内容正文:
2025-2026高一上学期物理期末考前提优专练
(扬、泰地区使用)
一、运动的描述
1. F1方程式赛车,赛道如图所示,比赛时下列说法正确的是( )
A. 研究赛车全程轨迹时不可以将赛车看作质点
B. 赛车运动一周位移为零
C. 赛车手发现自己在后退,他是以地面为参考系
D. 赛车在拐弯过程中速度不变
【答案】B
【解析】研究赛车全程轨迹时,赛车的形状可以忽略,可以将赛车看作质点,A错误;赛车运动一周位移为零,B正确;赛车手发现自己在后退,他是以速度较快的车为参考系,以地面为参考系,赛车手是前进的,C错误;赛车在拐弯过程中速度方向改变,D错误;故选B.
2. 世界马拉松挑战赛诞生于2015年,是一项极限挑战,参赛者需要在7天之内在7大洲完成7场马拉松,也就是说,在168个小时之内,要马不停蹄地前往每一个大洲,在每一个大洲都要跑公里,累计奔跑295公里,累计飞行39000公里.下列说法正确的是( )
A. 研究某一大洲的马拉松比赛成绩时,运动员不能看成一个质点
B. 每场马拉松比赛完,运动员的位移大小都相等
C. 168个小时指的是时间
D. 运动员的平均速度约为
【答案】C
【解析】在研究马拉松比赛成绩时,人的形状和大小可以忽略,所以可以将人看成质点,A错误;每场马拉松的路径并不一样,运动员每一场的路程是相等的,运动员的位移大小都无法判断,B错误;根据题目意思,168个小时应该是世界马拉松所用的最长时间,超过该时间比赛成绩无效,所以168个小时指的是时间,C项正确;由于不知道运动员的位移以及比赛所用时间,所以运动员的平均速度也无法计算,故D项错误.故选C.
3.如图所示,“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处,轨迹OA段是直线,AB段是曲线,则( )
A. 研究巡视器的车轮转动情况可将车轮看作质点
B. 以月球为参考系,巡视器静止不动
C. 巡视器在AB段的位移大小等于AB轨迹长度
D. 巡视器从O到B的路程等于OAB轨迹长度
【答案】D
【解析】研究巡视器的车轮转动情况不能将车轮看作质点,A错误;以月球为参考系,巡视器在行走,B错误;因为AB段是曲线,所以巡视器在AB段的位移大小小于AB轨迹长度,C错误;巡视器从O到B的路程等于OAB轨迹长度,D正确.故选D.
4.如图所示,2024年11月的珠海航展中,歼-35A、直-20J等多款新机闪耀珠海,空军八一飞行表演队换装歼-10C战机后首次亮相.下列说法正确的是( )
A. 图甲中,歼-35A飞行速度越大则惯性越大
B. 图乙中,运油-20在空中加油时可将其看作质点
C. 图丙中,突击队员从直-20J直升机上加速下滑过程中处于超重状态
D. 图丁中,飞行队机空中开花,以中间飞机为参考系,两侧的飞机都是运动的
【答案】D
【解析】惯性只与物体的质量有关,与物体运动的状态无关,且质量越大其所具有的惯性就越大,A错误;图乙中,运油-20在空中加油时,需要与其他战机的加油口进行对接,因此在研究该过程时不能忽略其形状大小,即不能将其看成质点,故B错误;图丙中,突击队员从直-20J直升机上加速下滑过程中,具有向下的加速度,处于失重状态,C错误;参考系为假定不动的物体,若图丁中,飞行队机空中开花,以中间飞机为参考系,则两侧飞机都是运动的,D正确.故选D.
5. 关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 甲中“8km”为位移,“40km/h”为平均速度
B. 乙中所挂钩码越多,弹簧的劲度系数就越大
C. 丙中伽利略研究落体运动时利用斜面是为了“冲淡”重力,便于测量时间
D. 丁中研究控制平衡车加速的身体动作时,可将人看成质点
【答案】C
【解析】“8km”所指为路程,限速牌上“40km/h”所指为瞬时速度,A错误;在弹性限度内,弹簧的劲度系数仅与弹簧本身有关,与所挂的重物多少无关,B错误;伽利略研究落体运动规律时利用斜面是为了“冲淡”重力的影响,便于测量运动时间,C正确;研究控制平衡车加速的身体动作时,人的体形不能忽略不计,不可以将人看成质点,D错误.故选C.
二、匀变速直线运动
6.2024年,中国选手陈艺文获得巴黎奥运会跳水项目女子3米板金牌,运动员(可视为质点)从跳板起跳后运动速度—时间关系图像如图所示,时刻跳板恢复水平,运动员向上跳离跳板,忽略空气阻力,重力加速度,关于图像中和不可求的是( )
A. B. C. D. 都不可求
【答案】B
【解析】根据题意可知,女子3米板跳水,0-位移为3m,则,其中可计算出,根据可求出,入水后因为加速度未知,无法计算.故选B.
7.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移,其x-t图像如图所示,汽车( )
A. 前10s内做加速运动
B. 10~20s内做匀速运动
C. t=5s时速度大于t=30s时速度
D. t=5s时与t=30s时速度方向相同
【答案】C
【解析】根据图像的斜率表示速度,可知汽车前10s内做匀速运动,10~20s内处于静止状态,A、B错误;根据图像的斜率表示速度,可知t=5s时速度方向为正方向,大小为,t=30s时速度方向为负方向,大小为,可知t=5s时速度大于t=30s时速度,t=5s时与t=30s时速度方向相反,C正确,D错误.故选C.
8.伽利略研究自由落体运动时做了铜球沿斜面运动实验.利用现代频闪摄影技术可得到如图所示的四幅照片,由图分析可知( )
A. 小球均匀速下滑
B. 小球均加速下滑
C. 小球下滑的加速度相同
D. 小球落地时的速度相同
【答案】B
【解析】由图可知,小球下落过程中相邻两小球的距离逐渐增大,可知小球均加速下滑,A错误,B正确;由图可知,相邻相等时间间隔内小球发生的位移差相等,小球做匀加速直线运动,且斜面倾角越大,相邻相等时间间隔内小球发生的位移差越大,小球下滑的加速度越大,则小球下滑的加速度不相同,C错误;根据,可得,小球下滑的加速度不相同,运动位移相同,小球落地时的速度不相同,D错误.故选B.
9. 在研究小车运动规律时,利用“位移传感器”进行测量,经计算机的处理,得到小车速度与位移的关系式,则( )
A. 前的位移为
B. 前的平均速度为
C. 第内的位移为
D. 第内的平均速度为
【答案】B
【解析】小车速度与位移的关系式,结合匀变速直线运动速度位移公式,可得,对比可得初速度和加速度分别为,,则、时的速度分别为,,则前的位移,前的平均速度,第内的位移,第内的平均速度,故选B.
10. 甲、乙两物体沿同一直线运动速度随时间的变化关系v-t图像如图所示,已知t=0时,甲在乙的后方且两者相距15 m,下列说法不正确的是( )
A. t=1.5 s时,甲、乙相距最远 B. t=3 s时,甲、乙相距最远
C. t=7.5 s时,甲、乙相遇 D. 甲、乙相遇之前的最远距离为27 m
【答案】A
【解析】当甲、乙速度相同时,甲、乙相距最远,由图像可知,t=3 s时,甲、乙速度相同、相距最远,此时甲、乙的位移分别为,,甲、乙相遇之前的最远距离为,B、D正确,不符合题意,A错误,符合题意;t=7.5 s时,甲的位移为,乙的加速度为,t=7.5 s时,乙的位移为,则有,所以t=7.5 s时,甲、乙相遇,C正确,不符合题意.故选A.
11.如图所示为某城市十字路口道路示意图,道路为双向四车道,每个车道宽度为2.4m.某自行车从道路左侧车道线沿停车线向在匀速行驶,速率为4m/s,汽车在最右侧车道正中间行驶,速率为15m/s,汽车前端距离停车线20m.已知汽车的宽度与自行车的长度相等均为1.8m,汽车的车身长4.8m.汽车司机为避免与自行车相撞马上采取刹车制动,最大制动加速度大小为5m/s2;
(1)求汽车的最短刹车距离x0;
(2)请通过计算判断是否能够避免相撞.
【答案】(1) (2)不能够避免相撞
【解析】(1)汽车的最短刹车距离为.(2)汽车停下的时间为,
汽车以最大制动加速度减速,车头到达停车线所用的时间为,解得或(不符,舍去),自行车的位移为,汽车左侧与马路最左侧的距离为,故不能够避免相撞.
三、自由落体
12.关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 甲中“8km”为位移,“40km/h”为平均速度
B. 乙中所挂钩码越多,弹簧的劲度系数就越大
C. 丙中伽利略研究落体运动时利用斜面是为了“冲淡”重力,便于测量时间
D. 丁中研究控制平衡车加速的身体动作时,可将人看成质点
【答案】C
13.如图所示,黄苇鳽像标枪一样一头扎入水中捕鱼,其俯冲过程可以看成自由落体运动,落水速度,入水中后继续沿竖直方向做匀减速直线运动至速度为零,已知整个竖直向下运动时间为自由落体运动时间的倍,g取,求:
(1)黄苇鳽做自由落体运动的时间;
(2)黄苇鳽整个过程下落的高度h.
【答案】(1)2s (2)45m
【解析】(1)黄苇鳽做自由落体运动过程有.(2)黄苇鳽做自由落体运动过程的高度,黄苇鳽入水中后继续减速至速度为零的过程有,则黄苇鳽整个过程下落的高度.
四、基本性质的力 牛顿第三定律
14.某同学在学习静摩擦力后构建了知识结构图,下列对图中①、②两空依次填写的内容全部正确的是( )
A. 挤压、地面
B. 形变、地面
C. 形变、施力物体
D. 弹力、施力物体
【答案】D
【解析】根据静摩擦力的产生条件知产生静摩擦的两个物体间必须粗糙、相互挤压有弹力,且有相对滑动趋势,“相对”指的是受力物体相对施力物体.故选D.
15.某同学在研究弹簧弹力与形变量之间的关系时,在铁架台的水平横杆上等间距悬挂六根相同规格的弹簧,从第二根弹簧开始依次在弹簧下端悬挂1、2、3、4、5个同规格钩码,如图所示,发现弹簧下端近似在一条倾斜直线上.以下结论正确的是( )
A. 由图可知弹簧弹力与其长度成正比
B. 该直线与水平横杆的夹角越大,说明弹簧的劲度系数越大
C. 以第1根弹簧的下端为坐标原点,水平向右建立横轴表示弹力,竖直向下建立纵轴表示形变量,则该直线的斜率表示劲度系数
D. 按照上述规律不断增加弹簧和钩码,各弹簧下端可能不都在此倾斜直线附近
【答案】D
【解析】弹簧弹力与其形变量成正比,而不是与长度成正比,A错误;该直线与水平横杆的夹角越大,说明相同力的情况下,弹簧的形变量越大,弹簧的劲度系数越小,B错误;以第1根弹簧的下端为坐标原点,水平向右建立横轴表示弹力,竖直向下建立纵轴表示形变量,则该直线的斜率表示劲度系数的倒数,C错误;按照上述规律不断增加弹簧和钩码,只要在弹性限度内,各弹簧下端都在此倾斜直线附近,如果超出弹性限度,则下端会偏离最初的直线趋势,D正确.故选D.
16. 如图所示是生活中磨刀的情景.磨刀时,磨刀石始终处于静止状态,在人推动厨刀相对磨刀石向前运动的过程中( )
A. 磨刀石对刀的摩擦力方向向前
B. 磨刀石对刀的摩擦力为滑动摩擦力
C. 刀相对磨刀石的速度越大,刀所受摩擦力越大
D. 刀相对磨刀石的速度越小,刀所受摩擦力越大
【答案】B
【解析】厨刀相对磨刀石向前运动,则磨刀石对刀的摩擦力方向向后,A错误;磨刀石相对刀滑动,磨刀石对刀的摩擦力为滑动摩擦力,B正确;根据,滑动摩擦力与正压力及动摩擦系数有关,与相对速度无关,C、D错误.故选B.
17. 如图所示,国产人形机器人“天工”稳定地站立在斜坡上,下列说法正确的是( )
A. “天工”受到的摩擦力方向沿斜坡向下
B. 斜坡越粗糙“天工”受到摩擦力越大
C. 斜坡对“天工”的支持力大于“天工”对斜坡的压力
D. “天工”受到支持力是由于斜坡的形变而产生的
【答案】D
【解析】“天工”稳定地站立在斜坡上,有相对斜坡向下的运动趋势,则“天工”受到的摩擦力方向沿斜坡向上,A错误;根据共点力平衡条件有,斜坡的粗糙程度对“天工”受到摩擦力无影响,B错误;根据牛顿第三定律可知,斜坡对“天工”的支持力等于“天工”对斜坡的压力,C错误;根据弹力产生条件可知,“天工”受到支持力是由于斜坡的形变而产生的,D正确;故选D.
五、力的合成与分解
18.踢毽子是一项传统的民间体育活动,踢毽子的过程中( )
A. 毽子对鞋的力和鞋对毽子的力大小相等
B. 毽子受到的弹力是毽子的形变产生的
C. 鞋对毽子的力和毽子对鞋的力的合力为零
D. 毽子受到的弹力与鞋子受到的弹力是一对平衡力
【答案】A
【解析】毽子对鞋的力和鞋对毽子的力是一对相互作用力,大小总是相等,但作用在不同对象上,所以不能说鞋对毽子的力和毽子对鞋的力的合力为零,A正确,C、D错误;毽子受到的弹力是鞋子的形变产生的,B错误.故选A.
19.下列各组物理量中都是矢量的是( )
A. 速度、加速度 B. 重力、动摩擦因数
C. 位移、时间 D. 速率、路程
【答案】A
【解析】矢量既有大小又有方向,标量只有大小无方向;速度、加速度都是矢量,A正确;重力是矢量、动摩擦因数是标量,B错误;位移是矢量、时间是标量,C错误;速率、路程都是标量,D错误.故选A.
20.某同学探究两个互成角度的力的合成规律,如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,和为细线,为橡皮筋与细线的结点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示.关于该实验正确的是( )
A. 实验中须保持两细线夹角为
B. 同一次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
C. 不同次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
D. 的方向一定沿方向
【答案】C
【解析】本实验通过作图探究两个互成角度的力的合成规律,两细线夹角只需要适当就好,不需要取,A错误;同一次实验,为了保证效果相同,橡皮筋的结点需要拉至同一位置;不同次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置,B错误,C正确;由图乙可知,是通过做平行四边形得到的合力理论值,由于存在的一定的误差,的方向不一定沿方向,故D错误.故选C.
21.(1)某学习小组用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数k,将弹簧平放在桌面上测量其原长,然后竖直悬挂在铁架台上,逐个挂上相同的钩码,测出相应的弹簧总长,画出弹簧弹力F随弹簧形变量x之间的关系图像,如图2所示.
①图像不过原点的原因是_____.
A.弹簧伸长量超过弹性限度 B.弹簧自身重力的影响 C.刻度尺没有完全竖直
②由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m.
(2)该小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时发现橡皮条已经老化,于是用弹簧AA′替代,如图3所示.
①用两只弹簧测力计通过细绳将结点拉到某一位置,标记为P点,在两细绳下方分别记P1、P2两点,并记录两弹簧测力计的读数F1和F2;然后用一只弹簧测力计将结点拉至______,在细绳下方标记P3点,并记录弹簧测力计的读数F;
②如图4所示,在图中已作出力F1和F2,请画出F1和F2的合力理论值F′的图示;
③如果只有一只弹簧测力计,其他实验器材不变,能否完成此实验?如果不能完成,请说明理由;如果能完成,请说明应如何操作____________________.
【答案】(1)①B ②200 (2)①P点 ②如图所示 ③能,见解析
【解析】(1)根据胡克定律有,可得,可知图像不过原点的原因是弹簧自身重力的影响.故选B.弹簧的劲度系数为.(2)为使两分力的作用效果与合力的作用效果相同,用一只弹簧测力计将结点拉至P点.F1和F2的合力理论值F′的图示如图所示.能完成,具体操作为:用弹簧测力计拉OB,用手拉OC,记下结点的位置P及弹簧测力计的示数F1,记下OB、OC的方向;再用测力计拉OC,用手拉OB,OB、OC绳仍沿原来的方向,且结点拉至位置P,记下弹簧测力计的示数F2;最后用弹簧测力计将结点拉至位置P,记下弹簧测力计的示数F3和细绳的方向,即可验证.
六、共点力的平衡
22.如图所示,两轻质小环a、b套在水平杆上,两根等长细线悬挂一重物处于静止状态.现保持环b的位置不变,将环a往右侧移动一小段距离,a、b仍处于静止状态.则( )
A. 环a受到杆的支持力不变
B. 环b受到杆的摩擦力不变
C. 绳中张力变大
D. 重物受到的合力变大
【答案】A
【解析】对整体分析可知,环a受到杆的支持力等于重物重力的一半,可知将环a往右侧移动一小段距离时,环a受到杆的支持力不变,A正确;设细绳与竖直方向夹角为θ,则环b受到杆的摩擦力,,可得,将环a往右侧移动一小段距离,θ减小,可知环b受到杆的摩擦力减小,绳中张力变小,B、C错误;重物受到合力不变,仍为零,D错误.故选A.
23.如图所示,把一个光滑圆球放在两块挡板AB和AC之间,AB与AC之间的夹角为30°.现将AC板固定,而使AB板沿顺时针方向缓慢转动90°,则( )
A. 球对AB板的压力逐渐减小
B. 球对AB板的压力先减小后增大
C. 球对AC板的压力逐渐增大
D. 球对AC板的压力先减小后增大
【答案】B
【解析】以小球为研究对象,分析其受力,作出小球三个不同位置的受力,如图所示,可见,使AB板顺时针缓慢转动的过程中,AB板对球的支持力先减小后增大,AC板对球的支持力一直减小,由牛顿第三定律可知,球对AB板对球的支持力先减小后增大,球对AC板对球的支持力一直减小.故选B.
24.如图所示,小球在力F的作用下静止,细线与竖直方向的夹角为θ.将F由图示位置逆时针缓慢转至竖直方向的过程中,小球始终静止在图中位置,则( )
A. F一直变小 B. F先变小后变大
C. 细线的拉力一直变大 D. 细线的拉力先变小后变大
【答案】B
【解析】对小球,受力分析,如图所示,将F由图示位置逆时针缓慢转至与细线垂直的过程中,小球处于动态平衡,由图解法在力的平行四边形中,可以看到F先变小再变大,而绳的拉力T一直减小,故选B.
25. 如图所示,甲、乙两同学通过定滑轮和细绳将重物从左侧平台运送到右侧平台,初始甲、乙拉绳使物体静止在图中位置(如实线所示),此时甲所拉细绳恰好沿水平方向.忽略滑轮与绳子间的摩擦和绳子质量,若甲缓慢释放细绳的同时保持手中细绳沿水平方向,乙缓慢收绳且始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 甲手中细绳的拉力不断增大 B. 乙手中细绳的拉力不断增大
C. 乙对地面的压力不断增大 D. 乙受到地面的摩擦力不变
【答案】C
【解析】选结点为研究对象,设刚开始时左侧绳与竖直方向的夹角为α,则甲手中细绳即水平绳拉力,左侧绳拉力,物体缓慢向右移动的过程中减小,可见甲手中细绳即水平绳拉力F减小,左侧绳拉力T减小,左侧绳拉力与右侧绳拉力即乙手中细绳的拉力大小相等,所以乙手中细绳的拉力减小,A、B错误;对乙受力分析,在竖直方向有,绳拉力T减小,右侧绳与竖直方向的夹角不变,则乙受到的支持力变大,根据牛顿第二定律可知乙对地面的压力不断增大,C正确;对乙受力分析,在水平方向有,,绳拉力T减小,右侧绳与竖直方向的夹角不变,则乙受到地面的摩擦力减小,D错误.故选C.
26.如图所示,物块A、B通过一根绕过光滑定滑轮的轻质细绳相连,处于静止状态,物块A位于水平地面上,已知物块B的质量为,细绳与水平方向夹角,重力加速度为.求:
(1)细绳对物块A的拉力大小;
(2)水平地面对物块A摩擦力的大小.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)细绳对物块A、B的拉力大小相等,对物块B,根据受力平衡可得,则细绳对物块A的拉力大小为.(2)对物块A受力分析,水平方向根据受力平衡可得.
27.狗拉雪橇是高纬度地区居民冬季出行的一种方式.如图所示,人和雪橇总质量为70kg,狗通过与水平方向成37°的轻绳,以大小为100N的力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)雪橇与地面间摩擦力的大小f;
(2)雪橇与地面间的动摩擦因数μ.
【答案】(1)80N (2)0.125
【解析】(1)对人和雪橇组成的整理受力分析如图所示,雪橇与地面间摩擦力的大小为.
(2)竖直方向有,雪橇与地面间摩擦力的大小为,雪橇与地面间的动摩擦因数.
28.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别为mA=10kg,mB=20kg,A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为=0.5.一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今用外力将物体B匀速向右拉出的过程中(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)绳子对A物体的拉力大小;
(2)所加水平拉力F的大小.
【答案】(1)50N (2)160N
【解析】(1)对A受力分析得,,联立以上两式可得T=50N.
(2)对A、B整体受力分析得,,,联立以上三式可得F=160N.
七、牛顿第一定律 单位制
29. 春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“劝登马力,马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离.该现象说明( )
A. 车有惯性 B. 车的惯性在变小 C. 车的惯性在变大 D. 摩擦力改变了车的惯性
【答案】A
【解析】马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离.该现象说明车有惯性,A正确;惯性只由质量决定,与受力无关,车的质量不变,惯性不变,B、C、D错误.故选A.
30. 物体的质量与速度的乘积叫做物体的动量,表达式,动量的国际单位为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由动量表达式,质量的国际单位为kg,速度的国际单位为m/s,可知动量的国际单位为.故选A.
八、实验:探究加速度与力、质量的关系
31. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图甲所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是_____.
A. 控制变量法 B. 等效法 C. 理想实验法
(2)乙图实验器材所用的电压为__________.
A. 交流8V B. 直流 C. 交流 D. 直流
(3)小张同学实验中得到如图丙所示的一条纸带,、、、为4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.用刻度尺测量情况如图丙所示.已知电源的频率为,则滑块的加速度大小__________.(结果保留两位有效数字)
(4)小王同学测得小车的加速度和拉力的数据如下表所示(小车质量保持不变):
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.18
0.38
0.52
0.75
0.88
请根据表中的数据在坐标纸上作出图像;
(5)小王同学利用丁图进一步求出小车质量为,小张同学认为,如果实验过程中没有补偿摩擦力,就不能准确求出小车的质量,你是否同意小张的观点,请说明理由.___________
【答案】(1)A (2)C (3)0.60 (4)如图所示 (5)见解析
【解析】(1)探究加速度与力、质量的关系,先控制质量不变,探究加速度与力的关系;再控制力不变,探究加速度与质量的关系,应用的实验方法是控制变量法.故选A.(2)乙图为电火花打点计时器,所用的电压为交流,故选C.(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔,根据逐差法可得加速度大小.(4)根据表格数据在坐标纸上描出对应点,并作出图像如图所示.
(5)
不同意.未补偿摩擦力时,根据牛顿第二定律,可得,通过直线斜率仍可以准确求得小车的质量.
32.用图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系.
(1)实验小组使用的电磁打点计时器,如图中接线正确的是______(选填“甲”或“乙”).
(2)以下操作正确的是______;
A. 小车质量应远小于槽码质量 B. 拉小车的细绳要平行长木板
C. 补偿阻力时要移去槽码和纸带 D. 需要抬高长木板的右侧以补偿阻力
(3)某次正确操作后获得一条如图2所示纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、……、.已知打点计时器的打点周期为T,则小车加速度a的表达式是______.
A. B.
C. D.
(4)甲乙两组同学各自独立实验,都探究加速度与质量的关系.他们都以小车和砝码的总质量M为横坐标,加速度的倒数为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示,纵轴上的截距均为b.由图像得甲组所用的槽码质量______乙组槽码质量(选填“大于”“小于”或“等于”).根据理论推导可知______.(已知重力加速度为g)
【答案】(1)乙 (2)BD (3)B (4)大于
【解析】(1)电磁打点计时器是使用交变电源的计时仪器,工作电压为8V,所以接线正确的是题图乙.
(2)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力,故应使小车质量远大于槽码质量,A错误;为了减小误差,拉小车的细绳要平行长木板,否则小车所受拉力大小等于绳上力沿木板方向的分力,B正确;补偿阻力时需要移去槽码,但不能移去打点计时器和纸带,阻力也包含纸带与限位孔间的阻力,且需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动,C错误;为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力,则需要抬高长木板的右侧以补偿阻力,D正确. 故选BD.(3)根据逐差法可知,,,则加速度,故选B.(4)设槽码的质量为m,细绳的拉力为F,由牛顿第二定律得,对槽码有,对小车和砝码有,解得,故斜率越小,槽码的质量m越大,由图可知甲的斜率较小,故甲组所用的槽码质量大于乙组所用的槽码质量.根据理论推导可知,纵轴截距.
33.某实验小组用如图甲所示的实验装置来“探究加速度与合外力的关系”.
(1)图乙是实验器中使用的电火花打点计时器,其使用的电源是______;
A. 直流220V B. 交流220V C. 直流8V D. 交流8V
(2)关于该实验的器材安装及平衡阻力的操作,下列说法正确的是______;
A. 安装纸带时,纸带应置于墨粉纸盘的上方
B. 实验前,调节定滑轮的高度使细绳与桌面平行
C. 为平衡阻力,实验前将长木板一端垫高,未挂砂桶前提下,轻推小车,让其拉着纸带做匀速直线运动
D. 为平衡阻力,实验前将长木板一端垫高,挂上砂桶,轻推小车,让其拉着纸带做匀速直线运动
(3)打点计时器使用的交流电频率,某次实验,打出的纸带如图丙所示,则小车的加速度为______(结果保留两位有效数字);
(4)实验中保持小车质量M不变,通过改变砂桶中沙子质量,测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据作出图线如图丁所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因是______;
A. 没有平衡小车与木板之间的摩擦 B. 平衡摩擦力时木板倾斜角度过大
C. 所用小车的质量过大 D. 所加沙子的总质量过大
(5)设砂桶和沙子的总质量为m,以为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线如图戊所示,测得图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车的质量为______(用k、b表示).
【答案】(1)B (2)BC (3)0.49 (4)D (5)
【解析】(1)电火花打点计时器,其使用的电源是220V的交流电.故选B.(2)安装纸带时,纸带应置于墨粉纸盘的下方,A错误;实验前,调节定滑轮的高度使细绳与桌面平行,B正确;为平衡阻力,实验前将长木板一端垫高,该实验中需要把带滑轮的长木板右垫高来补偿阻力的影响;利用重力沿木板向下的分力来补偿阻力,所以不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器,即在未挂砂桶的前提下,轻推小车,让其拉着纸带做匀速直线运动,C正确,D错误.故选BC.(3)由纸带可知,相邻计数点的时间间隔为,根据逐差法可得加速度为.(4)实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对木块拉力的大小;以M为对象,有,以m为对象,有,可得,其中图像中,,可知当时,图像的斜率几乎不变,图线几乎成一直线,当m不满足远小于M时,图像的斜率随m的增大而明显减小,则图线明显偏离直线.故选D.(5)设小车质量为M,由牛顿第二定律有,所以,所以的图像中,则.
34. 在用研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器②部分随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器①部分固定在轨道一端,实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示.
(1)位移传感器②部分是_____(填“发射器”或“接收器”),该实验中______(选填“需要”或“不需要”)使得重物的质量远小于小车(包括位移传感器②部分)的质量;
(2)小车与轨道的滑动摩擦______N;
(3)从图像中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为______;
(4)该实验小组为得到a与F成正比的关系,应将斜面的倾角调整到______.(保留两位有效数字).
【答案】(1)发射器 (2)不需要 (3)0.5 (4)0.7 (5)0.071
【解析】(1)位移传感器②部分为发射器,而位移传感器①部分为接收器部分;本实验中是直接以力传感器作为合外力F,故不需要重物的质量远小于小车(包括位移传感器②部分)的质量;(若直接以重物的重力作为合外力F,则需要重物的质量远小于小车(包括位移传感器②部分)的质量).(2)根据图像可知,当时,小车开始有加速度,则;(3)根据牛顿第二定律得,则图像的斜率表示小车质量的倒数,则.(4)为得到a与F成正比的关系,则应该平衡摩擦力,则有,解得,根据得,所以.
九、牛顿第二定律
35. 2024年11月4日凌晨,神舟18号载人飞船成功返回了地球,返回舱在匀减速下降阶段( )
A. 速度减小得越来越快
B. 速度减小得越来越慢
C. 速度方向与加速度方向相同
D. 速度方向与加速度方向相反
【答案】D
【解析】返回舱在匀减速下降阶段,速度方向与加速度方向相反,加速度不变,则速度均匀减小.故选D.
36.人们出行常用打车软件呼叫快车,快车司机为方便操作手机,用支架将手机固定在汽车中控台上方,如图所示.某次司机接单后去目的地接乘客,在汽车沿直线加速行驶阶段,手机支架对手机的作用力为F,则下列说法正确的是( )
A. F斜向上偏向前方 B. F斜向上偏向后方
C. F方向竖直向上 D. F大小等于手机重力
【答案】A
【解析】手机随汽车加速前进,加速度水平向前,则根据牛顿第二定律,手机受到合外力水平向前,因重力方向竖直向下,可知手机支架对手机的作用力F斜向上偏向前方.故选A.
37.如图所示,水平地面上的物体在与水平方向成的拉力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为,在与水平方向成的推力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为.已知拉力与推力的大小相等,,则物体与地面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】物体在拉力的作用下有,物体在推力的作用下有,其中,,解得,故选D.
38.春节,家家户户挂上了红灯笼,给节日增加了浓浓的年味.如图所示,四只质量均为m灯笼用不可伸长的轻绳相连悬于弹性竹竿顶端,竹竿发生明显弯曲,若连接2、3号灯笼的绳子突然断裂,则在绳断裂的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 4号灯笼的速度和加速度都等于0
B. 3、4号灯笼之间的绳子拉力大小为mg
C. 2号灯笼加速度大小为g
D. 1、2号灯笼间绳子的张力大小为mg
【答案】C
【解析】连接2、3号灯笼的绳子突然断裂,则在绳断裂的瞬间,对3、4号灯笼的整体只受重力作用,则加速度为g,即4号灯笼的速度为零,加速度为g,此时两灯笼处于完全失重状态,则3、4号灯笼之间的绳子拉力大小为零,A、B错误;绳子断开之前竹竿的弹力为F=4mg,绳子断开的瞬间,则对1、2号灯笼的整体,解得整体的加速度为a=g,即2号灯笼加速度大小为g;对2号灯笼受力分析可知,解得1、2号灯笼间绳子的张力大小为T=2mg,C正确,D错误.故选C.
39. 如图甲、乙所示,图中细线均不可伸长,两小球质量相同且均处于平衡状态,细线和弹簧与竖直方向的夹角均为θ.如果突然把两水平细线剪断,则剪断瞬间( )
A. 图甲中小球加速度大小为gsin θ,方向水平向右
B. 图乙中小球的加速度大小为gtan θ,方向水平向左
C. 图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为1∶cos2θ
D. 图甲中倾斜细线与图乙中弹簧拉力之比为cos2θ∶1
【答案】D
【解析】设两球质量均为m,对小球进行受力分析,分别如图所示,剪断水平细线后,小球A将沿圆弧摆下,故剪断水平细线瞬间,小球A的加速度a1的方向沿圆周的切线方向向下,即垂直倾斜细线向下,则有FT1=mgcos θ,F1=mgsin θ=ma1,所以a1=gsin θ,方向垂直倾斜细线向下,A错误;对小球B进行受力分析,水平细线剪断瞬间,小球B所受重力mg和弹簧弹力FT2不变,小球B的加速度a2的方向水平向右,则有,F2=mgtan θ=ma2,所以a2=gtan θ,B错误;图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为FT1∶FT2=cos2θ∶1,D正确.故选D.
40.如图所示,图1、2、3中的小球a、b和c的质量相同、轻弹簧S1和S2完全相同、连接的轻绳l1和l2也完全相同,通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将每个图中的轻绳l1剪断,将图1中的小球a的加速度大小记为a1,将图2中的小球a的加速度大小记为a2,将图3中的小球a的加速度大小记为a3,重力加速度大小为g.则在剪断l1瞬间( )
A. a1=3g,a2=2g,a3=g
B. a1=2g,a2=3g,a3=1.5g
C. a1=2g,a2=3g,a3=g
D. a1=0,a2=3g,a3=1.5g
【答案】B
【解析】剪断l1前,以整体为研究对象,题图1、2、3中的弹簧S1的弹力大小F1、F2、F3分别为3mg、2mg、mg,在剪断l1瞬间,弹簧的弹力不变,设向下为正,题图1,对小球a有mg-F1=ma1,得a1=-2g,题图2,对小球a有mg+F2=ma2,得a2=3g,题图3,假设剪断l1瞬间,Fl2=0,可知a3=g,而对小球b有mg+F3=mab
得ab=2g>a3=g,所以剪断l1瞬间,Fl2≠0,即小球a与b的加速度相等,对小球a与b有2mg+F3=2ma3,得a3=1.5g,故选B.
41.将小球以一定的初速度竖直向上抛出,假设小球所受的空气阻力大小与其速度的大小成正比,以竖直向上为正方向,下列图像中,能正确反映小球从抛出到落回抛出点过程中,速度v、加速度a随时间t的变化关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】小球在上升时,根据牛顿第二定律可得,可得加速度为,小球速度减小,加速度也减小且方向为负;小球在下降时,根据牛顿第二定律可得,可得加速度为,小球速度增大,加速度减小且方向为负.故选B.
42. 将小球从低处竖直向上抛出,所受空气阻力大小与速度成正比.下列描述小球上升过程中加速度a随时间t变化关系的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意有,小球上升过程中,根据牛顿第二定律可得,上升过程中,随着小球速度的减小,小球的加速度逐渐减小到趋近于重力加速度,加速度与时间的变化率为,可知加速度与时间的变化率随加速度的减小为减小,则图像的切线斜率绝对值逐渐减小.故选A.
十、牛顿第二定律的应用
43.如图所示,质量为的物块A放在一个静止木箱内,A和木箱水平底面之间的动摩擦因数.A的右边被一根轻弹簧水平向右拉着并保持静止,且弹簧的拉力为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取.则下列说法正确的是( )
A. 当木箱由静止以的加速度水平向左加速瞬间,A所受的摩擦力为
B. 当木箱由静止以的加速度水平向右加速瞬间,A与木箱发生相对滑动
C. 当木箱由静止以的加速度竖直向下加速瞬间,A的加速度大小为
D. 当木箱由静止以的加速度竖直向上加速瞬间,木箱对A的作用力大小为
【答案】C
【解析】木箱受到的最大静摩擦力为,木箱以向左加速时,物块的合力大小为,方向向左,若此时仍相对静止,则所需的摩擦力为,
则两者发生相对滑动,此时所受摩擦力为,方向向左,A错误;木箱以向右加速时,合力大小为,方向向右,又,解得,则物块A与木箱底面相对静止,B错误;木箱以竖直向下加速时,由牛顿第二定律,解得支持力,由于,水平方向,根据牛顿第二定律可得,A的加速度大小为,C正确;木箱以竖直向上加速时,由牛顿第二定律,解得支持力,木箱对A的作用力大小为,D错误.
故选C.
44. 如图所示,用的水平拉力,使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动.求:
(1)物体的加速度;
(2)物体在内的位移.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)根据题意,由牛顿第二定律有,解得.(2)根据题意,由运动学公式可得,物体在内的位移为.
45.(两类应用)如图所示,倾角的足够长粗糙斜面固定在水平地面上,一质量的物块以平行斜面向上的初速度滑上斜面.已知物块与斜面间动摩擦因素,重力加速度取,,.求:
(1)物块向上运动时的加速度大小;
(2)物块向上运动的最大位移;
(3)物块回到底部的速度大小.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)物块上滑时,根据牛顿第二定律有,代入数据得.
(2)物块上滑的位移,代入数据得.(3)物块下滑时,根据牛顿第二定律有,代入数据得:,物块下滑时做初速度为零的匀加速直线运动,则,代入数据得,物块回到底部速度.
46. 如图所示,足够长的斜面倾角,一物体以的初速度从斜面上的点开始沿斜面向上运动,经物体运动到最高点.(g取10m/s2,,)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)物块从最高点返回出发点所需的时间.
【答案】(1)0.25 (2)2.1s
【解析】(1)由速度公式可得,物体向上运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律得,联立解得.(2)根据牛顿第二定律得,解得,物体沿斜面向上滑行最大距离为,
根据位移时间关系可得,解得.
47.(连接体问题)如图所示,用轻质细绳绕过两个光滑轻质滑轮将木块A与重物B连接,细绳处于伸直状态,木块质量M =2kg,木块与水平地面间动摩擦因数μ =0.5,重力加速度g=10m/s2
(1)若木块向右匀速运动,求重物质量m1;
(2)若重物质量m2=0.4kg,由静止释放,求木块与地面间摩擦力大小f;
(3)若重物质量m3=2kg,距地面高度h=1m,由静止释放,木块在运动过程中与右边滑轮不相撞,求木块的最大位移x.
【答案】(1)0.5kg (2)8N (3)0.8m
【解析】(1)对重物进行受力分析T=m1g,对木块进行受力分析f=2T,又,解得m1=0.5kg.(2)因为m2=0.4kg<0.5kg,系统处于静止状态 ,轻绳对重物的拉力T2= m2g,木块与地面的摩擦力f= 2T2 =8N,
解得f= 8N.(3)对木块应用牛顿第二定律,对重物应用牛顿第二定律,两加速度的关系为a2=2a1,解得a1=3m/s2,重物落地时,木块位移,此时木块的速度大小为,重物落地后木块的加速度为a1′==5m/s2,木块位移,木块最大位移x=x1+x2=0.8m.
48.(临界值问题)质量为3m的木箱静止在光滑水平面上,其内有质量为m的物块,如图所示,现用竖直向上的恒力F1=6mg提起木箱,重力加速度为g,求:
(1)木箱的加速度a;
(2)物块对木箱的压力大小FN;
(3)若物块与木箱间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用水平向右的恒力F2拖动木箱,为确保物块相对于木箱始终静止,F2的最大值为多少?
【答案】(1) 方向竖直向上 (2) (3)
【解析】(1)对整体运用牛顿第二运动定律:,解得,方向竖直向上.
(2)对物块运用牛顿第二运动定律,解得,物块对木箱的压力.
(3)临界加速度,对整体牛顿第二运动定律.
十一、超重与失重
49. 中国选手朱雪莹获得杭州亚运会蹦床比赛冠军.如图所示,她在从空中下落到压缩蹦床至最低点的过程中( )
A. 一直处于失重状态 B. 一直处于超重状态 C. 先失重后超重 D. 先超重和失重
【答案】C
【解析】在空中下落时加速度向下,处于失重状态;接触蹦床后,刚开始蹦床的弹力小于重力,加速度还是向下,仍处于失重状态;随着蹦床的弹力逐渐增大,当弹力大于重力后,加速度向上,处于超重状态,所以是先失重后超重.故选C.
50. 如图所示,一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉.一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下( )
A. 自由下落阶段,人处于超重状态 B. 自由下落阶段,人所受合外力为零
C. 制动系统启动后,人处于失重状态 D. 制动系统启动后,人所受合外力向上
【答案】D
【解析】自由下落阶段,人做自由落体运动,处于失重状态,只受重力作用,合力不为0,制动后,做向下的减速运动,则物体处于超重状态,合外力向上.故选D.
51. 跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏.如图所示,运动员在跳绳的过程中( )
A. 运动员向上运动的原因是运动员受到地面的支持力大于运动员给地面的压力
B. 运动员下蹲时,他对地面的压力不变
C. 运动员受到地面的支持力等于他对地面的压力
D. 运动员离开地面向上运动的是因为他受到向上的冲力作用
【答案】C
【解析】运动员受到地面的支持力与运动员给地面的压力是一对相互作用力,总是等大反向,A错误,C正确;运动员下蹲时,先加速下降后减速下降,则加速度先向下后向上,先失重后超重,则他对地面的压力先增加后减小,B错误;运动员离开地面向上运动的是因为惯性,并不是受到向上的冲力作用,D错误.
故选C.
52.在杭州第19届亚运会蹦床比赛中,中国队包揽了男女个人项目的两枚金牌,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 运动员离开蹦床竖直上升和下落过程中加速度的方向相反
B. 运动员在最低点受到的弹力大于运动员自身的重力
C. 运动员在比赛过程中始终处于失重状态
D. 运动员下落过程中刚接触蹦床时速度最大
【答案】B
【解析】运动员离开蹦床竖直上升和下落过程中加速度的大小方向均相同,均为g,A错误;运动员在最低点时加速度向上,则受到的弹力大于运动员自身的重力,B正确;运动员在蹦床上减速下降或者加速上升时,加速度向上,处于超重状态,C错误; 运动员下落过程中刚接触蹦床时重力大于弹力,加速度向下,则速度增大,当弹力等于重力时加速度为零,此时速度最大,D错误.故选B.
十二、牛顿第二定律的应用——传送带模型
53. 如图所示,水平传送带A、B两端相距,以的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.已知煤块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,则煤块从A运动到B的过程中( )
A. 煤块从A运动到B的时间是 B. 煤块从A运动到B的时间是
C. 划痕长度是 D. 划痕长度是
【答案】C
【解析】煤块在传送带上匀加速运动时,根据牛顿第二定律有,得,当煤块速度和传送带速度相同前,煤块做匀加速直线运动的位移,因此煤块先加速后匀速,匀加速运动的时间,煤块做匀速直线运动时间,所以煤块从A运动到B的总时间,A、B错误;煤块在加速阶段相对传送带的位移即产生划痕,则有,C正确,D错误.故选C.
54.
如图所示,倾角为的传送带以一恒定速率逆时针转动.时在传送带顶端轻放一小物块.不计空气阻力,关于小物块运动过程中的速度随时间变化的关系图线一定不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】物体轻放在传送带上,受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动摩擦力,有,小物块先做匀加速运动.传送带较短时,则小物块在传送带上一直加速;
传送带较长时,共速后,若摩擦力大于重力向下的分力,物块做匀速直线运动;若摩擦力小于重力向下的分力,则,可知,本题选择不正确的选项;故选D.
55.如图所示,传送带以恒定速率沿逆时针方向转动,传送带的倾角为.一质量为m的物块以初速度从传送带的上端沿传送带向下滑动,运动一段时间后从传送带的下端离开传送带,其在传送带上运动的图像不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】若v0<v1,则开始时物块受沿斜面向下的摩擦力,则沿传送带向下做匀加速运动;若v0>v1,则开始时物块受沿斜面向上的摩擦力,则沿传送带向下做匀减速运动.到达底端之前可能一直未与传送带达到共速,也可能达底端之前已经与传送带达到共速.但由于不知道摩擦因数与角正切值的大小关系,所以物块可能一直加速,可能先加速后匀速,也可能先减速后匀速,也可能一直减速,但不可能减速到零.本题选不可能的,故选D.
十三、牛顿第二定律的应用——滑板滑块模型
56. 如图甲所示,A、B两物块静止叠放在水平地面上.水平拉力F作用在A上,且F从0开始逐渐增大,B的加速度与F的关系图像如图乙所示,则A的加速度与F的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设A的质量为,B的质量为,AB间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为,则
当,AB处于静止状态,加速度都为0;当,AB开始一起加速运动,设当,AB刚好要发生相对运动,以AB为整体,由牛顿第二定律,
以B为对象,由牛顿第二定律,联立解得,则当 ,AB一起做匀加速直线运动,加速度为,
当 ,AB发生相对滑动,对A由牛顿第二定律,解得,a-F的斜率变大,由以上分析可知A的加速度与的关系图像可能为C选项.故选C.
57. 如图所示,水平地面上有两个完全相同且质量为2m的足够长长木板A和C,长木板的上方各放另一个完全相同且质量为m的物块B和D,用水平向右的拉力F分别作用在物块B上和长木板C上.已知木板A、C与地面间的动摩擦因数均为,物块B、D与木板间的动摩擦因数均为,设最大的静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g.则下列说法正确的是( )
A. 当时,A和B、C和D均相对地面静止
B. 当时,A和B一起加速
C. 当时,D所受摩擦力为
D. 无论F为何值,A的加速度大小不会超过,D的加速度大小不会超过
【答案】D
【解析】由题意可得,A与地面间的最大静摩擦力为,A与B间最大静摩擦力,C与地面间的最大静摩擦力,C与D间最大静摩擦力,所以时,A和B、C和D均相对地面静止,A错误;A和B一起加速的最大加速度为,对AB整体有,得,故时,A和B一起加速,B错误;由上述分析可得,C和D一起加速时,有,当时,C和D未发生相对滑动,也未达到摩擦力的最大值,故C错误;对A受力分析可得,A的最大加速度为,,对D受力分析可得,D的最大加速度为,,D正确.故选D.
58.如图甲所示,质量为M的长木板静止在粗糙水平地面上,木板与水平面间的动摩擦因数,一个质量的物块(可视为质点)在时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板.在时,物块与木板达到共同速度,此过程物块的图像为乙图中的线段pq,p、q点的坐标分别为、,在时,用水平拉力向右拉木板,将木板向右抽出,物块从木板的左端滑出,.求:
(1)物块与长木板表面之间的动摩擦因数及物块与木板在0~2s时间内的相对位移的大小.
(2)木板质量M.
(3)从力F开始作用到物块从木板左端滑出所经历时间t.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)由图像可得,0~2s内物块做减速运动,加速度大小,对物块,根据牛顿第二定律,有,解得,木板做匀加速直线运动,时与物块达到共同速度,作出在0~2s内长木板运动的图像,如图中下放实线所示,根据图像图线与横轴围成面积表示位移可得0~2s内物块和木板的相对位移为.
(2)0~2s内木板做匀加速直线运动的加速度大小,对木板,根据牛顿第二定律,有,解得.(3)施加F后,对木板,有,解得,设经过t时间,物块从木板左端滑出,则有,解得.
59.如图所示,质量为的小柱体置于桌面上的纸张上,纸张质量为,小柱体距纸的左边缘,各接触面之间的动摩擦因数均为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现对纸张施加一水平向右的拉力F,g取,请分别通过以下条件作相应计算:
(1)为使纸张相对于桌面发生相对滑动,拉力的最小值;
(2)为使纸张与小柱体之间发生相对滑动,拉力的最小值;
(3)若,经多长时间小柱体从纸张上滑落?
【答案】(1)0.1N (2)0.2N (3)0.4s
【解析】(1)为使纸张相对于桌面发生相对滑动,拉力的最小值.(2)小圆柱将要与纸张产生相对滑动时满足,此时对圆柱和纸张的整体分析,解得.(3)若,则小圆桌在纸张上产生滑动,则此时小圆柱的加速度仍为a0=2m/s2,纸张的加速度,解得,则,解得t=0.4s.
60. 图甲为家庭常用的抽屉柜,图乙为其侧面示意图,抽屉质量,其中放一本书,质量,书本的四边与抽屉的四边均平行.抽屉长,书本长,书本右端与抽屉右端相距,书本与抽屉间动摩擦因数为.现用水平力将抽屉抽出,抽屉遇到柜体的挡板时立即锁定不动,不考虑抽屉与柜体间的摩擦,重力加速度.求:
(1)书本与抽屉间的滑动摩擦力大小;
(2)要使书本和抽屉不发生相对滑动,水平力的最大值;
(3)若,作用时间,最终书本右端与抽屉右端的距离.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根据滑动摩擦力的计算公式有.(2)书本的最大加速度为,抽屉和书整体:,解得.(3)对抽屉根据牛顿第二定律有,解得,在书本与抽屉速度相等之前,书本的加速度大小都等于,
撤去外力时,书本的速度大小为,抽屉的速度大小为,外力撤去后,对抽屉,代入数据得:,设撤去外力后经时间书本与抽屉速度相等,则,代入数据得:,此时两者的速度为,此时书本和抽屉的相对位移为,在0至时间内,抽屉的位移为,两者共速后一起做匀速直线运动,至抽屉遇到柜体挡板时立即锁定不动,书本再做匀减速直线运动,加速度大小也等于,减速阶段书本的位移为,书本右端与抽屉右端的距离.
61. 如图所示,一速度v=4m/s顺时针匀速转动的水平传送带与倾角θ=37°的粗糙足长斜面平滑连接,一质量m=2kg的可视为质点的物块,与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5,与传送带间的动摩擦因数为µ2=0.4,小物块以初速度v0=10m/s从斜面底端上滑求:(g=10m/s2)
(1)小物块以初速度v0沿斜面上滑的最大距离?
(2)要使物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下,传送带至少多长?
(3)若物块不从传送带左端滑下,物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间?
【答案】(1) x1=5m (2)L=2.5m (3)t=1.525s
【解析】(1)小物块以初速度v0沿斜面上滑时,以小物块为研究对象,由牛顿第二定律得,解得,设小物块沿沿斜面上滑距离为x1,则,
解得.(2)物块沿斜面下滑时以小物块为研究对象,由牛顿第二定律得,解得,设小物块下滑至斜面底端时的速度为v1,则,解得,设小物块在传送带上滑动时的加速度为a3, 由牛顿第二定律得,解得,设物块在传送带向左滑动的最大距离为L,则,解得,传送带至少2.5m物块不会由传送带左端滑下.
(3)设物块从传送带左端向右加速运动到和传送带共速运动的距离为x2,则,解得,故小物体先加速再随传送带做匀速运动.设小物体加速至与传送带共速用时t1,则,
解得,设小物体匀速运动用时t2,则,解得,设小物体由底端上滑到斜面最高点所时间t3,则,解得,物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间.
十四、曲线运动 运动的合成与分解
62.在某次抢险救灾过程中,直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,该消防员( )
A. 运动轨迹可能为① B. 运动轨迹可能为② C. 所受合力可能为F1 D. 所受合力可能为F2
【答案】B
【解析】直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,消防员的加速度向下,根据牛顿第二定律可知,消防员所受合力向下,不可能为F1、F2,C、D错误;消防员加速度方向与初速度方向不在同一直线上,做曲线运动,根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧,可知运动轨迹可能为②,A错误,B正确.故选B.
63.在一端封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡块,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧.把玻璃管倒置,蜡块沿玻璃管匀速上升.在蜡块上升的同时,玻璃管水平向右移动,蜡块运动的轨迹如图中虚线所示,则( )
A 玻璃管可能做匀速直线运动
B. 玻璃管可能做匀加速直线运动
C. 玻璃管可能做匀减速直线运动
D. 玻璃管的移动对蜡块上升的时间有影响
【答案】C
【解析】由图可知,蜡块做曲线运动,合外力(加速度)指向轨迹凹侧,由于竖直方向是匀速直线运动,则水平方向有向左的加速度,可知玻璃管可能向右做匀减速直线运动,A、B错误,C正确;根据运动分解的独立性原则可知,蜡块上升的时间为,玻璃管的移动对蜡块上升的时间没有影响,D错误.故选C.
64.甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成角,如图所示,已知甲船恰能垂直河岸到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,下列判断错误的是( )
A. 甲船乙船同时到达对岸
B. 若仅是河水流速增大,两船到达对岸时,两船之间的距离等于L
C. 不论河水流速如何改变,只要适当改变角,甲船总能到达正对岸的A点
D. 若河水流速增大,两船的渡河时间都不变
【答案】C
【解析】甲船、乙船到达河岸的时间均为,即同时到达对岸,即使河水流速增大,两船的渡河时间都不变,A、D正确,不符合题意;两船到达对岸时,两船之间的距离,若仅是河水流速增大,两船到达对岸时,两船之间的距离不变,仍等于L,B正确,不符合题意;C.若v<v0,则不论怎样改变角,甲船总不能到达正对岸的A点,C错误,符合题意;故选C.
65. 在水平面上有A、B两物体,通过一根跨过定滑轮的轻绳相连,现A物体以的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示),B物体的运动速度为(绳始终有拉力)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】将两物体的速度分别沿绳子方向和垂直绳子方向分解,两物体沿绳子方向的分速度大小相等,则有,解得B物体的运动速度为,故选D.
66. 如图所示,阻拦索绕过定滑轮与阻尼器连接,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在模拟甲板上短距离滑行后停止,飞机挂钩与阻拦索间不滑动.若某一时刻两端阻拦索夹角是,飞机沿中线运动速度为v,则阻尼器中的阻拦索绳移动速度大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】将飞机的速度分解为沿阻拦索方向的速度和垂直阻拦索方向的速度,如图所示,可知,故选C.
67.如图所示,小球A、B、C的质量均为m,A与B间和A与C间都通过铰链用等长的轻杆连接.现给A球施加一竖直向上的力F,使整个系统静止,此时.撤去F后,小球A沿竖直方向运动至地面.忽略一切摩擦,重力加速度为g,A、B、C始终在同一竖直平面内.下列说法正确的是( )
A. 外力
B. 撤去F瞬间,小球B对地面压力小于
C. 撤去F后,在球A落地前小球B一直加速运动
D. 当时,小球A、B的速度关系为
【答案】B
【解析】要使B球静止,杆对B球的力必须为0,同理可知,杆对C球的力也为0,所以可得F=mg,A错误;撤去F瞬间,A的加速度向下,处于失重状态,对整体分析可知,小球B对地面压力小于,B正确;撤去F瞬时B的速度为零,在球A落地瞬间B的速度也为0,可知在球A落地前小球B先加速后减速,C错误;当时,小球A、B的速度关系为,解得,D错误.故选B.
十五、抛体运动
68.如图,小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点.不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在a处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在b处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在a处和b处篮球出手时的速率相比,b处的出手速率大
D. 在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同
【答案】D
【解析】由逆向思维可知,篮球从篮筐到a或b做平抛运动,由于出手时篮球的高度相同,所以在无论篮球在a处投掷还是在b处投掷,篮球从出手到击中篮筐的时间相等,根据加速度的定义可知:在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同,故A错误,D正确;篮球从在a处投掷运动的水平位移大于在b处投掷运动的水平位移,水平方向,篮球做匀速直线运动,则x=vt,由于篮球运动时间相同,所以,,篮球击中篮筐时的速度为水平方向的出手速度,所以在a处投掷时,篮球击中篮框的速度更大,a处出手的速率大,B、C错误.故选D.
69. 在篮球比赛中,篮球投出的初速度大小和方向都会影响投篮的命中率.如图甲所示为某运动员在投篮训练.两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上,篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示,则( )
A. 轨迹1运动的时间长 B. 轨迹1最高点时速度大
C. 轨迹2抛出的初速度一定大 D. 轨迹2速度变化小
【答案】B
【解析】斜抛运动到最高点过程,逆向思维法可知,该过程可看成反向的平抛运动,根据可知,高度h越大,时间t越长,图乙可知1高度小,对称性可知轨迹1在空中的运动时间短,A错误;以上分析可知轨迹1斜抛运动到最高点时间短,采用逆向思维法,由平抛规律有,图中可知1水平位移大,由于时间短,故平抛初速度大,即轨迹1最高点时速度大,B正确;结合B选项分析可知,轨迹2最高点水平速度 比轨迹1的小,但由于轨迹2的高度大,则落地时竖直方向速度比轨迹1的大,则轨迹2抛出的初速度,可知轨迹2抛出的初速度不一定大,C错误;篮球只受重力,加速度,速度变化量,因为轨迹 2 运动时间长,加速度g不变,所以轨迹2的速度变化量大,D错误.
故选B.
70.如图所示,在校运动会实心球比赛中,实心球被斜向上抛出,忽略空气阻力,下列关于实心球在空中运动的说法正确的是( )
A. 加速度的方向不断变化 B. 加速度的大小不断变化
C. 离地面的最大高度仅与初速度大小有关 D. 水平位移与初速度大小和方向有关
【答案】D
【解析】实心球被斜向上抛出,忽略空气阻力,只受重作用,由牛顿第二定律可知,实心球的加速度等于重力加速度g,大小不变,方向竖直向下,A、B错误;设实心球抛出瞬间离地面的高度为,抛出时的速度大小为,方向与水平方向的夹角为,则实心球抛出后离地面的最大高度,可知实心球的最大高度与初速度大小、速度方向都有关系,C错误;设实心球从抛出到落地所经历的时间为t,则在水平和竖直方向分别有,,解得,可知水平位移与初速度大小和方向都有关系,D正确.
71. 如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行高层灭火,消防水炮离地的最大高度H=40m,出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节,着火点在高h=20m的楼层,水水平射出的初速度在7.5m/s≤v0≤20m/s之间,可进行调节,出水口与着火点不能靠得太近,不计空气阻力,重力加速度取,则( )
A. 如果要有效灭火,出水口与着火点间的水平距离x最大为15m
B. 如果要有效灭火,出水口与着火点间的水平距离x最小为40m
C. 如果出水口与着火点的水平距离x不能小于20m,则水水平射出的初速度最小为10m/s
D. 若该着火点高度为40m,该消防车仍能有效灭火
【答案】C
【解析】出水口与着火点之间的高度差为,又,解得,又,
因此出水口与着火点的水平距离x的范围,即出水口与着火点间的水平距离x最小为15m,出水口与着火点间的水平距离x最大为40m,A、B错误;如果出水口与着火点的水平距离x不能小于20m,由可知,水水平射出的初速度最小为10m/s,C正确;如果着火点高度为40 m,着火点与出水口等高,保持出水口水平,则水不能到达着火点,D错误;故选C.
72.无人机使灭火救援工作更加智能化.如图所示,无人机悬停在空中,出水口距着火点水平距离为10m,水平喷出的水流速度为50m/s,空气阻力忽略不计,g取10m/s2,欲使水流恰好到达着火点,求:
(1)出水口与着火点的高度差h;
(2)水到达着火点时的速度大小v.(结果可保留根号)
【答案】(1)0.2m (2)
【解析】(1)喷出的水做平抛运动,水平方向上,出水口与着火点的高度差为.(2)水到达着火点时,竖直方向上的速度为,水到达着火点时的速度大小为.
73. 中国海警船装备的最新水炮具有极高的威力,这些水炮通过高压将水喷射出去,水炮的最大压力是普通消防车水枪压力的四百多倍.如果水炮炮口距离海平面高度为,水炮将水以的初速度水平喷射出,重力加速度取.忽略空气阻力.求:
(1)喷射出的水在空中飞行时间;
(2)水炮水平射程.
【答案】(1) (2) 【解析】(1)喷射出去的水做平抛运动,竖直方向有,解得.(2)水平射程为.
74. 跳台滑雪是第24届北京冬奥会的项目之一,题图是浙江小将甄炜杰在该项目的比赛照片.这项比赛中运动员脚穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆.我们将比赛过程简化如题图,若运动员从A处以v0=20m/s的初速度水平飞出,在平直斜坡B处着陆.斜坡的倾角为37°,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员落到B点的速度大小和方向;
(3)运动员从A点到距离斜面最远所用的时间.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)设运动员在空中运动的时间为t,,解得.(2)运动员落到B点的速度大小为,设速度方向与水平成α角,,解得.(3)运动员从A点到距离斜面最远所用的时间t1,,解得.
75.跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿着专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台上A点沿水平方向飞出,如图所示,在空中飞行一段距离后在斜坡B点处着陆.测得AB间的距离,斜坡与水平方向夹角,运动员在运动过程中可看成质点,不计空气阻力,g取,,.求:
(1)运动员从A点飞出时的速度大小;
(2)运动员从A点飞出后经多长时间距斜坡距离最大.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据平抛运动规律,运动员在竖直方向上的分运动为自由落体运动,有,在水平方向上的分运动为匀速直线运动,有,根据几何关系有,又,联立解得,.(2)取沿斜坡向下方向(x方向)与垂直于斜坡向上方向(y方向)分析运动员的运动,则在垂直于斜坡方向上有,,当运动员垂直于斜坡方向速度为0时,运动员在空中离坡面的距离最大,则有.
76.某冲关游戏有如图所示的滑道,倾斜直轨道AB的倾角,B点右侧紧靠一个长度L=2m的水平传送带,B与C两点可认为平滑衔接(速度大小不变),A点距传送带垂直距离h=2.4m,冲关者坐上坐垫从A点由静止开始沿倾斜直轨道AB滑下,经C点进入传送带后从D点水平抛出,落在水面上某点E.已知传送带末端距水面高度H=0.8m,坐垫与AB轨道间的动摩擦因数,坐垫与传送带间的动摩擦因数.,,(结果均可用含根号式子表示)
(1)求冲关者到达B点时的速度大小;
(2)如果传送带不动,求冲关者冲过D点后的水平射程;
(3)如果传送带沿顺时针方向转动,并且速度v大小可调,求出冲关者冲过D点后的水平射程与速度大小的关系式.
【答案】(1)(2)(3)见解析
【解析】(1)在轨道AB上运动时,对人与坐垫分析,由牛顿第二定律有,解得,由,,联立解得.(2)若传送带不动,则从C到D有,由,可得,所以冲关者从C运动到D过程一直减速,由,解得,冲关者过D点后做平抛运动,则有,
则水平射程.(3)若冲关者从C到D过程一直加速,由,解得,当时,水平射程,当时,水平射程.
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2025-2026高一上学期物理期末考前提优专练
(扬、泰地区使用)
一、运动的描述
1. F1方程式赛车,赛道如图所示,比赛时下列说法正确的是( )
A. 研究赛车全程轨迹时不可以将赛车看作质点 B. 赛车运动一周位移为零
C. 赛车手发现自己在后退,他是以地面为参考系 D. 赛车在拐弯过程中速度不变
2. 世界马拉松挑战赛诞生于2015年,是一项极限挑战,参赛者需要在7天之内在7大洲完成7场马拉松,也就是说,在168个小时之内,要马不停蹄地前往每一个大洲,在每一个大洲都要跑公里,累计奔跑295公里,累计飞行39000公里.下列说法正确的是( )
A. 研究某一大洲的马拉松比赛成绩时,运动员不能看成一个质点
B. 每场马拉松比赛完,运动员的位移大小都相等
C. 168个小时指的是时间
D. 运动员的平均速度约为
3.如图所示,“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处,轨迹OA段是直线,AB段是曲线,则( )
A. 研究巡视器的车轮转动情况可将车轮看作质点 B. 以月球为参考系,巡视器静止不动
C. 巡视器在AB段的位移大小等于AB轨迹长度 D. 巡视器从O到B的路程等于OAB轨迹长度
4.如图所示,2024年11月的珠海航展中,歼-35A、直-20J等多款新机闪耀珠海,空军八一飞行表演队换装歼-10C战机后首次亮相.下列说法正确的是( )
A. 图甲中,歼-35A飞行速度越大则惯性越大
B. 图乙中,运油-20在空中加油时可将其看作质点
C. 图丙中,突击队员从直-20J直升机上加速下滑过程中处于超重状态
D. 图丁中,飞行队机空中开花,以中间飞机为参考系,两侧的飞机都是运动的
5. 关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 甲中“8km”为位移,“40km/h”为平均速度
B. 乙中所挂钩码越多,弹簧的劲度系数就越大
C. 丙中伽利略研究落体运动时利用斜面是为了“冲淡”重力,便于测量时间
D. 丁中研究控制平衡车加速的身体动作时,可将人看成质点
二、匀变速直线运动
6.2024年,中国选手陈艺文获得巴黎奥运会跳水项目女子3米板金牌,运动员(可视为质点)从跳板起跳后运动速度—时间关系图像如图所示,时刻跳板恢复水平,运动员向上跳离跳板,忽略空气阻力,重力加速度,关于图像中和不可求的是( )
A. B. C. D. 都不可求
7.一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶,以x表示它相对于出发点的位移,其x-t图像如图所示,汽车( )
A. 前10s内做加速运动 B. 10~20s内做匀速运动
C. t=5s时速度大于t=30s时速度 D. t=5s时与t=30s时速度方向相同
8.伽利略研究自由落体运动时做了铜球沿斜面运动实验.利用现代频闪摄影技术可得到如图所示的四幅照片,由图分析可知( )
A. 小球均匀速下滑 B. 小球均加速下滑
C. 小球下滑的加速度相同 D. 小球落地时的速度相同
9. 在研究小车运动规律时,利用“位移传感器”进行测量,经计算机的处理,得到小车速度与位移的关系式,则( )
A. 前的位移为 B. 前的平均速度为
C. 第内的位移为 D. 第内的平均速度为
10. 甲、乙两物体沿同一直线运动速度随时间的变化关系v-t图像如图所示,已知t=0时,甲在乙的后方且两者相距15 m,下列说法不正确的是( )
A. t=1.5 s时,甲、乙相距最远 B. t=3 s时,甲、乙相距最远
C. t=7.5 s时,甲、乙相遇 D. 甲、乙相遇之前的最远距离为27 m
11.如图所示为某城市十字路口道路示意图,道路为双向四车道,每个车道宽度为2.4m.某自行车从道路左侧车道线沿停车线向在匀速行驶,速率为4m/s,汽车在最右侧车道正中间行驶,速率为15m/s,汽车前端距离停车线20m.已知汽车的宽度与自行车的长度相等均为1.8m,汽车的车身长4.8m.汽车司机为避免与自行车相撞马上采取刹车制动,最大制动加速度大小为5m/s2;
(1)求汽车的最短刹车距离x0;
(2)请通过计算判断是否能够避免相撞.
三、自由落体
12.关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 甲中“8km”为位移,“40km/h”为平均速度
B. 乙中所挂钩码越多,弹簧的劲度系数就越大
C. 丙中伽利略研究落体运动时利用斜面是为了“冲淡”重力,便于测量时间
D. 丁中研究控制平衡车加速的身体动作时,可将人看成质点
13.如图所示,黄苇鳽像标枪一样一头扎入水中捕鱼,其俯冲过程可以看成自由落体运动,落水速度,入水中后继续沿竖直方向做匀减速直线运动至速度为零,已知整个竖直向下运动时间为自由落体运动时间的倍,g取,求:
(1)黄苇鳽做自由落体运动的时间;
(2)黄苇鳽整个过程下落的高度h.
四、基本性质的力 牛顿第三定律
14.某同学在学习静摩擦力后构建了知识结构图,下列对图中①、②两空依次填写的内容全部正确的是( )
A. 挤压、地面 B. 形变、地面 C. 形变、施力物体 D. 弹力、施力物体
15.某同学在研究弹簧弹力与形变量之间的关系时,在铁架台的水平横杆上等间距悬挂六根相同规格的弹簧,从第二根弹簧开始依次在弹簧下端悬挂1、2、3、4、5个同规格钩码,如图所示,发现弹簧下端近似在一条倾斜直线上.以下结论正确的是( )
A. 由图可知弹簧弹力与其长度成正比
B. 该直线与水平横杆的夹角越大,说明弹簧的劲度系数越大
C. 以第1根弹簧的下端为坐标原点,水平向右建立横轴表示弹力,竖直向下建立纵轴表示形变量,则该直线的斜率表示劲度系数
D. 按照上述规律不断增加弹簧和钩码,各弹簧下端可能不都在此倾斜直线附近
16. 如图所示是生活中磨刀的情景.磨刀时,磨刀石始终处于静止状态,在人推动厨刀相对磨刀石向前运动的过程中( )
A. 磨刀石对刀的摩擦力方向向前 B. 磨刀石对刀的摩擦力为滑动摩擦力
C. 刀相对磨刀石的速度越大,刀所受摩擦力越大 D. 刀相对磨刀石的速度越小,刀所受摩擦力越大
17. 如图所示,国产人形机器人“天工”稳定地站立在斜坡上,下列说法正确的是( )
A. “天工”受到的摩擦力方向沿斜坡向下 B. 斜坡越粗糙“天工”受到摩擦力越大
C. 斜坡对“天工”的支持力大于“天工”对斜坡的压力 D. “天工”受到支持力是由于斜坡的形变而产生的
五、力的合成与分解
18.踢毽子是一项传统的民间体育活动,踢毽子的过程中( )
A. 毽子对鞋的力和鞋对毽子的力大小相等 B. 毽子受到的弹力是毽子的形变产生的
C. 鞋对毽子的力和毽子对鞋的力的合力为零 D. 毽子受到的弹力与鞋子受到的弹力是一对平衡力
19.下列各组物理量中都是矢量的是( )
A. 速度、加速度 B. 重力、动摩擦因数
C. 位移、时间 D. 速率、路程
20.某同学探究两个互成角度的力的合成规律,如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,和为细线,为橡皮筋与细线的结点.图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示.关于该实验正确的是( )
A. 实验中须保持两细线夹角为
B. 同一次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
C. 不同次实验,可以将橡皮筋的结点拉至不同位置
D. 的方向一定沿方向
21.(1)某学习小组用如图1所示的装置测量弹簧的劲度系数k,将弹簧平放在桌面上测量其原长,然后竖直悬挂在铁架台上,逐个挂上相同的钩码,测出相应的弹簧总长,画出弹簧弹力F随弹簧形变量x之间的关系图像,如图2所示.
①图像不过原点的原因是_____.
A.弹簧伸长量超过弹性限度 B.弹簧自身重力的影响 C.刻度尺没有完全竖直
②由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m.
(2)该小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时发现橡皮条已经老化,于是用弹簧AA′替代,如图3所示.
①用两只弹簧测力计通过细绳将结点拉到某一位置,标记为P点,在两细绳下方分别记P1、P2两点,并记录两弹簧测力计的读数F1和F2;然后用一只弹簧测力计将结点拉至______,在细绳下方标记P3点,并记录弹簧测力计的读数F;
②如图4所示,在图中已作出力F1和F2,请画出F1和F2的合力理论值F′的图示;
③如果只有一只弹簧测力计,其他实验器材不变,能否完成此实验?如果不能完成,请说明理由;如果能完成,请说明应如何操作____________________.
六、共点力的平衡
22.如图所示,两轻质小环a、b套在水平杆上,两根等长细线悬挂一重物处于静止状态.现保持环b的位置不变,将环a往右侧移动一小段距离,a、b仍处于静止状态.则( )
A. 环a受到杆的支持力不变 B. 环b受到杆的摩擦力不变
C. 绳中张力变大 D. 重物受到的合力变大
23.如图所示,把一个光滑圆球放在两块挡板AB和AC之间,AB与AC之间的夹角为30°.现将AC板固定,而使AB板沿顺时针方向缓慢转动90°,则( )
A. 球对AB板的压力逐渐减小 B. 球对AB板的压力先减小后增大
C. 球对AC板的压力逐渐增大 D. 球对AC板的压力先减小后增大
24.如图所示,小球在力F的作用下静止,细线与竖直方向的夹角为θ.将F由图示位置逆时针缓慢转至竖直方向的过程中,小球始终静止在图中位置,则( )
A. F一直变小 B. F先变小后变大
C. 细线的拉力一直变大 D. 细线的拉力先变小后变大
25. 如图所示,甲、乙两同学通过定滑轮和细绳将重物从左侧平台运送到右侧平台,初始甲、乙拉绳使物体静止在图中位置(如实线所示),此时甲所拉细绳恰好沿水平方向.忽略滑轮与绳子间的摩擦和绳子质量,若甲缓慢释放细绳的同时保持手中细绳沿水平方向,乙缓慢收绳且始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 甲手中细绳的拉力不断增大 B. 乙手中细绳的拉力不断增大
C. 乙对地面的压力不断增大 D. 乙受到地面的摩擦力不变
26.如图所示,物块A、B通过一根绕过光滑定滑轮的轻质细绳相连,处于静止状态,物块A位于水平地面上,已知物块B的质量为,细绳与水平方向夹角,重力加速度为.求:
(1)细绳对物块A的拉力大小;
(2)水平地面对物块A摩擦力的大小.
27.狗拉雪橇是高纬度地区居民冬季出行的一种方式.如图所示,人和雪橇总质量为70kg,狗通过与水平方向成37°的轻绳,以大小为100N的力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)雪橇与地面间摩擦力的大小f;
(2)雪橇与地面间的动摩擦因数μ.
28.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别为mA=10kg,mB=20kg,A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为=0.5.一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今用外力将物体B匀速向右拉出的过程中(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)绳子对A物体的拉力大小;
(2)所加水平拉力F的大小.
七、牛顿第一定律 单位制
29. 春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“劝登马力,马力既竭,辀犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离.该现象说明( )
A. 车有惯性 B. 车的惯性在变小 C. 车的惯性在变大 D. 摩擦力改变了车的惯性
30. 物体的质量与速度的乘积叫做物体的动量,表达式,动量的国际单位为( )
A. B. C. D.
八、实验:探究加速度与力、质量的关系
31. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,采用如图甲所示的装置.
(1)本实验应用的实验方法是_____.
A. 控制变量法 B. 等效法 C. 理想实验法
(2)乙图实验器材所用的电压为__________.
A. 交流8V B. 直流 C. 交流 D. 直流
(3)小张同学实验中得到如图丙所示的一条纸带,、、、为4个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.用刻度尺测量情况如图丙所示.已知电源的频率为,则滑块的加速度大小__________.(结果保留两位有效数字)
(4)小王同学测得小车的加速度和拉力的数据如下表所示(小车质量保持不变):
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.18
0.38
0.52
0.75
0.88
请根据表中的数据在坐标纸上作出图像;
(5)小王同学利用丁图进一步求出小车质量为,小张同学认为,如果实验过程中没有补偿摩擦力,就不能准确求出小车的质量,你是否同意小张的观点,请说明理由.___________
32.用图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系.
(1)实验小组使用的电磁打点计时器,如图中接线正确的是______(选填“甲”或“乙”).
(2)以下操作正确的是______;
A. 小车质量应远小于槽码质量 B. 拉小车的细绳要平行长木板
C. 补偿阻力时要移去槽码和纸带 D. 需要抬高长木板的右侧以补偿阻力
(3)某次正确操作后获得一条如图2所示纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别为0、、……、.已知打点计时器的打点周期为T,则小车加速度a的表达式是______.
A. B.
C. D.
(4)甲乙两组同学各自独立实验,都探究加速度与质量的关系.他们都以小车和砝码的总质量M为横坐标,加速度的倒数为纵坐标,甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示,纵轴上的截距均为b.由图像得甲组所用的槽码质量______乙组槽码质量(选填“大于”“小于”或“等于”).根据理论推导可知______.(已知重力加速度为g)
33.某实验小组用如图甲所示的实验装置来“探究加速度与合外力的关系”.
(1)图乙是实验器中使用的电火花打点计时器,其使用的电源是______;
A. 直流220V B. 交流220V C. 直流8V D. 交流8V
(2)关于该实验的器材安装及平衡阻力的操作,下列说法正确的是______;
A. 安装纸带时,纸带应置于墨粉纸盘的上方
B. 实验前,调节定滑轮的高度使细绳与桌面平行
C. 为平衡阻力,实验前将长木板一端垫高,未挂砂桶前提下,轻推小车,让其拉着纸带做匀速直线运动
D. 为平衡阻力,实验前将长木板一端垫高,挂上砂桶,轻推小车,让其拉着纸带做匀速直线运动
(3)打点计时器使用的交流电频率,某次实验,打出的纸带如图丙所示,则小车的加速度为______(结果保留两位有效数字);
(4)实验中保持小车质量M不变,通过改变砂桶中沙子质量,测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据作出图线如图丁所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因是______;
A. 没有平衡小车与木板之间的摩擦 B. 平衡摩擦力时木板倾斜角度过大
C. 所用小车的质量过大 D. 所加沙子的总质量过大
(5)设砂桶和沙子的总质量为m,以为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线如图戊所示,测得图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车的质量为______(用k、b表示).
34. 在用研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器②部分随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器①部分固定在轨道一端,实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示.
(1)位移传感器②部分是_____(选填“发射器”或“接收器”),该实验中______(选填“需要”或“不需要”)使得重物的质量远小于小车(包括位移传感器②部分)的质量;
(2)小车与轨道的滑动摩擦______N;
(3)从图像中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为______;
(4)该实验小组为得到a与F成正比的关系,应将斜面的倾角调整到______.(保留两位有效数字).
九、牛顿第二定律
35. 2024年11月4日凌晨,神舟18号载人飞船成功返回了地球,返回舱在匀减速下降阶段( )
A. 速度减小得越来越快 B. 速度减小得越来越慢
C. 速度方向与加速度方向相同 D. 速度方向与加速度方向相反
36.人们出行常用打车软件呼叫快车,快车司机为方便操作手机,用支架将手机固定在汽车中控台上方,如图所示.某次司机接单后去目的地接乘客,在汽车沿直线加速行驶阶段,手机支架对手机的作用力为F,则下列说法正确的是( )
A. F斜向上偏向前方 B. F斜向上偏向后方
C. F方向竖直向上 D. F大小等于手机重力
37.如图所示,水平地面上的物体在与水平方向成的拉力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为,在与水平方向成的推力的作用下沿地面做匀加速直线运动的加速度大小为.已知拉力与推力的大小相等,,则物体与地面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
38.春节,家家户户挂上了红灯笼,给节日增加了浓浓的年味.如图所示,四只质量均为m灯笼用不可伸长的轻绳相连悬于弹性竹竿顶端,竹竿发生明显弯曲,若连接2、3号灯笼的绳子突然断裂,则在绳断裂的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 4号灯笼的速度和加速度都等于0 B. 3、4号灯笼之间的绳子拉力大小为mg
C. 2号灯笼加速度大小为g D. 1、2号灯笼间绳子的张力大小为mg
39. 如图甲、乙所示,图中细线均不可伸长,两小球质量相同且均处于平衡状态,细线和弹簧与竖直方向的夹角均为θ.如果突然把两水平细线剪断,则剪断瞬间( )
A. 图甲中小球加速度大小为gsin θ,方向水平向右
B. 图乙中小球的加速度大小为gtan θ,方向水平向左
C. 图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为1∶cos2θ
D. 图甲中倾斜细线与图乙中弹簧拉力之比为cos2θ∶1
40.如图所示,图1、2、3中的小球a、b和c的质量相同、轻弹簧S1和S2完全相同、连接的轻绳l1和l2也完全相同,通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将每个图中的轻绳l1剪断,将图1中的小球a的加速度大小记为a1,将图2中的小球a的加速度大小记为a2,将图3中的小球a的加速度大小记为a3,重力加速度大小为g.则在剪断l1瞬间( )
A. a1=3g,a2=2g,a3=g B. a1=2g,a2=3g,a3=1.5g
C. a1=2g,a2=3g,a3=g D. a1=0,a2=3g,a3=1.5g
41.将小球以一定的初速度竖直向上抛出,假设小球所受的空气阻力大小与其速度的大小成正比,以竖直向上为正方向,下列图像中,能正确反映小球从抛出到落回抛出点过程中,速度v、加速度a随时间t的变化关系是( )
A. B. C. D.
42. 将小球从低处竖直向上抛出,所受空气阻力大小与速度成正比.下列描述小球上升过程中加速度a随时间t变化关系的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
十、牛顿第二定律的应用
43.如图所示,质量为的物块A放在一个静止木箱内,A和木箱水平底面之间的动摩擦因数.A的右边被一根轻弹簧水平向右拉着并保持静止,且弹簧的拉力为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取.则下列说法正确的是( )
A. 当木箱由静止以的加速度水平向左加速瞬间,A所受的摩擦力为
B. 当木箱由静止以的加速度水平向右加速瞬间,A与木箱发生相对滑动
C. 当木箱由静止以的加速度竖直向下加速瞬间,A的加速度大小为
D. 当木箱由静止以的加速度竖直向上加速瞬间,木箱对A的作用力大小为
44. 如图所示,用的水平拉力,使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动.求:
(1)物体的加速度;
(2)物体在内的位移.
45.(两类应用)如图所示,倾角的足够长粗糙斜面固定在水平地面上,一质量的物块以平行斜面向上的初速度滑上斜面.已知物块与斜面间动摩擦因素,重力加速度取,,.求:
(1)物块向上运动时的加速度大小;
(2)物块向上运动的最大位移;
(3)物块回到底部的速度大小.
46. 如图所示,足够长的斜面倾角,一物体以的初速度从斜面上的点开始沿斜面向上运动,经物体运动到最高点.(g取10m/s2,,)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)物块从最高点返回出发点所需的时间.
47.(连接体问题)如图所示,用轻质细绳绕过两个光滑轻质滑轮将木块A与重物B连接,细绳处于伸直状态,木块质量M =2kg,木块与水平地面间动摩擦因数μ =0.5,重力加速度g=10m/s2
(1)若木块向右匀速运动,求重物质量m1;
(2)若重物质量m2=0.4kg,由静止释放,求木块与地面间摩擦力大小f;
(3)若重物质量m3=2kg,距地面高度h=1m,由静止释放,木块在运动过程中与右边滑轮不相撞,求木块的最大位移x.
48.(临界值问题)质量为3m的木箱静止在光滑水平面上,其内有质量为m的物块,如图所示,现用竖直向上的恒力F1=6mg提起木箱,重力加速度为g,求:
(1)木箱的加速度a;
(2)物块对木箱的压力大小FN;
(3)若物块与木箱间的动摩擦因数为μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用水平向右的恒力F2拖动木箱,为确保物块相对于木箱始终静止,F2的最大值为多少?
十一、超重与失重
49. 中国选手朱雪莹获得杭州亚运会蹦床比赛冠军.如图所示,她在从空中下落到压缩蹦床至最低点的过程中( )
A. 一直处于失重状态 B. 一直处于超重状态 C. 先失重后超重 D. 先超重和失重
50. 如图所示,一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感觉.一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下( )
A. 自由下落阶段,人处于超重状态 B. 自由下落阶段,人所受合外力为零
C. 制动系统启动后,人处于失重状态 D. 制动系统启动后,人所受合外力向上
51. 跳绳运动是众人在一根环摆的绳中做各种跳跃动作的运动游戏.如图所示,运动员在跳绳的过程中( )
A. 运动员向上运动的原因是运动员受到地面的支持力大于运动员给地面的压力
B. 运动员下蹲时,他对地面的压力不变
C. 运动员受到地面的支持力等于他对地面的压力
D. 运动员离开地面向上运动的是因为他受到向上的冲力作用
52.在杭州第19届亚运会蹦床比赛中,中国队包揽了男女个人项目的两枚金牌,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 运动员离开蹦床竖直上升和下落过程中加速度的方向相反
B. 运动员在最低点受到的弹力大于运动员自身的重力
C. 运动员在比赛过程中始终处于失重状态
D. 运动员下落过程中刚接触蹦床时速度最大
十二、牛顿第二定律的应用——传送带模型
53. 如图所示,水平传送带A、B两端相距,以的速度(始终保持不变)顺时针运转,今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端,由于煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.已知煤块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,则煤块从A运动到B的过程中( )
A. 煤块从A运动到B的时间是 B. 煤块从A运动到B的时间是
C. 划痕长度是 D. 划痕长度是
54.
如图所示,倾角为的传送带以一恒定速率逆时针转动.时在传送带顶端轻放一小物块.不计空气阻力,关于小物块运动过程中的速度随时间变化的关系图线一定不正确的是( )
A. B. C. D.
55.如图所示,传送带以恒定速率沿逆时针方向转动,传送带的倾角为.一质量为m的物块以初速度从传送带的上端沿传送带向下滑动,运动一段时间后从传送带的下端离开传送带,其在传送带上运动的图像不可能是( )
A. B. C. D.
十三、牛顿第二定律的应用——滑板滑块模型
56. 如图甲所示,A、B两物块静止叠放在水平地面上.水平拉力F作用在A上,且F从0开始逐渐增大,B的加速度与F的关系图像如图乙所示,则A的加速度与F的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
57. 如图所示,水平地面上有两个完全相同且质量为2m的足够长长木板A和C,长木板的上方各放另一个完全相同且质量为m的物块B和D,用水平向右的拉力F分别作用在物块B上和长木板C上.已知木板A、C与地面间的动摩擦因数均为,物块B、D与木板间的动摩擦因数均为,设最大的静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g.则下列说法正确的是( )
A. 当时,A和B、C和D均相对地面静止
B. 当时,A和B一起加速
C. 当时,D所受摩擦力为
D. 无论F为何值,A的加速度大小不会超过,D的加速度大小不会超过
58.如图甲所示,质量为M的长木板静止在粗糙水平地面上,木板与水平面间的动摩擦因数,一个质量的物块(可视为质点)在时刻以的水平初速度从木板左端滑上木板.在时,物块与木板达到共同速度,此过程物块的图像为乙图中的线段pq,p、q点的坐标分别为、,在时,用水平拉力向右拉木板,将木板向右抽出,物块从木板的左端滑出,.求:
(1)物块与长木板表面之间的动摩擦因数及物块与木板在0~2s时间内的相对位移的大小.
(2)木板质量M.
(3)从力F开始作用到物块从木板左端滑出所经历时间t.
59.如图所示,质量为的小柱体置于桌面上的纸张上,纸张质量为,小柱体距纸的左边缘,各接触面之间的动摩擦因数均为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现对纸张施加一水平向右的拉力F,g取,请分别通过以下条件作相应计算:
(1)为使纸张相对于桌面发生相对滑动,拉力的最小值;
(2)为使纸张与小柱体之间发生相对滑动,拉力的最小值;
(3)若,经多长时间小柱体从纸张上滑落?
60. 图甲为家庭常用的抽屉柜,图乙为其侧面示意图,抽屉质量,其中放一本书,质量,书本的四边与抽屉的四边均平行.抽屉长,书本长,书本右端与抽屉右端相距,书本与抽屉间动摩擦因数为.现用水平力将抽屉抽出,抽屉遇到柜体的挡板时立即锁定不动,不考虑抽屉与柜体间的摩擦,重力加速度.求:
(1)书本与抽屉间的滑动摩擦力大小;
(2)要使书本和抽屉不发生相对滑动,水平力的最大值;
(3)若,作用时间,最终书本右端与抽屉右端的距离.
61. 如图所示,一速度v=4m/s顺时针匀速转动的水平传送带与倾角θ=37°的粗糙足长斜面平滑连接,一质量m=2kg的可视为质点的物块,与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5,与传送带间的动摩擦因数为µ2=0.4,小物块以初速度v0=10m/s从斜面底端上滑求:(g=10m/s2)
(1)小物块以初速度v0沿斜面上滑的最大距离?
(2)要使物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下,传送带至少多长?
(3)若物块不从传送带左端滑下,物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间?
十四、曲线运动 运动的合成与分解
62.在某次抢险救灾过程中,直升机接近目的地时水平向右匀速飞行,消防员沿竖直绳加速滑下,该消防员( )
A. 运动轨迹可能为① B. 运动轨迹可能为② C. 所受合力可能为F1 D. 所受合力可能为F2
63.在一端封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡块,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧.把玻璃管倒置,蜡块沿玻璃管匀速上升.在蜡块上升的同时,玻璃管水平向右移动,蜡块运动的轨迹如图中虚线所示,则( )
A 玻璃管可能做匀速直线运动 B. 玻璃管可能做匀加速直线运动
C. 玻璃管可能做匀减速直线运动 D. 玻璃管的移动对蜡块上升的时间有影响
64.甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成角,如图所示,已知甲船恰能垂直河岸到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,下列判断错误的是( )
A. 甲船乙船同时到达对岸
B. 若仅是河水流速增大,两船到达对岸时,两船之间的距离等于L
C. 不论河水流速如何改变,只要适当改变角,甲船总能到达正对岸的A点
D. 若河水流速增大,两船的渡河时间都不变
65. 在水平面上有A、B两物体,通过一根跨过定滑轮的轻绳相连,现A物体以的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示),B物体的运动速度为(绳始终有拉力)( )
A. B. C. D.
66. 如图所示,阻拦索绕过定滑轮与阻尼器连接,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在模拟甲板上短距离滑行后停止,飞机挂钩与阻拦索间不滑动.若某一时刻两端阻拦索夹角是,飞机沿中线运动速度为v,则阻尼器中的阻拦索绳移动速度大小是( )
A. B.
C. D.
67.如图所示,小球A、B、C的质量均为m,A与B间和A与C间都通过铰链用等长的轻杆连接.现给A球施加一竖直向上的力F,使整个系统静止,此时.撤去F后,小球A沿竖直方向运动至地面.忽略一切摩擦,重力加速度为g,A、B、C始终在同一竖直平面内.下列说法正确的是( )
A. 外力
B. 撤去F瞬间,小球B对地面压力小于
C. 撤去F后,在球A落地前小球B一直加速运动
D. 当时,小球A、B的速度关系为
十五、抛体运动
68.如图,小明分别在篮筐正前方的a、b位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点.不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在a处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在b处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在a处和b处篮球出手时的速率相比,b处的出手速率大
D. 在a处和b处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的速度变化率相同
69. 在篮球比赛中,篮球投出的初速度大小和方向都会影响投篮的命中率.如图甲所示为某运动员在投篮训练.两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上,篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示,则( )
A. 轨迹1运动的时间长 B. 轨迹1最高点时速度大
C. 轨迹2抛出的初速度一定大 D. 轨迹2速度变化小
70.如图所示,在校运动会实心球比赛中,实心球被斜向上抛出,忽略空气阻力,下列关于实心球在空中运动的说法正确的是( )
A. 加速度的方向不断变化 B. 加速度的大小不断变化
C. 离地面的最大高度仅与初速度大小有关 D. 水平位移与初速度大小和方向有关
71. 如图所示是消防车利用云梯(未画出)进行高层灭火,消防水炮离地的最大高度H=40m,出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节,着火点在高h=20m的楼层,水水平射出的初速度在7.5m/s≤v0≤20m/s之间,可进行调节,出水口与着火点不能靠得太近,不计空气阻力,重力加速度取,则( )
A. 如果要有效灭火,出水口与着火点间的水平距离x最大为15m
B. 如果要有效灭火,出水口与着火点间的水平距离x最小为40m
C. 如果出水口与着火点的水平距离x不能小于20m,则水水平射出的初速度最小为10m/s
D. 若该着火点高度为40m,该消防车仍能有效灭火
72.无人机使灭火救援工作更加智能化.如图所示,无人机悬停在空中,出水口距着火点水平距离为10m,水平喷出的水流速度为50m/s,空气阻力忽略不计,g取10m/s2,欲使水流恰好到达着火点,求:
(1)出水口与着火点的高度差h;
(2)水到达着火点时的速度大小v.(结果可保留根号)
73. 中国海警船装备的最新水炮具有极高的威力,这些水炮通过高压将水喷射出去,水炮的最大压力是普通消防车水枪压力的四百多倍.如果水炮炮口距离海平面高度为,水炮将水以的初速度水平喷射出,重力加速度取.忽略空气阻力.求:
(1)喷射出的水在空中飞行时间;
(2)水炮水平射程.
74. 跳台滑雪是第24届北京冬奥会的项目之一,题图是浙江小将甄炜杰在该项目的比赛照片.这项比赛中运动员脚穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆.我们将比赛过程简化如题图,若运动员从A处以v0=20m/s的初速度水平飞出,在平直斜坡B处着陆.斜坡的倾角为37°,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员落到B点的速度大小和方向;
(3)运动员从A点到距离斜面最远所用的时间.
75.跳台滑雪是一项勇敢者的运动,运动员穿着专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台上A点沿水平方向飞出,如图所示,在空中飞行一段距离后在斜坡B点处着陆.测得AB间的距离,斜坡与水平方向夹角,运动员在运动过程中可看成质点,不计空气阻力,g取,,.求:
(1)运动员从A点飞出时的速度大小;
(2)运动员从A点飞出后经多长时间距斜坡距离最大.
76.某冲关游戏有如图所示的滑道,倾斜直轨道AB的倾角,B点右侧紧靠一个长度L=2m的水平传送带,B与C两点可认为平滑衔接(速度大小不变),A点距传送带垂直距离h=2.4m,冲关者坐上坐垫从A点由静止开始沿倾斜直轨道AB滑下,经C点进入传送带后从D点水平抛出,落在水面上某点E.已知传送带末端距水面高度H=0.8m,坐垫与AB轨道间的动摩擦因数,坐垫与传送带间的动摩擦因数.,,(结果均可用含根号式子表示)
(1)求冲关者到达B点时的速度大小;
(2)如果传送带不动,求冲关者冲过D点后的水平射程;
(3)如果传送带沿顺时针方向转动,并且速度v大小可调,求出冲关者冲过D点后的水平射程与速度大小的关系式.
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