精品解析:上海市进才中学2025-2026学年高一上学期期末检测物理试卷
2026-01-22
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内容正文:
上海市进才中学2025学年第一学期期末检测
高一物理试卷
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题有2个或2个以上正确选项,漏选给部分分,错选不给分;未特别标注的选择类试题,每小题只有1个正确选项。
3.在列式计算、论证、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
4.本卷重力加速度取
一、轨道上的小车(共15分)
实验室中的小车配合直轨道,可以研究多个问题。小车在轨道上运动时,受到的滑动摩擦力比较小。
1. 选取一段时间内小车沿倾斜轨道向下滑动的位移—时间图像如图。对测量点用二次函数进行拟合,得到函数对应的常数:,,(物理量所用单位均为国际单位制基本单位),则小车在该段时间内运动的加速度为________。
2. 根据上题中的图像,猜测小车下滑过程中的速度位移图像为右图中的_________(选涂“A:甲”或“B:乙”)。为方便判断小车是否为匀变速直线运动,可将图像的纵坐标设置为_________,(选涂“A:”或“B:”)。
3. 采用分体式位移传感器测量时,实验装置如图(a)所示。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量,绘制出小车的图线,如图(b)所示。
(1)安装在小车上的是( )
A.位移接收器 B.位移发射器 C.光电门 D.数据采集器
(2)根据获得的图线可知,两个传感器在相互( )
A.靠近 B.远离 C.旋转
(3)(论证)根据实验数据,论证之间,小车的运动是否为匀加速直线运动( )。
二、跳伞运动(共22分)
运动员做跳伞训练,从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞。不计运动员所受的空气阻力,打开伞后伞所受阻力与速度成正比,即。打开降落伞前运动员速度为,运动员最终匀速着地时的速度为。
4. (1)开伞前运动员下落的距离为________的单位用国际单位制基本单位可以表示为________。
(2)下列说法正确的是( )
A.打开降落伞后瞬间运动员向上运动 B.打开降落伞后瞬间运动员加速度不变
C.打开降落伞后瞬间运动员加速度向上 D.打开降落伞后运动员的加速度不断增大
5. (1)开伞后瞬间运动员的加速度大小为________;
(2)定性画出运动员从开始下落到着地过程中的图。________
6. 雨滴在下落过程中会受到与降落伞相似的阻力,通常由于水汽的凝聚,雨滴质量将逐渐增大,最后雨滴将以某一速度匀速下降,则雨滴下落过程中( )
A. 雨滴下落的加速度将逐渐增大,主要是由于雨滴质量逐渐增大造成的
B. 雨滴下落的加速度将逐渐增大,主要是由于空气阻力增大造成的
C. 雨滴下落的加速度将逐渐减小,主要是由于雨滴质量逐渐增大造成的
D. 雨滴下落的加速度将逐渐减小,主要是由于空气阻力增大造成的
7. 高空云层中水汽遇冷后凝聚成雨滴下落,设有大小不同的两个雨滴雨滴较大)。它们在下落的过程中受到的阻力,其中是雨滴的横截面积,是雨滴下落的速度,为一常数。假设雨滴刚下落时为,设雨滴为球形,球形体积正比于半径的三次方,则两雨滴下落过程中的速度随时间变化的图像为( )
A. B.
C. D.
8. 雨滴由静止开始下落(不计空气阻力),遇到水平方向吹来的风,设风对雨滴持续稳定作用,在下落同一高度的过程中,同一雨滴风速越大下落时间________;风速越大,雨滴落地速度将________。(均选涂A.越大 B.不变C.越小)
三、弹弓(共9分)
弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图(a)是一种Y型弹弓,两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连,另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上,弹兜和皮筋质量均可忽略不计。使用者先拉伸皮筋,并保持弹丸静止,此时两皮筋长度相同,如图(b)所示,然后释放弹丸,让其弹出。
9. 用力拉皮筋使弹丸处于静止状态时,两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距,再用力拉皮筋使弹丸处于静止状态,此时两皮筋间的夹角仍为,则______。
A. B. C.
10. 在时,以初速度竖直向上射出一质量的弹丸,其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小与其速率的关系满足,其中,。
(1)弹丸从射出到运动至最高点的过程中,其图线可能为( )
A. B.
C. D.
(2)弹丸从射出到运动至最高点的时间为__________s。
四、飞镖(共14分)
在我校组织的活动中,飞镖社团进行了展示表演和互动游戏,请回答下列问题:
11. 某同学先后将两只飞镖、由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度,不计空气阻力,则两只飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是( )
A. B. C. D.
12. 如图,竖直墙壁的左侧有一点光源,从点光源处有一飞镖以速度正对墙壁向右水平抛出,在撞到竖直墙壁之前的过程中,墙壁上会有飞镖的影子。以到竖直墙壁垂线与墙壁的交点为坐标原点,以沿墙壁向下为正方向建立轴,假设竖直墙壁足够长,以飞镖抛出时刻为,不计空气阻力,关于飞镖的影子在竖直墙壁上的位置变化情况,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹,将飞镖上绑上自制信号发射装置,使用弹射器水平弹出,运动过程中空气阻力可以忽略,并使用实验室的电磁定位板进行记录,如图所示为一次实验电磁定位板记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度,则:
(1)右图中的A点___________(选涂“A:是”或“B:不是”)飞镖发射的起点。
(2)从图像上分析,数据记录的时间间隔_________;飞镖做平抛运动的水平初速度大小是___________,飞镖到B点时,已经在空中飞行了_________s。
五、球类运动(共16分)
我校开展体育选课分班,让同学能在自己喜爱的球类运动中培养运动能力,回答下列有关问题:
14. 篮球比赛中,可以单手持球的同学往往饱受青睐,某同学正在练习单手持球,在以下三种持球方式中,人对球的作用力分别为,请问的大小关系为( )
A. B. C.
15. 如图,某同学将篮球水平推出,篮球沿图中虚线轨迹加速下落,若空气阻力大小不变,则篮球在图示的下落过程中加速度的大小( )
A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先增大,后减小 D. 先减小,后增大
16. 如图所示,一个同学将网球沿水平方向且与底线垂直击出(非发球),网球越过球网落到对方场地得分。已知正中间的球网高,场地总长,宽,不计空气阻力。据此完成下列各题:
(1)网球从被击出到落地前的过程中,网球相等时间内速度的变化量( )
A.大小、方向都不变 B.大小不变,方向会变化
C.大小不断增大,方向不变 D.大小不断增大,方向也在变化
(2)如果网球被击出时距离地面的高度不足,则无论击球速度多大都不得分,该最小高度值为_______m。
17. (多选)如图所示,运动员在位置将排球垫起,排球经最高点落到与位于同一水平线上的位置,轨迹如图中实线所示,则( )
A. 由图中轨迹可知,排球运动过程中受到的空气阻力不可忽略
B. 排球在点受到的合力竖直向下
C. 排球在点的速度方向水平向右
D. 排球从到做平抛运动
六.身边的物理思考(共24分)
身边的物理问题藏在日常生活的每一个瞬间,等待我们用物理规律去探寻与解答。
18. 在某地客车和货车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。客车做初速度为零,加速度大小为的匀加速直线运动;货车做初速度为,加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止客、货两车在运动过程中的(位移-速度)图像如图所示.其中虚线与对应的坐标轴垂直,在两车从开始运动,至货车停止运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 货车运动的位移为 B. 两车同时到达处
C. 两车最大间距为 D. 两车最大间距为
19. 如图所示,一固定杆与水平方向夹角为θ,将一质量为m的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为M的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动,此时绳子与竖直方向夹角为β,且θ < β,则滑块的运动情况是( )
A. 沿着杆加速下滑 B. 沿着杆加速上滑
C. 沿着杆减速下滑 D. 沿着杆减速上滑
20. 近几年,极限运动越来越受到年轻人的喜欢,其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的力传感器相连,传感器示数为1400 N。打开扣环,从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。人与装备的总质量为70 kg(可视为质点)。不计空气阻力,g = 10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 在C点,人处于失重状态
B. 在B点,人所受合力最大
C. 打开扣环瞬间,人的加速度大小为10 m/s2
D. 从A点到B点上升过程中,人做加速度不断减小的加速运动
21. 如图所示,一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部,某时刻细绳断开,在乒乓球上升到水面的过程中,台秤示数( )
A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 先变大后变小
22. 如图,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端,一小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回到出发点。若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1: t2=1:,(取g=10m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8) ,试求:
(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比;
(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;
(3)若斜面倾角变为60°,并改变斜面粗糙程度,小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上,发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关,求此时加速度大小。
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上海市进才中学2025学年第一学期期末检测
高一物理试卷
考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本试卷标注“多选”的试题,每小题有2个或2个以上正确选项,漏选给部分分,错选不给分;未特别标注的选择类试题,每小题只有1个正确选项。
3.在列式计算、论证、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
4.本卷重力加速度取
一、轨道上的小车(共15分)
实验室中的小车配合直轨道,可以研究多个问题。小车在轨道上运动时,受到的滑动摩擦力比较小。
1. 选取一段时间内小车沿倾斜轨道向下滑动的位移—时间图像如图。对测量点用二次函数进行拟合,得到函数对应的常数:,,(物理量所用单位均为国际单位制基本单位),则小车在该段时间内运动的加速度为________。
2. 根据上题中的图像,猜测小车下滑过程中的速度位移图像为右图中的_________(选涂“A:甲”或“B:乙”)。为方便判断小车是否为匀变速直线运动,可将图像的纵坐标设置为_________,(选涂“A:”或“B:”)。
3. 采用分体式位移传感器测量时,实验装置如图(a)所示。位移传感器通过发射红外线和超声波进行测量,绘制出小车的图线,如图(b)所示。
(1)安装在小车上的是( )
A.位移接收器 B.位移发射器 C.光电门 D.数据采集器
(2)根据获得的图线可知,两个传感器在相互( )
A.靠近 B.远离 C.旋转
(3)(论证)根据实验数据,论证之间,小车的运动是否为匀加速直线运动( )。
【答案】1. 0.472
2. ①. A ②. A
3. ①. B ②. A ③. 相同时间内相邻位移差恒定不变,所以小车的运动是匀加速直线运动
【解析】
【1题详解】
对测量点用二次函数进行拟合,得到函数对应的常数:,,;结合匀变速直线运动位移时间公式
可得
解得小车在该段时间内运动的加速度为
【2题详解】
[1]根据上题中的图像,可知图像的切线斜率绝对值逐渐增大,根据
可知图像的切线斜率绝对值逐渐减小,故猜测小车下滑过程中的速度位移图像为右图中的甲。
故选涂A。
[2]根据匀变速直线运动公式,则图像为直线;为方便判断小车是否为匀变速直线运动,可将图像的纵坐标设置为。
故选涂A。
【3题详解】
(1)[1]为了测量物体运动的位移,应将位移传感器的发射器装在小车上。
故选B。
(2)[2]根据获得的图线可知,位移逐渐减小,所以两个传感器在相互靠近。
故选A。
(3)[3]根据实验数据,5个点的位置分别为,,,,
则有,,,
可得相同时间内相邻位移差为
可知相同时间内相邻位移差恒定不变,所以小车的运动是匀加速直线运动。
二、跳伞运动(共22分)
运动员做跳伞训练,从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞。不计运动员所受的空气阻力,打开伞后伞所受阻力与速度成正比,即。打开降落伞前运动员速度为,运动员最终匀速着地时的速度为。
4. (1)开伞前运动员下落的距离为________的单位用国际单位制基本单位可以表示为________。
(2)下列说法正确的是( )
A.打开降落伞后瞬间运动员向上运动 B.打开降落伞后瞬间运动员加速度不变
C.打开降落伞后瞬间运动员加速度向上 D.打开降落伞后运动员的加速度不断增大
5. (1)开伞后瞬间运动员的加速度大小为________;
(2)定性画出运动员从开始下落到着地过程中的图。________
6. 雨滴在下落过程中会受到与降落伞相似的阻力,通常由于水汽的凝聚,雨滴质量将逐渐增大,最后雨滴将以某一速度匀速下降,则雨滴下落过程中( )
A. 雨滴下落的加速度将逐渐增大,主要是由于雨滴质量逐渐增大造成的
B. 雨滴下落的加速度将逐渐增大,主要是由于空气阻力增大造成的
C. 雨滴下落的加速度将逐渐减小,主要是由于雨滴质量逐渐增大造成的
D. 雨滴下落的加速度将逐渐减小,主要是由于空气阻力增大造成的
7. 高空云层中水汽遇冷后凝聚成雨滴下落,设有大小不同的两个雨滴雨滴较大)。它们在下落的过程中受到的阻力,其中是雨滴的横截面积,是雨滴下落的速度,为一常数。假设雨滴刚下落时为,设雨滴为球形,球形体积正比于半径的三次方,则两雨滴下落过程中的速度随时间变化的图像为( )
A. B.
C. D.
8. 雨滴由静止开始下落(不计空气阻力),遇到水平方向吹来的风,设风对雨滴持续稳定作用,在下落同一高度的过程中,同一雨滴风速越大下落时间________;风速越大,雨滴落地速度将________。(均选涂A.越大 B.不变C.越小)
【答案】4. ①. 20 ②. kg/s ③. C
5. ①. 30 ②. 6. D 7. C
8. ①. B ②. A
【解析】
【4题详解】
(1)[1]开伞前运动员下落的距离为
[2]k的单位用国际单位制基本单位可以表示为。
(2)[3]A.打开降落伞后瞬间运动员向下运动,A错误;
BC.打开降落伞后瞬间运动员的加速度由向下变为向上,即加速度发生变化,B错误,C正确;
D.打开降落伞后根据,随速度的增加,则运动员的加速度不断减小,D错误。
故选C。
【5题详解】
(1)[1]匀速运动时
开伞后瞬间
解得运动员的加速度为
即加速度大小为30m/s2;
(2)[2]开伞前运动员做匀加速直线运动,加速时间为
开伞后做加速度逐渐减小的减速运动,最后匀速运动,图像如图
【6题详解】
根据牛顿第二定律得
因为雨滴最终做匀速运动,可知在该过程中加速度减小,最终减小到零。由于雨滴重力产生的加速度是不变的,则主要是由于空气阻力增大造成的。
故选D。
【7题详解】
雨滴的加速度
下降的过程中,速度增大,则阻力增大,加速度减小,即雨滴做加速度减小的加速运动,速度—时间图线切线斜率逐渐减小,当加速度减小到零时,雨滴做匀速直线运动,此时有mg=kv2S
知雨滴越大,最终速度越大。
故选C。
【8题详解】
[1]雨滴竖直方向只受重力,加速度为g,则风速越大,但下落时间不变,与水平方向风速无关,故选B;
[2]风速大,则风力大,水平加速度越大,落地时水平速度越大,竖直速度不变,则落地速度越大,故选A;
三、弹弓(共9分)
弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图(a)是一种Y型弹弓,两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连,另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上,弹兜和皮筋质量均可忽略不计。使用者先拉伸皮筋,并保持弹丸静止,此时两皮筋长度相同,如图(b)所示,然后释放弹丸,让其弹出。
9. 用力拉皮筋使弹丸处于静止状态时,两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距,再用力拉皮筋使弹丸处于静止状态,此时两皮筋间的夹角仍为,则______。
A. B. C.
10. 在时,以初速度竖直向上射出一质量的弹丸,其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小与其速率的关系满足,其中,。
(1)弹丸从射出到运动至最高点的过程中,其图线可能为( )
A. B.
C. D.
(2)弹丸从射出到运动至最高点的时间为__________s。
【答案】9. C 10. ①. A ②. 2
【解析】
【9题详解】
保持两皮筋间的夹角为不变,仅增大弓眼间距,根据几何关系可知,两皮筋变长,则皮筋上的弹力变大,而两力夹角不变,根据力的合成可知,合力变大,弹丸处于静止状态,则外力与两皮筋合力等大反向,所以外力变大,则有。
故选C。
【10题详解】
(1)[1]根据牛顿第二定律可得
随着速度减小,加速度减小,做加速度减小的减速运动,则图像的切线斜率绝对值变小。
故选A。
(2)空气阻力的冲量大小
根据动量定理可得
代入数据解得
四、飞镖(共14分)
在我校组织的活动中,飞镖社团进行了展示表演和互动游戏,请回答下列问题:
11. 某同学先后将两只飞镖、由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度,不计空气阻力,则两只飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是( )
A. B. C. D.
12. 如图,竖直墙壁的左侧有一点光源,从点光源处有一飞镖以速度正对墙壁向右水平抛出,在撞到竖直墙壁之前的过程中,墙壁上会有飞镖的影子。以到竖直墙壁垂线与墙壁的交点为坐标原点,以沿墙壁向下为正方向建立轴,假设竖直墙壁足够长,以飞镖抛出时刻为,不计空气阻力,关于飞镖的影子在竖直墙壁上的位置变化情况,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹,将飞镖上绑上自制信号发射装置,使用弹射器水平弹出,运动过程中空气阻力可以忽略,并使用实验室的电磁定位板进行记录,如图所示为一次实验电磁定位板记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度,则:
(1)右图中的A点___________(选涂“A:是”或“B:不是”)飞镖发射的起点。
(2)从图像上分析,数据记录的时间间隔_________;飞镖做平抛运动的水平初速度大小是___________,飞镖到B点时,已经在空中飞行了_________s。
【答案】11. A 12. B
13. ①. B ②. 0.04 ③. 0.6 ④. 0.08
【解析】
【11题详解】
水平位移相同的情况下,所用时间,
由于,则有
竖直方向分速度和位移分别为,
则有,
可知从上往下看,b在a上方;击中靶子后飞镖与水平方向夹角的正切值满足
即飞镖a与水平方向夹角更大。
故选A。
【12题详解】
如图所示
当飞镖做平抛运动到P点时,其影子到了B点;由平抛运动规律有,
由几何关系可得
联立解得
可知图像为一条过原点的倾斜直线。
故选B。
【13题详解】
(1)[1]飞镖在水平方向做匀速直线运动,且与在水平方向上相等,因此AB与BC所对应的时间相等,若A点是抛出点,则根据匀变速直线运动规律的推论可知AB与BC间竖直方向的位移比应为,但实际上与间竖直方向的位移比为,所以A点不是抛出点。
故选B。
(2)[1]根据匀变速直线运动规律,在竖直方向上有
解得时间间隔为
[3]水平方向上有
解得飞镖做平抛运动的水平初速度大小为
[4]飞镖到B点时竖直方向的速度为
飞镖到B点时,已经在空中飞行的时间为
五、球类运动(共16分)
我校开展体育选课分班,让同学能在自己喜爱的球类运动中培养运动能力,回答下列有关问题:
14. 篮球比赛中,可以单手持球的同学往往饱受青睐,某同学正在练习单手持球,在以下三种持球方式中,人对球的作用力分别为,请问的大小关系为( )
A. B. C.
15. 如图,某同学将篮球水平推出,篮球沿图中虚线轨迹加速下落,若空气阻力大小不变,则篮球在图示的下落过程中加速度的大小( )
A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先增大,后减小 D. 先减小,后增大
16. 如图所示,一个同学将网球沿水平方向且与底线垂直击出(非发球),网球越过球网落到对方场地得分。已知正中间的球网高,场地总长,宽,不计空气阻力。据此完成下列各题:
(1)网球从被击出到落地前的过程中,网球相等时间内速度的变化量( )
A.大小、方向都不变 B.大小不变,方向会变化
C.大小不断增大,方向不变 D.大小不断增大,方向也在变化
(2)如果网球被击出时距离地面的高度不足,则无论击球速度多大都不得分,该最小高度值为_______m。
17. (多选)如图所示,运动员在位置将排球垫起,排球经最高点落到与位于同一水平线上的位置,轨迹如图中实线所示,则( )
A. 由图中轨迹可知,排球运动过程中受到的空气阻力不可忽略
B. 排球在点受到的合力竖直向下
C. 排球在点的速度方向水平向右
D. 排球从到做平抛运动
【答案】14. D 15. A
16. ①. A ②. 1.2 17. AC
【解析】
【14题详解】
单手持球的过程中,篮球受到重力和手对篮球的作用力,由于篮球静止处于平衡状态,根据平衡条件可知
故选D。
【15题详解】
对篮球受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
其中为阻力f与水平方向夹角,由篮球的轨迹可知,逐渐变大,可知篮球加速度一直减小。
故选A。
【16题详解】
[1]由于不计空气阻力,网球从被击出到落地前的过程中,根据平抛运动特点可知,网球在竖直方向做自由落体运动,根据,可知网球相等时间内速度的变化量大小、方向都不变。
故选A。
[2]根据平抛运动规律,
解得平抛时的初速度
设击球点的高度为,当较小时,击球速度过大会出界,击球速度过小又会触网,若球刚好擦网而过,落地时又恰压在底线上,则有
其中,,
解得
【17题详解】
AD.由图中的运动轨迹可知,排球在运动的过程中受到空气阻力的作用,因此排球从N点到P点不是平抛运动,故A正确,D错误;
BC.在N点,排球竖直方向的速度为零,只具有水平向右的速度,对排球受力分析可知,排球受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力,因此其合力方向斜向左下方,故B错误,C正确。
故选AC。
六.身边的物理思考(共24分)
身边的物理问题藏在日常生活的每一个瞬间,等待我们用物理规律去探寻与解答。
18. 在某地客车和货车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。客车做初速度为零,加速度大小为的匀加速直线运动;货车做初速度为,加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零后保持静止客、货两车在运动过程中的(位移-速度)图像如图所示.其中虚线与对应的坐标轴垂直,在两车从开始运动,至货车停止运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 货车运动的位移为 B. 两车同时到达处
C. 两车最大间距为 D. 两车最大间距为
【答案】AC
【解析】
【详解】根据图像可知,客车的速度随位移增大而增大,货车的速度随位移增大而减小,当x=0时,货车的速度为6m/s,即货车的初速度为6m/s;
对客车
v2=2a1x
对货车
v2-v20=-2a2x
当速度相等时,x=6m,则联立解得
a1+a2=3m/s2
当客车的速度v1=8m/s,货车的速度v2=2m/s时,两车通过相同的位移均为x′。
对客车
对货车
联立解得
a1=2a2
则
a1=2m/s2
a2=1m/s2
A.货车运动的距离为
故A正确;
B.客车到达x=6m的位置所用的时间为
此时两车速度相等,速度为
货车所用时间为
即两车不是同时达到x=6m的位置,故B错误;
CD.当两车速度相等时,即
v0-a2t=a1t
代入数据解得
t=2s
此时两车的间距为
而当货车停止运动时所用的时间为
此时两车间距为
解得
Δx′=18m>Δx=6m
则至货车停止运动过程中两车最大间距为18m,故C正确,D错误;
故选AC。
19. 如图所示,一固定杆与水平方向夹角为θ,将一质量为m的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为M的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为μ。若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动,此时绳子与竖直方向夹角为β,且θ < β,则滑块的运动情况是( )
A. 沿着杆加速下滑 B. 沿着杆加速上滑
C. 沿着杆减速下滑 D. 沿着杆减速上滑
【答案】D
【解析】
【详解】把滑块和小球看作整体分析受力,分别沿杆和垂直杆建立直角坐标系,假设整体运动速度方向沿杆向下,则沿杆方向上有
垂直杆方向上有
滑动摩擦力为
联立可得
小球受重力Mg和绳拉力T,加速度沿杆方向,大小为a。若速度沿杆向下,则加速度方向也沿杆向下(取向下为正),小球的加速度分量为
水平方向:acosθ
竖直方向:asinθ(向下)
由牛顿第二定律:Tsinβ = Macosθ,Mg-Tcosβ = Masinθ
联立有
将a = gsinθ-μgcosθ代入有
化简得
题目要求β > θ,即。
所以
整理有
即-μ(cos2θ+sin2θ) > 0,-μ > 0
这与动摩擦因数μ > 0矛盾。因此假设“速度沿杆向下”不成立。
所以整体速度方向一定沿杆向上。此时摩擦力沿杆向下,整体沿杆方向的加速度沿杆向下,即做减速运动。
因此滑块的运动情况是沿着杆减速上滑。
故选D。
20. 近几年,极限运动越来越受到年轻人的喜欢,其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的力传感器相连,传感器示数为1400 N。打开扣环,从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。人与装备的总质量为70 kg(可视为质点)。不计空气阻力,g = 10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 在C点,人处于失重状态
B. 在B点,人所受合力最大
C. 打开扣环瞬间,人的加速度大小为10 m/s2
D. 从A点到B点上升过程中,人做加速度不断减小的加速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在B点时速度最大,C点速度为0,可知B到C过程人做减速运动,加速度向下,故人处于失重状态,故A正确;
B.在B点时速度最大,人所受合力为0,故B错误;
C.传感器示数为T = 1400 N,设此时弹性绳的弹力为F,由平衡条件得
打开扣环瞬间,对人由牛顿第二定律得
代入题中数据,解得加速度大小
故C错误;
D.人从A点到B点过程,弹性绳的拉力大于人的重力,随着人向上运动,弹性绳的伸长量减小,弹性绳的弹力减小,人所受合力减小,加速度减小,到达B点时弹性绳的弹力与重力相等,合力为零,故人做加速度不断减小的加速运动,故D正确。
故选AD。
21. 如图所示,一乒乓球用细绳系于盛有水的容器底部,某时刻细绳断开,在乒乓球上升到水面的过程中,台秤示数( )
A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】在乒乓球加速上升的过程中,同体积的水球加速下降,水球比乒乓球的质量大,水和乒乓球系统的重心加速下降,处于失重状态,台秤示数变小。
故选C。
22. 如图,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端,一小物块以某一初速度沿斜面上滑,一段时间后返回到出发点。若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1: t2=1:,(取g=10m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8) ,试求:
(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比;
(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;
(3)若斜面倾角变为60°,并改变斜面粗糙程度,小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上,发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关,求此时加速度大小。
【答案】(1)2:1 ; (2)0.25 ; (3)
【解析】
【详解】(1)上滑为反向初速度为零的匀加速运动,根据
可知
(2) 由牛顿第二定律得:上滑时
下滑时
解得
μ=0.25
(3) 物体上滑时受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
由平衡条件得:
整理得
因为a与F无关,所以
解得:
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