精品解析:北京市十一学校顺义学校2025-2026学年高三上学期8月考试物理试卷
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内容正文:
北京市十一学校顺义学校2025-2026学年第一学期8月考试高三物理试卷
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是( )
A. B.
C. D.
2. 有关红、绿、紫三束单色光,下述说法正确的是( )
A. 红光频率最大
B. 在空气中红光的波长最小
C. 红光光子的能量大于绿光光子的能量
D. 用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小
3. 伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系,则下列符合实验事实的是( )
A. 小球由静止开始释放,“冲”上对接的斜面
B. 小球会上升到原来释放时的高度
C. 减小斜面的倾角θ,小球仍然能到达原来的高度
D. 继续减小斜面的倾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永远运动下去
4. 某同学将一支圆珠笔绑在一根细绳的下端,细绳的上端用胶布固定在地铁的竖直扶手上。地铁沿平直轨道运动,在某段时间内,细绳和笔相对车厢静止,该同学用手机拍摄的一张照片如图所示,照片的拍摄方向跟地铁前进方向垂直。由此判断该地铁在此段时间内,可能( )
A. 向左加速驶出地铁站 B. 向左减速驶入地铁站
C. 向右加速驶出地铁站 D. 向右减速驶入地铁站
5. 如图所示为一质点做直线运动的速度−时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,BC段的加速度数值最大
B. 整个过程中,BC段和CD段的运动方向相反
C. 整个过程中,C点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段所表示的运动通过的位移是34m
6. 如图所示,倾角为的光滑斜面体固定在水平面上,斜面上有一质量为m的金属球被竖直光滑挡板挡住。已知重力加速度为g。则( )
A. 金属球对挡板的压力大小为 B. 金属球对挡板的压力大小为
C. 金属球对斜面的压力大小为 D. 金属球对斜面的压力大小为
7. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
8. 某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的挂钩处系一细线,把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处,手持弹簧测力计B水平向左拉,使O点缓慢地向左移动,且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变,不计弹簧测力计所受的重力,两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程,则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是( )
A. FA变大,FB变小 B. FA变小,FB变大
C. FA变大,FB变大 D. FA变小,FB变小
9. 木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,则以下关于力F作用后木块A、B所受摩擦力FA,FB的大小,说法正确的是( )
A. FA=12.5N B. FA=8N
C. FB=15N D. FB=1N
10. 小区高楼下一轿车被某层楼阳台上自由落下的石块砸中,民警在寻找肇事者的过程中,某摄影爱好者提供了一张从阳台水平向外正好拍到石头下落的照片,如图所示,照片中石块留下一条模糊的径迹AB。已知这张照片的曝光时间为0.01s,每块砖的平均厚度为6cm,g取10m/s。请你帮助民警估算石子刚下落时与A点之间的距离是( )
A. 10m B. 16m C. 20m D. 25m
11. 如图所示,两个完全相同的物块1和物块2之间用轻弹簧连接,用一根不可伸长的轻软细绳悬挂在天花板上并保持静止。剪断细绳的瞬间,物块1和物块2加速度的大小分别为和。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
12. 在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带,可将放在其上的小工件(可视为质点)运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时,恰好带动传送带的电动机突然断电,导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面 ( )
A. 做匀减速直线运动直到停止
B. 先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动
C. 先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动
D. 先做匀减速直线运动,然后做匀速直线运动
13. 蹦床是兼具艺术性与竞技性的一种体操运动。某躝床运动员仅在竖直方向运动,运动过程中运动员对蹦床的作用力的大小F与时间t的关系如图所示。假设运动员不与蹦床接触时蹦床面水平。忽略空气阻力,g取。下列说法正确的是( )
A. 6.5s~7.3s内运动员的速度一直减小
B. 运动过程中运动员最大速度为10m/s
C. 运动过程中运动员最大加速度为
D. 运动员离开蹦床上升的最大高度为20m
14. 某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”,其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺,弹簧下端挂一个质量的重物,重物静止时弹簧的伸长量,指针指在点。已知图中,规定竖直向下为正方向,取重力加速度。下列说法不正确的是( )
A. 若指针指在之间某点时,被测物体可能在减速上升
B. 点应标记的加速度值为
C. 该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的
D. 若指针指在之间某点时,被测物体处于失重状态
第二部分
本部分共6题,共58分。
15. 某实验小组用如图所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。实验中,在竖直轻弹簧下端悬挂若干个质量相等的钩码,记录悬挂的钩码个数n,测量对应的弹簧伸长量x,实验时弹簧始终在弹性限度内,记录的数据如下表:
钩码个数n(个)
1
2
3
4
形变量x(cm)
1.00
2.00
x3
4.00
通过对实验数据的分析与计算,完成下列问题:
(1)数据表中x3的数值为______cm;
(2)在弹性限度内,该弹簧的弹力大小与伸长量成______(选填“正比”或“反比”)。
(3)结合表格和图像可知:每个钩码的质量______kg;弹簧的劲度系数______N/m。
16. 在“探究力的平行四边形定则”的实验中,实验装置示意图如图甲所示,其中AO为橡皮绳,OB和OC为细绳,A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,先用两个弹簧测力计将橡皮绳的一端拉至O点,测出两个拉力F1和F2;再用一个弹簧测力计将橡皮绳拉至O点,测出其拉力F′,图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示。
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______;
(2)采取下列哪些措施可以起到减小实验误差的作用______。
A.两个分力F1、F2间的夹角应大于90º
B.两个分力F1、F2的大小应尽量大些
C.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
D.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
17. 用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
(1)除图中标明的实验器材外,在下列仪器或器材中,还需要的两项是___________。
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.螺旋测微器
E.天平(含砝码)
F.停表
(2)甲同学安装并调整好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次,打出若干条纸带。从中选出了如图所示的一条纸带并确定出O、A、B、C计数点(相邻计数点间还有4个计时点没有标出),图中标出了相邻计数点之间的距离。
他根据纸带上的数据,尽可能精确地算出打下B、C、D、E计数点时小车的瞬时速度,记录在表中,请你在表中补上A点的数据(结果保留3位有效数字)____。
计数点
A
B
C
D
E
瞬时速度v/(m·s-1)
0.810
0.996
1.176
1.390
(3)乙同学也正确地完成了上述实验,得到了小车速度v随时间t变化的图线,如图所示,他判断该小车做匀变速直线运动,依据是____________。
A.该图线表示小车通过的位移随时间均匀变化
B.该图线表示小车的瞬时速度随时间均匀变化
C.该图线表示小车的加速度随时间均匀变化
(4)落体运动是特殊的匀加速直线运动。在研究落体运动时,伽利略认为最简单的猜想就是速度v正比于通过的位移x或者所用的时间t。他运用逻辑推理的方法,论证了速度v正比于位移x的运动过程是不可能的,论证过程如下:若速度正比于位移,设物体通过位移x时的速度为v,所用时间;通过2倍位移2x时的速度应为2v,所用时间,这样一来,通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同,进而得出通过第2段位移x不需要时间的荒谬结论。因此,落体运动中速度v不能正比于位移x。你是否同意上述伽利略的论证过程,请说明理由______。
18. 如图所示,一质量的物块静止在水平地面上,现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力,使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数,,,取重力加速度。
(1)画出物块受力的示意图;
(2)求物块加速度的大小a;
(3)求2.0s内物块通过的位移大小x。
19. “雪滑梯”是冬季常见的娱乐项目。某“雪滑梯”由倾角的段和水平段组成,二者在B点通过一段长度可忽略不计的弧形轨道平滑连接,如图15所示。用一质量的滑块K(可视为质点)代替载有人的气垫,滑块K从A点由静止释放后沿做匀加速运动,下滑过程的加速度大小。已知段长度,,,取重力加速度,忽略空气阻力。
(1)求滑块K与段滑道的动摩擦因数;
(2)求从A点运动到B点的过程中,滑块K所受重力冲量的大小;
(3)若滑块K与BC段滑道的动摩擦因数仍为μ。滑块K滑下后,必须在C点之前停下,求BC段的最小长度d。
20. 质量m=2.0×10-4 kg、电荷量q=+1.0×10-6 C的带电微粒悬浮在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1。在t=0时刻,电场强度的大小突然增加到E2=4.0×103 N/C,电场方向保持不变;到t1=0.20 s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小E2保持不变。g取10 m/s2。求:
(1)电场强度E1的大小;
(2)t1=0.20 s时刻带电微粒的速度大小;
(3)带电微粒在速度方向为水平向右时刻的动能。
21. 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度是随时间变化的,已知电梯在时由静止开始上升,图像如图2所示。电梯总质量。忽略一切阻力,重力加速度取。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力;
(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由图像求位移的方法。请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示图像,求电梯在前2s内的速度改变量和第10s末的速率;
(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率;再求在时间内,拉力和重力对电梯所做的总功。
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北京市十一学校顺义学校2025-2026学年第一学期8月考试高三物理试卷
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为
故A符合题意;
B.根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为
故B不符合题意;
C.根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为
故C不符合题意;
D.根据电荷数和质量数守恒知,核反应方程为
故D不符合题意。
故选A。
2. 有关红、绿、紫三束单色光,下述说法正确的是( )
A. 红光频率最大
B. 在空气中红光的波长最小
C. 红光光子的能量大于绿光光子的能量
D. 用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小
【答案】D
【解析】
【详解】AB. 红光的波长最长,频率最小,故AB错误;
C.红光的频率小于绿光的频率小,所以红光光子的能量小于绿光光子的能量,故C错误;
D.根据公式
紫光的波长最短,用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小,故D正确。
故选D。
3. 伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系,则下列符合实验事实的是( )
A. 小球由静止开始释放,“冲”上对接的斜面
B. 小球会上升到原来释放时的高度
C. 减小斜面的倾角θ,小球仍然能到达原来的高度
D. 继续减小斜面的倾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永远运动下去
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球由静止开始释放,“冲”上对接的斜面,这是事实,故A正确;
B.因为生活中没有无摩擦的轨道,所以小球上升到原来释放时的高度为推理,故B错误;
C.减小斜面的倾角θ,小球仍然到达原来的高度是在B项的基础上进一步推理,故C错误;
D.继续减小斜面的倾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永远运动下去,是在C项的基础上继续推理得出的结论,故D错误。
故选A。
4. 某同学将一支圆珠笔绑在一根细绳的下端,细绳的上端用胶布固定在地铁的竖直扶手上。地铁沿平直轨道运动,在某段时间内,细绳和笔相对车厢静止,该同学用手机拍摄的一张照片如图所示,照片的拍摄方向跟地铁前进方向垂直。由此判断该地铁在此段时间内,可能( )
A. 向左加速驶出地铁站 B. 向左减速驶入地铁站
C. 向右加速驶出地铁站 D. 向右减速驶入地铁站
【答案】AD
【解析】
【详解】当圆珠笔与地铁相对静止时,圆珠笔的加速度与地铁的加速度相同,照片中圆珠笔向右偏,说明圆珠笔受到的合力方向向左,其加速度方向向左,故地铁的加速度方向向左,地铁向左做加速运动,或者地铁向右减速运动。
故选AD。
5. 如图所示为一质点做直线运动的速度−时间图像,下列说法中正确的是( )
A. 整个过程中,BC段的加速度数值最大
B. 整个过程中,BC段和CD段的运动方向相反
C. 整个过程中,C点所表示的状态,离出发点最远
D. BC段所表示的运动通过的位移是34m
【答案】D
【解析】
【详解】图像中,倾斜的直线表示匀变速直线运动,其斜率表示加速度,倾角越大表示加速度越大;图像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。段与时间轴围成的梯形面积表示其运动的位移。
【解答】A.图像的斜率等于加速度,在整个过程中,CD段和DE段倾角最大,斜率最大,故其加速度数值最大,故A错误;
B.整个过程中,BC段和CD段速度均为正值,说明运动方向相同,故B错误。
C.从O到D点的图像与坐标轴围成的面积在时间轴的上方,位移为正,D点以后位移为负,说明此时已经反方向运动了,故D点所表示的状态离出发点最远,故C错误;
D.BC段所表示的运动通过的位移等于BC段与时间轴围成的梯形面积大小,为
故D正确。
故选D。
【点睛】本题是速度-时间图像的应用,要明确斜率的含义,知道在速度-时间图像中图像与坐标轴围成的面积的含义。
6. 如图所示,倾角为的光滑斜面体固定在水平面上,斜面上有一质量为m的金属球被竖直光滑挡板挡住。已知重力加速度为g。则( )
A. 金属球对挡板的压力大小为 B. 金属球对挡板的压力大小为
C. 金属球对斜面的压力大小为 D. 金属球对斜面的压力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】设斜面对金属球的弹力为,挡板对金属球的弹力为,对金属球进行受力分析,有
解得
根据牛顿第三定律
故选D。
7. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
8. 某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。将弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M,弹簧测力计B的挂钩处系一细线,把细线的另一端系在弹簧测力计A下端细线上的O点处,手持弹簧测力计B水平向左拉,使O点缓慢地向左移动,且总保持弹簧测力计B的拉力方向不变,不计弹簧测力计所受的重力,两弹簧测力计的拉力均不超出它们的量程,则弹簧测力计A、B的示数FA、FB的变化情况是( )
A. FA变大,FB变小 B. FA变小,FB变大
C. FA变大,FB变大 D. FA变小,FB变小
【答案】C
【解析】
【详解】以O点为研究对象,其受力变化如同所示
由图可知,开始时弹簧A处于竖直状态,其拉力大小等于Mg,B弹簧拉力为零,当O点左移时,弹簧A与竖直方向的夹角在增大,由受力图可知FA变大,FB变大
故选C。
9. 木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,则以下关于力F作用后木块A、B所受摩擦力FA,FB的大小,说法正确的是( )
A. FA=12.5N B. FA=8N
C. FB=15N D. FB=1N
【答案】B
【解析】
【详解】木块A与地面间的最大静摩擦力为
木块B与地面间的最大静摩擦力为
弹簧弹力为
施加水平拉力F后,对B物体受力分析,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为15N,大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,所以
施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,所以
故选B。
10. 小区高楼下一轿车被某层楼阳台上自由落下的石块砸中,民警在寻找肇事者的过程中,某摄影爱好者提供了一张从阳台水平向外正好拍到石头下落的照片,如图所示,照片中石块留下一条模糊的径迹AB。已知这张照片的曝光时间为0.01s,每块砖的平均厚度为6cm,g取10m/s。请你帮助民警估算石子刚下落时与A点之间的距离是( )
A. 10m B. 16m C. 20m D. 25m
【答案】B
【解析】
【详解】石子在曝光时间内的平均速度为
此速度为轨迹中间时刻的速度,根据
代入数据解得
石子刚下落时与A点之间的距离约是16m。
故选B。
11. 如图所示,两个完全相同的物块1和物块2之间用轻弹簧连接,用一根不可伸长的轻软细绳悬挂在天花板上并保持静止。剪断细绳的瞬间,物块1和物块2加速度的大小分别为和。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对物块1、2整体受力分析,未剪断细绳时,根据平衡条件可得
剪断细绳后对物块1则有
由牛顿第二定律可得,物块1的加速度大小为,故A错误,B正确;
CD.未剪断细绳时,对物块2受力分析,根据平衡条件可得
剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力不变,故物块2 处于平衡状态,则有
根据牛顿第二定律可知,故C正确,D错误,
故选BC。
12. 在工厂的车间里有一条沿水平方向匀速运行的传送带,可将放在其上的小工件(可视为质点)运送到指定位置。某次将小工件放到传送带上时,恰好带动传送带的电动机突然断电,导致传送带做匀减速运动至停止。则小工件被放到传送带上后相对于地面 ( )
A. 做匀减速直线运动直到停止
B. 先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动
C. 先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动
D. 先做匀减速直线运动,然后做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】小工件在滑动摩擦力的做工下做匀加速直线运动,当小工件与传送带共速后,摩擦力方向改变,小工件做匀减速直线运动。
故选B。
13. 蹦床是兼具艺术性与竞技性的一种体操运动。某躝床运动员仅在竖直方向运动,运动过程中运动员对蹦床的作用力的大小F与时间t的关系如图所示。假设运动员不与蹦床接触时蹦床面水平。忽略空气阻力,g取。下列说法正确的是( )
A. 6.5s~7.3s内运动员的速度一直减小
B. 运动过程中运动员最大速度为10m/s
C. 运动过程中运动员最大加速度为
D. 运动员离开蹦床上升的最大高度为20m
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,t=6.5s时刻运动员接触蹦床,在开始的阶段蹦床对运动员的弹力小于重力,则运动员加速向下运动,当弹力等于重力时速度最大,然后当弹力大于重力时向下做减速运动直到最低点,然后反向向上运动,同样是先向上加速后向上减速,在t=7.3s时刻离开蹦床,故A错误;
B.由图可知,运动员在空中的时间为2s,则离开蹦床上升和下降的时间均为1s,则刚落到蹦床上时的速度为
由上述分析可知,运动过程中运动员最大速度应大于10m/s,故B错误;
C.运动过程中运动员在最低点时加速度最大,由图可知最大弹力,运动员的重力,则最大加速度为
故C正确;
D.运动员离开蹦床上升的最大高度为
故D错误。
故选C。
14. 某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”,其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺,弹簧下端挂一个质量的重物,重物静止时弹簧的伸长量,指针指在点。已知图中,规定竖直向下为正方向,取重力加速度。下列说法不正确的是( )
A. 若指针指在之间某点时,被测物体可能在减速上升
B. 点应标记的加速度值为
C. 该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的
D. 若指针指在之间某点时,被测物体处于失重状态
【答案】D
【解析】
【详解】D.重物静止时弹簧的伸长量,根据平衡条件有
解得
若指针指在之间某点时,弹簧的伸长量增大,弹簧弹力大于物体重力,物体有向上的加速度,被测物体处于超重状态,故D错误,符合题意;
A.若指针指在之间某点时,弹簧的伸长量减小,弹簧弹力小于物体重力,物体有向下的加速度,被测物体处于失重状态,被测物体可能在减速上升,故A正确,不符合题意;
B.指针指在点时,根据牛顿第二定律有
解得,故B正确,不符合题意;
C.设点至指针所指位置的位移为,根据牛顿第二定律有
又
联立解得
故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的,故C正确,不符合题意。
本题选错误的,故选D。
第二部分
本部分共6题,共58分。
15. 某实验小组用如图所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。实验中,在竖直轻弹簧下端悬挂若干个质量相等的钩码,记录悬挂的钩码个数n,测量对应的弹簧伸长量x,实验时弹簧始终在弹性限度内,记录的数据如下表:
钩码个数n(个)
1
2
3
4
形变量x(cm)
1.00
2.00
x3
4.00
通过对实验数据的分析与计算,完成下列问题:
(1)数据表中x3的数值为______cm;
(2)在弹性限度内,该弹簧的弹力大小与伸长量成______(选填“正比”或“反比”)。
(3)结合表格和图像可知:每个钩码的质量______kg;弹簧的劲度系数______N/m。
【答案】 ①. 3.00 ②. 正比 ③. 0.2 ④. 200
【解析】
【详解】(1)[1]由表格规律可知
(2)[2]根据表格数据可知,该弹簧的弹力大小与伸长量成正比;
(3)[3]有表格及图像数据可知,一个钩码是该弹簧伸长1cm,2N的力也使该弹簧伸长1cm,故有
解得
[4]根据胡克定律有
16. 在“探究力的平行四边形定则”的实验中,实验装置示意图如图甲所示,其中AO为橡皮绳,OB和OC为细绳,A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,先用两个弹簧测力计将橡皮绳的一端拉至O点,测出两个拉力F1和F2;再用一个弹簧测力计将橡皮绳拉至O点,测出其拉力F′,图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示。
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______;
(2)采取下列哪些措施可以起到减小实验误差的作用______。
A.两个分力F1、F2间的夹角应大于90º
B.两个分力F1、F2的大小应尽量大些
C.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
D.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
【答案】 ①. F' ②. BCD
【解析】
【详解】(1)[1]方向一定沿OA方向的力是实际合力的方向,即F′的方向。
(2)[2]A.要使误差减小,两个分力F1、F2间的夹角不必要一定大于90º,故A错误;
B.两个分力F1、F2的大小应尽量大些,故B正确;
C.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,以便标出的方向误差小,故C正确;
D.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行,故D正确。
故选BCD。
17. 用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
(1)除图中标明的实验器材外,在下列仪器或器材中,还需要的两项是___________。
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.螺旋测微器
E.天平(含砝码)
F.停表
(2)甲同学安装并调整好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次,打出若干条纸带。从中选出了如图所示的一条纸带并确定出O、A、B、C计数点(相邻计数点间还有4个计时点没有标出),图中标出了相邻计数点之间的距离。
他根据纸带上的数据,尽可能精确地算出打下B、C、D、E计数点时小车的瞬时速度,记录在表中,请你在表中补上A点的数据(结果保留3位有效数字)____。
计数点
A
B
C
D
E
瞬时速度v/(m·s-1)
0.810
0.996
1.176
1.390
(3)乙同学也正确地完成了上述实验,得到了小车速度v随时间t变化的图线,如图所示,他判断该小车做匀变速直线运动,依据是____________。
A.该图线表示小车通过的位移随时间均匀变化
B.该图线表示小车的瞬时速度随时间均匀变化
C.该图线表示小车的加速度随时间均匀变化
(4)落体运动是特殊的匀加速直线运动。在研究落体运动时,伽利略认为最简单的猜想就是速度v正比于通过的位移x或者所用的时间t。他运用逻辑推理的方法,论证了速度v正比于位移x的运动过程是不可能的,论证过程如下:若速度正比于位移,设物体通过位移x时的速度为v,所用时间;通过2倍位移2x时的速度应为2v,所用时间,这样一来,通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同,进而得出通过第2段位移x不需要时间的荒谬结论。因此,落体运动中速度v不能正比于位移x。你是否同意上述伽利略的论证过程,请说明理由______。
【答案】 ①. AC##CA ②. 0.605 ③. B ④. 若速度正比于位移,设物体通过位移x时的速度为v,由于v是这一过程的末速度,而不是平均速度,所以所用时间;同理,通过2倍位移2x时的速度若为2v,所用时间,因而无法得出如下结论:通过第1段位移x的时间t1与通过全程2x的时间t2相同,进而得出通过第2段位移x不需要时间。所以不同意上述伽利略的论证过程。
【解析】
【详解】(1)[1]AB.打点计时器的工作电源是交流电,故A正确,B错误;
CD.实验中测量纸带上计数点间的距离,可利用刻度尺,不需要用螺旋测微器,故C正确,D错误;
E.实验中小车做变速运动即可,因此不需要天平测量重物的质量,故E错误;
F.打点计时器是计时的仪器,故不需要停表,故F错误。
故选AC。
(2)[2] 电源的频率为50Hz,所以两相邻计数点的时间间隔为
匀变速直线运动中,一段过程中间时刻的速度等于该过程的平均速度,可知打A点时小车的瞬时速度为
(3)[3]图像表示速度随时间变化的关系,图像的斜率表示加速度,由图像可知斜率不变,加速度不变,即速度随时间均匀变化,所以小车做匀变速直线运动。
故选B。
(4)[4]略。
18. 如图所示,一质量的物块静止在水平地面上,现用一大小、与水平方向成角斜向上的拉力,使物块沿水平地面做匀加速直线运动。已知物块与地面间的动摩擦因数,,,取重力加速度。
(1)画出物块受力的示意图;
(2)求物块加速度的大小a;
(3)求2.0s内物块通过的位移大小x。
【答案】(1) (2)6m/s2
(3)12m
【解析】
【小问1详解】
物块受竖直向下的重力,竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力和施加的外力F,如图所示
【小问2详解】
水平方向有
竖直方向有
联立可得
【小问3详解】
根据位移时间关系可得
19. “雪滑梯”是冬季常见的娱乐项目。某“雪滑梯”由倾角的段和水平段组成,二者在B点通过一段长度可忽略不计的弧形轨道平滑连接,如图15所示。用一质量的滑块K(可视为质点)代替载有人的气垫,滑块K从A点由静止释放后沿做匀加速运动,下滑过程的加速度大小。已知段长度,,,取重力加速度,忽略空气阻力。
(1)求滑块K与段滑道的动摩擦因数;
(2)求从A点运动到B点的过程中,滑块K所受重力冲量的大小;
(3)若滑块K与BC段滑道的动摩擦因数仍为μ。滑块K滑下后,必须在C点之前停下,求BC段的最小长度d。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)滑块沿着下滑过程中,由牛顿第二定律可得
代入数据解得
(2)滑块沿着下滑过程中,由运动学公式
解得
滑块K所受重力冲量的大小
代入数据可得
(3)滑块在B点的速度
滑块在段的加速度
根据运动学公式
解得
20. 质量m=2.0×10-4 kg、电荷量q=+1.0×10-6 C的带电微粒悬浮在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1。在t=0时刻,电场强度的大小突然增加到E2=4.0×103 N/C,电场方向保持不变;到t1=0.20 s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小E2保持不变。g取10 m/s2。求:
(1)电场强度E1的大小;
(2)t1=0.20 s时刻带电微粒的速度大小;
(3)带电微粒在速度方向为水平向右时刻的动能。
【答案】(1)2.0×103 N/C; (2)2.0 m/s ;(3)1.6×10-3 J
【解析】
【分析】
【详解】(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以
代入数据得
(2)当场强为E2的时候,带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动,设0.20s后的速度为v1,由动量定理有
(E2q-mg)t =mv1
解得
v2=2m/s
(3)把电场E2改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1,则
0-v1=-gt1
解得
t1=0.20s
设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2,根据牛顿第二定律
qE2=ma2
解得
a2=20m/s2
设此时带电微粒的水平速度为v2,则
v2=a2t1
解得
v2=4.0m/s
故此时带电微粒的动能为
Ek=mv22= 1.6×10-3J
21. 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度是随时间变化的,已知电梯在时由静止开始上升,图像如图2所示。电梯总质量。忽略一切阻力,重力加速度取。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力;
(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解了由图像求位移的方法。请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示图像,求电梯在前2s内的速度改变量和第10s末的速率;
(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率;再求在时间内,拉力和重力对电梯所做的总功。
【答案】(1);
(2);
(3);
【解析】
【小问1详解】
当方向向上时,有最大拉力,由牛顿第二定律,有
解得
当方向向上时,有最小拉力,由牛顿第二定律,有
解得
【小问2详解】
类比可得,所求内速度变化量等于图线下的面积
内速度变化量等于图线下的面积
根据
所以第10s末的速率
【小问3详解】
由图像可知,内速率最大,其值等于内图线下的面积,有
由于
解得
此时电梯做匀速运动,可知
功率
由动能定理,总功
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