内容正文:
2025-2026高一上学期物理期末考前提优专练
(常州地区使用)
一、运动的描述
1.下列说法正确的是( )
A. 物体运动的加速度为0,其速度也为0
B. 物体的速度变化量大,其加速度就大
C. 物体的加速度方向向东,其速度变化的方向也向东
D. 物体的加速度减小,其速度也减小
【答案】C
【解析】物体的加速度等于零,速度不一定等于零,例如匀速直线运动,A错误;根据可知,加速度a由速度的变化量v和速度发生改变所需要的时间共同决定,虽然大,但更大时,a可以很小,B错误;由加速度定义式可知加速度a和速度的变化量方向相同,可知物体的加速度方向向东,其速度变化的方向也向东,C正确;做直线运动的物体,加速度减小,如果加速度方向与速度方向相同,速度就会增加,D错误.故选C.
二、匀变速直线运动的规律
2. 如图所示为我国某新型动车组进行进站测试.已知列车的初速度为100m/s,加速度大小为1m/s2,设列车的运动为匀减速直线运动,求:
(1)50s末速度大小v;
(2)整个减速过程中运动的距离.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)列车刹车时间为,可得,故50s末的速度大小为,解得.
(2)整个减速过程中运动的距离为,.
3.如图所示,为研究某种小型飞机沿直线起飞过程中运动情况,记录飞机最前端从A到B、从B到C用时分别为4s和6s,估测、,将飞机起飞过程视作匀加速运动.求:
(1)飞机最前端通过AB两点间平均速度的大小;
(2)飞机加速度的大小,飞机最前端经过C点时瞬时速度的大小.
【答案】(1)20m/s (2)
【解析】(1)飞机最前端通过AB两点间平均速度的大小为.(2)飞机在AB过程中间时刻的瞬时速度为,同理飞机在BC过程中间时刻的瞬时速度为,
加速度大小为,飞机最前端经过C点时瞬时速度的大小为.
三、自由落体运动及其研究
4.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法,图示大致反映了这一研究过程,下列说法不正确的是( )
A. 甲是真实的实验现象,丁是合理外推得出的结论
B. 利用斜面做实验,解决了时间难以测量的困难
C. 甲的实验,可“冲淡”重力的作用,使现象更明显
D. 丁的实验,可“放大”重力的作用,使现象更明显
【答案】D
【解析】甲、乙、丙均是真实的实验现象,丁是对实验结果进行合理外推得到的结论,A正确,不符合题意;伽利略时代无法直接测定瞬时速度,就无法验证v与t成正比,伽利略通过数学运算得到,若物体初速度为零,且速度随时间均匀变化,即v正比于t,那么它通过位移与所用时间的二次方成正比,只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证物体的速度是否随时间均匀变化,因为伽利略时代靠滴水计时,不能测量自由落体运动所用的时间,伽利略让小球沿阻力很小的斜面滚下,因为沿斜面下滑时加速度较小,所用时间较长,容易测量时间,这个方法可以“冲淡”重力作用,B、C正确,不符合题意,D错误,符合题意.故选D.
5.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动
B. 做自由落体运动的物体刚下落时,其速度和加速度都为零
C. 做自由落体运动的物体质量越大,下落时加速度就越大
D. 自由落体运动就是物体不受任何作用力情况下的运动
【答案】A
【解析】自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,在同一地点,一切物体下落的加速度都相同,A正确,B、C、D均错误.故选A.
四、重力、弹力、摩擦力
6.生活中缓冲装置是利用弹簧的弹力作用来实现的,某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型,图中轻质弹簧的劲度系数大于轻质弹簧的劲度系数,垫片向右移动弹簧处于压缩状态时( )
A. 弹簧压缩量大 B. 弹簧压缩量大
C. 弹簧产生弹力大 D. 弹簧产生弹力大
【答案】B
【解析】垫片向右移动弹簧处于压缩状态时,两弹簧的弹力是相等的,根据胡克定律
因可知,故选B.
7.如图所示,一辆小汽车停靠在路边的斜坡路面上,下列关于小汽车受力的说法正确的是( )
A. 小汽车只受重力和静摩擦力
B. 小汽车只受重力和支持力
C. 小汽车受重力、支持力和静摩擦力
D. 小汽车受重力、支持力、静摩擦力和下滑力
【答案】C
【解析】小汽车停靠在路边的斜坡路面上,处于受力平衡的状态,可知受重力,斜面的支持力,沿斜面向上的静摩擦力.故选C.
五、力的合成与分解
8.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,如图甲所示,橡皮条的一端固定,另一端系一轻质小圆环,自然长度为GE.图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环在拉力、的作用下处于O点,橡皮条伸长的长度为EO.图丙中,改用一个力F单独拉住小圆环,仍然使小圆环处于O点.则图乙所示步骤中不需要记录的是( )
A. EO长度 B. O点位置
C. 力、的方向 D. 弹簧测力计示数
【答案】A
【解析】实验中需要确定力的大小与力的方向,即需要记录力、的方向与弹簧测力计示数,C、D不符合题意;为了使用两根弹簧测力计拉橡皮条的效果与用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果相同,实验中需要记录O点位置,B不符合题意;结合上述可知,为了作出平行四边形,需要记录力、的方向、弹簧测力计示数与O点位置,不需要记录EO长度,A符合题意.故选A.
9.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 测量时,橡皮条、细和弹簧秤应贴近并平行于木板
B. 拉着细绳套的两只弹簧秤稳定后读数应相同
C. 测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D. 记录下结点位置后,确定一个拉力的方向必需再选择相距较远的另两个点
【答案】A
【解析】测量时,橡皮条、细和弹簧秤应贴近并平行于木板,选项A正确;拉着细绳套的两只弹簧秤稳定后读数不一定要相同,选项B错误;测量时弹簧秤外壳与木板之间存在摩擦不影响测量结果,选项C错误;在已记录结点位置的情况下,确定一个拉力的方向只需要再选择一个点就可以确定拉力的方向,故D错误.故选A.
六、共点力的平衡
10.引体向上是锻炼人体臂力的一项重要体育项目.如图,某次某人双手吊在单杠上处于静止状态.下列说法正确的是( )
A. 单杠对人的力和人受的重力是一对相互作用力
B. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,则人受的合力变大
C. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,则每只手臂上的力不变
D. 单杠对人的力与单杠的微小形变方向相反
【答案】D
【解析】单杠对人的力和人对单杠的力是一对相互作用力,A错误;若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,人仍处于静止状态,则人受的合力仍为零,B错误;若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,两力的夹角变大,则每只手臂上的力变大,C错误;单杠对人的力为弹力,弹力的方向与形变方向相反,可知单杠对人的力与单杠的微小形变方向相反,D正确.故选D.
11.如图所示,竖直平面内蜘蛛网上A、B、C三点的连线构成正三角形,三根蜘蛛丝a、b、c(可视为弹性绳)的延长线均过三角形的中心,蜘蛛丝c沿竖直方向,且c中有张力.蜘蛛静止在蛛网中央,不计蛛网重力、考虑蜘蛛重力,则( )
A. a中张力大于b中张力
B. a、b绳中张力的合力等于c中张力
C. a、b绳中张力的合力小于c中张力
D. a、b绳中张力的合力大于c中张力
【答案】D
【解析】三根蜘蛛丝a、b、c(可视为弹性绳)的延长线均过三角形的中心,根据几何关系可知,相邻蜘蛛丝之间的夹角,对蜘蛛丝进行分析,根据平衡条件有,,解得,故A错误;结合上述有,其中a、b绳中张力的合力,解得,可知,a、b绳中张力的合力大于c中张力,故BC错误,D正确.故选D.
七、牛顿第一定律 牛顿第三定律 单位制
12.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A. 静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大
B. 惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C. 由牛顿第一定律可知:物体受外力时,运动状态一定改变
D. 牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
【答案】B
【解析】静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体的加速度小,A错误;惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,B正确;由牛顿第一定律可知:物体运动状态改变时,物体一定受到外力的作用,但物体受到外力作用时,运动状态不一定改变,比如物体受到平衡力作用时,运动状态就保持不变,C错误;牛顿第一定律反映的是物体不受外力或者合外力为零时的运动规律,D错误.故选B.
13.下列力学单位中,属于基本单位的是( )
A. 力的单位牛顿(N)
B. 时间的单位秒(s)
C. 速度单位米每秒(m/s)
D. 加速度的单位米每二次方秒(m/s2)
【答案】B
【解析】力的单位是牛顿,由牛顿第二定律,可得,所以,牛顿是导出单位,不是基本单位,A错误;在力学范围内,国际单位制中的基本单位是:米,秒,千克,B正确;由国际基本单位组成的都是国际单位,所以米每秒、米每二次方秒都是国际单位,但是导出单位,不是基本单位,C、D错误.
故选B.
14.物理学中把力与力的作用时间的乘积定义为力对物体的冲量I,即,则冲量单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A. kg·s B. kg·m/s
C. kg· D. kg·
【答案】B
【解析】根据,,,则有,根据单位运算可知,冲量单位用国际单位制中的基本单位可表示为kg·m/s.故选B.
15.要判断一个物理关系式是否成立,有时不必作复杂的推导,只需分析式中各量的单位,就可判定有些表达式是错误的,在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式,请你根据单位分析,确定其中必定错误的选项例.如图,光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体,它的斜面上有另一质量为m的物块沿斜面下滑.关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度aM及滑块加速度am,某同学得出的关系式一定错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】该表达式左边是力的单位N,等式右边的、没有单位,、的单位是kg,的单位是,代入后等式右边单位是单位不同,A一定错误;该表达式左边是力的单位N,代入后等式右边单位是,即N,单位相同,B可能正确;表达式左边的单位都是m/s2,代入后等式右边单位是的单位,也是m/s2,单位相同,C、D可能正确.本题选一定错误的,故选A.
八、实验:探究加速度与力、质量的关系
16.实验小组做“探究加速度与力的关系”实验.
(1)同学们安装了如图甲所示装置,准备接通电源打第一张纸带时,一位同学发现了操作和装置存在问题,它们是(只要指出两个问题即可):
① ;
② .
(2)纠正所有问题后,实验得到一条点迹清晰纸带如图乙所示,选择某点为起始点O,隔一定距离后,取连续打出的点A、B、C、D…,测出O到上述各点的距离分别为x1、x2、x3、x4…,计算OA、OB、OC、OD…段的平均速度大小分别为….以平均速度为纵坐标,相应的运动时间t为横坐标,作出图像如图丙所示,图线纵轴的截距表示____________;若图线的斜率为k,则小车的加速度大小为________.
(3)以砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力F,改变砂桶中砂的质量,得到小车的加速度a与F关系图线如图丁,图线发生弯曲的原因是 ______________.
【答案】(1)没有平衡摩擦力(或打点计时器电源用直流电源) 小车离打点计时器距离太大(或小车离滑轮距离太小) (2)打起始点O时小车的初速度大小 2k (3)没有始终满足小车的总质量远大于砂和砂桶的总质量
【解析】(1)由图甲可知,操作和装置存在问题是:打点计时器电源用直流电源、没有平衡摩擦力、小车离打点计时器距离太大(或小车离滑轮距离太小).(2)根据题意可知,又有,整理可得,结合图像可知,图线纵轴的截距表示,即打起始点O时小车的初速度大小,若图线的斜率为k,则有,可得,小车的加速度大小为.(3)由图丁可知图线发生弯曲,原因是没有始终满足小车的总质量远大于砂和砂桶的总质量.
17.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的装置,重力加速度为g.
(1)实验中,以下操作正确的是______(单选);
A. 平衡摩擦力时,将装有砝码砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B. 细线与长木板保持平行
C. 先放开小车再接通打点计时器电源
D. 打点计时器接直流电源
(2)在某次实验中,打出了一条纸带如图2所示,相邻两个计数点之间的时间间隔为T,经测量得出各计数点间的距离为,、、、,则打B点时小车速度______,小车加速度大小______;(用题中字母表示)
(3)在探究小车加速度a与其质量M的关系时,正确平衡摩擦力后根据实验数据在坐标系中描点如图3所示,作出图像______;
(4)在探究小车加速度a与受合力F关系时,不断增加砝码盘中砝码的质量,得到相关数据作出a—F图像,发现图像显示小车的加速度趋近于某一极限值,如题图4所示,分析得此极限值为______.
【答案】(1)B (2) (3)见解析 (4)g
【解析】(1)平衡摩擦力时是使小车所受重力沿木板斜面的分力与阻力平衡,此时应将装有砝码的砝码盘用细线撤去,不能够通过定滑轮系在小车上,A错误;为了使细线拉力等于小车所受外力的合力,实验中应使细线与长木板保持平行,B正确;为了避免纸带上出现大量的空白段落,实验中先接通打点计时器电源再放开小车,C错误;打点计时器应接交流电源,D错误.故选B.(2)匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则打B点时小车速度,根据逐差法可知,小车加速度大小.(3)舍去偏差较大的第三个点迹,将其它点迹用直线连接,使点迹均匀分布在直线两侧,如图所示.
(4)
平衡摩擦力后,令小车质量为M,加砝码盘中砝码的质量为m,对小车与加砝码盘中砝码构成的整体进行分析,根据牛顿第二定律有,则有,当有,则有.
18.同学们用如图甲所示的装置来探究“在外力一定时,物体的加速度与其质量之间的关系”,已知当地的重力加速度为g.
(1)已备好的实验器材有:电火花打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂及砂桶、天平(附砝码)、细绳,还需要___________;
A.秒表 B.刻度尺 C.交流电源 D.直流电源
(2)实验中,需要补偿阻力.小明在已挂有砂桶的小车后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器,调节木板的倾斜度,接通打点计时器的电源,使小车在绳的拉力下运动,发现纸带上的点迹间隔相等.小华认为这一步操作有误,应该__________(填字母).
A.适当增加砂桶中砂的质量
B.适当减少砂桶中砂的质量
C.取下砂桶进行实验,适当增大木板的倾斜度
D.取下砂桶进行实验,适当减小木板的倾斜度
(3)保持砂和砂桶质量m不变,通过改变小车上砝码的个数来改变小车的总质量M.如图乙所示是某次用打点计时器打下的一条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,纸带上每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,根据纸带可求出小车运动时的加速度大小为_________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)测出多组小车总质量M和对应的加速度a,小明作出如图丙中实线所示的图线,图线偏离直线的主要原因是____________.
A.补偿阻力时木板的倾斜度太小
B.补偿阻力时木板的倾斜度太大
C.随着小车和砝码总质量M的减小,不满足的条件
D.随着砂和砂桶质量m的增加,不满足的条件
(5)小明调整了图像的横纵坐标,描绘出如图丁所示的图像.已知实验中已经完全补偿了阻力的影响,则图丁中纵轴上的截距等于__________(用题中所给的字母表示).
【答案】(1)BC或CB (2) C (3)0.75 (4)C (5)
【解析】(1)已备好的实验器材有:电火花打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂及砂桶、天平(附砝码)、细绳,还需要刻度尺和交流电源,故选BC.(2)平衡摩擦力时,应该不挂沙桶,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,则应该取下砂桶;在挂砂桶时小车做匀速运动,可知木板倾角抬的过低,则取下砂桶后,应该将木板抬高增加倾斜度.故选C.(3)小车运动时的加速度大小为 .(4)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有F=Ma,对砂桶和砂有mg-F=ma,由此解得,由此可知当M>>m时,砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,在图中,a与成线性关系,当不满足M>>m的条件时,加速度随力的变化偏小,图线出现偏离,则图线偏离直线的主要原因是随着小车和砝码总质量M的减小,不满足的条件,故选C.(5)对砂和砂桶以及小车的整体由牛顿第二定律可知,解得,则纵轴上的截距等于.
九、牛顿第二定律
19. 关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度不断减小,则必受力作用
B. 物体处于静止状态,则一定不受力作用
C. 物体的速度大小不变,则所受的合外力必为零
D. 物体向某一方向运动,则在该方向上必受力的作用
【答案】A
【解析】力是改变物体运动状态的原因,物体的速度不断减小,运动状态改变,则必受力作用,A正确;物体处于静止状态,则物体所受合外力为零,不一定不受力作用,B错误;物体的速度大小不变,但方向改变,物体所受的合外力不为零,C错误;物体的运动不需要力维持,物体向某一方向匀速运动,则在该方向上不受力的作用或所受合外力为零,D错误.故选A.
20.牛顿(N)是导出单位,在国际单位制中,1N等于( )
A. 1kg·m/s B. 1g·cm/s2 C. 1kg·m/s2 D. 1kg·s2/m
【答案】C
【解析】在牛顿第二定律公式F=ma中,m的单位是kg,a的单位是m/s2,F的单位是N,则有1N=1kg⋅m/s2,
故选C.
21. 如图所示,汽车向右沿直线运动,速度从减小为,则此过程中,汽车的速度变化、速度变化率、加速度a、受到合力四个矢量中,方向向左的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】D
【解析】速度方向向右,令向右为正方向,速度从减小为,则有,速度的变化量,即速度的变化量方向向左.速度变化率,即速度的变化率方向向左.加速度,即加速度方向向左.根据牛顿第二定律有,即受到合力方向向左.可知,方向向左的有4个.故选D.
22.如图所示,质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上,将质量为3kg的物体B无初速放在物体A上瞬间,B对A的压力大小为( )(g取)
A. 0 B. 8N C. 12N D. 20N
【答案】C
【解析】物体A静止于竖直的轻弹簧上,根据平衡条件有,物体B无初速放在物体A上瞬间,对A、B整体,对A进行分析,根据牛顿第二定律有,解得,故选C.
23.水平路面上有一货车运载着5个相同的、质量均为m的光滑均质圆柱形工件,其中4个恰好占据车厢底部,另有一个工件D置于工件A、B之间(如图所示),重力加速度为g.汽车以某一加速度向左运动时,工件A与D之间恰好没有作用力,下列说法正确的是( )
A. 车的加速度为
B. 工件B对工件A的作用力为0
C. 工件C对工件B的作用力为
D. 工件B对车厢底部的压力为3mg
【答案】C
【解析】对D受力分析,当工件A与D之间恰好没有作用力时,D只受到重力、B对D的弹力作用,弹力方向垂直接触面(沿B、D的轴心连线方向),弹力和重力的合力产生加速度,可以得到如下图所示
根据牛顿第二定律得,则,A错误;若工件B对工件A的作用力为0,A不可能能向左加速,B错误;把A、B、D作整体,当汽车向左加速运动时,A相对车有向右的运动趋势,所以车与A之间的弹力为0.设工件C对工件B的作用力为,由牛顿第二定律有,得,C正确;把A、B、D作整体,设车厢对B的支持力为N,竖直方向有,得,D错误.故选C.
24.如图所示,一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶,在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上层只有桶C,静止在桶A、B之间,没有用绳索固定.汽车向左加速运动时桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持相对静止.则A对C的支持力和B对C的支持力大小随汽车加速度a变化的图像为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对油桶C进行分析,如图所示.根据几何关系可知根据平衡条件有,,解得,,可知,与图像均成线性关系,且图像斜率为负值,图像斜率为正值,第二个选择项符合要求.故选B.
25.某同学为测量电梯启动的加速度,站在电梯中的体重计上随电梯一起上升.同学静止时,体重计显示69kg,启动过程中体重计示数稳定在73kg,g取,则电梯向上启动的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】同学静止时,体重计显示69kg,根据平衡条件有,启动过程中体重计示数稳定在73kg,根据牛顿第二定律有,其中,解得,故选C.
26.如图所示,利用轻绳拉着橡胶轮胎在场地上进行体能训练,绳和水平地面的夹角为α,训练时橡胶轮胎做匀加速直线运动,橡胶轮胎始终不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 夹角一定,加速度越大,地面的支持力越大
B. 夹角一定,加速度越大,地面的摩擦力越大
C. 加速度一定,夹角越大,绳的拉力一定增大
D. 加速度一定,夹角越大,绳的拉力可能减小
【答案】D
【解析】对轮胎受力分析,如图所示
水平方向由牛顿第二定律,竖直方向由平衡条件,其中,A.联立可得,所以夹角一定,加速度越大,地面的支持力越小,A错误;联立可得,夹角一定,加速度越大,地面的摩擦力越小,B错误;联立可得,其中,若,则加速度一定,夹角越大,从逐渐增大,则逐渐减小,所以绳的拉力逐渐增大;若,则加速度一定,夹角越大,从锐角逐渐增大,则可能先增大后减小,绳的拉力先减小后增大,当,F有最小值,C错误、D正确.故选D.
27.如图所示,光滑水平地面上有一质量为3m的小车在水平推力F的作用下加速运动.车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止,杆的弹力沿杆,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)求B球对车厢水平底面的压力;
(2)若B球受到的摩擦力为零,求F的大小和方向;
【答案】(1)2mg,方向向下 (2)5mgtanθ,方向向右
【解析】(1)AB整体:竖直方向合力为零,底面对B球的支持力N=2mg,根据牛顿第三定律,B球对车厢水平底面的压力N'=2mg,方向竖直向下;(2)若B球受到的摩擦力为零,则地面只对B有竖直向上的弹力,设杆的弹力为N,对小球A:竖直方向受力平衡,则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足,竖直方向Ny=mg,则,同理可得,杆对小球B水平方向的分立也为,由牛顿第二定律可得小球B的加速度,对小球A、B和小车整体:根据牛顿第二定律,方向向右.
十、牛顿第二定律的简单应用
28.如图所示,在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道,ac沿竖直方向,abcd是一个矩形.将三个小球同时从a点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的机械能损失,当竖直下落的小球运动到c点时,关于三个小球的位置,下列示意图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,,设小球沿、、 、、下滑的加速度分别为、、、、.
根据牛顿第二定律得,,,对段有,得,对段有,得,对段有,得,所以有,即当竖直下落的小球运动到点时,沿下落的小球恰好到达点,沿下落的小球恰好到达点,故ACD错误,B正确.故选B.
29.时刻,一质量为的小球被竖直向上抛出,其图像如图所示.重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 小球上升的最大高度为3.0m
B. 前1s内,小球的位移为2.5m
C. 时,小球的加速度方向反转
D. 小球受到的空气阻力大小恒为0.1N
【答案】D
【解析】由图像知,小球在0.5s时上升到最大高度,根据图像围成的面积表示位移,可得小球上升的最大高度为,A错误;根据图像围成的面积表示位移,可得前1s内,小球的位移为,B错误;根据图像的斜率表示加速度,可知时,小球的加速度方向并未反转,仍然竖直向下,C错误;根据图像的斜率表示加速度,可得小球的加速度大小为,小球的加速度大小为,根据牛顿第二定律有,,求得,小球受到的空气阻力大小恒为,D正确.故选D.
30.如图所示,在倾角37°足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.3.物体在拉力F的作用下由静止开始运动,F的大小为10N,方向沿斜面向上.加速一段时间后撤去F,让物体在斜面上运动.g取10m/s2,求:
(1)在拉力F作用下物体的加速度;
(2)撤去F后上滑过程中物体的加速度;
(3)下滑过程中物体的加速度.
【答案】(1)1.6m/s2,方向沿斜面向上;(2) -8.4m/s2,方向沿斜面向下;(3)3.6m/s2,方向沿斜面向下
【解析】(1)物体沿斜面向上做匀加速直线运动,设加速度为a1,根据牛顿第二定律有,代入数据解得a1=1.6m/s2,方向沿斜面向上.(2)撤去F后,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设加速度为a2,根据牛顿第二定律有 ,代入数据解得a2= -8.4m/s2,方向沿斜面向下.(3)由于,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,直至滑离斜面.设加速度为a3,根据牛顿第二定律有,代入数据解得a3=3.6m/s2,方向沿斜面向下.
31. 如图甲所示,质量为M=2kg的小物块A和质量为m=1kg的小物块B用跨过光滑小定滑轮的足够长的轻质细线相连接,细线不可伸长,A放在倾角为的粗糙斜面上,A与斜面间的动摩擦因数,B放在水平面上,B与水平面间的动摩擦因数.计时开始时,在B上施加一个水平向左的外力F,大小为30N,力F随时间做周期性变化,规律如图乙所示物块A、B运动过程中不会和滑轮相撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度,,.
(1)求在0~1s内物块A的加速度大小;
(2)求3s末物块B的速度大小
【答案】(1)4m/s2 (2)
【解析】(1)在0~1s内,对B由牛顿第二定律,对A有,解得a=4m/s2.(2)1s末的速度v1=at1=4m/s,在1~2s内,系统做减速运动,则对B由牛顿第二定律,对A,解得a1=6m/s2,设再经过t2速度为零,根据运动学公式,即时刻,B的速度为零;Mgsinθ-μ1Mgcosθ-μ2mg=(M+m)a2,解得a2=2m/s2,2s末的速度为v2=a2t3,解得,方向沿斜面向下.此后根据牛顿第二定律有T2+μ1Mgcosθ-Mgsinθ=Ma3,F-T2+μ2mg=ma3,解得a3=8m/s2,减为0的时间为,由(1)可知此后B向左以4m/s2的加速度加速,运动时间为,根据速度一时间公式有v3=at4,解得.
十一、超重与失重
32.如图所示是某同学站在压力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中压力传感器的示数随时间的变化情况.下列说法中正确的是( )
A 下蹲过程中该同学一直处于失重状态
B. 站起过程中该同学一直处于超重状态
C. 下蹲过程中的最大速度出现在t1时刻
D. 在0~3s内该同学完成了一次“下蹲”和“站起
【答案】C
【解析】下蹲过程中该同学先向下加速,失重,后向下减速,超重,A错误;站起过程中该同学先向上加速,超重,后向上减速,失重,B错误;下蹲过程中先向下加速,当加速度为零时速度最大,此时出现在t1时刻,C正确;由图可知,在0~3s内该同学只完成了一次“下蹲”过程,D错误.故选C.
33.图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度.根据图像分析可知( )
A. c到d的过程中,人处于完全失重状态
B. 人的重力可由b点读出,约为500N
C. f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D. 人上升的最大高度约为0.3125m
【答案】D
【解析】c到d的过程中,压力先大于重力后小于重力,所以人先处于超重状态再处于失重状态,A错误;人在a处于平衡状态,人所受支持力等于重力,根据牛顿第三定律,压力等于支持力,因此人的重力从a点读出为1000N,B错误;f点对应的压力最大,大于重力,则人处于超重状态,肯定不是上升到最高点,C错误;从d点到e点人在空中运动,人在空中运动的时间t=2.5s-2s=0.5s,人上升的最大高度约为,D正确.故选D.
34.某跳水运动员在3m长的踏板上起跳,通过录像观察到踏板和运动员要经历图示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则( )
A. 运动员在A点具有最大速度
B. 运动员在B处与踏板分离
C. 运动员和踏板由C到B的过程中,向上做匀加速运动
D. 运动员和踏板由C到A的过程中,运动员先超重后失重
【答案】D
【解析】B为人站在踏板上静止时的平衡点,即人在B处时,加速度为零,速度最大,A错误;运动员在B处时,加速度为0,即踏板对人的作用力等于人的重力,还有作用力,未分离:,随着踏板恢复原状,踏板对人的作用力减小,减速运动的加速度增大,继续在踏板作用下做加速度增大的减速运动,直到A处时,踏板恢复原状,对人没有作用力,开始分离,B错误;运动员和踏板由C到B的过程中,有牛顿第二定律:,随着踏板恢复原状,踏板对人的作用力减小,加速运动的加速度减小,即做加速度减小的加速运动,C错误;运动员和踏板由C到B的过程中,做加速运动,加速度向上,超重,由B到A的过程中,做减速运动,加速度向下,失重,D正确.故选D.
十二、牛顿第二定律的应用——滑板、滑块模型
35.如图所示,光滑的水平面上静置一质量M=2kg、长度L=8m的木板,另一质量m=1kg的小滑块以v0=10m/s的水平初速度从木板的左端滑上木板(此时开始计时).已知小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2.
(1)若木板固定在水平面上,求小滑块从木板上滑离时的速度大小;
(2)若木板不固定,求小滑块从木板上滑离的时间;
(3)若木板不固定,且在小滑块滑上木板的同时对木板施加一水平向右的恒力F,要使小滑块不从木板上滑离,求恒力F的大小范围.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)对滑块,解得,设滑块从木板上滑离时速度为v,,解得.(2)木板不固定,对木板,,设经时间t1,滑块刚好从木板上滑离,解得,另一解时滑块速度小于木板速度,不符,舍去;(3)设经时间t2,滑块刚好滑到木板右端且与木板共速,即滑块恰好不从木板的右端滑落对木板,,,解得,,由,可得,滑块不从木板的左端滑落:对木板,,解得,所以要使小滑块不从木板上滑离.
36.如图所示,小明用平板车运冰块.冰块可视作质点,其质量为10kg,与车间的动摩擦因数为0.1,与地面间的动摩擦因数为0.05,放置于距车尾1m处;小车质量为20kg,不计小车与地面间的摩擦.某次运送过程中,小明用40N的水平力拉小车,冰块与小车间产生了相对运动,在冰块从小车尾端掉落瞬间小明对小车的力立即改为等大反向的推力,忽略冰块掉落地面需要的时间,g取.求:
(1)冰块在小车上滑动的时间;
(2)冰块落地后经过多长时间与小车尾端相碰;
(3)冰块落地后到碰撞前与车尾间的最大距离.
【答案】(1)2s (2)s (3)m
【解析】(1)根据牛顿第二定律可知冰块的加速度为,对小车,根据牛顿第二定律有,解得,设冰块在小车上滑动的时间为,则有,解得s.
(2)冰块落地的速度为,小车的速度为,落地后冰块的加速度为,小车的加速度为,此后冰块向左减速,小车先向左减速,再向右加速,冰块停止的时间为s,小车减速至0的时间为s,设冰块落地后经过时间与小车尾端相碰,假设此时小车未停止,则有 ,解得s<1.5s,假设成立.
(3)冰块落地后,两物体速度相等时相距最远,则有,解得s,最大距离为m.
十三、曲线运动
37.下在物理学的研究中用到的思想方法很多,下列关于几幅书本插图的说法中正确的是( )
A. 甲图中,B点逐渐向A点靠近时,观察AB割线的变化趋势,可认为质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,这是运用了假设法
B. 乙图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
C. 丙图中,在观察桌面的形变时,运用了控制变量法
D. 丁图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理法
【答案】D
【解析】甲图中,B点逐渐向A点靠近时,观察AB割线的变化趋势,可认为质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,这是运用了极限法,选项A错误;乙图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了微元法,选项B错误;丙图中,在观察桌面的形变时,运用了放大法,选项C错误;丁图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理法,选项D正确.故选D.
38.一辆汽车在水平公路.上转弯,沿曲线由P向Q行驶,速度逐渐增加,如图A、B、C、D.分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,其中可能的情形是( )
A. B. C D.
【答案】B
【解析】汽车沿曲线转弯,所以受到垂直速度方向指向轨迹凹侧的向心力Fn,汽车的速度逐渐增加,所以还受到与速度方向相同沿轨迹切线方向的切向力Ft,这两个力的合力方向如图B所示,A、C、D错误,B正确.故选B.
十四、运动的合成与分解
39.在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示).把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部.若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B. 玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C. 玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D. 玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
【答案】D
【解析】玻璃管匀速移动时,则蜡块水平方向和竖直方向都做匀速运动,则合运动为直线运动,根据运动的独立性原理可知,运动到顶部时间仍等于t,A、B错误;玻璃管加速移动时,则蜡块水平方向做加速运动,竖直方向做匀速运动,合运动为曲线运动,即蜡块做曲线运动,运动到顶部时间仍等于t,C错误,D正确.故选D.
40.某质点在Oxy平面上运动.t=0时,质点位于y轴上.它在x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示.在Oxy平面上大致描绘质点在2s内的运动轨迹,下面四图中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由图甲可知,质点沿x轴方向运动的初速度为,质点沿x轴方向运动的加速度为,根据可得质点2s内沿x方向的位移方程为,
由图乙可知,质点沿y轴方向做匀速直线运动,则,可得质点2s内沿y方向的位移方程为,联立可得质点的轨迹方程为,所以质点在2s内的运动轨迹图大致如下,故选B.
十五、小船渡河
41.如图所示,某人准备游泳过河去正对岸,他在静水中游速为0.6m/s,河水流速0.3m/s,则他的头应朝向( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】某人准备游泳过河去正对岸,则合速度方向垂直正对岸,则,可知,故选C.
十六、抛体运动
42.如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种.某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上.忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B. 谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1
C. 谷粒2的水平分速度等于v1
D. 两谷粒从O到P的平均速度相等
【答案】B
【解析】抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度,A错误;谷粒2做斜向上抛运动,谷粒1做平抛运动,均从O点运动到P点,故位移相同.在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动,谷粒1做自由落体运动,竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长,B正确;谷粒2做斜抛运动,水平方向上为匀速直线运动,与谷粒1比较水平位移相同,但运动时间较长,故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于,C错误;两谷粒从O点运动到P点的位移相同,运动时间不同,故平均速度不相等,谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,D错误.故选B.
43.在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直于倾角为θ的山坡击中目标.则炸弹水平方向通过的距离与竖直方向下落的高度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】炸弹击中目标时的速度方向垂直斜面,则,炸弹水平方向通过的距离与竖直方向下落的高度之比为,故选B
44.如图所示,在倾角为37°的斜面顶点A以速度v0水平抛出小球,小球落在斜面上的P点,在P点反弹后又落在斜面上的Q点,假设小球在P点反弹前后瞬间沿斜面方向的速度相同,垂直于斜面方向的速度等大反向,重力加速度为g,空气阻力不计,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,,则下列说法正确的是( )
A. A、P点间的距离为 B. A、P点间的距离为
C. P、Q点间的距离为 D. P、Q点间的距离为
【答案】C
【解析】将小球的运动沿斜面方向和垂直斜面方向分解,由垂直斜面方向运动可知,小球从A到P 和从P到Q运动时间相等,运动时间为,则,A、B错误;小球沿斜面方向做匀加速直线运动,则有,解得,C正确,D错误.故选C.
45.从某高度处以10m/s的初速度水平抛出一物体,经2s落地,g取10m/s2,求:
(1)物体做平抛运动的位移;
(2)物体的末速度和速度的变化量.
【答案】(1),与水平方向的夹角为 (2)见解析
【解析】(1)物体做平抛运动的水平位移为,竖直位移为,则物体做平抛运动的位移大小为,与水平方向的夹角为,则有,可得.(2)物体落到的竖直分速度为,则物体的末速度大小为,与水平方向的夹角为,则有,物体的速度变化量为,方向竖直向下.
46.如图所示,一玩具子弹从O点水平射出,子弹在四张等间距竖直薄纸上留下了四个弹孔A、B、C、D.测得相邻薄纸之间的距离为L,AB、BC竖直距离分别为、.不计空气阻力,不考虑薄纸对子弹运动的影响,重力加速度为g.求:
(1)子弹经过相邻两张纸的时间;
(2)子弹的初速度;
(3)CD之间的竖直距离.
【答案】(1) (2) 方向水平向右 (3)
【解析】(1)根据平抛运动的规律可知,子弹在竖直方向上做自由落体运动,则有,解得子弹经过相邻两张纸的时间为.(2)子弹水平方向做匀速直线运动,故其初速度方向水平向右.(3)根据平抛运动竖直方向运动规律可得,解得CD之间的竖直距离.
47.跳台滑雪是一项勇敢者的运动,它需要利用山势特点建造一个特殊跳台.一运动员穿着专用滑雪板,在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出,在空中飞行时间t=3s后在山坡上B点着陆,如图所示,山坡与水平方向的夹角为37°,将运动员视为质点,不考虑空气阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(结果可用根式表示)
(1)A点与B点的距离L;
(2)运动员从A点水平飞出的速度v0,以及落到斜面上时的速度大小v.
【答案】(1) (2)20m/s
【解析】(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,则,解得.(2)设运动员离开A点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动,解得,运动员到B点时竖直方向的速度,所以运动员到B点时速度大小.
48.小明做抛投沙包入洞坑的游戏,洞坑口与水平桌面齐平,桌面离地高h=1.0m,如图所示.沙包出手时离地的高度H=1.2m,离洞坑的水平距离x=3.5m,沙包和桌面间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2.
(1)水平抛出沙包,若直接投入洞坑,求初速度v0;
(2)若水平抛出沙包,沙包与桌面碰撞后瞬间竖直分速度立即为0、水平速度不变,沿桌面向洞坑滑行,要使沙包能滑入洞坑,求抛投时的最小初速度v1.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)从空中直接投入洞坑,竖直方向,得 t=0.2s,水平方向, 得.(2)落到桌面后即以水平初速度沿桌面滑行刚好能滑入洞坑,设最小抛出速度为v1,在桌面滑行:加速度,全过程水平方向, 得.
十七、实验:探究平抛运动的特点
49.如图所示,是“研究平抛物体的运动”实验装置图,下列哪个因素对实验误差影响可忽略( )
A. 小球与斜槽之间有摩擦 B. 安装斜槽时其末端切线不水平
C. 小球每次从斜槽上的位置不相同 D. 没有用重锤线确定竖直方向
【答案】A
【解析】只要小球从斜槽上同一高度由静止释放,小球到达斜槽末端时的速度相等,小球与斜面间有摩擦不影响实验的测量,A正确;安装斜糟时其末端切线不水平,小球不能做平抛运动,影响实验的测量,B错误;为保证小球做平抛运动的速度相等每次小球应从斜槽上的同一点释放,C错误;建立坐标时,x轴、y轴正交,但y轴不够竖直,将会影响长度的测量,D错误.故选A.
50.在实验室里某班甲同学用如图(a)所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验.
(1)在研究平抛运动实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用________;
A 实心小铁球 B. 空心小铁球
C. 实心小木球 D. 以上三种小球都可
(2)甲同学在实验中必须满足实验条件和必要的实验操作是________;(选填选项代号)
A. 用天平测量平抛小球的质量m
B. 每次从斜槽上不同位置释放小球
C. 保证斜槽的末端水平
D. 保持木板竖直
(3)甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹,为了便于进一步探究平抛运动的特点,该同学以平抛起点O为原点建立如图甲所示的xOy坐标系,他在轨迹上取一些点,测量这些点的水平坐标x和竖直坐标y,然后作图像.他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线.(选填选项代号)
A. B. C. D.
(4)图(b)是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片,图乙背景中每一小方格的边长为L=10cm,A、B、C是照片中小球的3个位置,当地重力加速度,请回答下面问题:
①频闪照相机的曝光时间间隔T=________s;(结果可保留分数形式)
②小球做平抛运动的初速度大小为________m/s.(计算结果保留2位有效数字)
【答案】(1)A (2)CD (3)B (4)① ② 2.1
【解析】(1)在研究平抛运动实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用实心铁球,故选A.
(2)A.实验中不需要用天平测量平抛小球的质量m,选项A错误;B.每次从斜槽上相同位置释放小球,以保证小球到达底端时速度相同,选项B错误;C.保证斜槽的末端水平,以保证小球做平抛运动,选项C正确;D.保持木板竖直,以防止小球与木板发生碰撞,选项D正确.故选CD.(3)根据,,可得,可知y-x2为过原点的直线,故选B.(4)①竖直方向,根据,解得.②水平方向,小球做平抛运动的初速度大小为.
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2025-2026高一上学期物理期末考前提优专练
(常州地区使用)
一、运动的描述
1.下列说法正确的是( )
A. 物体运动的加速度为0,其速度也为0
B. 物体的速度变化量大,其加速度就大
C. 物体的加速度方向向东,其速度变化的方向也向东
D. 物体的加速度减小,其速度也减小
二、匀变速直线运动的规律
2. 如图所示为我国某新型动车组进行进站测试.已知列车的初速度为100m/s,加速度大小为1m/s2,设列车的运动为匀减速直线运动,求:
(1)50s末速度大小v;
(2)整个减速过程中运动的距离.
3.如图所示,为研究某种小型飞机沿直线起飞过程中运动情况,记录飞机最前端从A到B、从B到C用时分别为4s和6s,估测、,将飞机起飞过程视作匀加速运动.求:
(1)飞机最前端通过AB两点间平均速度的大小;
(2)飞机加速度的大小,飞机最前端经过C点时瞬时速度的大小.
三、自由落体运动及其研究
4.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验和逻辑思维相结合的科学方法,图示大致反映了这一研究过程,下列说法不正确的是( )
A. 甲是真实的实验现象,丁是合理外推得出的结论
B. 利用斜面做实验,解决了时间难以测量的困难
C. 甲的实验,可“冲淡”重力的作用,使现象更明显
D. 丁的实验,可“放大”重力的作用,使现象更明显
5.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A. 自由落体运动是一种初速度为零的匀加速直线运动
B. 做自由落体运动的物体刚下落时,其速度和加速度都为零
C. 做自由落体运动的物体质量越大,下落时加速度就越大
D. 自由落体运动就是物体不受任何作用力情况下的运动
四、重力、弹力、摩擦力
6.生活中缓冲装置是利用弹簧的弹力作用来实现的,某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型,图中轻质弹簧的劲度系数大于轻质弹簧的劲度系数,垫片向右移动弹簧处于压缩状态时( )
A. 弹簧压缩量大 B. 弹簧压缩量大
C. 弹簧产生弹力大 D. 弹簧产生弹力大
7.如图所示,一辆小汽车停靠在路边的斜坡路面上,下列关于小汽车受力的说法正确的是( )
A. 小汽车只受重力和静摩擦力
B. 小汽车只受重力和支持力
C. 小汽车受重力、支持力和静摩擦力
D. 小汽车受重力、支持力、静摩擦力和下滑力
五、力的合成与分解
8.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,如图甲所示,橡皮条的一端固定,另一端系一轻质小圆环,自然长度为GE.图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,小圆环在拉力、的作用下处于O点,橡皮条伸长的长度为EO.图丙中,改用一个力F单独拉住小圆环,仍然使小圆环处于O点.则图乙所示步骤中不需要记录的是( )
A. EO长度 B. O点位置
C. 力、的方向 D. 弹簧测力计示数
9.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示,关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 测量时,橡皮条、细和弹簧秤应贴近并平行于木板
B. 拉着细绳套的两只弹簧秤稳定后读数应相同
C. 测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦
D. 记录下结点位置后,确定一个拉力的方向必需再选择相距较远的另两个点
六、共点力的平衡
10.引体向上是锻炼人体臂力的一项重要体育项目.如图,某次某人双手吊在单杠上处于静止状态.下列说法正确的是( )
A. 单杠对人的力和人受的重力是一对相互作用力
B. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,则人受的合力变大
C. 若两手改握单杠的A、B位置且仍处于静止状态,则每只手臂上的力不变
D. 单杠对人的力与单杠的微小形变方向相反
11.如图所示,竖直平面内蜘蛛网上A、B、C三点的连线构成正三角形,三根蜘蛛丝a、b、c(可视为弹性绳)的延长线均过三角形的中心,蜘蛛丝c沿竖直方向,且c中有张力.蜘蛛静止在蛛网中央,不计蛛网重力、考虑蜘蛛重力,则( )
A. a中张力大于b中张力
B. a、b绳中张力的合力等于c中张力
C. a、b绳中张力的合力小于c中张力
D. a、b绳中张力的合力大于c中张力
七、牛顿第一定律 牛顿第三定律 单位制
12.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( )
A. 静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大
B. 惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C. 由牛顿第一定律可知:物体受外力时,运动状态一定改变
D. 牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律
13.下列力学单位中,属于基本单位的是( )
A. 力的单位牛顿(N)
B. 时间的单位秒(s)
C. 速度单位米每秒(m/s)
D. 加速度的单位米每二次方秒(m/s2)
14.物理学中把力与力的作用时间的乘积定义为力对物体的冲量I,即,则冲量单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A. kg·s B. kg·m/s
C. kg· D. kg·
15.要判断一个物理关系式是否成立,有时不必作复杂的推导,只需分析式中各量的单位,就可判定有些表达式是错误的,在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式,请你根据单位分析,确定其中必定错误的选项例.如图,光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体,它的斜面上有另一质量为m的物块沿斜面下滑.关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度aM及滑块加速度am,某同学得出的关系式一定错误的是( )
A. B.
C. D.
八、实验:探究加速度与力、质量的关系
16.实验小组做“探究加速度与力的关系”实验.
(1)同学们安装了如图甲所示装置,准备接通电源打第一张纸带时,一位同学发现了操作和装置存在问题,它们是(只要指出两个问题即可):
① ;
② .
(2)纠正所有问题后,实验得到一条点迹清晰纸带如图乙所示,选择某点为起始点O,隔一定距离后,取连续打出的点A、B、C、D…,测出O到上述各点的距离分别为x1、x2、x3、x4…,计算OA、OB、OC、OD…段的平均速度大小分别为….以平均速度为纵坐标,相应的运动时间t为横坐标,作出图像如图丙所示,图线纵轴的截距表示____________;若图线的斜率为k,则小车的加速度大小为________.
(3)以砂和砂桶的总重力为小车所受的拉力F,改变砂桶中砂的质量,得到小车的加速度a与F关系图线如图丁,图线发生弯曲的原因是 ______________.
17.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的装置,重力加速度为g.
(1)实验中,以下操作正确的是______(单选);
A. 平衡摩擦力时,将装有砝码砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B. 细线与长木板保持平行
C. 先放开小车再接通打点计时器电源
D. 打点计时器接直流电源
(2)在某次实验中,打出了一条纸带如图2所示,相邻两个计数点之间的时间间隔为T,经测量得出各计数点间的距离为,、、、,则打B点时小车速度______,小车加速度大小______;(用题中字母表示)
(3)在探究小车加速度a与其质量M的关系时,正确平衡摩擦力后根据实验数据在坐标系中描点如图3所示,作出图像______;
(4)在探究小车加速度a与受合力F关系时,不断增加砝码盘中砝码的质量,得到相关数据作出a—F图像,发现图像显示小车的加速度趋近于某一极限值,如题图4所示,分析得此极限值为______.
18.同学们用如图甲所示的装置来探究“在外力一定时,物体的加速度与其质量之间的关系”,已知当地的重力加速度为g.
(1)已备好的实验器材有:电火花打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂及砂桶、天平(附砝码)、细绳,还需要___________;
A.秒表 B.刻度尺 C.交流电源 D.直流电源
(2)实验中,需要补偿阻力.小明在已挂有砂桶的小车后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器,调节木板的倾斜度,接通打点计时器的电源,使小车在绳的拉力下运动,发现纸带上的点迹间隔相等.小华认为这一步操作有误,应该__________(填字母).
A.适当增加砂桶中砂的质量
B.适当减少砂桶中砂的质量
C.取下砂桶进行实验,适当增大木板的倾斜度
D.取下砂桶进行实验,适当减小木板的倾斜度
(3)保持砂和砂桶质量m不变,通过改变小车上砝码的个数来改变小车的总质量M.如图乙所示是某次用打点计时器打下的一条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,纸带上每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,根据纸带可求出小车运动时的加速度大小为_________m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)测出多组小车总质量M和对应的加速度a,小明作出如图丙中实线所示的图线,图线偏离直线的主要原因是____________.
A.补偿阻力时木板的倾斜度太小
B.补偿阻力时木板的倾斜度太大
C.随着小车和砝码总质量M的减小,不满足的条件
D.随着砂和砂桶质量m的增加,不满足的条件
(5)小明调整了图像的横纵坐标,描绘出如图丁所示的图像.已知实验中已经完全补偿了阻力的影响,则图丁中纵轴上的截距等于__________(用题中所给的字母表示).
九、牛顿第二定律
19. 关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体的速度不断减小,则必受力作用
B. 物体处于静止状态,则一定不受力作用
C. 物体的速度大小不变,则所受的合外力必为零
D. 物体向某一方向运动,则在该方向上必受力的作用
20.牛顿(N)是导出单位,在国际单位制中,1N等于( )
A. 1kg·m/s B. 1g·cm/s2 C. 1kg·m/s2 D. 1kg·s2/m
21. 如图所示,汽车向右沿直线运动,速度从减小为,则此过程中,汽车的速度变化、速度变化率、加速度a、受到合力四个矢量中,方向向左的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
22.如图所示,质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上,将质量为3kg的物体B无初速放在物体A上瞬间,B对A的压力大小为( )(g取)
A. 0 B. 8N C. 12N D. 20N
23.水平路面上有一货车运载着5个相同的、质量均为m的光滑均质圆柱形工件,其中4个恰好占据车厢底部,另有一个工件D置于工件A、B之间(如图所示),重力加速度为g.汽车以某一加速度向左运动时,工件A与D之间恰好没有作用力,下列说法正确的是( )
A. 车的加速度为
B. 工件B对工件A的作用力为0
C. 工件C对工件B的作用力为
D. 工件B对车厢底部的压力为3mg
24.如图所示,一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶,在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上层只有桶C,静止在桶A、B之间,没有用绳索固定.汽车向左加速运动时桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持相对静止.则A对C的支持力和B对C的支持力大小随汽车加速度a变化的图像为( )
A. B. C. D.
25.某同学为测量电梯启动的加速度,站在电梯中的体重计上随电梯一起上升.同学静止时,体重计显示69kg,启动过程中体重计示数稳定在73kg,g取,则电梯向上启动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
26.如图所示,利用轻绳拉着橡胶轮胎在场地上进行体能训练,绳和水平地面的夹角为α,训练时橡胶轮胎做匀加速直线运动,橡胶轮胎始终不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 夹角一定,加速度越大,地面的支持力越大
B. 夹角一定,加速度越大,地面的摩擦力越大
C. 加速度一定,夹角越大,绳的拉力一定增大
D. 加速度一定,夹角越大,绳的拉力可能减小
27.如图所示,光滑水平地面上有一质量为3m的小车在水平推力F的作用下加速运动.车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止,杆的弹力沿杆,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)求B球对车厢水平底面的压力;
(2)若B球受到的摩擦力为零,求F的大小和方向;
十、牛顿第二定律的简单应用
28.如图所示,在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道,ac沿竖直方向,abcd是一个矩形.将三个小球同时从a点静止释放,忽略一切摩擦,不计拐弯时的机械能损失,当竖直下落的小球运动到c点时,关于三个小球的位置,下列示意图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
29.时刻,一质量为的小球被竖直向上抛出,其图像如图所示.重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 小球上升的最大高度为3.0m B. 前1s内,小球的位移为2.5m
C. 时,小球的加速度方向反转 D. 小球受到的空气阻力大小恒为0.1N
30.如图所示,在倾角37°足够长的斜面上有一个质量为1kg的物体,物体与斜面之间的动摩擦因数为0.3.物体在拉力F的作用下由静止开始运动,F的大小为10N,方向沿斜面向上.加速一段时间后撤去F,让物体在斜面上运动.g取10m/s2,求:
(1)在拉力F作用下物体的加速度;
(2)撤去F后上滑过程中物体的加速度;
(3)下滑过程中物体的加速度.
31. 如图甲所示,质量为M=2kg的小物块A和质量为m=1kg的小物块B用跨过光滑小定滑轮的足够长的轻质细线相连接,细线不可伸长,A放在倾角为的粗糙斜面上,A与斜面间的动摩擦因数,B放在水平面上,B与水平面间的动摩擦因数.计时开始时,在B上施加一个水平向左的外力F,大小为30N,力F随时间做周期性变化,规律如图乙所示物块A、B运动过程中不会和滑轮相撞,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度,,.
(1)求在0~1s内物块A的加速度大小;
(2)求3s末物块B的速度大小.
十一、超重与失重
32.如图所示是某同学站在压力传感器上,先“下蹲”后“站起”过程中压力传感器的示数随时间的变化情况.下列说法中正确的是( )
A.下蹲过程中该同学一直处于失重状态
B. 站起过程中该同学一直处于超重状态
C. 下蹲过程中的最大速度出现在t1时刻
D. 在0~3s内该同学完成了一次“下蹲”和“站起
33.图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度.根据图像分析可知( )
A. c到d的过程中,人处于完全失重状态
B. 人的重力可由b点读出,约为500N
C. f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D. 人上升的最大高度约为0.3125m
34.某跳水运动员在3m长的踏板上起跳,通过录像观察到踏板和运动员要经历图示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则( )
A. 运动员在A点具有最大速度
B. 运动员在B处与踏板分离
C. 运动员和踏板由C到B的过程中,向上做匀加速运动
D. 运动员和踏板由C到A的过程中,运动员先超重后失重
十二、牛顿第二定律的应用——滑板、滑块模型
35.如图所示,光滑的水平面上静置一质量M=2kg、长度L=8m的木板,另一质量m=1kg的小滑块以v0=10m/s的水平初速度从木板的左端滑上木板(此时开始计时).已知小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2.
(1)若木板固定在水平面上,求小滑块从木板上滑离时的速度大小;
(2)若木板不固定,求小滑块从木板上滑离的时间;
(3)若木板不固定,且在小滑块滑上木板的同时对木板施加一水平向右的恒力F,要使小滑块不从木板上滑离,求恒力F的大小范围.
36.如图所示,小明用平板车运冰块.冰块可视作质点,其质量为10kg,与车间的动摩擦因数为0.1,与地面间的动摩擦因数为0.05,放置于距车尾1m处;小车质量为20kg,不计小车与地面间的摩擦.某次运送过程中,小明用40N的水平力拉小车,冰块与小车间产生了相对运动,在冰块从小车尾端掉落瞬间小明对小车的力立即改为等大反向的推力,忽略冰块掉落地面需要的时间,g取.求:
(1)冰块在小车上滑动的时间;
(2)冰块落地后经过多长时间与小车尾端相碰;
(3)冰块落地后到碰撞前与车尾间的最大距离.
十三、曲线运动
37.下在物理学的研究中用到的思想方法很多,下列关于几幅书本插图的说法中正确的是( )
A. 甲图中,B点逐渐向A点靠近时,观察AB割线的变化趋势,可认为质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,这是运用了假设法
B. 乙图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
C. 丙图中,在观察桌面的形变时,运用了控制变量法
D. 丁图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理法
38.一辆汽车在水平公路.上转弯,沿曲线由P向Q行驶,速度逐渐增加,如图A、B、C、D.分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,其中可能的情形是( )
A. B. C D.
十四、运动的合成与分解
39.在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示).把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部.若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B. 玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C. 玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D. 玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
40.某质点在Oxy平面上运动.t=0时,质点位于y轴上.它在x方向运动的速度-时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示.在Oxy平面上大致描绘质点在2s内的运动轨迹,下面四图中正确的是( )
A. B. C. D.
十五、小船渡河
41.如图所示,某人准备游泳过河去正对岸,他在静水中游速为0.6m/s,河水流速0.3m/s,则他的头应朝向( )
A. B. C. D.
十六、抛体运动
42.如图(a),我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种.某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2,其中v1方向水平,v2方向斜向上.忽略空气阻力,关于两谷粒在空中的运动,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度
B. 谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1
C. 谷粒2的水平分速度等于v1
D. 两谷粒从O到P的平均速度相等
43.在某次演习中,轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直于倾角为θ的山坡击中目标.则炸弹水平方向通过的距离与竖直方向下落的高度之比为( )
A. B. C. D.
44.如图所示,在倾角为37°的斜面顶点A以速度v0水平抛出小球,小球落在斜面上的P点,在P点反弹后又落在斜面上的Q点,假设小球在P点反弹前后瞬间沿斜面方向的速度相同,垂直于斜面方向的速度等大反向,重力加速度为g,空气阻力不计,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,,则下列说法正确的是( )
A. A、P点间的距离为 B. A、P点间的距离为
C. P、Q点间的距离为 D. P、Q点间的距离为
45.从某高度处以10m/s的初速度水平抛出一物体,经2s落地,g取10m/s2,求:
(1)物体做平抛运动的位移;
(2)物体的末速度和速度的变化量.
46.如图所示,一玩具子弹从O点水平射出,子弹在四张等间距竖直薄纸上留下了四个弹孔A、B、C、D.测得相邻薄纸之间的距离为L,AB、BC竖直距离分别为、.不计空气阻力,不考虑薄纸对子弹运动的影响,重力加速度为g.求:
(1)子弹经过相邻两张纸的时间;
(2)子弹的初速度;
(3)CD之间的竖直距离.
47.跳台滑雪是一项勇敢者的运动,它需要利用山势特点建造一个特殊跳台.一运动员穿着专用滑雪板,在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出,在空中飞行时间t=3s后在山坡上B点着陆,如图所示,山坡与水平方向的夹角为37°,将运动员视为质点,不考虑空气阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(结果可用根式表示)
(1)A点与B点的距离L;
(2)运动员从A点水平飞出的速度v0,以及落到斜面上时的速度大小v.
48.小明做抛投沙包入洞坑的游戏,洞坑口与水平桌面齐平,桌面离地高h=1.0m,如图所示.沙包出手时离地的高度H=1.2m,离洞坑的水平距离x=3.5m,沙包和桌面间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2.
(1)水平抛出沙包,若直接投入洞坑,求初速度v0;
(2)若水平抛出沙包,沙包与桌面碰撞后瞬间竖直分速度立即为0、水平速度不变,沿桌面向洞坑滑行,要使沙包能滑入洞坑,求抛投时的最小初速度v1.
十七、实验:探究平抛运动的特点
49.如图所示,是“研究平抛物体的运动”实验装置图,下列哪个因素对实验误差影响可忽略( )
A. 小球与斜槽之间有摩擦 B. 安装斜槽时其末端切线不水平
C. 小球每次从斜槽上的位置不相同 D. 没有用重锤线确定竖直方向
50.在实验室里某班甲同学用如图(a)所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验.
(1)在研究平抛运动实验中,为减小空气阻力对小球运动的影响,应采用________;
A 实心小铁球 B. 空心小铁球
C. 实心小木球 D. 以上三种小球都可
(2)甲同学在实验中必须满足实验条件和必要的实验操作是________;(选填选项代号)
A. 用天平测量平抛小球的质量m
B. 每次从斜槽上不同位置释放小球
C. 保证斜槽的末端水平
D. 保持木板竖直
(3)甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹,为了便于进一步探究平抛运动的特点,该同学以平抛起点O为原点建立如图甲所示的xOy坐标系,他在轨迹上取一些点,测量这些点的水平坐标x和竖直坐标y,然后作图像.他作出的图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线.(选填选项代号)
A. B. C. D.
(4)图(b)是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片,图乙背景中每一小方格的边长为L=10cm,A、B、C是照片中小球的3个位置,当地重力加速度,请回答下面问题:
①频闪照相机的曝光时间间隔T=________s;(结果可保留分数形式)
②小球做平抛运动的初速度大小为________m/s.(计算结果保留2位有效数字)
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