精品解析:吉林省长春市东北师范大学附属中学2025-2026学年高一上学期期末物理试题
2026-01-23
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内容正文:
2025-2026学年上学期东北师大附中(物理)科试卷
高一年级期末考试
一、选择题(本题共12个小题,每个小题4分,共48分,每个小题的四个选项中,1-8题只有一个正确选项,9-12题至少有两个选项是正确的。全部答对的得4分,选对但不全得2分,有错选的不得分)
1. 下列四组符号中,能分别表示质量、力和角速度的国际单位的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据国际单位制(SI)的定义,质量的国际单位是千克(kg),力的国际单位是牛顿(N),且
角速度的国际单位是弧度每秒(rad/s),由于弧度(rad)为无量纲量,其单位等效为。
故选C。
2. 下列有关描述正确的是( )
A. 物体向着某个方向运动时,其所受合力必定沿该方向
B. 只要物体受到力的作用,其运动状态一定改变
C. 做平抛运动的物体,相同时间内速度改变量一定相同
D. 做匀速圆周运动的物体,所受合力一定为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律可知物体的加速度方向与合力方向一致,但速度方向可能与合力方向不同,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,物体受多个力但合力为零时,运动状态不变,故B错误;
C.平抛运动中物体仅受重力作用,加速度为,方向竖直向下,根据可知在相同时间内,速度改变量的大小和方向均相同,故C正确;
D.匀速圆周运动中,物体的速度大小不变,但方向不断变化,存在向心力提供向心加速度,方向始终指向圆心,不为零,故D错误。
故选C。
3. 如图,甲为向心力演示器,通过改变左右两侧塔轮的半径之比来改变两侧的角速度之比,利用标尺可以显示小球做圆周运动时所受的向心力大小。现将质量相同的两小球分别放在长槽的挡板B处和短槽的挡板C处,二者到各自转轴距离之比为2:1,传动皮带连接的两侧变速塔轮的半径之比也是2:1,俯视图如图乙所示。则两侧标尺显示的两球向心力的大小之比为( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 4:1 D. 8:1
【答案】B
【解析】
【详解】传动皮带连接的两侧变速塔轮边缘点的线速度大小相等,由于半径之比为2:1,根据可知,左右塔轮转动的角速度之比为1:2,则两小球转动的角速度之比为1:2,根据可知,两球角速度之比为1:2,转动半径之比为2:1,则向心力之比为1:2。
故选B。
4. 据2025年12月25日央视新闻报道:“国防科技大学磁浮团队在开展磁悬浮实验中,成功在两秒内,将吨级重的试验车加速至720公里/小时”。根据以上信息,下列推测比较合理的是( )
A. 试验车加速时的平均加速度约为200m/s2
B. 试验车加速时的平均动力的数量级可达到106N
C. 若试验车达到最大速度后立即以与加速时等大的平均加速度减速,则磁悬浮试验线跑道至少长720m
D. 试验车中相对于车静止的乘客受到的合力约为其重力的10倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题干信息,试验车在2秒内从静止加速至720km/h(即200m/s),质量取“吨级”标准值1000kg(1吨),重力加速度取10m/s2,所以平均加速度为,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可得,试验车受到的平均动力,故B错误;
C.加速段距离
以等大加速度减速,减速段距离仍为200m,所以总距离至少为400m,故C错误;
D.乘客相对于车静止,加速度与车相同,乘客受到的合力,重力
所以
即合力约为重力的10倍,故D正确。
故选D。
5. 如图,曲线MN是某一质点在恒力作用下的运动轨迹,AA′为曲线上A点处的切线。质点从A点运动到B点所发生的位移为x,所用时间为t。下列说法正确的是( )
A. 质点做匀变速曲线运动
B. 表示质点从A点运动到B点过程的平均速率
C. 质点的速率有可能一直在增大
D. 质点受力可能沿A指向B方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.质点受恒力作用,加速度恒定,轨迹为曲线,所以质点做匀变速曲线运动,故A正确;
B.由于x表示位移,所以为位移与时间之比,即表示质点从A点运动到B点过程的平均速度,故B错误;
C.质点所受合力方向指向轨迹的凹侧,由图可知,质点从A运动到B的速度方向与合力的夹角先为钝角后变为锐角,则速率先减小后增大,故C错误;
D.质点受力方向指向轨迹的凹侧,不可能沿A指向B方向,故D错误。
故选A。
6. 某同学站在力传感器上做“下蹲”、“站起”、“下蹲加站起”、“站起加下蹲”等动作,下图为该同学做某个动作时力传感器示数随时间变化的情况,他此次所做的运动是( )
A. 下蹲 B. 站起 C. 下蹲加站起 D. 站起加下蹲
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,发生动作时,力传感器的示数先减小(小于重力),加速向下,向下加速,之后力传感器的示数增大(大于重力),加速度向上,向下减速,接下来力传感器的示数与初始相同(等于重力),处于静止状态,即该同学完成的动作是下蹲。
故选A。
7. 如图,材料相同的两物块质量分别为和,且,不计滑轮及绳子的质量,此时物体和恰好做匀速运动,重力加速度为g。现将与位置互换,则( )
A. 与原来相比,绳中拉力变大
B. 与原来相比,绳中拉力变小
C. 物体与做加速运动,加速度
D. 物体与做加速运动,加速度
【答案】D
【解析】
【详解】两物体匀速运动时,有,
当两物体互换位置后,有,
联立解得,
由此可知,与原来相比,绳中拉力不变。
故选D。
8. 如图,A、B两小球可视为质点,质量均为m=1.0kg。现将A、B两小球从同一位置以初速度v0=10m/s分别向左、向右水平抛出,两小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用,风力大小F=10N。已知小球A刚好落到抛出点正下方的地面上,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 两小球抛出点距离地面的高度为5m
B. 小球A从抛出到落地过程中速度的最小值为
C. 两小球落地点之间的距离为20m
D. 若运动过程中从某时刻风停了,两小球落地点之间的距离将变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.水平方向两球的加速度大小均为
A球水平方向先减速后加速,且位移为零,所以
解得
所以
B.将小球A的速度沿合力方向和垂直合力方向进行分解,合力方向的速度减为零时,小球的速度最小,且最小值为,故B正确;
C.对B球,有
所以两小球落地点之间的距离为40m,故C错误;
D.水平方向,由于两球加速度相同,根据相对运动法可知,A球相对于B球的速度不变,所以两球落地距离为2v0t,运动过程中从某时刻风停了,由于A球相对于B球的速度不变,所以两球落地距离依然是2v0t,故D错误。
故选B。
9. 如图,浅色的水平传送带以v=6m/s的速度顺时针方向稳定运行,某时刻把一个黑色煤块(可视为质点)轻放在传送带上。已知传送带与煤块间的动摩擦因数为μ=0.6,两个转动轮中心之间的距离为L=9m,重力加速度的大小g=10m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 煤块到达传送带最右端的速度大小为6m/s
B. 煤块在传送带上留下的痕迹长度为6m
C. 煤块在传送带上运动的时间为2s
D. 若煤块在传送带上运动的时间最短,传送带的速度大小至少为9m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A.煤块在传送带上先做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得
达到共速时位移大小为
联立解得
之后煤块做匀速直线运动,所以煤块到达传送带最右端的速度大小为6m/s,故A正确;
B.煤块在传送带上留下的痕迹长度为,故B错误;
C.煤块在传送带上运动的时间为,故C正确;
D.若煤块在传送带上运动的时间最短,则煤块一直做匀加速直线运动,所以
解得
即传送带的速度大小至少为,故D错误。
故选AC。
10. 滑冰是中国东北地区冬季的一项体育娱乐活动,其形式多种多样。如图所示,小明同学乘坐冰车以10m/s的初速度冲上倾角为37°的冰面,恰好到达最高点时速度减为0,随即他用力推固定于冰面顶端的轮胎,瞬间获得沿冰面向下的初速度。已知冰车与冰面间的动摩擦因数为μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度取g=10m/s2,小明与冰车组成的系统可以视为质点,二者始终相对静止。若系统沿冰面上滑和下滑的时间相等,则下列关于系统运动的说法正确的是( )
A. 沿冰面向下的初速度大小为4m/s
B. 到达冰面底端时的速度大小为10m/s
C. 在冰面上运动的总时间为2s
D. 冰面长10m
【答案】AC
【解析】
【详解】ABD.上滑过程,有,,
下滑过程,有,,
联立可得,,,
即沿冰面向下的初速度大小为4m/s,到达冰面底端时的速度大小为6m/s,冰面长5m,故A正确,BD错误;
C.由以上分析可知,上滑、下滑的时间均为1s,所以运动的总时间为2s,故C正确。
故选AC。
11. 如图,物块A放在直角三角形斜面体B的上面,B放在轻质软弹簧上面并与竖直粗糙墙壁接触,软弹簧处于竖直状态,整个系统处于静止状态。现用力F沿斜面向上推A,A、B仍静止不动,下列说法正确的是( )
A. 未施加力F时,B对A的作用力方向竖直向上
B. 未施加力F时,粗糙墙壁对B有摩擦力作用
C. 施加力F后,B受到的弹簧弹力变小
D. 施加力F后,B与墙之间一定存在摩擦力
【答案】AD
【解析】
【详解】A.未施加力F时,A受竖直向下的重力,B对A竖直向上的作用力,处于静止状态,故A正确;
B.未施加力F时,对AB整体,受竖直向下的重力,弹簧竖直向上的弹力,与墙壁间无弹力,也无摩擦力,故B错误;
C.用力F沿斜面向上推A,A、B仍静止不动,则弹簧的形变量不变,弹簧弹力不变,故C错误;
D.施加力F后,对AB整体,重力不变、弹簧弹力不变,F斜向左上方,则B将受到墙壁水平向右的弹力和竖直向下的摩擦力,故D正确。
故选AD。
12. 如图,A是质量为1kg的铁块,B是质量为1kg的磁铁,A和B放在质量为3kg的长方体空心铁箱内,A和B与铁箱之间的动摩擦因数均为0.5,B与铁箱左壁之间的吸引力为30N,一轻质弹簧的两端分别与A和铁箱右壁相连,开始时弹簧对A施加水平向左3N的弹力。铁箱在外力作用下做各种运动时,A和B始终与其保持相对静止,重力加速度取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 若系统竖直向上做匀加速直线运动,对系统施加的向上的外力的最大值为75N
B. 若系统竖直向下做匀加速直线运动,对系统施加的向上的外力的最小值为30N
C. 若系统水平向左做匀加速直线运动,对系统施加的重力以外的力的最大值为40N
D. 若系统水平向右做匀加速直线运动,对系统施加的重力以外的力最大值为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.若系统竖直向上做匀加速直线运动,对系统,有
对B,有
联立解得,故A正确;
B.若系统竖直向下做匀加速直线运动,对系统,有
对A,有,
联立解得,故B正确;
C.若系统水平向左做匀加速直线运动,则
对A,有
联立解得,故C错误;
D.若系统水平向右做匀加速直线运动,则
对A,有
联立解得,故D正确。
故选ABD。
二、实验题(13题6分,14题8分,共14分)
13. 为探究两个互成角度的共点力的合成规律,实验小组设计了甲、乙两个实验方案。
(1)采用甲方案进行实验时,主要器材是两根完全相同的遵循胡克定律的橡皮筋和质量未知的钩码。在黑板上实验时,先用一根橡皮筋拉钩码,记下橡皮筋与钩码的结点位置O、橡皮筋另一端点位置A;再用两根橡皮筋拉钩码,使橡皮筋与钩码的结点仍在位置O,记下橡皮筋另外两个端点的位置B和C。为进一步完成实验探究,钩码的质量是否需要测量?________(选填“需要”或“不需要”);橡皮筋的原长是否需要测量?________(选填“需要”或“不需要”)。
(2)采用乙方案进行实验,下列相关说法正确的是( )
A. 实验采用了等效替代法
B. 拉橡皮筋时,弹簧秤与木板平面可以不平行
C. 橡皮筋应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
(3)采用乙方案时,其中一只弹簧秤的示数如丙所示,其读数为________N。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. 需要 (2)A
(3)2.30
【解析】
【小问1详解】
[1][2]作平行四边形时,需要确定各边的力的大小,可以用橡皮筋伸长量表示其受力的大小,所以需要测量橡皮筋的原长,不需要测量重物的质量。
【小问2详解】
A.本实验中一个力的作用效果和两个力的作用效果相同,所以采用了等效替代法,故A正确;
B.拉橡皮筋时,弹簧秤与木板平面必须平行,故B错误;
C.两绳夹角不宜太大,也不宜太小,也不需要橡皮筋应与两绳夹角的角平分线在同一直线上,故C错误。
故选A。
【小问3详解】
图中弹簧秤的每一小格为0.1N,所以读数为2.30N。
14. 某同学要探究小车的加速度与合外力的关系,所用实验装置如图所示。小车置于一端垫起的木板上,轻绳跨过滑轮,一端连接小车,另一端连接质量为的钩码。分别测出小车质量为、遮光片的宽度及两个光电门间的距离,当地重力加速度为。
(1)轻推小车,小车沿木板下滑先后经过两个光电门,光电计时器记录下遮光片经过两光门时的遮光时间分别为和,调节木板的倾角,直至_______(填“>”“<”或“=”),此时小车在做匀速直线运动。
(2)去掉钩码,小车重新从木板上滑下,记录小车通过光电门1和2的时间分别为和,可以得到小车的加速度________(结果用表示)。此时小车受到的合外力________(用题干中的符号表示)。
(3)改变钩码的质量,重复步骤(1)和(2)测量多组数据,绘制出图像。实验中每次调整木板角度时均需要使连接小车的轻绳与木板保持________。
(4)实验小组通过在小车上增加砝码,研究合外力恒定时加速度与小车质量的关系。为保证连接钩码的小车能够沿着斜面匀速直线运动,下列操作正确的是________。
A. 向左移动垫片 B. 向右移动垫片
C. 增加钩码的质量 D. 减小钩码的质量
【答案】(1)= (2) ①. ②.
(3)保持平行 (4)A
【解析】
【小问1详解】
小车匀速直线运动,通过光电门的时间相等,故有。
【小问2详解】
[1]小车通过光电门的速度为,
由运动学公式有
联立解得
[2]去掉钩码前,小车做匀速直线运动,合力为0,去掉钩码后小车的合力为。
【小问3详解】
为了减小误差,需要让小车受到轻绳的拉力与小车的运动方向相同,即连接小车的轻绳与木板保持平行。
【小问4详解】
实验时,增加小车上的砝码,相当于增加了小车的质量,小车重力沿斜面向下的分力增大,为了保证小车做加速运动的合外力不变,即所挂钩码的重力不变,需要减小重力沿斜面向下的分力,所以要减小斜面的倾角,所以要向左移动垫片。
故选A。
三、解答题(共4小题,其中15题6分、16题8分、17题10分、18题14分,共38分)
15. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为的发光物体放在半径为的平板碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当转盘转动的周期为时,碟子边缘看似一个光环。求:
(1)此时发光物体线速度的大小;
(2)发光物体受到的摩擦力的大小和方向。
【答案】(1)
(2)方向始终指向圆心。
【解析】
【小问1详解】
发光物体运动的线速度大小为
【小问2详解】
发光物体受到的静摩擦力提供所需的向心力,根据牛顿第二定律可得,发光物体受到的静摩擦力大小为
联立解得
方向始终指向圆心。
16. 一列由长春北站开往北京西站的高速铁路列车,每节车厢长为L,共有16节车厢,进站时可以看作匀减速直线运动。一旅客在站台上候车线处候车,他发现列车从车头经过他到列车完全停下的总时间为t,列车停止时第9节车厢最前端刚好停在该旅客位置(忽略车厢之间的间隙),求:
(1)列车减速运动时的加速度大小;
(2)第7节车厢前端经过旅客时列车的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据逆向思维法可得
所以
【小问2详解】
根据速度位移关系可得
所以
17. 如图,质量为M = 5kg,倾角为θ = 37°的斜面体与水平面始终保持静止,斜面体与地面之间的动摩擦因数为0.5。斜面体上有一质量m = 5kg的物块,物块恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g = 10m/s2(已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8),求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)物块匀速下滑的过程中,斜面体受到地面的摩擦力和支持力的大小;
(3)给物块施加一个大小为F = 10N,水平向左的外力后,地面受到的摩擦力和压力的大小(设斜面足够长)。
【答案】(1)0.75
(2)0,100N (3)0,92.5N
【解析】
【小问1详解】
由于物块恰好能沿斜面匀速下滑,则
解得
【小问2详解】
物块匀速下滑的过程中,对物块和斜面体整体受力分析,有,
【小问3详解】
给物块施加一个大小为F = 10N,水平向左的外力后对物块有Fcosθ+mgsinθ-μFN = ma,FN = mgcosθ-Fsinθ
联立解得a = 2.5m/s2
对斜面体和滑块整体分析,在竖直方向有(m+M)f-F′N = masinθ,F-f ′ = macosθ
解得F′N = 92.5N,f ′ = 0
18. 如图,木板C的左端与水平平台左端对齐放置,小物块B静置于木板上,距木板C左端的距离d=0.75m。在平台左侧,将物块A以与水平面成θ角(取sinθ=0.5,),大小v0=1.5m/s的初速度斜向上抛出,恰好无碰撞地滑上木板C的上表面的左端,经过一段时间与物块B发生碰撞,碰撞时间忽略不计,且A、B发生碰撞后彼此交换速度,C的运动状态不受影响。已知A、B、C的质量均为1.0kg,A与C间动摩擦因数为μ1=0.1,B与C间动摩擦因数为μ2=0.01,木板C与平台间动摩擦因数为μ3=0.02,木板厚度不计,物块B、C可看成质点,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物块A从抛出点运动到平台左端的时间t1;
(2)物块A与物块B碰撞前瞬间B的速度的大小vB;
(3)要使物块B不从木板C上滑落,木板的最小长度L。
【答案】(1)0.075s
(2)0.1m/s (3)1.016m
【解析】
【小问1详解】
物块A抛出后做斜上抛运动,则
【小问2详解】
物块A滑上木板C时的速度大小为
物块A滑上木板C时,对A,根据牛顿第二定律可得
解得
对B,有
解得
对C,有
解得
A与B相撞,有
解得
所以
【小问3详解】
A与B相撞时,A的速度大小为
C的速度大小为
碰撞后,二者速度交换,此时A开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a1,B向右做匀减速直线运动,加速度大小为a2,对C,有
解得
C向右做匀减速直线运动,加速度大小为a4,直到AC共速,有
解得,
此过程C的位移大小为
AC共速后,一起向右做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得
解得
AC一起向右匀减速运动的位移为
B向右匀减速的位移为
所以木板的最小长度为
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2025-2026学年上学期东北师大附中(物理)科试卷
高一年级期末考试
一、选择题(本题共12个小题,每个小题4分,共48分,每个小题的四个选项中,1-8题只有一个正确选项,9-12题至少有两个选项是正确的。全部答对的得4分,选对但不全得2分,有错选的不得分)
1. 下列四组符号中,能分别表示质量、力和角速度的国际单位的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列有关描述正确的是( )
A. 物体向着某个方向运动时,其所受合力必定沿该方向
B. 只要物体受到力的作用,其运动状态一定改变
C. 做平抛运动的物体,相同时间内速度改变量一定相同
D. 做匀速圆周运动的物体,所受合力一定为零
3. 如图,甲为向心力演示器,通过改变左右两侧塔轮的半径之比来改变两侧的角速度之比,利用标尺可以显示小球做圆周运动时所受的向心力大小。现将质量相同的两小球分别放在长槽的挡板B处和短槽的挡板C处,二者到各自转轴距离之比为2:1,传动皮带连接的两侧变速塔轮的半径之比也是2:1,俯视图如图乙所示。则两侧标尺显示的两球向心力的大小之比为( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 4:1 D. 8:1
4. 据2025年12月25日央视新闻报道:“国防科技大学磁浮团队在开展磁悬浮实验中,成功在两秒内,将吨级重的试验车加速至720公里/小时”。根据以上信息,下列推测比较合理的是( )
A. 试验车加速时的平均加速度约为200m/s2
B. 试验车加速时的平均动力的数量级可达到106N
C. 若试验车达到最大速度后立即以与加速时等大的平均加速度减速,则磁悬浮试验线跑道至少长720m
D. 试验车中相对于车静止的乘客受到的合力约为其重力的10倍
5. 如图,曲线MN是某一质点在恒力作用下的运动轨迹,AA′为曲线上A点处的切线。质点从A点运动到B点所发生的位移为x,所用时间为t。下列说法正确的是( )
A. 质点做匀变速曲线运动
B. 表示质点从A点运动到B点过程的平均速率
C. 质点的速率有可能一直在增大
D. 质点受力可能沿A指向B方向
6. 某同学站在力传感器上做“下蹲”、“站起”、“下蹲加站起”、“站起加下蹲”等动作,下图为该同学做某个动作时力传感器示数随时间变化的情况,他此次所做的运动是( )
A. 下蹲 B. 站起 C. 下蹲加站起 D. 站起加下蹲
7. 如图,材料相同的两物块质量分别为和,且,不计滑轮及绳子的质量,此时物体和恰好做匀速运动,重力加速度为g。现将与位置互换,则( )
A. 与原来相比,绳中拉力变大
B. 与原来相比,绳中拉力变小
C. 物体与做加速运动,加速度
D. 物体与做加速运动,加速度
8. 如图,A、B两小球可视为质点,质量均为m=1.0kg。现将A、B两小球从同一位置以初速度v0=10m/s分别向左、向右水平抛出,两小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用,风力大小F=10N。已知小球A刚好落到抛出点正下方的地面上,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 两小球抛出点距离地面的高度为5m
B. 小球A从抛出到落地过程中速度的最小值为
C. 两小球落地点之间的距离为20m
D. 若运动过程中从某时刻风停了,两小球落地点之间的距离将变小
9. 如图,浅色的水平传送带以v=6m/s的速度顺时针方向稳定运行,某时刻把一个黑色煤块(可视为质点)轻放在传送带上。已知传送带与煤块间的动摩擦因数为μ=0.6,两个转动轮中心之间的距离为L=9m,重力加速度的大小g=10m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 煤块到达传送带最右端的速度大小为6m/s
B. 煤块在传送带上留下的痕迹长度为6m
C. 煤块在传送带上运动的时间为2s
D. 若煤块在传送带上运动的时间最短,传送带的速度大小至少为9m/s
10. 滑冰是中国东北地区冬季的一项体育娱乐活动,其形式多种多样。如图所示,小明同学乘坐冰车以10m/s的初速度冲上倾角为37°的冰面,恰好到达最高点时速度减为0,随即他用力推固定于冰面顶端的轮胎,瞬间获得沿冰面向下的初速度。已知冰车与冰面间的动摩擦因数为μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度取g=10m/s2,小明与冰车组成的系统可以视为质点,二者始终相对静止。若系统沿冰面上滑和下滑的时间相等,则下列关于系统运动的说法正确的是( )
A. 沿冰面向下的初速度大小为4m/s
B. 到达冰面底端时的速度大小为10m/s
C. 在冰面上运动的总时间为2s
D. 冰面长10m
11. 如图,物块A放在直角三角形斜面体B的上面,B放在轻质软弹簧上面并与竖直粗糙墙壁接触,软弹簧处于竖直状态,整个系统处于静止状态。现用力F沿斜面向上推A,A、B仍静止不动,下列说法正确的是( )
A. 未施加力F时,B对A的作用力方向竖直向上
B. 未施加力F时,粗糙墙壁对B有摩擦力作用
C. 施加力F后,B受到的弹簧弹力变小
D. 施加力F后,B与墙之间一定存在摩擦力
12. 如图,A是质量为1kg的铁块,B是质量为1kg的磁铁,A和B放在质量为3kg的长方体空心铁箱内,A和B与铁箱之间的动摩擦因数均为0.5,B与铁箱左壁之间的吸引力为30N,一轻质弹簧的两端分别与A和铁箱右壁相连,开始时弹簧对A施加水平向左3N的弹力。铁箱在外力作用下做各种运动时,A和B始终与其保持相对静止,重力加速度取g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 若系统竖直向上做匀加速直线运动,对系统施加的向上的外力的最大值为75N
B. 若系统竖直向下做匀加速直线运动,对系统施加的向上的外力的最小值为30N
C. 若系统水平向左做匀加速直线运动,对系统施加的重力以外的力的最大值为40N
D. 若系统水平向右做匀加速直线运动,对系统施加的重力以外的力最大值为
二、实验题(13题6分,14题8分,共14分)
13. 为探究两个互成角度的共点力的合成规律,实验小组设计了甲、乙两个实验方案。
(1)采用甲方案进行实验时,主要器材是两根完全相同的遵循胡克定律的橡皮筋和质量未知的钩码。在黑板上实验时,先用一根橡皮筋拉钩码,记下橡皮筋与钩码的结点位置O、橡皮筋另一端点位置A;再用两根橡皮筋拉钩码,使橡皮筋与钩码的结点仍在位置O,记下橡皮筋另外两个端点的位置B和C。为进一步完成实验探究,钩码的质量是否需要测量?________(选填“需要”或“不需要”);橡皮筋的原长是否需要测量?________(选填“需要”或“不需要”)。
(2)采用乙方案进行实验,下列相关说法正确的是( )
A. 实验采用了等效替代法
B. 拉橡皮筋时,弹簧秤与木板平面可以不平行
C. 橡皮筋应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
(3)采用乙方案时,其中一只弹簧秤的示数如丙所示,其读数为________N。
14. 某同学要探究小车的加速度与合外力的关系,所用实验装置如图所示。小车置于一端垫起的木板上,轻绳跨过滑轮,一端连接小车,另一端连接质量为的钩码。分别测出小车质量为、遮光片的宽度及两个光电门间的距离,当地重力加速度为。
(1)轻推小车,小车沿木板下滑先后经过两个光电门,光电计时器记录下遮光片经过两光门时的遮光时间分别为和,调节木板的倾角,直至_______(填“>”“<”或“=”),此时小车在做匀速直线运动。
(2)去掉钩码,小车重新从木板上滑下,记录小车通过光电门1和2的时间分别为和,可以得到小车的加速度________(结果用表示)。此时小车受到的合外力________(用题干中的符号表示)。
(3)改变钩码的质量,重复步骤(1)和(2)测量多组数据,绘制出图像。实验中每次调整木板角度时均需要使连接小车的轻绳与木板保持________。
(4)实验小组通过在小车上增加砝码,研究合外力恒定时加速度与小车质量的关系。为保证连接钩码的小车能够沿着斜面匀速直线运动,下列操作正确的是________。
A. 向左移动垫片 B. 向右移动垫片
C. 增加钩码的质量 D. 减小钩码的质量
三、解答题(共4小题,其中15题6分、16题8分、17题10分、18题14分,共38分)
15. “转碟”是传统的杂技项目。如图所示,质量为的发光物体放在半径为的平板碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做匀速圆周运动。当转盘转动的周期为时,碟子边缘看似一个光环。求:
(1)此时发光物体线速度的大小;
(2)发光物体受到的摩擦力的大小和方向。
16. 一列由长春北站开往北京西站的高速铁路列车,每节车厢长为L,共有16节车厢,进站时可以看作匀减速直线运动。一旅客在站台上候车线处候车,他发现列车从车头经过他到列车完全停下的总时间为t,列车停止时第9节车厢最前端刚好停在该旅客位置(忽略车厢之间的间隙),求:
(1)列车减速运动时的加速度大小;
(2)第7节车厢前端经过旅客时列车的速度大小。
17. 如图,质量为M = 5kg,倾角为θ = 37°的斜面体与水平面始终保持静止,斜面体与地面之间的动摩擦因数为0.5。斜面体上有一质量m = 5kg的物块,物块恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g = 10m/s2(已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8),求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)物块匀速下滑的过程中,斜面体受到地面的摩擦力和支持力的大小;
(3)给物块施加一个大小为F = 10N,水平向左的外力后,地面受到的摩擦力和压力的大小(设斜面足够长)。
18. 如图,木板C的左端与水平平台左端对齐放置,小物块B静置于木板上,距木板C左端的距离d=0.75m。在平台左侧,将物块A以与水平面成θ角(取sinθ=0.5,),大小v0=1.5m/s的初速度斜向上抛出,恰好无碰撞地滑上木板C的上表面的左端,经过一段时间与物块B发生碰撞,碰撞时间忽略不计,且A、B发生碰撞后彼此交换速度,C的运动状态不受影响。已知A、B、C的质量均为1.0kg,A与C间动摩擦因数为μ1=0.1,B与C间动摩擦因数为μ2=0.01,木板C与平台间动摩擦因数为μ3=0.02,木板厚度不计,物块B、C可看成质点,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物块A从抛出点运动到平台左端的时间t1;
(2)物块A与物块B碰撞前瞬间B的速度的大小vB;
(3)要使物块B不从木板C上滑落,木板的最小长度L。
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