内容正文:
重庆市2025-2026学年高一下学期入学考试模拟试题
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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,再选涂其他答案标号。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.测试范围:必修第一册、第二册(第五章)
一.选择题(本题共 12 小题,共 48 分,在每小题给出的四个选项中,1~8 题只有一项符合题目要求,每小题 4 分,9~12 题有多项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得2 分,有选错或不答得 0 分。)
1.在某校举行的创新设计大赛上,某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟,该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是( )
A.上午9时和9时41分发出乐声,9时和9时41分指的是时间间隔
B.该音乐钟每隔40分钟发出一次乐声,40分钟指的是时间间隔
C.该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声,1分钟指的是时刻
D.该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐声,10时22分指的是时间间隔
2.冰壶运动可以考验参与者的体能与脑力,展现动静之美,取舍之智慧,现对运动员推动冰壶滑行过程建立如图所示模型,运动员对质量为m的冰壶施加与水平方向夹角为θ的推力F,使冰壶在水平面上做匀速直线运动,冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.冰壶受到的摩擦力大小为Fcos θ
B.冰壶受到的摩擦力大小为μ(mg+Fcos θ)
C.冰壶受到的支持力大小为mg
D.冰壶对冰面的压力大小为Fsin θ
3. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从点向点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
4.一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第10 s内的位移为19 m,则其加速度大小为( )
A.1.9 m/s2 B.2.0 m/s2
C.9.5 m/s2 D.3.0 m/s2
5.某人在离地某高处以20 m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15 m处时,所经历的时间不可能是(不计空气阻力,g取10 m/s2)( )
A.1 s B.2 s C.3 s D.(2+) s
6.如图甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块与木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.A的质量为0.25 kg
B.B的质量为1.25 kg
C.B与地面间的动摩擦因数为0.2
D.A、B间的动摩擦因数为0.2
8.(多选)如图所示,水平面上放置一个直径d=1 m、高h=1 m的无盖薄油桶,沿油桶底面直径AB距左桶壁s=2 m处的正上方有一点P,P点的高度H=3 m,从P点沿直径AB方向水平抛出一小球,不考虑小球的反弹和空气阻力,下列说法不正确的是(取g=10 m/s2,CD为桶顶平行AB的直径)( )
A.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的内壁
B.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的下底
C.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶外壁
D.若P点的高度变为1.8 m,则小球无论初速度多大,均不能直接落在桶底(桶边沿除外)
8.如图所示,是生活中常见的儿童滑梯,为安全起见通常将滑梯设计成倾角逐渐减小的弧形,从而确保儿童从静止下滑至地面时速度减为零。若滑行过程中动摩擦因数保持不变,则儿童滑行过程中速度大小随时间变化的图像可能正确的是( )
9. 如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )
A. a的飞行时间比b的长
B. b和c的飞行时间相同
C. a的水平速度比b的小
D. b的初速度比c的大
10.如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片多次曝光,得到了图中1、2、3、…所示的小球运动过程中每次曝光时的位置,已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d,根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.小球下落的加速度为
B.小球释放的初始位置应为距离1位置正上方d处
C.小球做变加速直线运动
D.小球在位置2的速度为
11.如图甲,水平传送带逆时针匀速转动,一小物块以某一速度从最左端滑上传送带,取向右为正方向,从小物块滑上传送带开始计时,小物块的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示,g取10 m/s2,则( )
A.传送带的速度大小为1.0 m/s
B.小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2
C.小物块相对传送带滑动的总时间为4.5 s
D.小物块相对传送带滑动的总距离为4.5 m
12.如图,两个质量均为m的相同物块A、B叠放在轻弹簧上,处于静止状态。轻弹簧下端固定在地面上,劲度系数为k。现对A物块施加竖直向上的恒力F=1.6mg(g为重力加速度),下列说法正确的是( )
A.力F作用瞬间,A、B间的弹力大小为0.2mg
B.A、B刚分离时,A的加速度大小为g
C.A、B刚分离时,弹簧的弹力大小为1.6mg
D.从F开始作用到A、B刚分离,弹簧的形变量减小了
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共 2 小题,共 15 分
13.某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为________m/s,竖直分量大小为________m/s;
(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为________ m/s2。
14.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出沙和沙桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器,先接通打点计时器的电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________ m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图像是一条直线,如图丙所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tan θ B.
C.k D.
三、计算题:本题共 3 小题,共 37 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 在某塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,设塔足够高,则:(g取10 m/s2)
(1)物体抛出的初速度大小为多少?
(2)物体位移大小为10 m时,物体通过的路程可能为多少?
(3)若塔高H=60 m,求物体从抛出到落到地面的时间和落地速度大小。
16.如图所示,小球从平台上水平抛出,正好无碰撞落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑固定斜面的顶端并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)小球水平抛出的初速度大小v0;
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s;
(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。
17.质量为M=2 kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧以初速度v0沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的v-t图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量m。
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重庆市2025-2026学年高一下学期入学考试模拟试题
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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,再选涂其他答案标号。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.测试范围:必修第一册、第二册(第五章)
一.选择题(本题共 12 小题,共 48 分,在每小题给出的四个选项中,1~8 题只有一项符合题目要求,每小题 4 分,9~12 题有多项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得2 分,有选错或不答得 0 分。)
1.在某校举行的创新设计大赛上,某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟,该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是( )
A.上午9时和9时41分发出乐声,9时和9时41分指的是时间间隔
B.该音乐钟每隔40分钟发出一次乐声,40分钟指的是时间间隔
C.该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声,1分钟指的是时刻
D.该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐声,10时22分指的是时间间隔
答案 B
解析 9时和9时41分在时间轴上对应一个点,所以表示时刻,故A错误;40分钟在时间轴上对应一个时间段,所以表示时间间隔,故B正确;1分钟对应一个时间段,表示时间间隔,故C错误;10时22分对应时间点,表示时刻,故D错误。
2.冰壶运动可以考验参与者的体能与脑力,展现动静之美,取舍之智慧,现对运动员推动冰壶滑行过程建立如图所示模型,运动员对质量为m的冰壶施加与水平方向夹角为θ的推力F,使冰壶在水平面上做匀速直线运动,冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.冰壶受到的摩擦力大小为Fcos θ
B.冰壶受到的摩擦力大小为μ(mg+Fcos θ)
C.冰壶受到的支持力大小为mg
D.冰壶对冰面的压力大小为Fsin θ
答案 A
解析 冰壶受力分析如图所示
由此可知,冰壶受到的支持力为FN=mg+Fsin θ,根据牛顿第三定律可知,冰壶对冰面的压力大小为FN′=mg+Fsin θ,C、D错误;根据滑动摩擦力的计算公式可得Ff=μFN=μ(mg+Fsin θ),又因为冰壶在水平面上做匀速直线运动,由平衡条件可得Ff=Fcos θ,A正确,B错误。
3. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从点向点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】“嫦娥号”探月卫星从点运动到,做曲线运动,速度逐渐减小,故合力指向指向凹侧,且合力与速度的方向的夹角要大于,故ABC错误,D正确。
故选D。
4.一质点由静止开始做匀加速直线运动,它在第10 s内的位移为19 m,则其加速度大小为( )
A.1.9 m/s2 B.2.0 m/s2
C.9.5 m/s2 D.3.0 m/s2
答案 B
解析 质点做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移与时间关系式,有
前10 s内的位移x1=at102,
前9 s内的位移x2=at92,
第10 s内的位移x=x1-x2=19 m,
代入数据解得a=2.0 m/s2,故选项B正确。
5.某人在离地某高处以20 m/s的速度竖直向上抛出一个石块,石块运动到离抛出点15 m处时,所经历的时间不可能是(不计空气阻力,g取10 m/s2)( )
A.1 s B.2 s C.3 s D.(2+) s
答案 B
解析 当石块在抛出点上方“距抛出点15 m处”时,取竖直向上为正方向,则位移为x=15 m,加速度a=-g=-10 m/s2。
代入x=v0t+at2,
解得t1=1 s,t2=3 s。
t1=1 s对应着石块上升时第一次到达“离抛出点15 m处”时所用的时间,而t2=3 s对应着从最高点落回时第二次经过“离抛出点15 m处”时所用的时间。由于石块上升的最大高度H==20 m,所以石块落到抛出点下方“离抛出点15 m处”时,做自由落体运动的总位移为HOB=(20+15) m=35 m,如图所示。
下落此段距离所用的时间t′== s= s
石块从抛出点上升到最大高度的时间t″==2 s
这样,石块从抛出到经过抛出点下方“离抛出点15 m处”时所用的时间为t3=2 s+ s=(2+) s,故选B。
6.如图甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块与木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.A的质量为0.25 kg
B.B的质量为1.25 kg
C.B与地面间的动摩擦因数为0.2
D.A、B间的动摩擦因数为0.2
答案 C
解析 由题图乙知,B与地面间的最大静摩擦力Ff=3 N,当F1=9 N时,A、B达到最大的共同加速度,a1=4 m/s2,对A、B整体,由牛顿第二定律得F1-Ff=(mA+mB)a1,水平力再增大时,A、B发生相对滑动,A的加速度仍为4 m/s2,对A有Ff′=mAa1,B的加速度随水平力的增大而增大,当F2=13 N时,aB=8 m/s2,对B有F2-Ff-Ff′=mBaB,解得mB=1 kg,mA=0.5 kg,进一步求得B与地面间的动摩擦因数μ1==0.2,A、B间的动摩擦因数μ2==0.4,C正确,A、B、D错误。
8.(多选)如图所示,水平面上放置一个直径d=1 m、高h=1 m的无盖薄油桶,沿油桶底面直径AB距左桶壁s=2 m处的正上方有一点P,P点的高度H=3 m,从P点沿直径AB方向水平抛出一小球,不考虑小球的反弹和空气阻力,下列说法不正确的是(取g=10 m/s2,CD为桶顶平行AB的直径)( )
A.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的内壁
B.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶的下底
C.小球的速度范围为 m/s<v< m/s时,小球击中油桶外壁
D.若P点的高度变为1.8 m,则小球无论初速度多大,均不能直接落在桶底(桶边沿除外)
答案 B
解析 当小球落在油桶外壁A点时,有H=gt2,s=v1t,联立解得v1=s= m/s,同理可知,当小球落在D点时,v2=s= m/s,当小球落在B点时,v3=(s+d)= m/s,当小球落在C点时,v4=(s+d)= m/s,选项A、C正确,B错误;假设P点的高度变为H0时,轨迹同时过D点和B点,则此时初速度v′=s=(s+d),解得H0=1.8 m,在此高度上,小球无论初速度多大,都不能直接落在桶底(桶边沿除外),选项D正确。
8.如图所示,是生活中常见的儿童滑梯,为安全起见通常将滑梯设计成倾角逐渐减小的弧形,从而确保儿童从静止下滑至地面时速度减为零。若滑行过程中动摩擦因数保持不变,则儿童滑行过程中速度大小随时间变化的图像可能正确的是( )
答案 B
解析 儿童在倾斜滑道上下滑时,设滑道与水平面夹角为θ,由牛顿第二定律可得
mgsin θ-μmgcos θ=ma
当μ<tan θ时,加速度沿滑道向下,随着夹角的减小,儿童做加速度减小的加速运动,当μ>tan θ时,加速度沿滑道向上,随着夹角的减小,儿童做加速度增大的减速运动,故B正确,A、C、D错误。
9. 如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )
A. a的飞行时间比b的长
B. b和c的飞行时间相同
C. a的水平速度比b的小
D. b的初速度比c的大
【答案】BD
【详解】AB.b、c的高度相同,大于a的高度,根据h=gt2,得,知b、c的运动时间相同,a的飞行时间小于b的时间。故A错误,B正确;
C.因为a的飞行时间短,但是水平位移大,根据x=v0t知,a的水平速度大于b的水平速度。故C错误;
D.b、c的运动时间相同,b的水平位移大于c的水平位移,则b的初速度大于c的初速度。故D正确。
10.如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片多次曝光,得到了图中1、2、3、…所示的小球运动过程中每次曝光时的位置,已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d,根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.小球下落的加速度为
B.小球释放的初始位置应为距离1位置正上方d处
C.小球做变加速直线运动
D.小球在位置2的速度为
答案 AD
解析 分析题图中数据可知h45-h34=h34-h23=h23-h12=d
即连续相同时间内的位移差相等,说明小球的下落运动为匀加速直线运动,由
Δh=d=aT2
解得a=,故A正确,C错误。
小球在位置2的速度为v2==
则由2a(h+2d)=v22
可得小球释放的初始位置应为距离1位置正上方h=-2d=,故B错误,D正确。
11.如图甲,水平传送带逆时针匀速转动,一小物块以某一速度从最左端滑上传送带,取向右为正方向,从小物块滑上传送带开始计时,小物块的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示,g取10 m/s2,则( )
A.传送带的速度大小为1.0 m/s
B.小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2
C.小物块相对传送带滑动的总时间为4.5 s
D.小物块相对传送带滑动的总距离为4.5 m
答案 AD
解析 3.0~4.0 s的时间内,物块的速度与传送带速度相等,则传送带的速度大小为1.0 m/s,A正确;0~2.0 s时间内物块加速度大小为a==1 m/s2,根据牛顿第二定律得μmg=ma,得μ=0.1,B错误;由题图乙可知,小物块相对于传送带滑动的总时间为3.0 s,C错误;由于v-t图像与t轴围成的面积表示位移大小,可知小物块相对传送带滑动的总距离为Δx= m+ m=4.5 m,D正确。
12.如图,两个质量均为m的相同物块A、B叠放在轻弹簧上,处于静止状态。轻弹簧下端固定在地面上,劲度系数为k。现对A物块施加竖直向上的恒力F=1.6mg(g为重力加速度),下列说法正确的是( )
A.力F作用瞬间,A、B间的弹力大小为0.2mg
B.A、B刚分离时,A的加速度大小为g
C.A、B刚分离时,弹簧的弹力大小为1.6mg
D.从F开始作用到A、B刚分离,弹簧的形变量减小了
答案 ACD
解析 力F作用瞬间,A、B一起向上加速,根据牛顿第二定律可得A、B整体加速度大小为a===0.8g
隔离A,由牛顿第二定律有F+FN-mg=ma
可求得A、B间的弹力大小为FN=0.2mg,故A正确;
A、B刚分离时,A、B间的弹力大小为0,对A由牛顿第二定律可得A的加速度大小为aA==0.6g,此时A、B的加速度大小相等,
故B的加速度大小aB=0.6g,则有F弹-mg=maB
解得F弹=1.6mg,故B错误,C正确;依题意可得,从F开始作用到A、B刚分离,弹簧弹力的减小量为ΔF弹=2mg-1.6mg=0.4mg
根据胡克定律可得弹簧形变量减小了Δx==,故D正确。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题:本题共 2 小题,共 15 分
13.某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平分量大小为________m/s,竖直分量大小为________m/s;
(2)根据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为________ m/s2。
答案 (1)1.0 2.0 (2)9.7
解析 (1)小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,因此速度的水平分量大小为v0== m/s=1.0 m/s
竖直方向做自由落体运动,根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度,因此小球在A点速度的竖直分量大小为
vy= cm/s≈2.0 m/s。
(2)由竖直方向为自由落体运动,可得
g=
代入数据可得g=9.7 m/s2。
14.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为沙和沙桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出沙和沙桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿阻力
C.小车靠近打点计时器,先接通打点计时器的电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变沙和沙桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为________ m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图像是一条直线,如图丙所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tan θ B.
C.k D.
答案 (1)BCD (2)1.3 (3)D
解析 (1)本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出沙和沙桶的质量,也就不需要使沙和沙桶的质量远小于车的质量,故A、E错误;该题是弹簧测力计测出拉力大小,从而表示小车受到的合外力大小,应将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿阻力,故B正确;小车靠近打点计时器,打点计时器使用时,先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究质量一定时加速度与力的关系,要记录弹簧测力计的示数,故C正确;改变沙和沙桶的质量,即改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度a随F变化的关系,故D正确。
(2)由于两计数点间还有两个点没有画出,则相邻计数点之间的时间间隔T=0.06 s
根据逐差法Δx=aT2
可得小车加速度a== m/s2≈1.3 m/s2
(3)由牛顿第二定律得2F=Ma
解得a=F
a-F图像的斜率为k=
可得小车质量为M=
故A、B、C错误,D正确。
三、计算题:本题共 3 小题,共 37 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 在某塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20 m,不计空气阻力,设塔足够高,则:(g取10 m/s2)
(1)物体抛出的初速度大小为多少?
(2)物体位移大小为10 m时,物体通过的路程可能为多少?
(3)若塔高H=60 m,求物体从抛出到落到地面的时间和落地速度大小。
答案 (1)20 m/s (2)10 m 30 m 50 m (3)6 s 40 m/s
解析 (1)设初速度为v0,取竖直向上为正方向,有-2gh=0-v02,故v0=20 m/s。
(2)位移大小为10 m,有三种可能:向上运动时x=10 m,返回时在出发点上方10 m,返回时在出发点下方10 m,对应的路程分别为s1=10 m,s2=(20+10) m=30 m,s3=(40+10) m=50 m
(3)落到地面时的位移x′=-60 m,设从抛出到落到地面用时为t,有x′=v0t-gt2,
解得t=6 s(t=-2 s舍去)
落地速度v=v0-gt=(20-10×6) m/s=-40 m/s,则落地速度大小为40 m/s。
16.如图所示,小球从平台上水平抛出,正好无碰撞落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑固定斜面的顶端并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)小球水平抛出的初速度大小v0;
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s;
(3)若斜面顶端高H=20.8 m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。
答案 (1)3 m/s (2)1.2 m (3)2.4 s
解析 (1)小球从平台抛出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动
则h=gt12,vy=gt1(2分)
根据已知条件结合速度的合成与分解有
tan 53°=(1分)
代入数值解得:v0=3 m/s,t1=0.4 s。(2分)
(2)s=v0t1,则s=1.2 m。(2分)
(3)设小球落到斜面顶端的速度大小为v1,
sin 53°=(1分)
小球在光滑斜面上的加速度大小为a=gsin 53°(1分)
小球在斜面上的运动过程满足:=v1t2+at22(1分)
故小球离开平台后到达斜面底端经历的时间为
t=t1+t2(1分)
联立以上各式解得:t=2.4 s。(1分)
17.质量为M=2 kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧以初速度v0沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的v-t图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量m。
答案 (1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg
解析 (1)由题图乙可知,A的初速度v0=4 m/s,1 s末的速度v1=2 m/s,A在0~1 s内的加速度a1==-2 m/s2,对A由牛顿第二定律得,
-μ1mg=ma1,
解得μ1=0.2。
(2)由题图乙知,A、B二者末速度v3=0,A、B整体在1~3 s内的加速度
a3==-1 m/s2,
对A、B整体由牛顿第二定律得,
-μ2(M+m)g=(M+m)a3
解得μ2=0.1。
(3)由题图乙可知B在0~1 s内的加速度
a2==2 m/s2。
对B由牛顿第二定律得,
μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2,
代入数据解得m=6 kg。
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