精品解析:山东省枣庄市滕州市2025-2026学年高一上学期11月期中物理试题
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内容正文:
2025~2026学年度第一学期期中质量检测
高一物理试题
本试卷共6页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
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,再选涂其它答案标号。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、考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还;两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”这句诗描绘了诗人从白帝城至江陵两地间乘船沿江而下的情景,从物理学的视角来看( )
A. “一日”指的是“时刻” B. “千里”指的是“位移”
C. 由诗能求得“平均速度” D. 相对于轻舟,山在运动
2. 物理学家研究弹弹球在地板和天花板间弹跳时,发现一个特殊的现象:当弹弹球在第一次撞击硬地板后,因为摩擦力开始旋转且斜向上运动,在与天花板撞击后向来时的方向后退,并不是像光的反射一样向前运动(图中右侧虚线方向),如图所示。下列说法正确的是( )
A. 弹弹球体积较小,一定可将弹弹球看作质点
B. 研究弹弹球运行轨迹时可将弹弹球看作质点
C. 研究弹弹球与天花板撞击现象时可将弹弹球看作质点
D. 测量弹弹球运动时间时不可将弹弹球看作质点
3. 将物体各部分受到的重力视为集中作用在重心,这里用到的研究方法是( )
A. 理想模型法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法
4. 一辆小车以一定速度冲上光滑斜面后回到原处,其v-t图像如图所示。以下说法正确的是( )
A. 小车向上运动和向下运动的位移相同
B. 小车运动过程中的速度一直在减小
C. 小车向上运动和向下运动的加速度大小均为,方向相同
D. 向上运动到最高点时,小车的瞬时速度和加速度都为零
5. 如图是高中物理必修第一册封面上的沙漏照片。若近似认为砂粒下落的初速度为0,短时间内出砂口到落点的距离为20cm,忽略空气阻力,不计砂粒间的相互影响,且砂粒均匀漏下,以下推断,正确的是( )
A. 落点处砂粒的速度约为
B. 砂粒从出口到落点的时间约为2s
C. 出口下方5cm处砂粒的速度是20cm处砂粒速度的一半
D. 出口下方范围内的砂粒数与范围内的砂粒数一样多
6. 长为的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为,要通过前方一长为的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为和,则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
7. 为了方便顾客上下,商场都会安装智能化的电动扶梯。如图所示,甲(无台阶)、乙(有台阶)分别是某商场里的两种类型的扶梯,若两扶梯的倾角相同,质量相等的两位顾客分别站在甲、乙两扶梯上随扶梯一起匀速上行(手不接触扶梯),在此过程中( )
A. 甲、乙扶梯上的顾客都受到三个力的作用
B. 扶梯甲上顾客对扶梯作用力等于扶梯对顾客的作用力
C. 扶梯甲对顾客的作用力大于扶梯乙对顾客的作用力
D. 扶梯乙上的顾客相对扶梯有沿扶梯向下运动的趋势
8. 如图,光滑圆环竖直固定在水平地面上,细线通过圆环最高点的小孔与套在圆环上的小球相连,拉住细线使小球静止于处。设小球的重力为,细线与圆环竖直直径的夹角为,细线对小球的拉力大小为。拉动细线使小球缓慢沿圆环向上移动,则下列随变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 一位运动员做了一个困难的一字马动作而爆红网络。如图所示,她在走廊里用腿支撑墙,使自己静止于两墙之间(全身离地有一定高度),下列说法正确的是( )
A. 脚对墙壁的压力是墙壁发生形变产生的
B. 墙壁对脚的支持力是墙壁发生形变产生的
C. 若脚对墙壁的压力增大,人受到的摩擦力也增加
D. 若换一双鞋底更粗糙的鞋,可以减少脚对墙壁的压力
10. 拉面是我国独具地方风味的传统面食。如图所示,拉面师傅将一根粗面条拉成细面条,粗、细面条的质量相等且两者的质量都均匀分布。粗、细面条处于悬停状态时,面条端点和与竖直方向的夹角分别为和,和为粗、细面条的最低点。关于面条处于悬停状态时各点张力大小的分析,下列说法正确的是( )
A. 点张力大于点张力
B. 点张力小于点张力
C. 点张力大于点张力
D. 点张力小于点张力
11. 如图所示,有一小球以某一初速度从斜面底部冲上斜面,依次经过A、B、C三点,并到达最高点D。已知AB、BC距离均为12m,小球所用时间分别为2秒和3秒。下列说法正确的是( )
A. 小球加速度大小为
B. 小球经过B点的速度大小为
C. 小球从C到D的时间为
D. C到D的距离为
12. 蓝牙是一种无线技术标准,可实现各种设备之间的短距离数据交换。某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验,如图所示。在距离为的两条平直轨道上,的连线与轨道垂直,A车自点从静止开始以的加速度向右做匀加速直线运动,B车自点以的速度向右做匀速直线运动。已知两车同时出发,当两车间的距离超过时,两车无法实现通信。忽略信号传递的时间,下列说法正确的是( )
A. 末,两车之间的距离为
B. 经过,两车距离最近
C. 两车能通信的时间为
D. 两车能通信的时间为
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学用图(a)所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小,在拉力作用下将木板拉出,实验中、始终保持相对静止。
(1)该同学先通过力传感器,测量出弹簧弹力和弹簧长度,描绘出图像,如图(b)所示。由图可知弹簧原长为______,劲度系数为______(结果均保留位有效数字)。
(2)该同学随后测得物块、的总质量为,木板拉出过程中,物块、稳定时弹簧的长度为,描绘出图像如图(c)所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为______(取重力加速度,结果保留位有效数字)。
14. 实验小组在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,所用交流电频率为50Hz。
(1)实验使用电火花打点计时器,为图(a)中的______(填“甲”或者“乙”)。
(2)某同学测量的部分纸带如图(b)所示,每五个点取一个计数点,连续取五个计数点a、b、c、d、e。则打点计时器打c点时小车的瞬时速度大小为______m/s(计算结果保留2位有效数字);若打点前纸带的a点一端靠近打点计时器,则纸带做______(填“加速”或“减速”)运动,小车的加速度大小为______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(3)会导致加速度的计算值比实际值偏大的是______(填入正确选项前的字母)。
A. 实验时的实际电压低于打点计时器所需电压
B. 实际频率略小于50Hz(打点间隔略大于0.02s),但数据处理时当作50Hz计算
C. 处理数据时每隔3个点取一个计数点,但相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算
15. 以18m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3s内前进36m。求:
(1)汽车的加速度;
(2)汽车减速至0,所需时间。
16. 如图所示,某幼儿园要在空地上做一个滑梯,滑梯的高度已确定为2m。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下,滑梯的水平跨度最多是?
17. 如图所示,由同种材料制成的半圆柱体A、B并排放置在粗糙水平地面上,相互之间恰无挤压力。质量为m的光滑圆柱体C静置在半圆柱体之上,a、b为切点,O1、O2、O3为圆心。已知A、B、C密度相同且等长,半径之比R1:R2:R3=3:2:1。取重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)圆柱体C受到半圆柱体A、B的支持力FA、FB的大小;
(2)半圆柱体材料与地面间动摩擦因数需满足的条件。
18. 如图所示为某高峰时段的十字路口,红灯拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的汽车前端刚好与路口停止线相齐。假设相邻两车前车车尾和后车车头的距离均为,车长均为,且汽车启动时都以的加速度做匀加速直线运动,加速到后做匀速直线运动通过路口。已知该路口亮绿灯时间,且有倒计时的时间显示灯,交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停止线允许通过。
(1)若绿灯亮起瞬时,所有司机同时启动汽车,求有多少辆汽车能通过路口;
(2)第(1)问中,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车,要使车头不越过停止线,该汽车刹车的加速度至少为多少?
(3)事实上人有反应时间,假设绿灯亮起时,第一个司机延迟启动汽车,后面司机都比前一辆车延迟启动汽车,求有多少辆车能通过路口。
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2025~2026学年度第一学期期中质量检测
高一物理试题
本试卷共6页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
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,再选涂其它答案标号。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、考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还;两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”这句诗描绘了诗人从白帝城至江陵两地间乘船沿江而下的情景,从物理学的视角来看( )
A. “一日”指的是“时刻” B. “千里”指的是“位移”
C. 由诗能求得“平均速度” D. 相对于轻舟,山在运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.“一日”代表时间轴上的一段,指的是“时间”,故A错误;
B.“千里”指的是轨迹的长度即“路程”,故B错误;
C.根据平均速度定义
x指的是位移,而诗中的千里指的是路程,能求出平均速率,而不能求出平均速度,故C错误;
D.轻舟在运动,以轻舟为参照物山在运动,故D正确。
故选D。
2. 物理学家研究弹弹球在地板和天花板间弹跳时,发现一个特殊的现象:当弹弹球在第一次撞击硬地板后,因为摩擦力开始旋转且斜向上运动,在与天花板撞击后向来时的方向后退,并不是像光的反射一样向前运动(图中右侧虚线方向),如图所示。下列说法正确的是( )
A. 弹弹球体积较小,一定可将弹弹球看作质点
B. 研究弹弹球运行轨迹时可将弹弹球看作质点
C. 研究弹弹球与天花板撞击现象时可将弹弹球看作质点
D. 测量弹弹球运动时间时不可将弹弹球看作质点
【答案】B
【解析】
【详解】AC.弹弹球体积较小,但在研究弹弹球与天花板撞击现象时,其大小形状不能忽略,不可将弹弹球看作质点,AC错误;
B.研究弹弹球运行轨迹时,其大小形状可以忽略,可将弹弹球看作质点,B正确;
D.测量弹弹球运动时间时,其大小形状可忽略不计,可将弹弹球看作质点,D错误。
故选B。
3. 将物体各部分受到的重力视为集中作用在重心,这里用到的研究方法是( )
A. 理想模型法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法
【答案】C
【解析】
【详解】将物体各部分受到的重力视为集中作用在重心,这里用到的研究方法是等效替代法,选项C正确,ABD错误。
故选C 。
4. 一辆小车以一定速度冲上光滑斜面后回到原处,其v-t图像如图所示。以下说法正确的是( )
A. 小车向上运动和向下运动的位移相同
B. 小车运动过程中的速度一直在减小
C. 小车向上运动和向下运动的加速度大小均为,方向相同
D. 向上运动到最高点时,小车的瞬时速度和加速度都为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像的面积表示位移,由图可得小车上升和下降过程位移大小相同,但方向相反,故A错误;
B.小车运动过程中的速度先减小到零,再反向增大,故B错误;
C.图像斜率表示加速度,由图可知小车上升和下降过程的加速度大小为,方向相同,故C正确;
D.上升到最高点时,有沿斜面向下的加速度,故D错误。
故选C。
5. 如图是高中物理必修第一册封面上的沙漏照片。若近似认为砂粒下落的初速度为0,短时间内出砂口到落点的距离为20cm,忽略空气阻力,不计砂粒间的相互影响,且砂粒均匀漏下,以下推断,正确的是( )
A. 落点处砂粒的速度约为
B. 砂粒从出口到落点的时间约为2s
C. 出口下方5cm处砂粒的速度是20cm处砂粒速度的一半
D. 出口下方范围内的砂粒数与范围内的砂粒数一样多
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
落点处砂粒的速度
故A错误;
B.砂粒从出口到落点的时间
故B错误;
C.出口下方5cm处砂粒的速度
即出口下方5cm处砂粒的速度是20cm处砂粒速度的一半,故C正确;
D.自由落体运动速度越来越大,相等位移所用时间越来越小,因砂粒随时间均匀漏下,可知出口下方0~2cm范围内的砂粒数比8cm~10cm范围内的砂粒数多,故D错误。
故选C。
6. 长为的高速列车在平直轨道上正常行驶,速率为,要通过前方一长为的隧道,当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为和,则列车从减速开始至回到正常行驶速率所用时间至少为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知当列车的任一部分处于隧道内时,列车速率都不允许超过,则列车进隧道前必须减速到v,则有
解得
在隧道内匀速有
列车尾部出隧道后立即加速到v0,有
解得
则列车从减速开始至回到正常行驶速率v0所用时间至少为
故选D。
7. 为了方便顾客上下,商场都会安装智能化的电动扶梯。如图所示,甲(无台阶)、乙(有台阶)分别是某商场里的两种类型的扶梯,若两扶梯的倾角相同,质量相等的两位顾客分别站在甲、乙两扶梯上随扶梯一起匀速上行(手不接触扶梯),在此过程中( )
A. 甲、乙扶梯上的顾客都受到三个力的作用
B. 扶梯甲上顾客对扶梯作用力等于扶梯对顾客的作用力
C. 扶梯甲对顾客的作用力大于扶梯乙对顾客的作用力
D. 扶梯乙上的顾客相对扶梯有沿扶梯向下运动的趋势
【答案】B
【解析】
【详解】A.对甲扶梯乘客受力分析,可知该乘客受重力、支持力和静摩擦力共3个力作用;对乙扶梯乘客受力分析,可知该乘客受重力和支持力共2个力作用,故A错误;
B.扶梯甲上顾客对扶梯作用力和扶梯对顾客的作用力是相互作用力,大小相等,故B正确;
C.由相互作用力特点可知,扶梯甲、乙对乘客的作用力大小都等于乘客的重力,方向竖直向上,故C错误;
D.扶梯乙上的乘客受重力和竖直向上的支持力而平衡,所以乘客相对于扶梯没有运动趋势,故D错误。
故选B。
8. 如图,光滑圆环竖直固定在水平地面上,细线通过圆环最高点的小孔与套在圆环上的小球相连,拉住细线使小球静止于处。设小球的重力为,细线与圆环竖直直径的夹角为,细线对小球的拉力大小为。拉动细线使小球缓慢沿圆环向上移动,则下列随变化的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】令圆环的圆心为O,半径为R,对小球进行分析,小球受到重力G、绳的拉力T与圆环的弹力FN三个力的作用,如图
则重力方向平行于图中虚线表示的直径,绳拉力方向沿绳,圆环弹力方向沿半径指向圆心,根据相似三角形有
根据几何关系有xPQ=2Rcosθ
解得T=2Gcosθ
可知,T随θ变化的图像为余弦曲线关系,且最大值为2G。
故选A。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 一位运动员做了一个困难的一字马动作而爆红网络。如图所示,她在走廊里用腿支撑墙,使自己静止于两墙之间(全身离地有一定高度),下列说法正确的是( )
A. 脚对墙壁的压力是墙壁发生形变产生的
B. 墙壁对脚的支持力是墙壁发生形变产生的
C. 若脚对墙壁的压力增大,人受到的摩擦力也增加
D. 若换一双鞋底更粗糙的鞋,可以减少脚对墙壁的压力
【答案】BD
【解析】
【详解】A.脚对墙壁的压力是脚发生形变产生的,故A错误;
B.墙壁对脚的支持力是墙壁发生形变产生的,故B正确;
C.运动员处于平衡状态,竖直方向上两侧的摩擦力的合力与运动员的重力大小相等,方向相反,若脚对墙壁的压力增大,人受到的摩擦力依旧等于重力,故C错误;
D.运动员处于平衡状态,需要满足,若换一双鞋底更粗糙的鞋,增大鞋底与墙面间的动摩擦因数,减小脚对墙壁的压力也可满足该条件,故D正确。
故选BD。
10. 拉面是我国独具地方风味的传统面食。如图所示,拉面师傅将一根粗面条拉成细面条,粗、细面条的质量相等且两者的质量都均匀分布。粗、细面条处于悬停状态时,面条端点和与竖直方向的夹角分别为和,和为粗、细面条的最低点。关于面条处于悬停状态时各点张力大小的分析,下列说法正确的是( )
A. 点张力大于点张力
B. 点张力小于点张力
C. 点张力大于点张力
D. 点张力小于点张力
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.以粗面条为研究对象并对其进行受力分析,如图所示
则有
同理可得
因,所以,A正确,B错误;
CD.对BC段绳子受力分析可知,,
因,所以,C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,有一小球以某一初速度从斜面底部冲上斜面,依次经过A、B、C三点,并到达最高点D。已知AB、BC距离均为12m,小球所用时间分别为2秒和3秒。下列说法正确的是( )
A. 小球加速度大小为
B. 小球经过B点的速度大小为
C. 小球从C到D的时间为
D. C到D的距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球在AB段的平均速度
小球在BC段的平均速度
设AB段中间时刻对应的点为E,设BC段中间时刻对应的点为F,则小球在EF段运动的时间
由于匀变速直线运动中间时刻的速度大小等于平均速度的大小,则,
根据速度-时间公式得
解得,故A正确;
B.根据速度-时间公式得,故B错误;
C.根据速度-时间公式得
由于到达最高点为D,所以
小球从C到D的时间,故C错误;
D.根据速度-位移公式,小球从C到D的位移,故D正确。
故选AD。
12. 蓝牙是一种无线技术标准,可实现各种设备之间的短距离数据交换。某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B进行实验,如图所示。在距离为的两条平直轨道上,的连线与轨道垂直,A车自点从静止开始以的加速度向右做匀加速直线运动,B车自点以的速度向右做匀速直线运动。已知两车同时出发,当两车间的距离超过时,两车无法实现通信。忽略信号传递的时间,下列说法正确的是( )
A. 末,两车之间的距离为
B. 经过,两车距离最近
C. 两车能通信的时间为
D. 两车能通信的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.内,两车的位移大小分别为,
则末,两车之间的距离为,故A错误;
B.经过,两车的位移大小分别为,
可知此时两车再次并排,两车距离最近,故B正确;
CD.当两车间的距离超过时,两车无法实现通信,则有
可知当两车沿运动方向的位移差大于时,两车无法实现通信;设B车在前面时,经过时间,两车沿运动的位移差等于,则有
解得或
可知在内,内两车沿运动的位移差大于,两车无法实现通信,则该段时间可以实现通信的时间为
从开始,A车在前面,设时刻,两车沿运动的位移差等于,则有
解得
可知从到这段时间内可以维持通信,维持通信的时间为
故两车能通信的时间为,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某同学用图(a)所示装置测量物块与长木板之间的动摩擦因数。实验中通过改变重物的质量来改变、之间的压力大小,在拉力作用下将木板拉出,实验中、始终保持相对静止。
(1)该同学先通过力传感器,测量出弹簧弹力和弹簧长度,描绘出图像,如图(b)所示。由图可知弹簧原长为______,劲度系数为______(结果均保留位有效数字)。
(2)该同学随后测得物块、的总质量为,木板拉出过程中,物块、稳定时弹簧的长度为,描绘出图像如图(c)所示。由图像可知物块与长木板之间的动摩擦因数为______(取重力加速度,结果保留位有效数字)。
【答案】(1) ①. 4.0 ②. 80
(2)0.57
【解析】
【小问1详解】
[1]根据胡克定律
当时,
[2]图像斜率表示劲度系数
【小问2详解】
以物块、的整体为研究对象,根据平衡条件有
可得
结合图像的斜率可知
可得
14. 实验小组在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,所用交流电频率为50Hz。
(1)实验使用电火花打点计时器,为图(a)中的______(填“甲”或者“乙”)。
(2)某同学测量的部分纸带如图(b)所示,每五个点取一个计数点,连续取五个计数点a、b、c、d、e。则打点计时器打c点时小车的瞬时速度大小为______m/s(计算结果保留2位有效数字);若打点前纸带的a点一端靠近打点计时器,则纸带做______(填“加速”或“减速”)运动,小车的加速度大小为______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(3)会导致加速度的计算值比实际值偏大的是______(填入正确选项前的字母)。
A. 实验时的实际电压低于打点计时器所需电压
B. 实际频率略小于50Hz(打点间隔略大于0.02s),但数据处理时当作50Hz计算
C. 处理数据时每隔3个点取一个计数点,但相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算
【答案】(1)乙 (2) ①. 0.72 ②. 加速 ③. 4.0 (3)B
【解析】
【小问1详解】
实验使用电火花打点计时器,为图(a)中的乙。
【小问2详解】
[1]每五个点取一个计数点,可知T=0.1s;打点计时器打c点时小车的瞬时速度大小为
[2]若打点前纸带的a点一端靠近打点计时器,由于从a到e点间距逐渐增加,则纸带做加速运动;
[3]小车的加速度大小为
【小问3详解】
A.实验时的实际电压低于打点计时器所需电压,只要交流电的频率不变,则对实验无影响,A错误;
B.实际频率略小于50Hz(打点间隔略大于0.02s),但数据处理时当做50Hz计算,根据,则计算得到的加速度值偏大,B正确;
C.处理数据时每隔3个点取一个计数点,相邻计时点间的时间间隔为0.08s,但相邻计数点时间间隔用0.1秒代入计算,根据,则加速度的计算值偏小,C错误。
故选B。
15. 以18m/s的速度行驶的汽车,制动后做匀减速直线运动,在3s内前进36m。求:
(1)汽车的加速度;
(2)汽车减速至0,所需时间。
【答案】(1)4m/s2,方向与初速度方向相反
(2)4.5s
【解析】
【小问1详解】
设汽车加速度为,根据
解得
汽车加速度大小为,方向与初速度方向相反。
【小问2详解】
设经过时间,汽车减速至0,则
解得
16. 如图所示,某幼儿园要在空地上做一个滑梯,滑梯的高度已确定为2m。设计时,滑板和儿童裤料之间的动摩擦因数取0.4,为使儿童在滑梯游戏时能在滑板上滑下,滑梯的水平跨度最多是?
【答案】5m
【解析】
【详解】设滑梯长度为,高度为,水平跨度为,与水平方向夹角为。几何关系:,
沿斜面方向上
垂直斜面方向
根据
联立解得
17. 如图所示,由同种材料制成的半圆柱体A、B并排放置在粗糙水平地面上,相互之间恰无挤压力。质量为m的光滑圆柱体C静置在半圆柱体之上,a、b为切点,O1、O2、O3为圆心。已知A、B、C密度相同且等长,半径之比R1:R2:R3=3:2:1。取重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)圆柱体C受到半圆柱体A、B的支持力FA、FB的大小;
(2)半圆柱体材料与地面间动摩擦因数需满足的条件。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
三角形为直角三角形,设和连线与水平方向的夹角为,根据几何关系
对圆柱体受力分析,由平衡条件,
解得,
【小问2详解】
设的质量为,则
对圆柱体受力分析,设受到地面支持力为,摩擦力为,根据平衡条件,竖直方向
水平方向
又因为
解得
设的质量为,则
设和连线与水平方向的夹角为,根据几何关系
对圆柱体受力分析,同理可得,竖直方向
水平方向
根据
解得
由于,则半圆柱体材料与地面间动摩擦因数需要满足
18. 如图所示为某高峰时段的十字路口,红灯拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的汽车前端刚好与路口停止线相齐。假设相邻两车前车车尾和后车车头的距离均为,车长均为,且汽车启动时都以的加速度做匀加速直线运动,加速到后做匀速直线运动通过路口。已知该路口亮绿灯时间,且有倒计时的时间显示灯,交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停止线允许通过。
(1)若绿灯亮起瞬时,所有司机同时启动汽车,求有多少辆汽车能通过路口;
(2)第(1)问中,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车,要使车头不越过停止线,该汽车刹车的加速度至少为多少?
(3)事实上人有反应时间,假设绿灯亮起时,第一个司机延迟启动汽车,后面司机都比前一辆车延迟启动汽车,求有多少辆车能通过路口。
【答案】(1)22 (2)1.6m/s2
(3)11
【解析】
【小问1详解】
设汽车加速到最大速度所需时间为,则
在绿灯时间内,汽车行驶的位移为
设有辆车通过,则
解得
【小问2详解】
当计时灯刚亮出“3”时,设,第23辆汽车行驶的位移为
此时汽车距停车线的距离为
设该车刹车的加速度为,则
解得
【小问3详解】
设能通过辆汽车,其位移为
通过的位移关系为
解得
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