湖南长沙市麓谷高级中学2025-2026学年高一上学期学业水平考试物理试题
2026-02-03
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内容正文:
绝密★启用前
长沙市麓谷高级中学高一学业水平测试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共18小题,共72分。
1.将一小球以初速度水平抛出,经落地,取,则小球在这段时间内的水平位移为( )
A. 大于 B. C. D.
2.关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
3.如图所示,质量为的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为的光滑木板托住,小球恰好处于静止状态。当木板突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体,与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球,为使整个装置处于静止状态,需对右侧竖直面施加一水平向左的推力现将向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态,关于移动前后两个静止状态受力情况的比较,下列说法正确的是( )
A. 推力变小 B. 地面受到的压力变小
C. 墙壁对的弹力变大 D. 对的弹力变大
5.一条小河宽,水流速度,一艘快艇在静水中的速度为,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇( )
A. 以最短位移渡河,位移大小为
B. 渡河时间随河水流速加大而增长
C. 渡河的时间可能少于
D. 以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为
6.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到点并与物体相连,现将弹簧压缩到点,然后释放,物体向右最远运动到点,如果物体受到的阻力恒定,则( )
A. 物体从到先加速后减速
B. 物体从到加速运动,从到减速运动
C. 物体运动到点时所受合力为
D. 物体从到的过程加速度逐渐变小
7.在建筑工地,工人用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度竖直向上匀加速搬起,其中的质量为,的质量为,水平作用力为,,之间的动摩擦因数为,重力加速度为,在此过程中,,间的摩擦力为( )
A. B. C. D.
8.在水平地面固定倾角为的斜面体,质量为的物体在平行于底边、大小为的水平力作用下静止于斜面上,如图所示。重力加速度大小为。该物体受到的摩擦力大小为( )
A. B.
C. 十 D.
9.如图所示,建筑工地常用吊车将建筑材料从地面吊起,图为建筑材料被吊车竖直向上吊起过程的图像,下列判断正确的是( )
A. 前的平均速度是 B. 整个过程上升高度是
C. 材料处于超重状态 D. 材料处于超重状态
10.如图为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验.他让铜球在阻力很小的斜面上从静止滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间.关于伽利略的“斜面实验”,下列说法正确的是( )
A. 在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使测量时间更容易
B. 伽利略通过对自由落体运动的研究,进行合理外推得出铜球在斜面做匀变速运动
C. 若斜面倾角一定,不同质量的铜球在斜面上运动时速度变化的快慢不同
D. 若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
11.如图所示,质量为的质点静止地放在半径为的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为,质点与球心的连线与水平地面的夹角为,则下列说法正确的是( )
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左 B. 质点对半球体的压力大小为
C. 质点所受摩擦力大小为 D. 质点所受摩擦力大小为
12.平直公路旁有、、、、五个石墩,一汽车在石墩处由静止开始匀加速行驶,途经、、、四个石墩,如图所示。已知到、到、到的时间相等但时间未知,间距离为,间距离为,根据以上信息,以下说法正确的是( )
A. 可以求出汽车的加速度大小 B. 可以求出经过处的速度大小
C. 可以求出之间的距离 D. 可以求出之间的运动时间
13.下列说法中正确的是( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
14.如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
15.如图所示,弹性绳满足胡克定律穿过固定在点的光滑小环,一端系于点,另一端系于物块上,物块初始时刻静止在斜面上的点,斜面粗糙均匀;间距离刚好等于弹性绳的原长,垂直于斜面,在沿斜面向下的外力图中未画出的作用下物块从点缓慢运动到点,在运动过程中
A. 弹性绳上的弹力减小 B. 力先增大后减小
C. 斜面对物块的支持力先增大后减小 D. 物块受到斜面的摩擦力不变
16.在两条相邻平行的直公路上,分别有一辆自行车与汽车同向行驶,自行车在前,汽车在后,相距米时汽车开始刹车,它们的位移随时间变化的规律为:汽车为,自行车为,则下列说法正确的是( )
A. 刹车后汽车做匀减速直线运动,初速度大小为,加速度大小为
B. 汽车追不上自行车
C. 刹车后汽车和自行车第一次相遇时,汽车的速度为
D. 刹车后汽车和自行车两次相遇的时间分别是和
17.钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛.下列说法中不正确的是( )
A. 点分是指时刻
B. 时分是指时间间隔
C. 该海监船位移大小为 ,路程为
D. 尽管海监船比较大,但还可以将它看成质点
18.图象法可以形象直观地描述物体的运动情况。某质点运动的位移一时间图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点在内做匀速直线运动,在内质点做匀减速直线运动
B. 质点在内处于静止状态,在内质点沿轴负方向做匀速运动
C. 质点在内的加速度大小为
D. 质点在内的位移为零
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共27分。
19.利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为,砝码和砝码盘的总质量为,打点计时器所接的交流电频率为,实验步骤如下:
按图甲所示安装实验装置,其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向;
调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车未连细线能沿长木板向下匀速运动;
挂上砝码盘,接通电源后再释放小车,由纸带求出小车的加速度;
改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤,求得小车在不同外力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答下列问题:
对于上述实验,下列说法中正确的是 。
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B.弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小
C.实验过程中砝码处于超重状态
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
某次实验打下一条纸带如图乙,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,其中、、、、、,由纸带可知小车运动的加速度为__ ____结果保留三位有效数字。
以弹簧测力计示数为横坐标,小车加速度为纵坐标,画出图像是一条直线,如丙图所示,已知图线与横坐标的夹角为,图线的斜率为,则小车的质量为 。
A.
B.
C.
D.
20.在利用如图甲所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验中,
以下提供的器材中不需要的是____,还需要的器材是____.
打点计时器、纸带、复写纸、木块、长木板、立柱、低压交流电源、导线、天平.
若图甲中立柱的高度是木板长度的一半,接通电源,得到如图乙所示的纸带.则木块下滑的加速度为____,木块与长木板间的动摩擦因数为____取,所有计算结果均保留两位有效数字由于存在系统误差,动摩擦因数的测量值比真实值_____填偏大或偏小.
21.图装置可以研究物体质量一定时,其加速度与合外力的关系。实验时,气垫导轨水平放置,右侧适当位置的上方固定光电门,调整定滑轮的高度,使滑块与滑轮间的细绳水平。
测量前,力传感器 调零选填“需要”、“不需要”。
在右侧吊篮中放入砝码,将滑块由静止释放,力传感器测得细绳中的拉力,光电门测得宽度为的挡光片的挡光时间。保持滑块质量不变,逐渐增加吊篮中砝码的个数,再将滑块由静止释放,测得多组拉力和对应的挡光时间。建立图所示的坐标系,若希望从图像方便而又准确地得出加速度与合外力的关系,则每次滑块 选填“必须”、“不必”从相同位置释放,档光片宽度 改变选填“可以”、“不可以”。
某同学依据采集的数据绘出图所示的图线,并得出图线的斜率,从轨道标尺上读出滑块释放位置与光电门之间的距离,则滑块与档光片的总质量 用、、表示。
为了提高实验的准确度,可以采取的措施有 。不少于条措施
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22.如图所示,斜面放置在水平面上,斜面高度为,底部长度为,在点正上方且与点等高。现将一小球从点以某速度向右水平抛出,落在斜面上,并且该过程小球的位移取得最小值,不计空气阻力,重力加速度为。求:
小球在空中运动的时间;
落点与底部的距离。
23.一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练.如图所示,某次训练中,他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力而向前滑行,其作用时间为,撤除水平推力后经过,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为已知该运动员连同装备的总质量为,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为,求:
第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小;
该运动员可视为质点第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.
24.如图所示,一个质量为的小物体可视为质点以的初速度由底端冲上倾角为的斜面,经过速度减小到,然后物体下滑,整个过程斜面始终静止在粗糙的水平地面上。已知物体与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,斜面体的质量。
物体与斜面之间的动摩擦因数;
物体返回到斜面底端时的速度大小;
物体下滑过程中地面对斜面体的支持力和摩擦力大小。
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绝密★启用前
长沙市麓谷高级中学高一学业水平测试物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题:本大题共18小题,共72分。
1.将一小球以初速度水平抛出,经落地,取,则小球在这段时间内的水平位移为( )
A. 大于 B. C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
根据平抛运动的水平位移公式解答;
解决本题的关键掌握平抛运动的分解,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,运用运动学公式答题。
【解答】
小球在这段时间内的水平位移。故C正确,ABD错误;
故选C。
2.关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
【答案】A
【解析】解:、做曲线运动的物体的合力不一定变化,可能不变,比如平抛运动,合力等于重力,保持不变,故A错误
B、当两个匀变速直线运动的合运动的加速度方向与合速度方向在同一条直线上,合运动为直线运动,若不在同一条直线上,则合运动为曲线运动,故B正确
C、物体做曲线运动,速度的方向一定改变,而速度大小不一定改变,比如匀速圆周运动,故C正确
D、平抛运动的加速度不变,在相等时间内的速度变化相同,故D正确.
本题选择错误的,故选:。
当物体所受的合力方向与速度方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,合力不一定变化;曲线运动的速度方向一定改变;平抛运动的加速度不变,相等时间内速度变化量相同。
解决本题的关键知道平抛运动的特点,以及知道物体做直线运动还是曲线运动的条件,关键看加速度的方向与速度方向是否在同一条直线上。
3.如图所示,质量为的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为的光滑木板托住,小球恰好处于静止状态。当木板突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】解:木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图
根据共点力平衡条件,有
解得
木板突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力,方向与反向,
故加速度为:
故选:。
木板撤去前,小球处于平衡态,根据共点力平衡条件先求出各个力,撤去木板瞬间,支持力消失,弹力和重力不变,求出合力后即可求出加速度。
本题关键对物体受力分析,求出各个力,撤去一个力后,先求出合力,再求加速度。
4.如图所示,在光滑水平地面上与竖直墙壁平行放置一个截面为四分之一圆的光滑柱状物体,与竖直墙壁之间悬放一个光滑圆球,为使整个装置处于静止状态,需对右侧竖直面施加一水平向左的推力现将向左移动一段较小的距离使整个装置仍保持静止状态,关于移动前后两个静止状态受力情况的比较,下列说法正确的是( )
A. 推力变小 B. 地面受到的压力变小
C. 墙壁对的弹力变大 D. 对的弹力变大
【答案】A
【解析】解:先以圆球为研究对象,分析受力情况,如图,当柱状物体向左移动时,与竖直方向的夹角减小,由图看出,
柱状物体对圆球的弹力与墙对圆球的弹力均减小。则由牛顿第三定律得知,圆球对柱状物体的弹力减小。
再对整体分析受力如图所示,由平衡条件得知,
,则推力变小。地面对整体的支持力,保持不变。故A正确。
故选:。
先以圆球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件,运用图解法得到柱状物体对球的弹力和墙对球的弹力如何变化,再对整体研究,分析推力和地面的支持力如何变化.
5.一条小河宽,水流速度,一艘快艇在静水中的速度为,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇( )
A. 以最短位移渡河,位移大小为
B. 渡河时间随河水流速加大而增长
C. 渡河的时间可能少于
D. 以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为
【答案】D
【解析】【分析】
快艇航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度,合速度在垂直河岸方向上的分量最大时渡河时间最短,这个分量一般刚好是快艇在静水中的速度,即当快艇在静水中的速度方向垂直河岸的时候渡河时间最短;如果快艇在静水中的速度小于河水的流速,则合速度不可能垂直河岸,那么,快艇不可能垂直河岸正达对岸。
小船过河问题属于运动的合成问题,要明确分运动的等时性、独立性,运用分解的思想,看过河时间只分析垂直河岸的速度,分析过河位移时,要分析合速度。
【解答】
A.因水流速度大于快艇的静水速度,可知快艇不能垂直于河岸渡河,故最小位移大于,故A错误;
B.快艇渡河时间取决于垂直于河岸的速度,与水流速度无关,故B错误;
C.当快艇的船头方向垂直于河岸方向时,快艇渡河时间最短:,故快艇渡河的时间不能少于,故C错误;
D.以最短时间渡河时,沿水流方向上的位移,故D正确。
故选D。
6.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到点并与物体相连,现将弹簧压缩到点,然后释放,物体向右最远运动到点,如果物体受到的阻力恒定,则( )
A. 物体从到先加速后减速
B. 物体从到加速运动,从到减速运动
C. 物体运动到点时所受合力为
D. 物体从到的过程加速度逐渐变小
【答案】A
【解析】解:、物体从点到点过程,弹力逐渐减为零,刚开始弹簧的弹力大于摩擦力,合力向右,加速度也向右,速度也向右,物体加速,后来弹力小于摩擦力,合力向左,速度向右,物体减速。即物体先加速后减速,故A正确,B错误;
C、物体运动到点时,弹簧的弹力为零,而滑动摩擦力不为零,则物体所受合力不为零。故C错误。
D、物体从点至点先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增大的减速运动,故D错误;
故选:。
对物体受力分析,竖直方向受重力和支持力,二力平衡,水平方向受弹簧弹力和摩擦力,刚从点释放时,弹力大于摩擦力,物体加速向右运动,随着物体向右运动,弹簧压缩量减小,弹力减小,到达点之前某一位置,弹力减小到等于摩擦力,由至弹力小于摩擦力,物体开始减速,至过程受向左的拉力和摩擦力,加速度向右物体一直做减速运动。
本题关键分阶段结合运动情况对物体受力分析,求出合力后确定加速度的变化情况,从而最终确定物体的运动情况。
7.在建筑工地,工人用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度竖直向上匀加速搬起,其中的质量为,的质量为,水平作用力为,,之间的动摩擦因数为,重力加速度为,在此过程中,,间的摩擦力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
先对两个物体整体根据牛顿第二定律列式;再隔离物体,根据牛顿第二定律列式,最后联立求解即可得出答案.
本题关键是采用整体法和隔离法,受力分析后根据牛顿第二定律列式求解,属于基础性题目,难度不大.
【解答】
对、整体,根据牛顿第二定律,有;再隔离物体,根据牛顿第二定律,有。联立解得,选项B正确。
故选B。
8.在水平地面固定倾角为的斜面体,质量为的物体在平行于底边、大小为的水平力作用下静止于斜面上,如图所示。重力加速度大小为。该物体受到的摩擦力大小为( )
A. B.
C. 十 D.
【答案】A
【解析】【分析】
物体静止在斜面上,所以物体受静摩擦力;对物体受力分析,根据平衡条件即可确定摩擦力的大小。
本题考查共点力平衡条件的应用,解题的关键在于明确受力分析的应用,能在力放到斜面上进行分析是解题的关键。
【解答】对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、拉力以及摩擦力的作用而处于平衡状态;将重力分解为垂直于斜面和沿斜面上的两个分力,则可知,在沿斜面方向上,重力的分力与拉力以及摩擦力的合力为零;根据则可知,摩擦力等于拉力与重力的分力的合力,由几何关系可知,摩擦力,故A正确,BCD错误。
故选A。
9.如图所示,建筑工地常用吊车将建筑材料从地面吊起,图为建筑材料被吊车竖直向上吊起过程的图像,下列判断正确的是( )
A. 前的平均速度是 B. 整个过程上升高度是
C. 材料处于超重状态 D. 材料处于超重状态
【答案】D
【解析】【分析】
根据图象可知道物体的运动过程和性质,也可求出对应的加速度,从而能求出前的位移和平均速度.通过速度时间图象包围的面积求出整个过程上升高度,材料是向上做匀减速直线运动,加速度的方向是向下的,前钢索是向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力。
该题考查了匀变速直线运动的速度时间图象、运动学的公式、牛顿第二定律的应用等知识点.本题的关键在于能够通过速度时间图象对物体进行运动过程分析和受力分析,再正确运用牛顿第二定律解决问题。
【解答】
A.根据图象可知:内材料的加速度,
位移,所以前的平均速度是,故A错误;
B.通过速度时间图象包围的面积求出整个过程上升高度为:,故B错误;
C.内材料是向上做匀减速直线运动,加速度的方向是向下的,所以处于失重状态,故C错误;
D.前钢索是向上做匀加速直线运动,加速度的方向是向上的,根据牛顿第二定律可知材料所受的拉力大于重力,材料处于超重状态,故D正确。
故选:。
10.如图为伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验.他让铜球在阻力很小的斜面上从静止滚下,利用滴水计时记录铜球运动的时间.关于伽利略的“斜面实验”,下列说法正确的是( )
A. 在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力的作用,使测量时间更容易
B. 伽利略通过对自由落体运动的研究,进行合理外推得出铜球在斜面做匀变速运动
C. 若斜面倾角一定,不同质量的铜球在斜面上运动时速度变化的快慢不同
D. 若斜面倾角一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比
【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了伽利略对自由落体运动的研究,只要了解其研究过程、采用的方法、其科学的思维以及得出的结论即可正确解答本题。
本题考查物理学史,是常识性问题,对物理学的发展史要了解,特别是一些物理学家对物理学史的贡献更应当了解,要注意体会伽利略研究的方法在物理学中的重要应用。
【解答】
A.自由落体运动下落很快,不易计时,伽利略让小球沿阻力很小的斜面滚下,延长了小球的运动时间,“冲淡”了重力的作用,故A正确;
B.伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动,故B错误;
C.小球沿斜面下滑,做匀加速直线运动,由可知,加速度,所以斜面倾角一定,加速度与质量无关,质量不同的小球加速度都相等,运动规律相同,由静止从顶端滚到底端的时间相同,故C错误;
D.若斜面倾角一定,加速度一定,铜球沿斜面运动的位移与所用时间平方成正比,故D错误。
故选A。
11.如图所示,质量为的质点静止地放在半径为的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为,质点与球心的连线与水平地面的夹角为,则下列说法正确的是( )
A. 地面对半球体的摩擦力方向水平向左 B. 质点对半球体的压力大小为
C. 质点所受摩擦力大小为 D. 质点所受摩擦力大小为
【答案】D
【解析】解:
以质点与半球体为系统,系统处于平衡状态,因无水平外力,所以地面对半球体的摩擦力为零,A错误;
质点所受的重力可分解为沿半径方向与切线方向两分量,由质点平衡知质点所受的摩擦力为,对半球体的压力为,、C错误;D正确。
故选D。
12.平直公路旁有、、、、五个石墩,一汽车在石墩处由静止开始匀加速行驶,途经、、、四个石墩,如图所示。已知到、到、到的时间相等但时间未知,间距离为,间距离为,根据以上信息,以下说法正确的是( )
A. 可以求出汽车的加速度大小 B. 可以求出经过处的速度大小
C. 可以求出之间的距离 D. 可以求出之间的运动时间
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查匀变速直线运动的推论的应用,基础题。
位移差公式,匀变速直线运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。
【解答】、到、到、到的时间均为,汽车的加速度大小为,则根据匀变速直线运动规律的推论可得,得,,
,因未知,无法求和,故AB错误;
C、对到过程,,正确,
D、对于运动时间只能求出与的比值,错误。
13.下列说法中正确的是( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
【答案】A
【解析】解:、根据牛顿第二定律:知:物体受到的合外力越大,加速度越大,A正确;
B、物体受到的合外力越大,加速度越大,但物体的速度不一定大,比如刚要启动的汽车或飞机,故B错误C错误;
D、根据匀变速直线运动的速度时间公式:,加速度一定,则速度均匀变化,故D错误;
故选:.
14.如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
【答案】C
【解析】【分析】
根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离对分析,判断对是否有摩擦力。
本题考查了物体的受力分析,、保持相对静止,之间有无摩擦力是解决本题的突破口,本题通过整体隔离分析,运用牛顿第二定律求解。
【解答】
A.在段,整体的加速度为:,隔离对分析,有:,解得:,可知受重力和支持力两个力作用,故A错误;
设段物块与斜面间的动摩擦因数为,在段,
整体的加速度为:
隔离对分析,有:,解得:,方向沿斜面向上
若匀速运动,受到静摩擦力也是沿斜面向上,所以一定受三个力,故B错误,C正确;
D.整体下滑的过程中,段加速度沿斜面向下,、均处于失重状态;在段,可能做匀速直线运动,不处于失重状态,故D错误。
故选:。
15.如图所示,弹性绳满足胡克定律穿过固定在点的光滑小环,一端系于点,另一端系于物块上,物块初始时刻静止在斜面上的点,斜面粗糙均匀;间距离刚好等于弹性绳的原长,垂直于斜面,在沿斜面向下的外力图中未画出的作用下物块从点缓慢运动到点,在运动过程中
A. 弹性绳上的弹力减小 B. 力先增大后减小
C. 斜面对物块的支持力先增大后减小 D. 物块受到斜面的摩擦力不变
【答案】D
【解析】设弹性绳的劲度系数为,将弹力分解到沿着斜面和垂直于斜面,在点时,而可得,因此在运动的过程中,虽然弹性绳的弹力先减小后增大,但弹力在垂直于斜面的方向上的分力保持不变,对物体进行受力分析可知,垂直斜面方向有:,故斜面对物块的支持力保持不变,物块受到的滑动摩擦力大小保持不变;
沿斜面方向,弹力沿斜面方向的分力先减小后反向增加,因为一直处于平衡状态,故F一直增大。故ABC错误,D正确。
16.在两条相邻平行的直公路上,分别有一辆自行车与汽车同向行驶,自行车在前,汽车在后,相距米时汽车开始刹车,它们的位移随时间变化的规律为:汽车为,自行车为,则下列说法正确的是( )
A. 刹车后汽车做匀减速直线运动,初速度大小为,加速度大小为
B. 汽车追不上自行车
C. 刹车后汽车和自行车第一次相遇时,汽车的速度为
D. 刹车后汽车和自行车两次相遇的时间分别是和
【答案】C
【解析】【分析】结合汽车和自行车位移随时间的关系,确定汽车和自行车的运动情况。通过两车速度的大小关系确定两者位置关系。本题考查运动学中的追及相遇问题,关键抓住位移相等,求出追及相遇的时间。
【解答】
A.由公式可得,汽车初速度为,加速度大小为,A错误;
B.当汽车与自行车速度相等时,是能否相遇的临界条件,故汽车与自行车的速度相等所需要的时间为,代入数据可得,内汽车的位移为,内自行车的位移为,因为,所以汽车能追上自行车,B错误;
当汽车追上自行车时,满足,即有,解得,,汽车停止运动的时间,说明时汽车早已停止运动,汽车停止运动的位移为,因此第二次相遇时间为,可得汽车与自行车可以相遇两次,当汽车与自行车第一次相遇时,则有,C正确,D错误。
故选C。
17.钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛.下列说法中不正确的是( )
A. 点分是指时刻
B. 时分是指时间间隔
C. 该海监船位移大小为 ,路程为
D. 尽管海监船比较大,但还可以将它看成质点
【答案】C
【解析】解:、早上点分从温州出发,其中点分指的是一个时间点,因此为时刻,故A正确;
B、历时时分,用了一段时间,为时间间隔,故B正确;
C、位移是从初位置到末位置的有向线段,为;路程为轨迹的实际长度,为,故C不正确;
D、该海监船在海上航行时,确定位置时其大小可以忽略不计,故可以将该海监船看成质点,故D正确;
本题选不正确的,故选:
时间间隔是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点;
位移是从初位置到末位置的有向线段,路程为轨迹的实际长度;
在物体的大小和形状不起作用,或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时,我们把近似地把该物体看作是一个具有质量大小和形状可以忽略不计的理想物体,称为质点.
本题关键明确位移与路程、时间间隔与时刻、质点的概念,要掌握了时刻在时间轴上对应的是一点,而时间间隔在时间轴上对应的是一段.
18.图象法可以形象直观地描述物体的运动情况。某质点运动的位移一时间图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点在内做匀速直线运动,在内质点做匀减速直线运动
B. 质点在内处于静止状态,在内质点沿轴负方向做匀速运动
C. 质点在内的加速度大小为
D. 质点在内的位移为零
【答案】B
【解析】【分析】
位移时间图象表示物体的位置随时间的变化规律,图象上的任意一点表示该时刻的位置,图象的斜率表示该时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向,结合这些知识分析。解决本题的关键要知道位移时间图象上点和斜率的物理意义;位移的解法应当为末位置坐标减去初位置坐标。
【解答】
质点在内处于静止状态,在内质点沿轴负方向做匀速运动,故A错误,B正确;
C.质点在内的加速度大小为,故C错误;
D.质点在内的位移为,故D错误。
故选B。
二、实验题:本大题共3小题,共27分。
19.利用图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为,砝码和砝码盘的总质量为,打点计时器所接的交流电频率为,实验步骤如下:
按图甲所示安装实验装置,其中跨过动滑轮的两侧细线及弹簧测力计沿竖直方向;
调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车未连细线能沿长木板向下匀速运动;
挂上砝码盘,接通电源后再释放小车,由纸带求出小车的加速度;
改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤,求得小车在不同外力作用下的加速度。
根据以上实验过程,回答下列问题:
对于上述实验,下列说法中正确的是 。
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B.弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小
C.实验过程中砝码处于超重状态
D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
某次实验打下一条纸带如图乙,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,其中、、、、、,由纸带可知小车运动的加速度为__ ____结果保留三位有效数字。
以弹簧测力计示数为横坐标,小车加速度为纵坐标,画出图像是一条直线,如丙图所示,已知图线与横坐标的夹角为,图线的斜率为,则小车的质量为 。
A.
B.
C.
D.
【答案】
【解析】【分析】
根据实验原理,可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等,但弹簧测力计的读数为小车所受合外力,砝码加速度向下,处于失重状态,不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件;
用逐差法求解加速度;
根据牛顿第二定律可求小车质量。
解答实验问题的关键是正确理解实验原理,加强基本物理知识在实验中的应用,同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力;掌握求加速度的方法,注意单位的统一,同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系。
【解答】
根据动滑轮自由端与滑轮的位移关系可知小车的加速度大小是砝码盘加速度大小的倍,故A错误,
B.根据动滑轮力学特点可知弹簧测力计的示数为小车所受合外力的大小,故B正确,
C.实验过程中砝码向下做匀加速运动,处于失重状态,故C错误,
D.本实验中小车所受合外力大小可以通过弹簧测力计的读数直接获得,不需要用砝码和砝码盘的总重力去近似替代,因此砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量,故D错误。
故选:。
根据逐差法可得小车运动的加速度为,
设小车的质量为,根据牛顿第二定律有,
解得:,故选:。
故答案为: ;;。
20.在利用如图甲所示的装置测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验中,
以下提供的器材中不需要的是____,还需要的器材是____.
打点计时器、纸带、复写纸、木块、长木板、立柱、低压交流电源、导线、天平.
若图甲中立柱的高度是木板长度的一半,接通电源,得到如图乙所示的纸带.则木块下滑的加速度为____,木块与长木板间的动摩擦因数为____取,所有计算结果均保留两位有效数字由于存在系统误差,动摩擦因数的测量值比真实值_____填偏大或偏小.
【答案】天平;刻度尺;
;;偏大。
【解析】【分析】
对木块进行受力分析,由牛顿第二定律列方程,求出动摩擦因数的表达式,然后分析答题。
根据图示纸带,应用匀变速运动的推论:求出加速度,然后求出动摩擦因数;由于纸带与打点计时器间存在摩擦力,则动摩擦因数的测量值大于真实值。
熟练掌握匀变速运动的推论:是正确求解加速度的关键;对木块正确受力分析,应用牛顿第二定律即可求出动摩擦因数。
【解答】
设斜面的倾角是,由题意知:,,
对木块,由牛顿第二定律得:,解得:,
要测动摩擦因数,需要测出:斜面的高度、斜面长度、木块的加速度,
测斜面高度与长度需要刻度尺,测加速度需要:
打点计时器、纸带、复写纸、木块、长木板、立柱、低压交流电源、导线,
因此不需要的器材是:天平,还需要的器材是:刻度尺;
由图乙所示纸带可知,计数点间的时间间隔,
由匀变速运动的推论:可得:
加速度:,
由题意知,立柱的高度是木板长度的一半,即,,
则动摩擦因数:,
木块运动时,由于纸带与打点计时器间存在摩擦,
所测加速度偏小,动摩擦因数的测量值大于真实值;
故答案为:天平;刻度尺;;;偏大。
21.图装置可以研究物体质量一定时,其加速度与合外力的关系。实验时,气垫导轨水平放置,右侧适当位置的上方固定光电门,调整定滑轮的高度,使滑块与滑轮间的细绳水平。
测量前,力传感器 调零选填“需要”、“不需要”。
在右侧吊篮中放入砝码,将滑块由静止释放,力传感器测得细绳中的拉力,光电门测得宽度为的挡光片的挡光时间。保持滑块质量不变,逐渐增加吊篮中砝码的个数,再将滑块由静止释放,测得多组拉力和对应的挡光时间。建立图所示的坐标系,若希望从图像方便而又准确地得出加速度与合外力的关系,则每次滑块 选填“必须”、“不必”从相同位置释放,档光片宽度 改变选填“可以”、“不可以”。
某同学依据采集的数据绘出图所示的图线,并得出图线的斜率,从轨道标尺上读出滑块释放位置与光电门之间的距离,则滑块与档光片的总质量 用、、表示。
为了提高实验的准确度,可以采取的措施有 。不少于条措施
【答案】需要;
必须,不可以;
;
选择宽度较小的挡光片,适当增大滑块释放位置与光电门之间的距离。
【解析】【分析】
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验,根据实验原理掌握正确的实验操作,结合运动学公式和牛顿第二定律即可完成分析。
拉力传感器在使用前需要调零;
根据实验原理掌握正确的实验操作;
根据运动学公式结合牛顿第二定律得出滑块与挡光片总质量的表达式;
根据实验原理分析出能够提升实验准确度的方法。
【解答】
测量前,力传感器需要调零。
设每次滑块释放位置与光电门的距离为,滑块与档光片的总质量为,根据牛顿第二定律可得,
滑块经过光电门的速度为:,
根据速度位移公式可得:,
联立可得:,
为了使图像的斜率保持不变,则每次滑块必须从相同位置释放,挡光片宽度不可以改变。
根据,可知图像的斜率为,
解得滑块与挡光片的总质量为;
为了提高实验的准确度,可以采取的措施有:选择宽度较小的挡光片,适当增大滑块释放位置与光电门之间的距离。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22.如图所示,斜面放置在水平面上,斜面高度为,底部长度为,在点正上方且与点等高。现将一小球从点以某速度向右水平抛出,落在斜面上,并且该过程小球的位移取得最小值,不计空气阻力,重力加速度为。求:
小球在空中运动的时间;
落点与底部的距离。
【答案】解:设,满足:,
从点到落在上对该过程分析:
水平方向:,
竖直方向:,
并且, ,
解得:;
竖直位移:,得到:,
落点与底部的距离:.
【解析】本题考查平抛运动与斜面的结合。当小球从点以某速度向右水平抛出,落在斜面上,并且该过程小球的位移取得最小值时,小球的实际位移与斜面垂直,根据几何关系和平抛运动的特点即可解题。
23.一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练.如图所示,某次训练中,他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力而向前滑行,其作用时间为,撤除水平推力后经过,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为已知该运动员连同装备的总质量为,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为,求:
第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小;
该运动员可视为质点第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.
【答案】解:运动员站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面作用时,加速度为:
,
时的速度为:
,
第一次撤除水平推力后,加速度为:
,
撤除水平推力后经过,速度为:
,
第二次刚撤除水平推力时,速度为:
,
此后在水平方向仅受摩擦力作用做匀减速运动,滑行的最大距离为:
.
答:第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小为;
第二次撤除水平推力后滑行的最大距离为.
【解析】根据牛顿第二定律求出利用雪仗作用时的加速度,根据速度时间公式求出第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小.
根据牛顿第二定律求出撤去推力后的加速度,结合速度时间公式求出后的速度,根据速度时间公式求出雪仗再作用后的速度,再结合速度位移公式求出第二次撤除水平推力后滑行的最大距离.
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
24.如图所示,一个质量为的小物体可视为质点以的初速度由底端冲上倾角为的斜面,经过速度减小到,然后物体下滑,整个过程斜面始终静止在粗糙的水平地面上。已知物体与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,斜面体的质量。
物体与斜面之间的动摩擦因数;
物体返回到斜面底端时的速度大小;
物体下滑过程中地面对斜面体的支持力和摩擦力大小。
【答案】解:物体沿斜面向上做匀减速运动,由速度公式:,
得加速度大小:,方向沿斜面向下,
物体受到重力、斜面的支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律有,
解得:;
设物体沿斜面向上运动距离时速度减为零,
根据运动学公式:,
物体从最高点回到斜面底端的过程:,
代入数据得:,
物体返回到斜面底端时的速度:
;
以物体和斜面体组成的系统为研究对象,则:
竖直方向,
代入数据解得:,
水平方向:。
【解析】由速度公式求出加速度,由牛顿第二定律即可求得动摩擦因数;
由牛顿第二定律求出向下运动的加速度,然后运动学公式求得物体返回斜面底端时的速度;
对整体由牛顿第二定律即可求出地面对斜面体的支持力和摩擦力大小。
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