的雪橇(可视为质点)从A点由静止开始匀加速下滑到B点,到达B点时速度为20m/s雪橇最后停止C点。雪橇与AB、BC间的动摩擦因数相同均为。取,,,求:
(1)求斜面AB的长度;
(2)雪橇从A处开始运动到停止所经历的时间。
18. 如图所示,质量为M=10kg的木板停放在粗糙水平面上,在小车右端施加一个F=50N的水平恒力,使木板加速。当木板向右运动的速度达到6时,撤掉拉力F,并在其右端轻轻放上一质量m=2kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零),m与M之间的动摩擦因数为,M与地面之间的动摩擦因数为,煤块始终不会从木板掉下,。
(1)煤块放上木板后,M、m的加速度分别是多少?
(2)煤块在木板上留下的痕迹长度是多少?
(3)木板从开始运动到最终相对地面静止的位移是多少?
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海口四中2024-2025学年度第一学期期末考试
高一年级物理试题
考生注意:本试卷共有18道小题,考试时间90分钟,满分为100分。
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1. 下列物理量是标量,其单位属于国际单位制中基本单位的一组是( )
A. 时间和路程 B. 电流和电阻 C. 加速度和质量 D. 力和位移
【答案】A
【解析】
【详解】A.时间和路程都是标量,它们的单位也属于国际单位制中基本单位,故A正确;
B.电流和电阻都是标量,但是电阻的单位属于国际单位制中的导出单位,不符合题意,故B错误;
C.加速度是矢量,且加速度的单位属于国际单位制中的导出单位,不符合题意,故C错误;
D.力和位移都是矢量,且力的单位属于国际单位制中的导出单位,不符合题意,故D错误。
故选A。
2. 红-19地空导弹武器系统是一款我国自主研制的新型地空导弹武器系统,其防空反导作战能力处于世界领先地位。关于其受力,下列分析正确的是( )
A. 炮车受到的重力和炮车对地面的压力是一对平衡力
B. 地面受到炮车的压力是由于炮车的轮胎发生形变而产生的
C. 轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车对地面的压力
D. 导弹发射时对炮车的力比炮车给导弹的力大
【答案】B
【解析】
【详解】A.炮车受到的重力和炮车对地面的压力作用在不同物体上,这两个力不是一对平衡力,故A错误;
B.地面受到炮车的压力是由于炮车的轮胎发生形变而产生的,故B正确;
C.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度,进而增加运动时的摩擦力,故C错误;
D.导弹发射时对炮车的力比炮车给导弹的力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选B。
3. 根据实测数据,小米SU7车型加速时间为3.14s,若将其加速过程视为匀加速直线运动,下列说法中正确的是( )
A. 汽车的加速度大小约为31.8 m/s2
B. 汽车每秒速度的变化量约为8.8m/s
C. 汽车加速过程的位移大约为157米
D. 汽车加速过程的位移大约为314米
【答案】B
【解析】
【详解】AB.汽车的加速度大小为
可知汽车每秒速度的变化量约为8.8m/s,故A错误,B正确;
CD.汽车加速过程的位移大约为
故CD错误。
故选B。
4. 甲、乙两辆玩具车从同一地点出发且在同一条直线上运动,它们的位移-时间()图像如图所示,由图像可以看出在内( )
A. 甲、乙两车始终同向运动 B. 4s时甲、乙两车间的距离最大
C. 6s末甲车回到出发点 D. 乙车做匀速直线运动的速率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示速度,可知甲在2s时调头,向负方向运动,而乙一直向正方向运动,故A错误;
B.4s时甲、乙两车相遇,距离最小,故B错误;
C.6s末甲车回到出发点,整个过程位移为零,故C正确;
D.乙车做匀速直线的速率为
故选C。
5. 一质点自地面高处由静止释放,经时间t落地,此时速度为,若忽略空气阻力,则( )
A. 时刻物体距地面高度为 B. 物体下落时速度为
C. 时刻物体距抛出点高度为 D. 物体下落时速度为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.质点自地面高处由静止释放,经时间t落地,根据位移公式有
经时间,根据位移公式有
即时刻物体距抛出点高度为,则时刻物体距地面高度为
故AC错误;
BD.质点自地面高处由静止释放,此时速度为,根据速度与位移的关系有
物体下落时,根据速度与位移的关系有
解得
故C错误,D正确。
故选D。
6. 课堂上老师借助DIS数字系统让学生研究人体下蹲和起立过程中的“超失重现象”,若力传感器的示数随时间变化规律如图所示,,则下列说法正确的是( )
A. 该同学质量为50kg
B. 该同学做了两次下蹲过程
C. 下蹲过程是失重现象,站起过程是超重现象
D. a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程
【答案】D
【解析】
【详解】A.力传感器的示数稳定时,示数表示此人的重力大小,该同学的重力大小为600N,质量为60kg,故A错误;
C.下蹲过程先加速下降是失重现象,后减速下降是超重现象;站起过程先加速上升是超重现象,后减速上升是失重现象,故C错误;
BD. a~c段和d~f段对应的分别是下蹲和站起过程,该同学做了一次下蹲、一次起立过程,故B错误,D正确。
故选D。
7. 每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪,若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上,忽略爪与锅之间的摩擦力,设锅为半径为R的球面,则每个瓜与锅之间的弹力( )
A. 等于 B. 小于
C. R越大,弹力越大 D. R越大,弹力越小
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示
假设每个爪与锅之间的弹力方向与竖直方向的夹角为,爪与爪之间的距离为d,由图中几何关系可得
由受力平衡可得
解得
可知R越大,越小,越大,越小。
故选D。
8. 如图所示,长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器。当木板以远离木块的另一端O为轴,由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹变大),如图甲所示。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。重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 木块一直相对木板静止
B. 木板与地面的夹角为时,木块做自由落体运动
C. 木块与木板间的动摩擦因数
D. 木块与木板间的动摩擦因数
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,摩擦力在夹角为时发生了突变,可知,在夹角小于时木块相当于木板静止,在夹角大于时木块相当于木板运动,故A错误;
B.结合上述可知,当夹角等于时,木块开始向下加速滑动,当木板与地面的夹角为时,即等于90°,木块加速度为重力加速度,但木块此时有一初速度,可知,木块不是做自由落体运动,故B错误;
CD.结合上述可知,当夹角等于时,木块恰好开始向下滑动,则有
,
解得
故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对而不全的得2分,错选或不选的得0分。)
9. 在物理学研究过程中有许多物理学研究方法,如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A. 加速度的定义式是,采用的是比值定义法
B. 在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了等效替代法
C. 当非常小时,表示物体在时刻的瞬时速度,采用的是比值定义法
D. 自由落体运动在日常生活中并不存在,是理想化的运动模型
【答案】AD
【解析】
【详解】A.加速度的定义式,采用了比值定义法,故A正确;
B.在不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体,采用了理想模型法,故B错误;
C.根据速度定义式,当非常小时,表示物体在时刻的瞬时速度,这里采用了极限的思维方法,故C错误;
D.自由落体运动在日常生活中并不存在,说生活中的下落运动遵循自由落体运动规律时,忽略了空气阻力的作用,故采用了理想模型的方法,故D正确。
故选AD。
10. 一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力、和作用,大小分别为、、,且的方向指向正北,下列说法中正确的是( )
A. 这三个力的合力大小可能为零
B. 这三个力的合力最小值为
C. 若、的合力大小为,方向指向正南,则物体必然做匀速直线运动
D. 若物体处于静止状态,则、的合力大小一定为,且方向与相反
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据两个力合力的取值范围可得、的合力大小范围为
即
因,方向指向正北,而和的方向不确定,当、的合力大小为11N,方向指向正南时,三个力的合力为零,故这三个力的合力范围为
故A正确,B错误;
C.若、的合力大小为11N,方向指向正南,因,方向指向正北,物体处于平衡状态,则物体做匀速直线运动或保持静止状态,故C错误;
D.若物体处于静止状态,说明、和的合力为零,则、的合力大小一定为11N,方向为正南,故D正确。
故选AD。
11. 将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出,最终回到抛出点,运动过程中所受的阻力大小恒定,方向与运动方向相反,该过程的v-t图像如图所示,g取10m/s2 。下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和阻力大小之比为6∶5
B. 小球上升过程与下落过程所用时间之比为∶3
C. 小球落回到抛出点时的速度大小为8m/s
D. 小球下落过程中,受到向上的空气阻力,处于失重状态
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,小球的加速度为
由牛顿第二定律得
解得小球受到的阻力为
小球所受重力和阻力大小之比为
A错误;
B.由图像可知,小球上升的最大高度为
小球下降阶段的加速度为
小球下落阶段需要的时间为
小球上升过程与下落过程所用时间之比为
B正确;
C.小球回到抛出点的速度为
C错误;
D.小球下落过程中,小球受到竖直向下的重力与竖直向上的阻力,合力竖直向下,加速度竖直向下,小球处于失重状态,故D正确。
故选BD。
12. 龙龙高铁是国家《中长期铁路网规划》建设项目,东起福建省龙岩市,途经上杭县、武平县进入广东省境内。2023年11月23日列车正式试运行,标志着龙龙高铁龙岩至武平段开始按图行车试验。下图为CRH2试运行客运列车组,该动车组由8节车厢组成,只有第一节车厢为动力车,各车厢的质量均相等,列车在水平直轨道上行驶时所受阻力大小与车重成正比。该列车沿水平直轨道行驶时,下列说法正确的是( )
A. 若列车匀速行驶,则车厢间的作用力为零
B. 若列车匀速行驶,则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为7:1
C. 若列车匀加速行驶,则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1:7
D. 无论列车做匀速运动还是匀变速运动,第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比都为1:7
【答案】CD
【解析】
【详解】A.若列车匀速行驶,对8节车厢整体进行分析,根据平衡条件有
可知,车厢之间的作用力大小总等于后侧所有车厢所受阻力大小,故A错误;
B.若列车匀速行驶,对第8节车厢进行分析有
对第2至第8节车厢整体进行分析有
可知,若列车匀速行驶,则第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比为1:7,故B错误;
C.若列车匀加速行驶,对8节车厢整体进行分析,根据牛顿第二定律有
若列车匀加速行驶,对第8节车厢进行分析有
对第2至第8节车厢整体进行分析有
解得
故C正确;
D.结合上述可知,无论列车做匀速运动还是匀变速运动,第7、8节与第1、2节车厢间的作用力大小之比都为1:7,故D正确。
故选CD。
13. 如图所示,倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上,物体a放在斜面上,轻质细线一端固定在物体a上,另一端绕过光滑的滑轮固定在c点,滑轮2下悬挂物体b,系统处于静止状态。现将固定点c向左缓慢移动少许,发现a与斜劈始终静止,则在此过程中( )
A. 细线对物体a的拉力减小
B. 细线对滑轮2的作用力变大
C. 地面对斜劈的摩擦力减小
D. 斜劈对地面的压力不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.设绳与竖直方向的夹角为θ,对b由平衡条件得
将固定点c向左缓慢移动少许,θ减小,cosθ增大,FT减小。细线对滑轮2的作用力为
F=2FTcosθ=
所以细线对滑轮2的作用力不变,故A正确,B错误;
CD.对整体受力分析,整体受重力、地面竖直向上的支持力FN、绳的拉力FT、地面向左的静摩擦力Ff,由平衡条件得
解得
地面对斜劈的支持力不变,由牛顿第三定律知,斜劈对地面的压力不变,θ和FT都减小,Ff减小,地面对斜劈的摩擦力减小,故CD正确。
故选ACD。
三、实验题(本题共两个小题,其中14题8分,15题10分,总共18分)
14. 物理兴趣小组做“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)下列关于实验过程中测量弹簧原长的说法正确的是
A. 应将弹簧平放在水平桌面上,使其自然伸长时测量
B. 应该使弹簧处于自由下垂状态时测量
C. 应该在弹簧悬挂钩码稳定后再测量
(2)若某次测量时弹簧测力计示数如图乙所示,则其读数=________;
(3)在实验后,根据记录的数据进行处理,描绘出悬挂钩码的重力与弹簧的长度 关系图像如图乙所示。该弹簧自然下垂时的长度为_____cm,劲度系数为_____。
【答案】(1)B (2)4.50
(3) ①. 11 ②. 100
【解析】
【小问1详解】
在弹簧竖直悬挂时进行探究弹簧上的弹力与其形变量的关系,由于弹簧有自身的重力,所以测量弹簧原长时应在弹簧处于自由下垂状态时测量,故B正确,AC错误。
【小问2详解】
弹簧测力计的最小分度是0.1N,所以图示中弹簧测力计的读数为
F0=4.50N
【小问3详解】
[1][2]由图像可知,悬挂钩码的重力为零时,弹簧处于自由下垂状态,该弹簧自然下垂时的长度为11cm,弹簧的劲度系数为
15. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中,某小组做了如图甲所示的实验改进,在调节桌面水平后,用力传感器来测细线中的拉力,并按要求进行记录。()
(1)关于该实验的操作,下列说法正确的是________。
A. 一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
B. 必须用仪器测出沙和沙桶的质量或重力
C. 应当先释放小车,再接通电源
D. 需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带
(2)图乙为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50,纸带上每两个点中间还有四个点未画出。根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为________ ,小车的加速度大小为________ 。(结果均保留2位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________ ,实验小车的质量M=________ 。 (结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)D (2) ①. 0.64 ②. 0.51
(3) ①. 1.0 ②. 2.9
【解析】
【小问1详解】
AB.由力传感器测小车受到的拉力,不需要用天平测出沙和沙桶的总质量,也不用保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,A、B错误;
C.使用打点计时器时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,C错误;
D.该实验探究物体质量一定时加速度与力的关系,需要改变沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,D正确。
故选D。
【小问2详解】
电源的频率为50 Hz,相邻计数点间有四个点未标出,则相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s,打B点时小车的瞬时速度大小为 AC 间的平均速度,则
根据逐差法可得小车运动的加速度大小是
【小问3详解】
对小车,根据牛顿第二定律有
将题图丙横截距数据代入可得
根据题图丙可知,当F=7 N时,a=4.5 m/s2,代入解得
M=2.9 kg
四、计算题(本题共三个小题,其中第16题10分,第17题12分,第18题16分,共38分。把解答写在答题卡中指定答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。)
16. 避险车道是道路上为失控车辆所设置的紧急避险通道,一般设置在较易发生事故的路段。避险车道使失控车辆平稳停车,避免出现人员伤亡、车辆严重损坏和装载货物严重散落的现象。一辆货车正在高速路上行驶,刹车突然失灵,货车行驶5s后,被迫以90km/h的速度冲上倾角为30°的碎石铺成的避险车道。已知货车在高速路上行驶速度为108km/h,该避险车道上汽车的加速度大小为,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)汽车冲上避险车道前的加速度大小;
(2)要使该车能安全避险,避险车道的最小长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
货车冲上避险车道前,由运动学公式可知得
其中v=90km/h=25m/s,v0=108km/h=30m/s,解得
【小问2详解】
设要使该车能安全避险,避险车道的最小长度为x,由速度位移公式可知
其中,,解得
17. 如图所示,AB为某滑雪场的一条长直滑道,BC为水平滑道,B处与水平滑道平滑连接,AB滑道的倾角,一质量的雪橇(可视为质点)从A点由静止开始匀加速下滑到B点,到达B点时速度为20m/s雪橇最后停止C点。雪橇与AB、BC间的动摩擦因数相同均为。取,,,求:
(1)求斜面AB的长度;
(2)雪橇从A处开始运动到停止所经历的时间。
【答案】(1)50m (2)
【解析】
【小问1详解】
雪橇从A运动到B过程,由牛顿第二定律
解得
根据运动学公式
解得
【小问2详解】
雪橇从A运动到B过程,根据速度公式有
雪橇从B运动到C过程,根据牛顿第二定律有
利用逆向思维,根据速度公式有
雪橇从A处开始运动到停止,共经历的时间
解得
18. 如图所示,质量为M=10kg的木板停放在粗糙水平面上,在小车右端施加一个F=50N的水平恒力,使木板加速。当木板向右运动的速度达到6时,撤掉拉力F,并在其右端轻轻放上一质量m=2kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零),m与M之间的动摩擦因数为,M与地面之间的动摩擦因数为,煤块始终不会从木板掉下,。
(1)煤块放上木板后,M、m的加速度分别是多少?
(2)煤块在木板上留下的痕迹长度是多少?
(3)木板从开始运动到最终相对地面静止的位移是多少?
【答案】(1),
(2)3m (3)12.75m
【解析】
【小问1详解】
对煤块m,由牛顿第二定律
解得
对木板M,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
由运动学公式,煤块速度为
木板的速度为
当煤块和木板共速时
解得
,
此时,煤块和木板的相对位移,即划痕长度为
其中
解得
【小问3详解】
木板先在恒力的作用下加速运动,放上煤块后减速运动到和煤块共速后一起减速到静止,加速时,根据牛顿第二定律
根据运动学公式
解得加速的位移大小为
木板和煤块相对滑动时,木板的位移大小为
木板和煤块一起减速时,根据牛顿第二定律
一起减速时,木板的位移大小为
木板从开始运动到最终相对地面静止的位移大小为
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