湖南长沙市明达高级中学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
长沙市明达高级中学高一学业水平考试物理试题
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54分。
1.一物体的速度随时间变化的关系为,则下列说法正确的是( )
A. 物体的初速度为 B. 物体做匀加速直线运动
C. 物体每秒的速度变化量为 D. 经过物体的速度变为零
2.小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的图像如图。已知机动车运动轨迹是直线,但是不知机动车是处于加速还是刹车状态,请你帮他判定以下合理的说法是( )
A. 机动车的初速度为 B. 机动车在前秒的位移是
C. 机动车的加速度为大小为 D. 机动车处于匀加速状态
3.研究下列运动时,能被看作质点的是( )
A. 研究自由体操运动员在空中翻滚的动作 B. 研究砂轮的转动情况
C. 研究汽车从九江到南昌所用的时间 D. 研究篮球运动员的投篮姿势
4.物体沿直线做加速运动,从开始计时起,第内的位移是,第内的位移是第内的位移是,由此可知( )
A. 物体一定是做匀加速直线运动 B. 物体的初速度一定不是
C. 物体的加速度一定是 D. 物体在前内的平均速度一定是
5.在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下,“河北锦绣”、“银河”等艘货轮历时小时顺利抵达亚丁湾西部预定海域.此次护航总航程海里,已知海里假设所有船只运动速度都相同,则下列说法正确的是( )
A. 研究舰队的行驶路程时可将“千岛湖”舰不能看作质点
B. 以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰是运动的
C. 根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度
D. 根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速率
6.甲汽车以速度匀速前进,乙汽车同时同地同向匀加速前进,经过乙追上甲,又经过乙超过甲,则乙追上甲时的速度为( )
A. B. C. D.
7.如图所示为在同一直线上运动的、两质点的图象,由图可知( )
A. 时,在的前面
B. 开始运动的速度比小,时刻后才大于的速度
C. 在时刻追上,此后运动在的前面
D. 运动的速度始终比大
8.云台山是全球首批世界地质公园,青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉,这里气候独特,植被原始完整,是生态旅游的好去处,乘坐索道缆车观赏怡人的风景以外,还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )
A. 以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
B. 以对面的山为参考系,自己静止不动
C. 以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树在向前运动
D. 以自己为参考系,看到对面的山迎面而来
9.一辆汽车在平直公路上行驶,它的速度时间图象如图所示,下列说法正确的是
A. 时间内,汽车加速度变大 B. 时间内,汽车加速度变大
C. 时间内,汽车位移等于 D. 时间内,汽车位移等于零
10.一物体以初速度在粗糙水平地面上做匀减速滑行,第一秒内位移为,则( )
A. 第一秒末速度为 B. 物体滑行的加速度大小为
C. 物体滑行的加速度大小为 D. 物体在秒内的位移为
11.如图所示,某健身爱好者手拉着轻绳,在粗糙的水平地面上缓慢地移动,保持绳索始终平行于地面。其中为一端用铰链固定于天花板的轻杆,结点和质量为的重物用劲度系数为的轻弹簧相连,当轻杆和竖直方向成时,则( )
A. 轻绳受到的拉力大小为
B. 轻杆提供的弹力为
C. 弹簧弹力和轻杆弹力的合力方向为水平向左
D. 地面对人的摩擦力方向水平向左
12.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
13.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
14.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
15.如图,将一个球放在两块光滑斜面板和之间,两板与水平面夹角都是。现在使板固定,使板与水平面的夹角逐渐减小,则( )
A. 球对板的压力先增大后减小 B. 球对板的压力逐渐减小
C. 球对板的压力先减小后增大 D. 球对板的压力逐渐增大
16.如图所示车通过绳拉物体,下列说法正确的是( )
A. 车对物体施加了拉力
B. 由于绳的形变绳对车施加了拉力
C. 物体受到的重力的反作用力是地面对的支持力
D. 地面对施加的支持力是由于物体形变产生的
17.意大利科学家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( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 力是使物体产生加速度的原因
C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动
D. 物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性
18.如图所示,两段轻绳、连接两个小球、,悬挂在天花板上。一轻弹簧一端连接球,另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳与竖直方向、轻绳与水平方向的夹角均为,弹簧沿水平方向。已知重力加速度为。则( )
A. 球和球的质量之比为
B. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度方向竖直向下
C. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度大小一定大于
D. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度大小为
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19.一电火花打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打点计时器使用电源频率为,打出如图所示的纸带,取下纸带,标出的相邻两个计数点之间还有个点未画出相邻两计数点,,,;
相邻两计数点的时间间隔为 。
从实验数据中得到小车做匀变速直线运动,理由是 。
计数点对应的瞬时速度大小为 ,车加速度大小为 结果保留三位有效数字
20.某同学在利用打点计时器测量小车的加速度实验中得到了如图所示的纸带,其中、、、、、、都为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,测得 , , , , ,由于粗心把一滴墨水滴在了的位置,已知打点计时器使用的交流电频率为,请根据现有数据,求
相邻两计数点之间的时间间隔是________;
计数点与计数点的间距________。
在打计数点时,小车的速度为________保留两位有效数字;
小车的加速度为________保留两位有效数字;
21.在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法作出小球平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,将你认为正确选项前面的字母填在横线上:_______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平 每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的木条或凹槽每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸或方格纸相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
G.斜槽必须光滑
某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片,如图是照片的一部分。图中每个小方格的边长为,则由图可求得拍摄时曝光的时间间隔是______,该小球平抛运动的水平初速度_____。,结果保留位有效数字
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22.一质点在轴上并只朝着轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后:
质点在前内的位移、路程各为多大?
质点在末的瞬时速度为多大?
质点在到这段时间内的平均速度多大?
23.如图所示,、两车同向行驶。当车以的速度匀速前进时,车在车后方处从静止出发以的加速度追赶车。当两车第一次相遇时,车开始以大小为的加速度匀减速行驶,过一段时间两车再一次相遇。求:
车第一次追上车需要的时间;
车追车过程中两车最远距离;
的值。
24.如图,为光滑水平面,为倾角的光滑固定斜面,两者在处平滑连接质量的物体,受到与水平方向成斜向上拉力的作用,从点开始运动,到点时撤去,物体冲上光滑斜面物体在运动过程中的图象如图所示求:
段的长度;
拉力的大小;
物体冲上斜面的最大距离.
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绝密★启用前
长沙市明达高级中学高一学业水平考试物理试题
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54分。
1.一物体的速度随时间变化的关系为,则下列说法正确的是( )
A. 物体的初速度为 B. 物体做匀加速直线运动
C. 物体每秒的速度变化量为 D. 经过物体的速度变为零
【答案】A
【解析】【分析】
根据匀变速直线运动的速度公式、加速度定义式分析答题。
本题考查了求初速度、速度的变化,掌握匀变速直线运动的运动学公式即可正确解题。
【解答】
A.由匀变速直线运动公式可知,物体的初速度为,加速度为,故A正确;
B.由于加速度方向与初速度方向相反,所以物体做匀减速运动,故B错误;
C.物体每秒的速度变化量为,故C错误;
D.根据速度时间公式可以计算出经过 物体的速度变为 ,负号表示方向与初速度方向相反,故D错误。
故选:。
2.小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况绘制的图像如图。已知机动车运动轨迹是直线,但是不知机动车是处于加速还是刹车状态,请你帮他判定以下合理的说法是( )
A. 机动车的初速度为 B. 机动车在前秒的位移是
C. 机动车的加速度为大小为 D. 机动车处于匀加速状态
【答案】B
【解析】【分析】
根据,得到与的关系,从而根据图像的斜率和截距得到初速度和加速度。
【解答】
由可知,将等式变形为,由图像的斜率和纵截距可得,,机动车在匀减速运动,故ACD错误;
C.车速度为零的时间为,故车已经停下来了,根据,则机动车在前秒的位移为,故B正确。
3.研究下列运动时,能被看作质点的是( )
A. 研究自由体操运动员在空中翻滚的动作 B. 研究砂轮的转动情况
C. 研究汽车从九江到南昌所用的时间 D. 研究篮球运动员的投篮姿势
【答案】C
【解析】【分析】
当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可。
本题就是考查学生对质点概念的理解,是很基本的内容,必须要掌握住的,题目比较简单。
【解答】
A.研究自由体操运动员在空中翻滚的动作时,此时的人不能看成质点,否则的话就没有人的翻滚可言了,所以A错误;
B.研究砂轮的转动情况,不能把砂轮看成质点,否则就没有转动了,所以B错误;
C.研究汽车从九江到南昌所用的时间时,汽车的大小和形状对于研究的问题没有影响,能把汽车看成质点,所以C正确;
D.研究篮球运动员的投篮姿势时,此时的人不能看成质点,否则的话就没有人的姿势可言了,所以D错误。
故选C。
4.物体沿直线做加速运动,从开始计时起,第内的位移是,第内的位移是第内的位移是,由此可知( )
A. 物体一定是做匀加速直线运动 B. 物体的初速度一定不是
C. 物体的加速度一定是 D. 物体在前内的平均速度一定是
【答案】D
【解析】【分析】
已知各段位移和时间,故由速度公式可求得平均速度,但由于不知道运动的具体情景,故无法判断物体的初速度以及物体的运动性质。
本题中虽然位移之差满足匀变速直线运动的一个规律,但由于无法知道每内的运动情况,故无法确定物体的运动性质。
【解答】
各时间段内位移随时间增加,但由题意无法确定各段时间内的具体运动形式,故无法判断物体是否做的匀加速直线运动,也无法得出物体的初速度,故AB错误;
C.虽然位移之差满足匀变速直线运动的一个规律,由题意无法确定各段时间内的具体运动形式,故无法确定物体的加速度,故C错误;
D.由可得,此物体在前内的平均速度为:,故D正确。
故选D。
5.在中国海军护航编队“巢湖”舰、“千岛湖”舰护送下,“河北锦绣”、“银河”等艘货轮历时小时顺利抵达亚丁湾西部预定海域.此次护航总航程海里,已知海里假设所有船只运动速度都相同,则下列说法正确的是( )
A. 研究舰队的行驶路程时可将“千岛湖”舰不能看作质点
B. 以“千岛湖”舰为参考系,“巢湖”舰是运动的
C. 根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速度
D. 根据本题给出的条件可以求出此次航行过程中的平均速率
【答案】D
【解析】【分析】
本题考查描述运动的一些基本概念。正确解答本题需要掌握:位移和路程的区别,质点的含义;相对运动,参照物的选取;平均速度和平均速率的定义等。
解题的关键是对于这些概念一定要深入理解其定义,尤其是加强理解位移、平均速度等矢量概念的含义。
【解答】
A.研究舰队的行驶路程时,“千岛湖”舰的大小和形状可以忽略不计,可将“千岛湖”舰看做质点,故A错误;
B.若“千岛湖”舰与“巢湖”舰同向匀速行驶,则以“千岛湖”舰为参照物,“巢湖”舰是静止,故B错误;
C.由于不知运动位移和时间,不能求出此次航行的平均速度,故C错误;
D.根据本题给出的条件可知航行的路程和时间,由于平均速率等于路程和时间的比值,故可求,故D正确。
故选D。
6.甲汽车以速度匀速前进,乙汽车同时同地同向匀加速前进,经过乙追上甲,又经过乙超过甲,则乙追上甲时的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
结合位移公式,抓住甲乙位移的关系,列方程组求出乙的初速度和加速度,再结合速度时间公式求出乙追上甲时的速度。
解决本题的关键抓住甲乙位移关系,结合位移时间公式和速度时间公式进行求解。
【解答】
由题意得,时甲乙的位移大小相等. 有:,即。 时,乙的位移比甲的位移大, 则有:,即 联立两式解得:,。则乙追上甲时的速度,故B正确,ACD错误。
故选B。
7.如图所示为在同一直线上运动的、两质点的图象,由图可知( )
A. 时,在的前面
B. 开始运动的速度比小,时刻后才大于的速度
C. 在时刻追上,此后运动在的前面
D. 运动的速度始终比大
【答案】C
【解析】【分析】
根据时刻两物体的位置坐标分析两物体的位置关系;由图读出两物体的位移关系;分析在时刻是否追上。
图线的斜率等于速度,由斜率的大小比较速度大小。由位移图线能直接读出位移,确定物体的位置,要抓住位移图象的斜率等于速度,从数学知识来理解图象的物理意义。
【解答】
A.由图,时刻在原点,在正方向上距原点处,后来两物体都向正方向运动,所以时,在的前面,故A错误;
C.时刻两物体的位移相等,说明在时刻追上,由于时刻以后处于静止状态,时刻必定跑在的前面,故C正确;
由位移图象的斜率表示速度,可知,时间内,的速度比的速度小,时间内,静止,所以时刻后的速度大于的速度,故BD错误。
故选C。
8.云台山是全球首批世界地质公园,青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉,这里气候独特,植被原始完整,是生态旅游的好去处,乘坐索道缆车观赏怡人的风景以外,还能感觉悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )
A. 以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
B. 以对面的山为参考系,自己静止不动
C. 以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的绿树在向前运动
D. 以自己为参考系,看到对面的山迎面而来
【答案】D
【解析】【分析】
参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系;参考系的选取是任意的,如何选择参照系,必须从具体情况来考虑,一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系。
为了研究和描述物体的运动,我们引入了参考系,选择不同的参考系,同一物体相对于不同的参考系,运动状态可以不同,选取合适的参考系可以使运动的研究简单化。
【解答】
A.以自己为参考系,看到同一缆车里的人静止不动,故A错误;
B.以对面的山为参考系,相对于山靠近的过程中,看到自己向山运动,故B错误;
C.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身后走去,故C错误;
D.以自己为参考系,相对于山靠近的过程中,看到对面的山迎面走来,故D正确。
故选D。
9.一辆汽车在平直公路上行驶,它的速度时间图象如图所示,下列说法正确的是
A. 时间内,汽车加速度变大 B. 时间内,汽车加速度变大
C. 时间内,汽车位移等于 D. 时间内,汽车位移等于零
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查速度时间图像,难度较小。
关键抓住:斜率大小代表加速度大小,斜率的正负代表加速度的方向;“面积”表示位移。
【解答】
由斜率表示加速度,“面积”表示位移,知:
A.时间内,汽车加速度变小,A错误;
B.时间内,汽车加速度变大,B正确;
C.时间内,汽车位移大于,C错误;
D.时间内,汽车位移不等于零,D错误。
故选B。
10.一物体以初速度在粗糙水平地面上做匀减速滑行,第一秒内位移为,则( )
A. 第一秒末速度为 B. 物体滑行的加速度大小为
C. 物体滑行的加速度大小为 D. 物体在秒内的位移为
【答案】C
【解析】【分析】
根据匀变速直线运动的位移时间公式求解加速度,再由末速度公式求解速度,由位移时间公式求解位移。
本题考查了匀变速直线运动的公式的应用,根据位移时间公式求解加速度,再由速度时间同时求解速度。
【解答】
由于物体第一秒内位移为,则由匀变速直线运动的位移时间公式得:,
则第一秒末的速度为:,
由于物体停止运动所用时间为:,
则时物体速度减为零,则内的位移为内的位移:,故C正确,ABD错误。
故选C。
11.如图所示,某健身爱好者手拉着轻绳,在粗糙的水平地面上缓慢地移动,保持绳索始终平行于地面。其中为一端用铰链固定于天花板的轻杆,结点和质量为的重物用劲度系数为的轻弹簧相连,当轻杆和竖直方向成时,则( )
A. 轻绳受到的拉力大小为
B. 轻杆提供的弹力为
C. 弹簧弹力和轻杆弹力的合力方向为水平向左
D. 地面对人的摩擦力方向水平向左
【答案】C
【解析】【分析】
对结点进行分析,根据平衡条件可得出两绳子拉力与的重力之间的关系,再根据人走动时夹角的变化分析和两绳上拉力的变化,从而分析人受地面的摩擦力的变化情况。
本题考查了物体的弹性和弹力、共点力平衡的条件及其应用;要注意明确研究对象应为结点,由几何关系即可求得拉力关系;本题也可以根据图示法进行分析,明确各力的变化情况。
【解答】
设的拉力为,的拉力为,重物的质量为,因点始终处于平衡状态,根据平衡条件有:,,解得:,,故AB错误;
C.分析点:受到弹簧弹力和轻杆弹力、轻绳受到的拉力,因点处于平衡状态,故弹簧弹力和轻杆弹力的合力等于轻绳受到的拉力,所以弹簧弹力和轻杆弹力的合力方向为水平向左,故 C正确;
D.对健身者分析受力可知,人受到重力、地面的支持力、绳子向左上的拉力和地面对人的摩擦力,方向水平向右,故D错误。
故选C。
12.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:。
13.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。
14.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。
15.如图,将一个球放在两块光滑斜面板和之间,两板与水平面夹角都是。现在使板固定,使板与水平面的夹角逐渐减小,则( )
A. 球对板的压力先增大后减小 B. 球对板的压力逐渐减小
C. 球对板的压力先减小后增大 D. 球对板的压力逐渐增大
【答案】C
【解析】【分析】
分析小球的受力情况,由平衡条件,运用图解法分析板对小球的支持力的变化,即可知道球对板的压力如何变化。
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答;本题是采用图解法来分析的。
【解答】
以小球为研究对象,分析受力情况,作出小球三个不同位置的受力图如图,可见,使板顺时针缓慢转动的过程中,
板对球的支持力先减小后增大,板对球的支持力一直减小,由牛顿第三定律得知,球对板的压力先减小后增大,球对板的压力一直减小。故C正确。
故选C。
16.如图所示车通过绳拉物体,下列说法正确的是( )
A. 车对物体施加了拉力
B. 由于绳的形变绳对车施加了拉力
C. 物体受到的重力的反作用力是地面对的支持力
D. 地面对施加的支持力是由于物体形变产生的
【答案】B
【解析】A.由题可知,是车通过绳拉物体,所以不是车对物体施加了拉力,而是绳子对物体施加了拉力.故A错误;
B.根据弹力的产生可知,由于绳的形变绳对车施加了拉力.故B正确;
C.物体受到的重力的反作用力是对地球的吸引力.故C错误;
D.根据弹力的产生可知,地面对施加的支持力是由于地面形变产生的.故D错误。
故选B。
17.意大利科学家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( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 力是使物体产生加速度的原因
C. 自由落体运动是一种匀变速直线运动
D. 物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性
【答案】C
【解析】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,倾角最大的情况就是时,这时物体做自由落体运动,由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动。
故选:。
结论是由实验推导出来的,所以结论必须与实验相联系,题目中的结论要与随着斜面倾角的增大,铜球做怎样的运动有关.
该题属于实验推论题,要求同学们正确理解科学家的基本观点和佐证实验,该题难度不大,属于基础题.
18.如图所示,两段轻绳、连接两个小球、,悬挂在天花板上。一轻弹簧一端连接球,另一端固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。轻绳与竖直方向、轻绳与水平方向的夹角均为,弹簧沿水平方向。已知重力加速度为。则( )
A. 球和球的质量之比为
B. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度方向竖直向下
C. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度大小一定大于
D. 在轻绳突然断裂的瞬间,球的加速度大小为
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查平衡条件的应用及牛顿第二定律的瞬时性,需要分析两小球、的受力情况,由平衡求解质量之比;弹簧的弹力不能瞬变,结合牛顿得人定律分析出轻绳断裂瞬间小球的加速度情况。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用,在分析过程中要选择合适的研究对象,同时理解弹簧弹力不能瞬变的特点,结合牛顿第二定律即可完成分析。
【解答】
A.对两小球、受力分析如下图。
根据平衡条件可得,,,得:,故A错误;
在轻绳突然断裂的瞬间,弹簧弹力未来得及变化,则球所受重力和弹簧弹力不变,并假设轻绳突然断裂的瞬间轻绳的弹力变为,则球的加速度为;
方向与方向相同,即沿绳斜向右下方。此时球只受重力,加速度竖直向下大小等于,沿绳方向的分加速度为,因为,则假设不成立,可知此时轻绳存在弹力;
则由力的合成可知,球的合力大于其重力,方向在竖直方向与绳的夹角之间,则球的加速度一定大于,方向在竖直方向与绳的夹角之间;球的加速度一定小于,故BD错误,C正确。
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19.一电火花打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打点计时器使用电源频率为,打出如图所示的纸带,取下纸带,标出的相邻两个计数点之间还有个点未画出相邻两计数点,,,;
相邻两计数点的时间间隔为 。
从实验数据中得到小车做匀变速直线运动,理由是 。
计数点对应的瞬时速度大小为 ,车加速度大小为 结果保留三位有效数字
【答案】
相邻计数点的位移之差为定值
【解析】【分析】根据电源频率和计数点之间的关系求出时间间隔;
根据匀变速直线运动的判别式分析小车的运动类型;
根据匀变速直线运动的规律计算瞬时速度,结合判别式计算小车的加速度。
本题主要考查了打点计时器测量速度和加速度的实验,要熟练应用匀变速运动的判别式解答,在代入数据运算的过程中要注意单位的换算。
【解答】依题意,可知相邻两计数点的时间间隔为
从实验数据中得到小车在连续相等时间间隔内,位移之差是定值,根据匀变速直线运动特点,可知小车做匀变速直线运动。
根据匀变速直线运动规律:时间中点的瞬时速度等于该段时间内的平均速度。可求得计数点对应的瞬时速度大小为
利用纸带数据可求得车加速度大小为
故答案为:;相邻计数点的位移之差为定值;;
20.某同学在利用打点计时器测量小车的加速度实验中得到了如图所示的纸带,其中、、、、、、都为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,测得 , , , , ,由于粗心把一滴墨水滴在了的位置,已知打点计时器使用的交流电频率为,请根据现有数据,求
相邻两计数点之间的时间间隔是________;
计数点与计数点的间距________。
在打计数点时,小车的速度为________保留两位有效数字;
小车的加速度为________保留两位有效数字;
【答案】;;;。
【解析】【分析】
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
【解答】
由于每相邻两个计数点间还有个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔,
依据相等时间内,位移之差相等,则有:;解得:计数点与计数点的间距。
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上点时小车的瞬时速度大小。 ;
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,得:;
故答案为:;;;。
21.在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法作出小球平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,将你认为正确选项前面的字母填在横线上:_______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平 每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的木条或凹槽每次必须严格地等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸或方格纸相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
G.斜槽必须光滑
某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片,如图是照片的一部分。图中每个小方格的边长为,则由图可求得拍摄时曝光的时间间隔是______,该小球平抛运动的水平初速度_____。,结果保留位有效数字
【答案】; ;
【解析】【分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平,因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,实验要求小球滚下时不能碰到木板平面,避免因摩擦而使运动轨迹改变,最后轨迹应连成平滑的曲线。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直方向上相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间求出初速度。根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度,根据平行四边形定则求出点的速度。
解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项。在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要注重学生对探究原理的理解。解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】解:、为了使小球做平抛运动,斜槽的末端需水平,故A正确。
、为了使小球平抛运动的初速度相等,每次从同一位置由静止释放小球,与斜面是否光滑无关,故BF错误,C正确。
D、记录小球位置用的木条或凹槽每次不需要地等距离下降,故D错误。
E、小球运动时不应与木板上的白纸或方格纸相接触,故E正确。
F、将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑曲线将点连成线
故选:。
在竖直方向上有:,其中,代入得:,水平方向匀速运动有:,其中,,代入解得:。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22.一质点在轴上并只朝着轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后:
质点在前内的位移、路程各为多大?
质点在末的瞬时速度为多大?
质点在到这段时间内的平均速度多大?
【答案】解:质点在前内的位移为:,路程也是.
由图可知质点在末处于静止状态,故速度为零;
质点在到这段时间内的平均速度
答:质点在前内的位移、路程各为,
质点在末的瞬时速度为零
质点在到这段时间内的平均速度是
【解析】由图标可知:物体前做匀速运动,静止,又做匀速运动,位移等于末位置的坐标减去初位置的坐标,即,根据该公式判断哪一段时间位移最大,平均速度等于总位移除以总时间.
解决本题的关键会在坐标系上求物体的位移,位移等于末位置的坐标减去初位置的坐标,即,负号表示位移的方向.
23.如图所示,、两车同向行驶。当车以的速度匀速前进时,车在车后方处从静止出发以的加速度追赶车。当两车第一次相遇时,车开始以大小为的加速度匀减速行驶,过一段时间两车再一次相遇。求:
车第一次追上车需要的时间;
车追车过程中两车最远距离;
的值。
【答案】解:设车第一次追上车需要的时间为,即,代数得,解得;
由题意知、两车速度相等时相距最远,经时间 两车速度相等,即,解得,
两车相距最远为;
车第一次追上车时的速度为
从第一次相遇到车速度减为零,用时
从第一次相遇到车速度减为零,两车的位移分别为,
因为,所以此时两车还未第二次相遇,设还需时间,则
的值为。
【解析】由位移时间关系计算第一次相遇时间;结合速度时间公式求出两车速度相等经历的时间,再由位移时间关系计算两车最远距离;先计算两车第一次相遇时车速度,再次相遇时两车位移相等,列方程求解。
本题考查了运动学中的追及问题,关键抓住位移关系,结合临界状态,运用运动学公式进行求解。
24.如图,为光滑水平面,为倾角的光滑固定斜面,两者在处平滑连接质量的物体,受到与水平方向成斜向上拉力的作用,从点开始运动,到点时撤去,物体冲上光滑斜面物体在运动过程中的图象如图所示求:
段的长度;
拉力的大小;
物体冲上斜面的最大距离.
【答案】段的长度为 拉力的大小为 物体冲上斜面的最大距离为.
【解析】段做匀加速直线运动,有:.
物体做匀加速直线运动的加速度为:,
根据牛顿第二定律得:,
得:.
物体在斜面上上滑的加速度大小为:,
则物体冲上斜面的最大距离为:.
答:段的长度为;
拉力的大小为;
物体冲上斜面的最大距离为.
根据速度时间图线与时间轴围成的面积求出段的长度.
结合图线的斜率求出物块做匀加速直线运动的加速度,根据牛顿第二定律求出的大小.
根据牛顿第二定律求出物体在斜面上上滑的加速度,结合速度位移公式求出物体冲上斜面的最大距离.
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.
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