精品解析:北京市北京理工大学附属中学2025-2026学年高一上学期期末练习物理试卷
2026-01-26
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 海淀区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.81 MB |
| 发布时间 | 2026-01-26 |
| 更新时间 | 2026-01-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56157417.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025—2026学年度第一学期高一年级物理学科期末练习
考试时间90分钟
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每题只有一个选项符合题意,选对得3分,选错不得分)
1. 下列各物理量中,其国际单位属于基本单位,同时也属于矢量的是( )
A. 时间 B. 位移 C. 质量 D. 力
2. 一本书静止在水平桌面上( )
A. 书对水平桌面的压力就是书所受的重力
B. 书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
C. 书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
D. 书所受重力没有反作用力
3. 物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是( )
A. 速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的
B. 速度方向可与加速度方向不在一条直线上,但加速度方向总是与合外力的方向相同
C. 速度方向总是与合外力方向相同,而加速度方向可能与速度方向相同,也可能不相同
D. 速度方向总是与加速度方向相同,而速度方向可能与合外力方向相同,也可能不相同
4. 关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 平抛物体运动是变加速运动
B. 平抛物体在空中运动时间随初速度增大而增大
C. 平抛物体任意相等时间内的速度变化量相同
D. 平抛物体单位时间内的速度变化量逐渐增大
5. 图甲中商场常见的阶梯式电梯可简化为图乙,乘客站在水平踏板上与电梯相对静止、随电梯上行,下列说法正确的是( )
A. 若电梯向上匀速运动,则人受重力、支持力和摩擦力作用
B. 若电梯向上匀速运动,则人对电梯的作用力方向竖直向上
C. 若电梯向上加速运动,则电梯对人的作用力方向竖直向上
D. 若电梯向上加速运动,则人受到的摩擦力方向水平向右
6. 关于直线运动与曲线运动,下列选项正确的是( )
A. 速度改变的运动一定是曲线运动 B. 速度恒定的运动一定是直线运动
C. 加速度改变的运动一定是曲线运动 D. 加速度恒定的运动一定是直线运动
7. 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,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持,和汽车一起保持静止,如图所示。已知重力加速度为g,每个桶的质量都为m,当汽车以某一加速度a向左加速时,下列说法错误的是( )
A. 桶C受到桶A的支持力变大
B. 桶C受到桶B的支持力变大
C. 加速度a大于时,桶C将离开桶A向桶B滚动
D. 桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大于ma
8. 如图所示,重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为( )
A. G B. G C. G D. G
9. 如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小
B. 物块A的加速度大小
C. 若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力小于
D. 若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
10. 如图所示,轻弹簧下端固定在地面上,上端固定一质量为托盘A,A上放一质量为的物块B,整体处于静止状态,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 若用一向下的力作用于B上,使A、B缓慢下移一段距离,稳定后撤去外力,A、B恰分离时,弹簧处于原长
B. 若用一向下的力作用于B上,使A、B缓慢下移一段距离,稳定后撤去外力,A、B恰分离时,弹簧处于压缩状态
C. 若用一向上的力作用于B上,使A、B一起以的加速度匀加速向上运动,力的最大值为
D. 若用一向上力作用于B上,使A、B一起以的加速度匀加速向上运动,力的最小值为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每题都有两个或两个以上选项符合题意,全部选对得4分,选不全得3分,有选错或不答得0分)
11. 如图所示,甲、乙两位同学用同样大小的力F1、F2提着一个水桶,水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. F1、F2大小都等于水桶重力的一半
B. F1、F2与竖直方向的夹角相等
C. 减小F1与F2的夹角,F1、F2大小变小
D. 减小F1与F2的夹角,F1、F2的合力不变
12. 如图甲,一个质量为4kg的物体在水平力F作用下由静止开始沿水平地面做直线运动,t=1s时撤去外力,物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 3s末物体的速度为0 B. 物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5
C. F的大小为24N D. t=1s时,物体向前运动了4m
13. 如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点处以速度沿水平方向扔小石块,已知AO=40m,重力加速度,忽略人的身高,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若m/s,则石块一定落入水中
B. 若石块不能落入水中,则石块落点到A点的距离与初速度成正比
C. 若石块能落入水中,落水时速度与水平面的夹角的正切值与初速度的乘积为定值
D. 若石块不能落入水中,则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与无关
14. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4m后锁定,t=0时解除锁定同时释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其图像如图乙所示,其中oab段为曲线,bc段为直线,bc段对应的运动时间为0.4s。倾斜直线Od是t=0时速度图线的切线。已知滑块质量m=7.0kg,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.2 B. 滑块速度最大时弹簧弹力大小为35N
C. 弹簧的劲度系数为262.5N/m D. 滑块与弹簧分离后运动的距离为0.4m
三、实验填空题(本题共2小题,每空2分,共16分)
15. 用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系,请回答下列问题:
(1)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”)。
(2)利用该装置进行实验时,需要满足槽码质量远小于小车质量的条件,这样做的目的是__________。
(3)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz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)。
(4)实验中,保持小车的质量M一定,改变槽码的质量m,测出对应的小车加速度a,认为细绳对小车的拉力F等于槽码的重力,根据实验数据作出的a-F图像如图丙中的曲线1所示。一位同学利用加速度较小的几组数据拟合了直线2(如图丙所示),作一条与纵轴平行的虚线,与这两条图线及横轴的交点分别为B、C、A,若小车的质量M已测出,求此时悬挂槽码的质量为_____________(用M、AB、AC表示)。
16. 在“探究平抛运动的特点”实验中,某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有 (多选,填写正确答案标号);
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段水平
C. 每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
D. 图中挡板MN每次必须等间距下移
(2)实验中的重垂线、小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴,应为下图中的 (填写正确答案标号);
A. B. C.
(3)如图所示,在描出的轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为,竖直间距分别是和,若A点是抛出点,cm,cm,cm,g取10,则钢球平抛的初速度大小为__________m/s(结果保留2位有效数字);
(4)如上图所示,若A点不是抛出点,以A点为坐标原点,沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系,在描出的轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为cm,竖直间距cm和cm,g取10。则抛出点的坐标为__________(已知x轴、y轴坐标单位均为cm)。
四、计算论述题(本题共4小题,共38分,要求必须要有必要的文字说明、原始公式和计算结果)
17. 无人机在距离水平地面高度h处,以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度g。
(1)求包裹下落过程中所用的时间t;
(2)求包裹释放点到落地点的水平距离x;
(3)求包裹落地时的速度大小v;
18. 如图所示,水平地面上有一质量m = 2.0 kg物块,物块与水平地面间的动摩擦因数μ = 0.2,在与水平方向成θ = 37°斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F = 10 N,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小;
(2)物块运动过程中加速度的大小;
(3)物块运动4.0 s后,撤去拉力F,求物块运动的总位移的大小。
19. 如图所示,用不可伸长的轻绳AC和BC吊起一质量不计的沙袋,绳AC和BC与天花板的夹角分别为60°和30°.现缓慢往沙袋中注入沙子。重力加速度g取10m/s2。
(1)当注入沙袋中沙子的质量m=10kg时,求绳AC和BC上的拉力大小FAC和FBC;
(2)若AC能承受的最大拉力为150N,BC能承受的最大拉力为100N,为使绳子不断裂,求注入沙袋中沙子质量的最大值M。
20. 如图所示,倾斜传送带倾角,顶端到底端的长度为36m,以20m/s的速度绕轴逆时针转动。一个质量为的黑色煤块(可看作质点)从距点高度差的点以一定的初速度水平抛出,经过一段时间后运动至传送带顶端,此时速度方向恰好沿传送带向下,已知煤块与传送带之间的动摩擦因数,煤块在传送带上经过时会留下黑色划痕。不考虑空气阻力,,,。求:
(1)煤块水平抛出时初速度大小;
(2)煤块从传送带顶端运动至底端所用的时间;
(3)煤块从传送带顶端运动至底端的过程中在传送带上留下的划痕长度。
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2025—2026学年度第一学期高一年级物理学科期末练习
考试时间90分钟
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每题只有一个选项符合题意,选对得3分,选错不得分)
1. 下列各物理量中,其国际单位属于基本单位,同时也属于矢量的是( )
A. 时间 B. 位移 C. 质量 D. 力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】时间、质量的单位属于基本单位,但都不属于矢量,力是矢量,但力的单位是导出单位,位移是矢量,且它的国际单位m属于基本单位。
故选B。
2. 一本书静止在水平桌面上( )
A. 书对水平桌面的压力就是书所受的重力
B. 书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
C. 书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力
D. 书所受重力没有反作用力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.书对桌面的压力是由于书的重力而产生的,但不能说就是书的重力,它们是不同性质的力,施力物体和受力物体也不同,故A错误;
B.书对桌面的压力和桌面对它的支持力,等值、反方、共线,是两个物体受到的力,是一对相互作用力,故B错误;
C.书对水平桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力,故C正确。
D.重力是指地面附近的物体由于受到地球的吸引而产生的力,所以书所受重力的施力物体是地球,所以书所受重力的反作用力是书对地球的吸引力。故D错误。
故选C。
3. 物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是( )
A. 速度方向、加速度方向、合外力方向三者总是相同的
B. 速度方向可与加速度方向不在一条直线上,但加速度方向总是与合外力方向相同
C. 速度方向总是与合外力方向相同,而加速度方向可能与速度方向相同,也可能不相同
D. 速度方向总是与加速度方向相同,而速度方向可能与合外力方向相同,也可能不相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.加速度方向与合外力方向总是相同,而与速度方向不一定相同.故A错误.
B.速度与加速度没有直接的关系,两者方向可以成任何夹角,而加速度方向总是与合外力的方向相同.故B正确.
CD.加速度方向、合外力方向可能与速度方向相同,也可能不相同.故C错误,D错误.
故选B。
4. 关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A. 平抛物体运动是变加速运动
B. 平抛物体在空中运动时间随初速度增大而增大
C. 平抛物体任意相等时间内的速度变化量相同
D. 平抛物体单位时间内的速度变化量逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.平抛运动的加速度恒为重力加速度,方向竖直向下,不是变加速运动,A错误;
B.平抛物体在竖直方向做自由落体运动,由知物体在空中运动时间仅由竖直高度决定,与初速度无关,B错误;
C.由知平抛物体的速度变化量,在任意相等时间内平抛物体的速度变化量都相同(大小和方向均不变),C正确;
D.单位时间内的速度变化量即加速度,恒定不变,D错误。
故选C。
5. 图甲中商场常见的阶梯式电梯可简化为图乙,乘客站在水平踏板上与电梯相对静止、随电梯上行,下列说法正确的是( )
A. 若电梯向上匀速运动,则人受重力、支持力和摩擦力的作用
B. 若电梯向上匀速运动,则人对电梯的作用力方向竖直向上
C. 若电梯向上加速运动,则电梯对人的作用力方向竖直向上
D. 若电梯向上加速运动,则人受到的摩擦力方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若电梯匀速上行,乘客受重力和支持力二力平衡,摩擦力为0,电梯对乘客的作用力方向竖直向上,大小等于乘客的重力,根据牛顿第三定律,则人对电梯的作用力方向竖直向下,故AB错误;
CD.若电梯加速上行,人所受合力方向平行斜面向上,人受重力、支持力和静摩擦力的作用,且静摩擦力方向水平向右,电梯对人的作用力即支持力与静摩擦力的合力,方向斜向右上方,故C错误,D正确。
故选D。
6. 关于直线运动与曲线运动,下列选项正确的是( )
A. 速度改变的运动一定是曲线运动 B. 速度恒定的运动一定是直线运动
C. 加速度改变的运动一定是曲线运动 D. 加速度恒定的运动一定是直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.若速度的大小改变,方向不变时,运动是直线运动,故A错误;
B.速度恒定的运动一定是匀速直线运动,即直线运动,故B正确;
C.曲线运动是初速度与加速度不共线,加速度的方向与速度共线时,即使加速度大小变,方向不变,物体也做直线运动,故C错误;
D.只要加速度与初速度不共线物体就做曲线运动,与加速度变不变化无关。比如平抛运动,是曲线运动,加速度恒定,故D错误。
故选B。
7. 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,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间,没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持,和汽车一起保持静止,如图所示。已知重力加速度为g,每个桶的质量都为m,当汽车以某一加速度a向左加速时,下列说法错误的是( )
A. 桶C受到桶A的支持力变大
B. 桶C受到桶B的支持力变大
C. 加速度a大于时,桶C将离开桶A向桶B滚动
D. 桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大于ma
【答案】A
【解析】
【详解】AB.桶C受到桶A和桶B支持,和汽车一起保持静止时,桶C受到桶A和桶B的支持力大小相等,则有
解得
汽车以某一加速度a向左加速时,对C分析有,
解得,
可知,桶C受到桶A的支持力变小,桶C受到桶B的支持力变大,故A错误,B正确;
C.根据上述可知,当加速度a等于时,解得,
可知,当加速度a大于时,桶C将离开桶A向桶B滚动,故C正确;
D.对C分析可知,桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大小为,故D正确。
本题选不正确项,故选A。
8. 如图所示,重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳连接后悬挂在O点上,O、B间的绳子长度是A、B间的绳子长度的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为( )
A G B. G C. G D. G
【答案】A
【解析】
【详解】对A球受力分析可知,因O、A间绳竖直,则A、B间绳上的拉力为0;对B球受力分析如图所示
可知当F与O、B间绳垂直时F最小,则有Fmin=Gsinθ
根据几何关系有
则拉力F的最小值为
故选A。
9. 如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小
B. 物块A的加速度大小
C. 若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力小于
D. 若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
【答案】B
【解析】
【详解】AB.运动过程中物块A与物块B的加速度大小相等,由牛顿第二定律得:
对A、B整体:
对B:
联立解得:,
故A错误,B正确;
CD.若A与桌面有摩擦力,设该摩擦力大小为f,由牛顿第二定律得:
对A、B整体:
对B:
解得:,
故CD错误。
故选B。
10. 如图所示,轻弹簧下端固定在地面上,上端固定一质量为的托盘A,A上放一质量为的物块B,整体处于静止状态,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 若用一向下的力作用于B上,使A、B缓慢下移一段距离,稳定后撤去外力,A、B恰分离时,弹簧处于原长
B. 若用一向下的力作用于B上,使A、B缓慢下移一段距离,稳定后撤去外力,A、B恰分离时,弹簧处于压缩状态
C. 若用一向上的力作用于B上,使A、B一起以的加速度匀加速向上运动,力的最大值为
D. 若用一向上的力作用于B上,使A、B一起以的加速度匀加速向上运动,力的最小值为
【答案】A
【解析】
【详解】首先分析初始状态:托盘A质量为,物块B质量为,整体静止时弹簧弹力,弹簧处于压缩状态。
AB.当A、B恰好分离时,A、B间弹力为0,且两者加速度相同。对B分析
解得
方向向下;对A分析:
解得
即弹簧处于原长,故A正确,B错误。
CD.A、B一起以的加速度匀加速向上运动时:初始位置弹簧弹力,最小,此时合力
由牛顿第二定律得
解得
当弹簧压缩量减小,弹力减小,直到A、B即将分离时,F最大。
分离临界:对B有
解得,故CD错误。
故选A。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每题都有两个或两个以上选项符合题意,全部选对得4分,选不全得3分,有选错或不答得0分)
11. 如图所示,甲、乙两位同学用同样大小的力F1、F2提着一个水桶,水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. F1、F2大小都等于水桶重力的一半
B. F1、F2与竖直方向的夹角相等
C. 减小F1与F2的夹角,F1、F2大小变小
D. 减小F1与F2的夹角,F1、F2的合力不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.F1、F2两个力大小相等,可知两个力与竖直方向的夹角相等,设两个拉力的方向与竖直方向的夹角为θ,则
则只有当θ=0°时F1、F2大小才等于水桶重力的一半,选项A错误,B正确;
C.根据
减小F1与F2的夹角θ,则F1、F2大小变小,选项C正确;
D.减小F1与F2的夹角,F1、F2的合力不变,总等于水桶的重力大小,选项D正确。
故选BCD。
12. 如图甲,一个质量为4kg的物体在水平力F作用下由静止开始沿水平地面做直线运动,t=1s时撤去外力,物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 3s末物体的速度为0 B. 物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5
C. F的大小为24N D. t=1s时,物体向前运动了4m
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由,1s末物体的速度
3s末物体的速度,A正确;
B.依题意物体只受滑动摩擦力,由牛顿第二定律有
解得,B错误;
C.在内,由牛顿第二定律有
解得,C正确;
D.由,t=1s时,物体的位移,D错误。
故选AC。
13. 如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点处以速度沿水平方向扔小石块,已知AO=40m,重力加速度,忽略人的身高,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 若m/s,则石块一定落入水中
B. 若石块不能落入水中,则石块落点到A点的距离与初速度成正比
C. 若石块能落入水中,落水时速度与水平面的夹角的正切值与初速度的乘积为定值
D. 若石块不能落入水中,则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与无关
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.若石块恰能落到O点,则由,
解得,则若m/s,则石块一定落入水中,A正确;
BD.若石块不能落入水中,则,
解得
石块落点到A点的距离与初速度平方成正比,此时石块落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为定值,则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与无关B错误,D正确;
C.若石块能落入水中,则运动时间
落水时速度与水平面夹角的正切值
可得为定值,C正确。
故选ACD。
14. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4m后锁定,t=0时解除锁定同时释放滑块。计算机通过滑块上的速度传感器描绘出其图像如图乙所示,其中oab段为曲线,bc段为直线,bc段对应的运动时间为0.4s。倾斜直线Od是t=0时速度图线的切线。已知滑块质量m=7.0kg,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.2 B. 滑块速度最大时弹簧弹力大小为35N
C. 弹簧的劲度系数为262.5N/m D. 滑块与弹簧分离后运动的距离为0.4m
【答案】BD
【解析】
【详解】AD.根据图像的斜率表示加速度,可知滑块脱离弹簧后的加速度大小为
由牛顿第二定律可得
解得滑块与地面间的动摩擦因数为
滑块与弹簧分离后做匀减速直线运动,运动的距离为
故A错误,D正确;
B.滑块速度最大时,弹簧弹力大小等于摩擦力大小,则有
故B正确;
C.根据图像的切线斜率表示加速度,可知刚释放时滑块的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立解得
故C错误。
故选BD。
三、实验填空题(本题共2小题,每空2分,共16分)
15. 用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系,请回答下列问题:
(1)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”)。
(2)利用该装置进行实验时,需要满足槽码质量远小于小车质量的条件,这样做的目的是__________。
(3)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz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)。
(4)实验中,保持小车的质量M一定,改变槽码的质量m,测出对应的小车加速度a,认为细绳对小车的拉力F等于槽码的重力,根据实验数据作出的a-F图像如图丙中的曲线1所示。一位同学利用加速度较小的几组数据拟合了直线2(如图丙所示),作一条与纵轴平行的虚线,与这两条图线及横轴的交点分别为B、C、A,若小车的质量M已测出,求此时悬挂槽码的质量为_____________(用M、AB、AC表示)。
【答案】(1)偏小 (2)用槽码总重力代替绳子的拉力
(3)0.81 (4)
【解析】
【小问1详解】
当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明在减速,平衡摩擦力不够,θ角偏小。
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,
联立可得
可见当槽码总质量远小于小车质量时,可近似认为绳的拉力等于槽码总重力,这样便于后续分析。
【小问3详解】
相邻两计数点间还有四个计时点没有画出,则
由逐差法可得
【小问4详解】
根据牛顿第二定律,
则有
认为细绳对小车的拉力F等于槽码的重力,对于曲线1,
利用加速度较小的几组数据拟合了直线2,则有
联立可得悬挂槽码的质量为
16. 在“探究平抛运动的特点”实验中,某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有 (多选,填写正确答案标号);
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段水平
C. 每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
D. 图中挡板MN每次必须等间距下移
(2)实验中的重垂线、小球平抛运动的起始点O及Ox、Oy轴,应为下图中的 (填写正确答案标号);
A. B. C.
(3)如图所示,在描出的轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为,竖直间距分别是和,若A点是抛出点,cm,cm,cm,g取10,则钢球平抛的初速度大小为__________m/s(结果保留2位有效数字);
(4)如上图所示,若A点不是抛出点,以A点为坐标原点,沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系,在描出的轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为cm,竖直间距cm和cm,g取10。则抛出点的坐标为__________(已知x轴、y轴坐标单位均为cm)。
【答案】(1)BC (2)A
(3)2.0 (4)(-10cm,-1.25cm)
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道不一定要光滑,只要小球到达底端时速度相等即可,A错误;
B.斜槽轨道末段必须水平,以保证小球做平抛运动,B正确;
C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球,以保证小球到达底端时速度相同,C正确;
D.图中挡板MN不一定每次必须等间距下移,D错误。
故选BC。
【小问2详解】
重垂线应从球心位置竖直向下悬挂,同时要以小球在轨道末端时球心的投影为圆心,故选A。
【小问3详解】
水平方向
竖直方向
解得
【小问4详解】
水平方向
竖直方向
解得,
B点的竖直速度,
可知抛出点的坐标,
四、计算论述题(本题共4小题,共38分,要求必须要有必要的文字说明、原始公式和计算结果)
17. 无人机在距离水平地面高度h处,以速度v0水平匀速飞行并释放一包裹,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求包裹下落过程中所用的时间t;
(2)求包裹释放点到落地点的水平距离x;
(3)求包裹落地时速度大小v;
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据
可得包裹下落过程中所用的时间
(2)包裹释放点到落地点的水平距离
(3)包裹落地时的竖直
速度大小
18. 如图所示,水平地面上有一质量m = 2.0 kg的物块,物块与水平地面间的动摩擦因数μ = 0.2,在与水平方向成θ = 37°斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F = 10 N,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小;
(2)物块运动过程中加速度的大小;
(3)物块运动4.0 s后,撤去拉力F,求物块运动的总位移的大小。
【答案】(1)5.2 N
(2)1.4 m/s2
(3)19.04 m
【解析】
【小问1详解】
物体竖直方向上受力平衡
而
联立解得滑动摩擦力的大小
【小问2详解】
设物块运动过程中加速度的大小为a,由牛顿第二定律得
解得
【小问3详解】
物块前4.0 s所通过的位移大小为
解得
物块4.0 s末的速度大小为
撤去拉力F后,摩擦力提供合力,由牛顿第二定律得
由运动学公式得
解得
故物块运动的总位移为
19. 如图所示,用不可伸长的轻绳AC和BC吊起一质量不计的沙袋,绳AC和BC与天花板的夹角分别为60°和30°.现缓慢往沙袋中注入沙子。重力加速度g取10m/s2。
(1)当注入沙袋中沙子的质量m=10kg时,求绳AC和BC上的拉力大小FAC和FBC;
(2)若AC能承受的最大拉力为150N,BC能承受的最大拉力为100N,为使绳子不断裂,求注入沙袋中沙子质量的最大值M。
【答案】(1),;(2)
【解析】
【分析】
【详解】装置受力图如右图所示
(1)沙桶处于静止,根据二力平衡有,受力分析如图,AC和BC两端绳子拉力分别沿各自绳子的方向,二力的合力与T等大反向,做二力合成的平行四边形如图
(2)AC和BC两段绳子方向不变,要保持平衡,二力的拉力方向不变,二力合成的平行四边形仍然如上图,所以有
而
,
所以AC更容易被拉断,此时,
所以
20. 如图所示,倾斜传送带倾角,顶端到底端的长度为36m,以20m/s的速度绕轴逆时针转动。一个质量为的黑色煤块(可看作质点)从距点高度差的点以一定的初速度水平抛出,经过一段时间后运动至传送带顶端,此时速度方向恰好沿传送带向下,已知煤块与传送带之间的动摩擦因数,煤块在传送带上经过时会留下黑色划痕。不考虑空气阻力,,,。求:
(1)煤块水平抛出时初速度大小;
(2)煤块从传送带顶端运动至底端所用的时间;
(3)煤块从传送带顶端运动至底端的过程中在传送带上留下的划痕长度。
【答案】(1)8m/s
(2)2s (3)5m
【解析】
【小问1详解】
煤块平抛,在竖直方向,根据
解得
煤块在A点根据
解得
【小问2详解】
煤块到达传送带顶端A时,有
解得
煤块先沿传送带向下做匀加速直线运动,有
解得
由
得
则
随后煤块继续向下做匀加速直线运动,有
解得
煤块运动至底端发生的位移为
而
代入数据得
解得
则
【小问3详解】
煤块在第一段匀加速直线运动中,传送带的位移为
则煤块相对于传送带的位移大小为
此过程中煤块相对于传送带向上运动,留下5m的划痕。
煤块在第二段匀加速直线运动中,传送带的位移为
则煤块相对于传送带的位移大小为
此过程中煤块相对于传送带向下运动,留下1m的划痕。
则传送带上留下的划痕的长度为5m。
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