精品解析:福建省厦门市第十中学2025-2026学年高一上学期期末模拟考试物理试题
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内容正文:
厦门十中2025-2026学年(上)高一年级期末模拟考试(50)
物理试题
满分100分 考试时间75分钟
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题:共4题,每题均只有一个正确答案,每题4分,共16分。
1. 2025年1月4日,厦门举行了国际马拉松赛,具体路线如图示,从厦门国际会展中心出发,最后返回国际会展中心,全程42.195千米,男子冠军获得者的成绩为2小时03分48秒,以下说法正确的是( )
A. 全程42.195km指的是位移大小
B. 千米、小时都是国际单位制的基本单位
C. 男子冠军获得者全程的平均速度约为5.86m/s
D. 研究男子冠军跑完全程的路程时,可将他看成质点
2. 诗词是中华文化创新创造的宝贵资源。很多诗词中包含了物理知识,下列说法正确的是( )
A. “一日看尽长安花”中的“一日”指的是时刻
B. “坐地日行八万里”中的“八万里”指的是位移
C. “水急客舟疾”中的“客舟疾”指的是船的速度大
D. “人从桥上过,桥流水不流”中的“桥流”可能以人作为参考系
3. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学0~1s内处于匀加速上升阶段
B. 1~2s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
C. 0~8s内,该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
D. 该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力
4. 2023年10月3日,杭州亚运会十米跳台跳水决赛中,中国运动员全红婵获得冠军。图甲是她站在跳台起跳的精彩瞬间,从她离开跳台开始计时,全红婵重心的图像可简化为如图乙所示。则全红婵( )
A. 0~t2内加速度方向不变 B. t3时刻到达水下最低点
C. 入水后加速度逐渐增大 D. t1~t2内的平均速度比t4~t5内的小
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 在物理学研究过程中,科学家们创造了许多物理学研究方法,如:理想模型法、极限法、控制变量法、放大法等。关于物理学研究方法,下列叙述正确的是( )
A. 通过平面镜观察桌面微小形变,采用了放大法
B. 重心和质点概念的建立都采用了“等效替代”方法
C. 加速度概念的建立采用了“比值定义法”
D. 伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”,是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论,运用了理想模型法
6. 甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 乙车启动时,甲车在其前方100m处
B. 运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m
C. 乙车启动10s后正好追上甲车
D. 乙车超过甲车后,两车不会再相遇
7. 如图甲所示为烤肠机,香肠放置在两根水平的平行金属杆中间,其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体,烤制过程中香肠质量不变,半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力变大
B. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变小
C. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小
8. 中沙“蓝剑-2023”海军特战联训在海军某部营区开训。如图,六位特战队员两人一组通过挂钩固定在绳上。当直升机牵引悬绳竖直向上匀加速运动时,直升机对悬绳的拉力为F,每位特战队员的质量(含装备)均为m,不计绳的质量和空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 队员的加速度大小为
B. 队员的加速度大小为
C. 最上面两位队员与中间两位队员间绳的拉力大小为
D. 最上面两位队员与中间两位队员间绳的拉力大小为
第Ⅱ卷 非选择题
三、非选择题:共60分,其中9、10题为填空题,11、12为实验题,13、14、15为计算题,考生主要依据需要作答。
9. 一列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为___________。
10. 汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后,获得的加速度的大小为4m/s2,那么刹车后6s内汽车通过的路程为___________m。
11. 某活动小组利用图装置测定当地的重力加速度。直径为D的钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为,则
(1)钢球通过光电门A时的瞬时速度为___________,钢球通过光电门B时的瞬时速度为___________。
(2)当地的重力加速度为___________。
(3)由于空气阻力的存在会使 g 的测量值偏小,该误差属于___________(填选项前字母代号)A. 偶然误差 B. 系统误差
12. 某物理研究性学习小组利用打点计时器如图中的装置探究加速度与物体受力、质量之间的关系。
(1)实验步骤如下:
a.将小车置于带有定滑轮的木板上,把纸带穿过打点计时器后连在小车尾部。
b.用垫块将木板一端垫高,调整其倾斜程度,直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点间距均匀。
c.在细绳一端挂上沙桶,另一端通过定滑轮系在小车前端。将小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车。打点计时器在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度。
d.保持小车的质量不变,改变沙和沙桶的总质量,重复实验,并记录数据。
e.保持沙和沙桶的总质量不变,改变小车的质量,重复实验,并记录数据。
(2)若某次实验测得小车的总质量 M=500g,则跨过滑轮下的沙和沙桶总质量最适合用___________;
A.30g B.100g C.300g D.500g
(3)实验所使用的交流电周期为0.02s,下图是实验中打出的一段纸带,在打出的点中,从清晰的 O 点开始,每隔4个点取一计数点(中间4个点没画出),分别记为A、B、C、D、E、F。测得各计数点到 O 点的距离分别为OA=1.59cm,OB=4.02cm,OC=7.26cm,OD=11.30cm,OE=16.14cm,OF=21.82cm。则C点速度vC=___________m/s,小车的加速度a =___________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(4)在进行上述实验时,下列说法中正确的是___________。
A.连接砂桶和小车的细绳应跟长木板保持平行
B.平衡摩擦力时,应将砂桶通过定滑轮拴在小车上
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车
D.平衡摩擦力后,若改变小车和砂桶的总质量后需要重新平衡摩擦力
E.此实验要求小车的质量远大于砂桶的质量
(5)该小组做本实验时,用质量分别为300g、600g、900g的小车进行了实验并作出了如图所示的图像。根据图像,你能得到什么结论________。
A.质量一定时,物体的加速度与受力成正比
B.质量一定时,物体的加速度与受力成反比
C.受力一定时,物体的质量越大,其加速度越小
D.受力一定时,物体的质量越大,其加速度越大
(6)实验中,如出现了如下图所示的图像。你认为可能是什么原因引起的________。
A.平衡摩擦力时,木板倾角过大
B.没有平衡摩擦力
C.没有满足小车质量远大于砂桶质量
D.平衡摩擦力时,木板倾角过小
13. 如图所示,运动员以v0=4m/s的速度将冰壶沿水平冰面投出,冰壶在冰面上沿直线匀减速滑行x1=20m后,其队友开始在冰壶滑行前方摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的80%,以延长冰壶的滑行距离。已知运动员不摩擦冰面时,冰壶和冰面间的动摩擦因数μ=0.02。求此冰壶:
(1)滑行x1=20m过程中的加速度大小a1;
(2)滑至x1=20m处的速度大小v1;(计算结果可以用根号表示)
(3)投出后在冰面上滑行的总距离x。
14. 可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图,一只企鹅在倾角θ=37°的倾斜冰面上先以a=1.0m/s2的加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=4s时突然卧倒以肚皮贴着冰面向上滑行,最后退滑到出发点,即完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,sin 37°=0.6,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;
(2)企鹅沿冰面向上滑行的加速度大小;
(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。
15. 某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角,顺时针转动的速率为v0=2m/s。将质量m=25kg的物体无初速地放在传送带的顶端A,物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=25kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为,,木板下表面可以涂抹不同材料的涂层,使得木板与地面的动摩擦因数在一定范围内,满足。AB的距离为s=8.2m,木板足够长,重力加速度g取10 m/s2(已知,),求:
(1)物体刚开始下滑时的加速度大小;
(2)物体通过传送带所需要的时间;
(3)物体离开传送带后运动总路程的最小值和最大值。
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厦门十中2025-2026学年(上)高一年级期末模拟考试(50)
物理试题
满分100分 考试时间75分钟
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题:共4题,每题均只有一个正确答案,每题4分,共16分。
1. 2025年1月4日,厦门举行了国际马拉松赛,具体路线如图示,从厦门国际会展中心出发,最后返回国际会展中心,全程42.195千米,男子冠军获得者的成绩为2小时03分48秒,以下说法正确的是( )
A. 全程42.195km指的是位移大小
B. 千米、小时都是国际单位制的基本单位
C. 男子冠军获得者全程的平均速度约为5.86m/s
D. 研究男子冠军跑完全程的路程时,可将他看成质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.全程42.195km指的是路程,故A错误;
B.“m”和“s”是国际单位制的基本单位,千米、小时不是,故B错误;
C.由于位移未知,无法计算平均速度,故C错误;
D.研究男子冠军跑完全程的路程时,他大小形状可以忽略,可将他看成质点,故D正确。
故选D。
2. 诗词是中华文化创新创造的宝贵资源。很多诗词中包含了物理知识,下列说法正确的是( )
A. “一日看尽长安花”中的“一日”指的是时刻
B. “坐地日行八万里”中的“八万里”指的是位移
C. “水急客舟疾”中的“客舟疾”指的是船的速度大
D. “人从桥上过,桥流水不流”中的“桥流”可能以人作为参考系
【答案】C
【解析】
【详解】A.“一日看尽长安花”中的“一日”表示一天的时间段,是时间间隔,而非时刻(时刻是时间点),故A错误。
B.“坐地日行八万里”中的“八万里”指地球自转时人随地球运动的路径长度,是路程(标量),而非位移(矢量,有方向),故B错误。
C.“水急客舟疾”中的“客舟疾”描述船行速度快,即船的速度大,故C正确。
D.“人从桥上过,桥流水不流”中的“桥流”指桥在运动,这可能是以水为参考系(水静止,桥运动),而非以人作为参考系,故D错误。
故选C。
3. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学0~1s内处于匀加速上升阶段
B. 1~2s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
C. 0~8s内,该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
D. 该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.从传感器的示数可知,该同学0~1s内处于静止状态,即平衡状态,支持力等于重力,故A错误;
B.1s~2s内,从传感器示数可知,支持力先小于重力,加速度方向向下,处于失重状态,之后支持力大于重力,加速度方向向上,处于超重状态,所以该同学经历了先失重后超重现象,故B正确;
C.由图像可以看出,1~2s内,支持力先小于重力,后大于重力,先失重后超重,对应放下身体的过程;5~6s为拉起身体,先超重后失重的过程,故C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,该同学拉起身体过程中人对单杠压力和单杠对人的支持力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故D错误。
故选B。
4. 2023年10月3日,杭州亚运会十米跳台跳水决赛中,中国运动员全红婵获得冠军。图甲是她站在跳台起跳的精彩瞬间,从她离开跳台开始计时,全红婵重心的图像可简化为如图乙所示。则全红婵( )
A. 0~t2内加速度方向不变 B. t3时刻到达水下最低点
C. 入水后加速度逐渐增大 D. t1~t2内的平均速度比t4~t5内的小
【答案】A
【解析】
【详解】A.0~t2内图像的斜率均为正值,可知加速度方向一直向下,故A正确;
B.t3时刻速度将要减小,则运动员刚接触水面,t5时刻到达水下最低点,故B错误;
C.根据图像的切线斜率表示加速度,可知从t3~t5入水后加速度先增大后减小,故C错误;
D.由题图可知t2时刻与t4时刻速度相等,设为,则t1~t2的平均速度为
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知t4~t5内的位移满足
则t4~t5的平均速度满足
则t1~t2内的平均速度比t4~t5内的大,故D错误。
故选A。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 在物理学研究过程中,科学家们创造了许多物理学研究方法,如:理想模型法、极限法、控制变量法、放大法等。关于物理学研究方法,下列叙述正确的是( )
A. 通过平面镜观察桌面微小形变,采用了放大法
B. 重心和质点概念的建立都采用了“等效替代”方法
C. 加速度概念的建立采用了“比值定义法”
D. 伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”,是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论,运用了理想模型法
【答案】AC
【解析】
【详解】A.通过平面镜观察桌面微小形变,是利用了光点的位置变化,把微小形变放大,采用了放大法,A正确;
B.引入“重心”概念时,运用了等效的思想,质点概念的建立采用了理想化模型的方法,故B错误;
C.加速度概念的建立采用了“比值定义法”,故C正确;
D.伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”,是理想实验,故D错误。
故选AC。
6. 甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的图像如图所示。下列判断正确的是( )
A. 乙车启动时,甲车在其前方100m处
B. 运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m
C. 乙车启动10s后正好追上甲车
D. 乙车超过甲车后,两车不会再相遇
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据速度图线与时间轴包围的面积表示位移,可知乙在t=10s时启动,此时甲的位移为
即甲车在乙前方50m处,故A错误;
B.当两车的速度相等时,乙车落后甲车的距离最大,由图像可知最大距离为
故B正确;
C.由于两车从同一地点沿同一方向沿直线运动,当位移相等时两车才相遇,由图可知,乙车启动10s后位移小于甲的位移,还没有追上甲,故C错误;
D.乙车超过甲车后,由于乙的速度一直大于甲的速度,所以两车不会再相遇,故D正确。
故选BD。
7. 如图甲所示为烤肠机,香肠放置在两根水平的平行金属杆中间,其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体,烤制过程中香肠质量不变,半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力变大
B. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变小
C. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小
【答案】BD
【解析】
【详解】香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力大小均等于其重力大小,故大小不变;对香肠进行受力分析如图所示,根据对称性有N1=N2
根据平衡条件有
解得
令金属杆之间的距离为d,则
可知当香肠半径R变大时,则减小,由分析可知,N1、N2均减小。
故选BD。
8. 中沙“蓝剑-2023”海军特战联训在海军某部营区开训。如图,六位特战队员两人一组通过挂钩固定在绳上。当直升机牵引悬绳竖直向上匀加速运动时,直升机对悬绳的拉力为F,每位特战队员的质量(含装备)均为m,不计绳的质量和空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 队员的加速度大小为
B. 队员的加速度大小为
C. 最上面两位队员与中间两位队员间绳的拉力大小为
D. 最上面两位队员与中间两位队员间绳的拉力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对六位队员的整体受力分析可知
解得队员的加速度大小为
选项A错误,B正确;
CD.对最下面四位队员的整体分析可知
最上面两位队员与中间两位队员间绳的拉力大小为
选项C正确,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
三、非选择题:共60分,其中9、10题为填空题,11、12为实验题,13、14、15为计算题,考生主要依据需要作答。
9. 一列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为___________。
【答案】
【解析】
【详解】设列车做匀加速直线运动的加速度为a,将后面的38节车厢作为一个整体进行分析,设每节车厢的质量均为m,每节车厢所受的摩擦力和空气阻力的合力大小均为f,根据牛顿第二定律则有F-38f=38ma
将最后面的2节车厢作为一个整体进行分析,设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为,则有-2f=2ma
联立解得
10. 汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后,获得的加速度的大小为4m/s2,那么刹车后6s内汽车通过的路程为___________m。
【答案】50
【解析】
【详解】[1]汽车刹车时间为
刹车后6s内汽车通过的路程为
11. 某活动小组利用图装置测定当地的重力加速度。直径为D的钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为,则
(1)钢球通过光电门A时的瞬时速度为___________,钢球通过光电门B时的瞬时速度为___________。
(2)当地的重力加速度为___________。
(3)由于空气阻力的存在会使 g 的测量值偏小,该误差属于___________(填选项前字母代号)A. 偶然误差 B. 系统误差
【答案】(1) ①. ②.
(2) (3)B
【解析】
【小问1详解】
[1]钢球通过光电门A时的瞬时速度
[2]钢球通过光电门B时的瞬时速度
【小问2详解】
设当地的重力加速度为,由匀变速直线运动规律可得
代入数据可得
【小问3详解】
空气阻力引起的误差属于系统误差。
故选B。
12. 某物理研究性学习小组利用打点计时器如图中的装置探究加速度与物体受力、质量之间的关系。
(1)实验步骤如下:
a.将小车置于带有定滑轮的木板上,把纸带穿过打点计时器后连在小车尾部。
b.用垫块将木板一端垫高,调整其倾斜程度,直至小车运动时打点计时器在纸带上打出的点间距均匀。
c.在细绳一端挂上沙桶,另一端通过定滑轮系在小车前端。将小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车。打点计时器在纸带上打出一系列点,据此计算出小车的加速度。
d.保持小车的质量不变,改变沙和沙桶的总质量,重复实验,并记录数据。
e.保持沙和沙桶的总质量不变,改变小车的质量,重复实验,并记录数据。
(2)若某次实验测得小车的总质量 M=500g,则跨过滑轮下的沙和沙桶总质量最适合用___________;
A.30g B.100g C.300g D.500g
(3)实验所使用的交流电周期为0.02s,下图是实验中打出的一段纸带,在打出的点中,从清晰的 O 点开始,每隔4个点取一计数点(中间4个点没画出),分别记为A、B、C、D、E、F。测得各计数点到 O 点的距离分别为OA=1.59cm,OB=4.02cm,OC=7.26cm,OD=11.30cm,OE=16.14cm,OF=21.82cm。则C点速度vC=___________m/s,小车的加速度a =___________m/s2。(结果均保留两位有效数字)
(4)在进行上述实验时,下列说法中正确的是___________。
A.连接砂桶和小车的细绳应跟长木板保持平行
B.平衡摩擦力时,应将砂桶通过定滑轮拴在小车上
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车
D.平衡摩擦力后,若改变小车和砂桶的总质量后需要重新平衡摩擦力
E.此实验要求小车的质量远大于砂桶的质量
(5)该小组做本实验时,用质量分别为300g、600g、900g的小车进行了实验并作出了如图所示的图像。根据图像,你能得到什么结论________。
A.质量一定时,物体的加速度与受力成正比
B.质量一定时,物体的加速度与受力成反比
C.受力一定时,物体的质量越大,其加速度越小
D.受力一定时,物体的质量越大,其加速度越大
(6)实验中,如出现了如下图所示的图像。你认为可能是什么原因引起的________。
A.平衡摩擦力时,木板倾角过大
B.没有平衡摩擦力
C.没有满足小车质量远大于砂桶质量
D.平衡摩擦力时,木板倾角过小
【答案】 ①. A ②. 0.36 ③. 0.81 ④. ACE ⑤. AC ⑥. BD
【解析】
【详解】(2)[1]为了保证绳子的拉力近似等于重物的重力,应该满足Mm,故应选30g
故选A;
(3)[2] 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可知,C点速度
[3]由逐差法得加速度大小为
(4)[4] A.细线的拉力等于小车所受的合力,连接砂桶和小车的细绳应跟长木板保持平行,且需要平衡摩擦力,故A正确;
B.平衡摩擦力时,不能将砂桶通过定滑轮拴在小车上,故B错误;
C.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车,故C正确;
D.平衡摩擦力后,若改变小车和砂桶的总质量后,不需要重新平衡摩擦力,故D错误。
E.因为用砂桶重力代替绳拉力,所以此实验要求小车的质量远大于砂桶的质量,故E正确。
故选ACE。
(5)[5] AB.观察单个直线,可知当质量一定时,加速度和受力成正比,故A正确,B错误;
CD.图中竖直虚线与三条图线相交,交点表示受力一定时,加速度与质量的关系,从图中可知受力一定时,质量越大,加速度越小,故C正确,D错误。
故选AC。
(6)[6]根据图像可知,有拉力时,加速度仍为零,说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时,木板倾角过小。
故选BD。
13. 如图所示,运动员以v0=4m/s的速度将冰壶沿水平冰面投出,冰壶在冰面上沿直线匀减速滑行x1=20m后,其队友开始在冰壶滑行前方摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的80%,以延长冰壶的滑行距离。已知运动员不摩擦冰面时,冰壶和冰面间的动摩擦因数μ=0.02。求此冰壶:
(1)滑行x1=20m过程中的加速度大小a1;
(2)滑至x1=20m处的速度大小v1;(计算结果可以用根号表示)
(3)投出后在冰面上滑行的总距离x。
【答案】(1)0.2m/s2
(2)m/s
(3)45m
【解析】
【小问1详解】
冰壶自由滑行过程,根据牛顿第二定律有F合==ma1
代入数据解得a1=0.2m/s2
【小问2详解】
自由滑行时冰壶做匀减速运动,根据位移-速度关系有
代入数据解得
【小问3详解】
摩擦冰面后,根据牛顿第二定律有
代入数据解得a2=0.16m/s2
冰壶还能滑行的距离
投出后在冰面上滑行的距离x=x1+x2= 45m
14. 可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图,一只企鹅在倾角θ=37°的倾斜冰面上先以a=1.0m/s2的加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=4s时突然卧倒以肚皮贴着冰面向上滑行,最后退滑到出发点,即完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,sin 37°=0.6,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;
(2)企鹅沿冰面向上滑行的加速度大小;
(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。
【答案】(1)8m;(2)8m/s2;(3)
【解析】
【详解】(1)根据位移时间关系,企鹅向上“奔跑”的位移大小为
(2)企鹅沿冰面向上滑行时,由牛顿第二定律得
代入数据解得
(3)企鹅开始上滑时的速度
企鹅向上滑行的距离
企鹅向上运动的总位移大小
企鹅向下滑行时,由牛顿第二定律得
代入数据解得
根据速度位移公式得
企鹅下滑回到出发点时的速度大小
15. 某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角,顺时针转动的速率为v0=2m/s。将质量m=25kg的物体无初速地放在传送带的顶端A,物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=25kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为,,木板下表面可以涂抹不同材料的涂层,使得木板与地面的动摩擦因数在一定范围内,满足。AB的距离为s=8.2m,木板足够长,重力加速度g取10 m/s2(已知,),求:
(1)物体刚开始下滑时的加速度大小;
(2)物体通过传送带所需要的时间;
(3)物体离开传送带后运动总路程的最小值和最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)最小值为6m,最大值为
【解析】
【小问1详解】
物体速度达到传送带速度前
解得
【小问2详解】
物体与传送带共速所需时间为
根据速度—位移公式有
解得
共速后,由于
物体继续在传送带上做匀加速运动
解得
设物体经到达端,则有
解得
物体通过传送带所需要的时间为
【小问3详解】
物体滑上木板左端时的速度大小
解得
物体
木板
=3-20
临界条件为
① 时,木板静止,物体
② 时,物体与木板先相对运动,达到共速后,一起减速为零,且由图像知越小,物体的路程越大。当,路程有最大值。
设共速时间,则
解得
,
此后,整体加速度为
解得
总路程
总路程的最小值为6m,最大值为。
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