内容正文:
2026年1月高一学科素养测评
物理
(试卷总分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、选择题(共10小题,共46分。第1-7题,每小题4分,只有一项符合题目要求;第8-10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列关于物理学的说法正确的是( )
A. 火箭在太空中飞行时违背了牛顿第三定律,因为在太空中没有空气可推
B. 在国际单位制中,千克()、米()、秒()是力学的三个基本单位
C. 伽利略通过理想斜面实验说明了力是改变物体运动状态的原因
D. 伽利略的斜面实验直接测量的是小球沿斜面滚下的位移和时间,验证位移与时间的正比关系
2. 2025年11月14日,在全国第十五届运动会中,浙江队名将以48秒01的成绩夺得男子100米自由泳金牌。已知比赛所用泳池的长度为,则下列说法正确的是( )
A. “100m”指的是位移,“48秒01”指的是时刻
B. 整个比赛过程中该运动员的平均速度大约为
C. 研究该运动员的游泳技巧时,不可以把运动员看成质点
D. 整个比赛过程中该运动员的速度方向始终与加速度方向相同
3. 2025年5月4日,世界泳联跳水世界杯总决赛在北京国家游泳中心“水立方”落幕,中国跳水队包揽北京站总决赛全部9枚金牌。如图是某运动员参加10米台跳水比赛过程中,利用传感器和计算机处理出来的部分运动过程的图像,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻运动员刚离开跳台
B. 时刻运动员的速度方向发生改变
C. 运动员离跳台的最大高度为
D. 在时间内运动员先失重再超重
4. 如图所示,在同一水平粗糙地面上,第一次用弹簧测力计水平拖动木板做直线运动。第二次在木板上面叠放木块,也用弹簧测力计水平拖动,使木板和木块一起做直线运动。下列说法正确的是( )
A. 木板与地面接触面间的压力越大,它与地面间的动摩擦因数越大
B. 叠放木块后,木板未被拉动时,木块所受静摩擦力一定为0
C. 叠放木块,木板开始运动后,木块所受静摩擦力一定不为0
D. 木板开始运动后,在图示的两种情况下,弹簧测力计的示数一定不相等
5. 如图所示,质量为的滑块A与质量为的滑块B通过不可伸长的轻绳连接,A放在倾角的光滑固定斜面上,轻绳跨过斜面顶端的光滑定滑轮,另一端竖直悬挂着B,B下端与一轻弹簧相连,滑轮左侧的轻绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。现剪断连接A、B的轻绳,忽略空气阻力,重力加速度为。则剪断轻绳瞬间,滑块A和B的加速度大小分别为( )
A. 0.5;1.5 B. 0.5; C. ;1.5 D. ;
6. 在某次科技节遥控车漂移激情挑战赛中,红蓝两个遥控车沿同一方向做直线运动,红车在前。初始时刻红蓝两车间距为,其运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 红车的初速度大小为
B. 蓝车的加速度大小为
C. 时红蓝两车相距最近
D. 运动过程中,两车最小距离为
7. “平安南宁,绿色出行”,地铁已成为南宁市的主要绿色交通工具之一,图甲为地铁安检场景,图乙是安检时传送带运行的简化模型图。紧绷的传送带始终保持的恒定速率运行,行李与传送带之间的动摩擦因数,A、B间距离为,取。旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在处,下列说法正确的是( )
A. 行李一直做匀加速直线运动
B. 行李经过到达处
C. 若传送带速度足够大,行李最快也要才能到达处
D. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为
8. 下列说法正确的是( )
A. 两个互成一定角度的共点力,只要有一个分力增大,合力必然增大
B. 双手分别用10N的力拉住弹簧秤两端并保持静止,弹簧秤示数为10N
C. 一个物体同时受到、和三个共点力的作用时,该物体可能处于平衡状态
D. 一质量为的物体静止在倾角为的粗糙斜面上,重力可以分解为使物体下滑的力和使物体压紧斜面的力
9. 频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录运动物体的连续运动过程。如图是频闪仪拍到小球做竖直上抛运动上升过程中的5个位置,频闪仪的周期为,图中的5个位置中相邻两个小球的距离分别是,,,,已知,。小球运动过程不计空气阻力。重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 频闪仪的周期为
B. 小球运动到位置中点时的速度大于小球从运动到过程的平均速度
C.
D. 小球通过位置,,,的速度大小之比是
10. 如图所示,质量为的水平托盘与一竖直放置的轻弹簧焊接,托盘上放一质量为的物块A,整个装置静止。现对物块A施加一个竖直向上的变力,使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动,直到A、B分离。已知弹簧的劲度系数为,重力加速度为,空气阻力忽略不计。以下结论正确的是( )
A. 施加外力前,弹簧的形变量为
B. 外力施加的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. 物体A与B分离时,弹簧处于压缩状态
D. 力的最大值与最小值的差值为
二、非选择题(共5小题,共54分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中为固定橡皮条的图钉,为标记出的小圆环的位置,和为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 理想实验法 D. 建立物理模型法
(2)图乙中的力和力,一定沿橡皮条方向的是______(选填“F”或“”)。
(3)实验中与的夹角为,保持的方向不变、增大角的过程中,为保证结点位置不变,和的大小将______。
A. 一直增大,一直增大 B. 先减小后增大,一直增大
C. 一直增大,一直减小 D. 一直增大,先减小后增大
12. 三个实验小组用完全相同的小车分别采用如图甲、乙、丙所示的装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变,重物的质量为,试回答下列问题:
(1)某同学打出一条纸带如图戊所示,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离,打点计时器工作频率为。则打下计数点时纸带的速度______;小车做匀加速直线运动的加速度______。(两空均保留2位有效数字)
(2)甲、乙、丙三组实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______。
A. 甲、乙、丙 B. 甲、乙 C. 甲、丙
(3)实验时,必须满足“远大于”的实验小组是______(选填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)实验时,若甲、乙、丙三组实验的同学操作均完全正确,他们作出的图线如图(丁)中、、所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______(选填“ABC”“BCA”或“CBA”)。
13. 如图所示,将质量为的氢气球用轻绳拴在地面的木桩上,因受水平风力的作用,系氢气球的轻绳与水平方向夹角为,氢气球、轻绳和木桩均处于静止状态。已知空气对氢气球的浮力为,木桩的质量为,木桩受到的浮力忽略不计,重力加速度为。求:
(1)木桩对水平地面的压力大小;
(2)水平地面对木桩的摩擦力大小和方向。
14. 如图所示,水平地面上一辆平板车以的速度向前匀速行驶,时刻,在平板车前端的正前方距离处有一个小球在离地面高度处正以的初速度竖直向上抛出。已知平板车上表面离地高度为,车身长度,重力加速度。不计空气阻力。求:
(1)小球运动过程中距离地面的最大高度;
(2)小球从抛出到落到平板车上的时间;
(3)小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离。
15. 如图所示,一倾角为的固定斜面,斜面末端与放在光滑水平面上质量长木板平滑连接,木板足够长,点与木板上表面等高,与木板右端点距离为的点处固定一挡板,挡板高度等于木板厚度。已知之间的高度为,质量为的小物块与斜面间动摩擦因数为,与木板间动摩擦因数为,让小物块从点由静止开始滑下,。求:
(1)物块到达点时速度大小;
(2)木板第一次与挡板碰撞前,物块在木板上留下的划痕长度;
(3)若长木板与挡板碰撞后速度立即减为零,此后物块恰好能滑离长木板,求长木板的长度。
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2026年1月高一学科素养测评
物理
(试卷总分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
一、选择题(共10小题,共46分。第1-7题,每小题4分,只有一项符合题目要求;第8-10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列关于物理学的说法正确的是( )
A. 火箭在太空中飞行时违背了牛顿第三定律,因为在太空中没有空气可推
B. 在国际单位制中,千克()、米()、秒()是力学的三个基本单位
C. 伽利略通过理想斜面实验说明了力是改变物体运动状态的原因
D. 伽利略的斜面实验直接测量的是小球沿斜面滚下的位移和时间,验证位移与时间的正比关系
【答案】B
【解析】
【详解】A.火箭在太空中飞行时,通过喷出燃料产生反作用力,遵循牛顿第三定律(作用力与反作用力定律),不依赖空气,故A错误;
B.在国际单位制(SI)中,千克()、米()、秒()是力学的三个基本单位,分别对应质量、长度和时间,故B正确;
C.伽利略的理想斜面实验说明了物体在不受力时保持运动状态不变(惯性),为“力是改变物体运动状态的原因”提供了实验基础,但该表述更直接源于牛顿第一定律,故C错误;
D.伽利略的斜面实验直接测量小球沿斜面滚下的位移和时间,验证了位移与时间的平方成正比,而非与时间的正比关系,故D错误。
故选B。
2. 2025年11月14日,在全国第十五届运动会中,浙江队名将以48秒01的成绩夺得男子100米自由泳金牌。已知比赛所用泳池的长度为,则下列说法正确的是( )
A. “100m”指的是位移,“48秒01”指的是时刻
B. 整个比赛过程中该运动员的平均速度大约为
C. 研究该运动员的游泳技巧时,不可以把运动员看成质点
D. 整个比赛过程中该运动员的速度方向始终与加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.“100m”指运动员实际游过的路径长度(路程),而非位移(起点到终点的直线距离),因泳池长50m,运动员往返游动,位移可能为零;“48秒01”指完成比赛所用的时间间隔,而非时刻。故A错误;
B.平均速度定义为位移与时间之比,位移为0,故平均速度为0,故B错误;
C.研究游泳技巧需分析身体动作、姿势等细节,运动员的大小和形状不可忽略,故不能视为质点,故C正确;
D.比赛过程中,运动员速度方向会改变,加速度方向不一定与速度方向相同,故D错误。
故选C。
3. 2025年5月4日,世界泳联跳水世界杯总决赛在北京国家游泳中心“水立方”落幕,中国跳水队包揽北京站总决赛全部9枚金牌。如图是某运动员参加10米台跳水比赛过程中,利用传感器和计算机处理出来的部分运动过程的图像,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻运动员刚离开跳台
B. 时刻运动员的速度方向发生改变
C. 运动员离跳台的最大高度为
D. 在时间内运动员先失重再超重
【答案】D
【解析】
【详解】A.跳水运动员刚离开跳台时向上运动,速度向上,加速度向下,做匀减速运动,图像斜率为负,与题图初速度为零且斜率为正不符合,因此初始时刻运动员已经离开跳台一段时间,故A错误;
B.在时刻前后,速度均大于零,因此速度方向没有发生改变,故B错误;
C.运动员离开跳台后,做竖直上抛运动,速度为零的位置(对应最高点)比跳台高,速度最大时接触水面,水面高度比跳台低,即跳台在水面和最高点之间。由题图可知运动员从最高点到水面的高度为
因此运动员离跳台的最大高度小于,故C错误;
D.由图像可知运动员在时间内先向下做匀加速直线运动再向下做减速运动,加速度先向下再向上,因此这段时间内运动员先失重再超重,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在同一水平粗糙地面上,第一次用弹簧测力计水平拖动木板做直线运动。第二次在木板上面叠放木块,也用弹簧测力计水平拖动,使木板和木块一起做直线运动。下列说法正确的是( )
A. 木板与地面接触面间的压力越大,它与地面间的动摩擦因数越大
B. 叠放木块后,木板未被拉动时,木块所受静摩擦力一定为0
C. 叠放木块,木板开始运动后,木块所受静摩擦力一定不为0
D. 木板开始运动后,在图示的两种情况下,弹簧测力计的示数一定不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.两物体间的动摩擦因数与材料和接触面的粗糙程度有关,它与地面间的动摩擦因数与压力无关,木板与地面接触面间的压力越大,则木板与地面间的动摩擦因数不变,故A错误;
B.叠放木块后,木板未被拉动时,根据平衡条件,木块受到的静摩擦力为0,故B正确;
C.叠放木块,木板开始运动后,若木板和木块一起做匀速直线运动。木块所受静摩擦力为0,故C错误;
D.木板开始运动后,若第一次加速运动,第二次匀速运动的情况下,则弹簧测力计的示数可能相同,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,质量为的滑块A与质量为的滑块B通过不可伸长的轻绳连接,A放在倾角的光滑固定斜面上,轻绳跨过斜面顶端的光滑定滑轮,另一端竖直悬挂着B,B下端与一轻弹簧相连,滑轮左侧的轻绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。现剪断连接A、B的轻绳,忽略空气阻力,重力加速度为。则剪断轻绳瞬间,滑块A和B的加速度大小分别为( )
A. 0.5;1.5 B. 0.5; C. ;1.5 D. ;
【答案】A
【解析】
【详解】剪断轻绳瞬间,滑块A的合力等于其重力沿斜面向下的分力,由牛顿第二定律得
推导得滑块A的加速度
剪断轻绳前,对滑块A受力分析得绳子拉力
因此弹簧处于伸长状态,滑块B受到绳子拉力、自身重力和弹簧拉力的作用。剪断轻绳瞬间,滑块B的自身重力和弹簧拉力的合力与剪断轻绳前轻绳的拉力等大反向,由牛顿第二定律得
推导得滑块B的加速度
故选A。
6. 在某次科技节遥控车漂移激情挑战赛中,红蓝两个遥控车沿同一方向做直线运动,红车在前。初始时刻红蓝两车间距为,其运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 红车的初速度大小为
B. 蓝车的加速度大小为
C. 时红蓝两车相距最近
D. 运动过程中,两车最小距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知红车的初速度大小为,故A错误;
B.由得
因此图的斜率为两倍加速度,蓝车的加速度为,故B错误;
C.红车加速度为
由图可知蓝车的初速度
红蓝两车相距最近时,速度相同,有
解得,故C正确;
D.运动过程中,红蓝两车相距最近时距离最小,两车最小距离
代入数据计算得,故D错误。
故选C。
7. “平安南宁,绿色出行”,地铁已成为南宁市的主要绿色交通工具之一,图甲为地铁安检场景,图乙是安检时传送带运行的简化模型图。紧绷的传送带始终保持的恒定速率运行,行李与传送带之间的动摩擦因数,A、B间距离为,取。旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在处,下列说法正确的是( )
A. 行李一直做匀加速直线运动
B. 行李经过到达处
C. 若传送带速度足够大,行李最快也要才能到达处
D. 行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由牛顿第二定律可知行李加速度
行李从静止加速到与传送带共速所用时间
行李从静止加速到与传送带共速时的位移
因此行李先加速运动再和传送带一起匀速运动,故A错误;
B.行李到达处的时间等于加速阶段的时间与匀速阶段的时间之和,故B错误;
C.若传送带速度足够大,则行李一直加速,有
解得,故C错误;
D.行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度等于相对位移的大小,为,故D正确。
故选D。
8. 下列说法正确的是( )
A. 两个互成一定角度的共点力,只要有一个分力增大,合力必然增大
B. 双手分别用10N的力拉住弹簧秤两端并保持静止,弹簧秤示数为10N
C. 一个物体同时受到、和三个共点力的作用时,该物体可能处于平衡状态
D. 一质量为的物体静止在倾角为的粗糙斜面上,重力可以分解为使物体下滑的力和使物体压紧斜面的力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两个互成一定角度的共点力,根据平行四边形定则,一个分力增大时,合力可能增大、减小或不变,故A错误;
B.弹簧秤处于静止状态时,所受合力为零,示数等于作用在其一端的拉力大小。双手各用10N的力拉两端,弹簧秤示数为10N,故B正确;
C.三个共点力平衡的条件是合力为零,即三力能构成封闭三角形。3N、6N、8N满足三角形不等式,故可能平衡,故C正确;
D.重力分解时,沿斜面向下的分力(下滑力),垂直斜面向下的分力为,故D错误。
故选BC。
9. 频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录运动物体的连续运动过程。如图是频闪仪拍到小球做竖直上抛运动上升过程中的5个位置,频闪仪的周期为,图中的5个位置中相邻两个小球的距离分别是,,,,已知,。小球运动过程不计空气阻力。重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 频闪仪的周期为
B. 小球运动到位置中点时的速度大于小球从运动到过程的平均速度
C.
D. 小球通过位置,,,的速度大小之比是
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据匀变速直线运动规律可得
解得,故A错误;
BCD.根据匀变速直线运动规律可知
解得
同理可得
由此可知
则
由逆向思维可知,可以将整个过程看成从E点自由下落的过程,根据可知,小球通过位置、、、的速度大小之比是
小球经过A、E中点时的速度为
A、E段的平均速度为,故BD正确,C错误。
故选BD。
10. 如图所示,质量为的水平托盘与一竖直放置的轻弹簧焊接,托盘上放一质量为的物块A,整个装置静止。现对物块A施加一个竖直向上的变力,使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动,直到A、B分离。已知弹簧的劲度系数为,重力加速度为,空气阻力忽略不计。以下结论正确的是( )
A. 施加外力前,弹簧的形变量为
B. 外力施加的瞬间,A、B间的弹力大小为
C. 物体A与B分离时,弹簧处于压缩状态
D. 力的最大值与最小值的差值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.施加外力前,整个装置处于静止状态,以A、B整体为研究对象进行受力分析,由平衡关系可得
解得此时弹簧的形变量为,故A正确;
B.外力施加的瞬间,弹簧的形变量未变,所以弹力仍为,此时力有最小值。以A、B整体为研究对象进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得力的最小值为
再以A为研究对象进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得此时A、B间的弹力大小为,故B错误;
C.当物体A与B分离时,两者间的弹力,但A、B的加速度仍为。以B为研究对象进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得
即弹簧弹力仍竖直向上,说明弹簧仍处于压缩状态,故C正确;
D.由B选项可知,力的最小值为;物体A与B分离时,此时力有最大值。对物体A进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得
所以力的最大值与最小值的差值为,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题(共5小题,共54分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中为固定橡皮条的图钉,为标记出的小圆环的位置,和为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法
C. 理想实验法 D. 建立物理模型法
(2)图乙中的力和力,一定沿橡皮条方向的是______(选填“F”或“”)。
(3)实验中与的夹角为,保持的方向不变、增大角的过程中,为保证结点位置不变,和的大小将______。
A. 一直增大,一直增大 B. 先减小后增大,一直增大
C. 一直增大,一直减小 D. 一直增大,先减小后增大
【答案】(1)B (2)F (3)A
【解析】
【小问1详解】
本实验的原理是用一个力产生的作用效果与两个力产生的作用相同来进行等效替代。
故选B。
【小问2详解】
用一个弹簧秤拉橡皮条时,力一定沿橡皮条AO方向,图中可以看出,F表示一个弹簧测力计表示的力,表示的是用平行四边形定则作出的两个力的合力,所以一定沿橡皮条AO方向的是F。
【小问3详解】
保持的方向不变、增大角的过程中,为保证结点位置不变,即与的合力不变,由力三角形法作图如下
可知、的大小一直在变大。
故选A。
12. 三个实验小组用完全相同的小车分别采用如图甲、乙、丙所示的装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变,重物的质量为,试回答下列问题:
(1)某同学打出一条纸带如图戊所示,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,图中上面的数字为对应的两个计数点间的距离,打点计时器工作频率为。则打下计数点时纸带的速度______;小车做匀加速直线运动的加速度______。(两空均保留2位有效数字)
(2)甲、乙、丙三组实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______。
A. 甲、乙、丙 B. 甲、乙 C. 甲、丙
(3)实验时,必须满足“远大于”的实验小组是______(选填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)实验时,若甲、乙、丙三组实验的同学操作均完全正确,他们作出的图线如图(丁)中、、所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______(选填“ABC”“BCA”或“CBA”)。
【答案】(1) ①. 0.50 ②. 0.93 (2)A
(3)甲 (4) CBA
【解析】
【小问1详解】
打点计时器工作频率为50Hz,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来,相邻两个计数点间的时间间隔为
[1] 打下计数点D时纸带的速度,等于C到E这段时间内的平均速度
[2]用逐差法求加速度
【小问2详解】
甲、乙、丙三组实验中,小车与长木板均有摩擦力,只有平衡摩擦力之后,才能用细线对小车的拉力代替小车受到的合力,所以三组方案均需要平衡摩擦力。
故选A。
【小问3详解】
乙、丙两个小组分别用传感器、测力计测出了细线对小车的拉力,而甲小组是用重物的重力来代替细线对小车的拉力,所以必须满足“M远大于m”的实验小组是甲。
【小问4详解】
乙、丙两个小组分别用传感器、测力计测出了细线对小车的拉力,,图像均为过原点的直线,当力的测量值为时,乙车受到的拉力为,丙车受到的拉力为,所以丙小组的图像斜率要大一些;
甲小组实验中是用重物的重力来代替细线对小车的拉力
研究小车,研究重物
联立可得
当时,,图像基本上是直线,当增大到一定程度时(实际上是在增大),小车实际受到的拉力将明显小于测量值,加速度会偏小,所以图像会向下弯曲。故甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是ABC。
13. 如图所示,将质量为的氢气球用轻绳拴在地面的木桩上,因受水平风力的作用,系氢气球的轻绳与水平方向夹角为,氢气球、轻绳和木桩均处于静止状态。已知空气对氢气球的浮力为,木桩的质量为,木桩受到的浮力忽略不计,重力加速度为。求:
(1)木桩对水平地面的压力大小;
(2)水平地面对木桩的摩擦力大小和方向。
【答案】(1)
(2),水平向右
【解析】
【小问1详解】
以气球、木桩整体为研究对象
根据牛顿第三定律木桩对水平地面的压力等于地面对木桩的支持力
解得
【小问2详解】
对气球进行受力分析,设轻绳对气球的拉力为,由平衡关系可得
轻绳对木桩有向左上的拉力,地面对木桩的摩擦力一定水平向右,根据平衡条件
解得
14. 如图所示,水平地面上一辆平板车以的速度向前匀速行驶,时刻,在平板车前端的正前方距离处有一个小球在离地面高度处正以的初速度竖直向上抛出。已知平板车上表面离地高度为,车身长度,重力加速度。不计空气阻力。求:
(1)小球运动过程中距离地面的最大高度;
(2)小球从抛出到落到平板车上的时间;
(3)小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球上抛运动所能到达的高度为
则小球离地面的最大高度
【小问2详解】
小球上升的时间
小球距离平板车的最大高度为
则小球下落的时间
则小球从抛出到落到平板车上的时间
【小问3详解】
从小球抛出到落到平板车上的过程中,平板车通过的位移为
则小球落在平板车上的位置到平板车后端的距离
15. 如图所示,一倾角为的固定斜面,斜面末端与放在光滑水平面上质量长木板平滑连接,木板足够长,点与木板上表面等高,与木板右端点距离为的点处固定一挡板,挡板高度等于木板厚度。已知之间的高度为,质量为的小物块与斜面间动摩擦因数为,与木板间动摩擦因数为,让小物块从点由静止开始滑下,。求:
(1)物块到达点时速度大小;
(2)木板第一次与挡板碰撞前,物块在木板上留下的划痕长度;
(3)若长木板与挡板碰撞后速度立即减为零,此后物块恰好能滑离长木板,求长木板的长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块与斜面间动摩擦因数为,物块下滑过程中的加速度大小满足牛顿第二定律
解得
物块到达B点时速度大小满足
解得
【小问2详解】
物块滑到木板上时,两者间为滑动摩擦力,规定向右为正方向,物块的加速度满足
解得
因水平面光滑,木板的加速度满足
解得
若木板在撞到挡板前未与物块共速,两者间始终为滑动摩擦力,则木板从静止开始运动至撞到挡板用时满足
解得
此时木板的速度大小变为
物块的速度大小变为
可知,故假设不成立,物块与木板应先达到共速再撞击挡板,两者共速的速度大小满足
解得,
设物块在木板上留下的划痕长度为,该过程物块的位移为
木板的位移为
故划痕长度
【小问3详解】
若长木板与挡板碰撞后速度立即减为零,物块以在木板上减速前进至停止,该过程物块前进的距离为
物块恰好能滑离长木板,则木板的长度
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