内容正文:
高一物理
考生须知:
1.全卷分试卷和答题卷。考试结束后,将答题卷上交。
2.试卷共6页,有2大题,19小题。满分100分,考试时间90分钟。
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效。
4.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5.可能用到的相关参数:除特别说明外,重力加速度g均取10m/s2。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量是矢量且单位为国际单位制基本单位的是( )
A. 路程m B. 力N C. 位移m D. 速度m/s
2. 如图所示,在校运动会4×100m接力赛中,下列说法正确的是( )
A. 研究两同学交接棒时,可将其视质点
B. 比赛中每位运动员的位移均为100m
C. 冠军队的成绩为44.60s,44.60s指的是时间间隔
D. 甲同学领先乙同学,甲同学的瞬时速度一定大于乙同学
3. 关于物理学研究中常用的科学思想方法,下列说法正确的是( )
A. 图甲中观察微小形变实验采用了放大法
B. 图乙中用悬挂法确定薄板的重心采用了理想模型法
C 图丙中推导匀变速直线运动位移公式采用了假设法
D. 图丁中探究曲线运动瞬时速度的方向采用了微元法
4. 如图所示,足球从地面1的位置踢出后经最高点2落在地面3的位置,运动轨迹如图中虚线所示,足球在最高点2所受合力的示意图可能正确的是( )
A. B.
C D.
5. 如图所示为小船过河的示意图,实线为河岸,虚线为小船从河岸驶向对岸的实际航线,船头指向为小船在静水中的速度方向,图中箭头指向为河水的流动方向,下列选项可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,同学们在野外研学时观察到苹果与树叶从树上静止下落,他们就此展开讨论,下列观点最合理的是( )
A. 小兰说:“苹果与树叶相同时间下落的距离相同”
B. 小红说:“树叶下落的速度正比于下落的时间”
C. 小方说:“苹果下落的速度正比于下落的距离”
D. 小明说:“苹果下落的高度与时间的平方成正比”
7. 如图所示为某物体运动的图像,下列说法正确的是( )
A 第2s末,物体回到出发点
B. 物体在第2s内与第3s内的加速度方向相反
C. 第1s内物体的加速度大小为1m/s2,方向为正方向
D. 0~3s内物体的平均速度为0.5m/s,方向为正方向
8. 如图1所示,一辆风扇小车,打开风扇开关,小车由静止开始运动,下列说法正确的是( )
A. 小车运动是因为空气对风扇的作用力大于风扇对空气的作用力
B. 空气对风扇的作用力与风扇对空气的作用力大小始终相等
C. 若行进中电路突发故障,风扇停止转动,小车立即停止运动
D. 如图2所示,小车上加垂直风向的挡板,开启风扇,小车仍能前进
9. 如图所示,黑板擦吸附在可360°旋转的磁性黑板正面,黑板擦与黑板间有大小恒定的磁力作用,并始终保持相对静止,将黑板由竖直缓慢转过90°,使其正面朝上,旋转过程中,下列说法正确的是( )
A. 黑板对黑板擦弹力减小 B. 黑板对黑板擦的摩擦力增大
C. 黑板对黑板擦的作用力恒定 D. 转至水平时黑板擦受到的弹力与重力平衡
10. 如图所示是我国航天员在天宫一号中演示测质量的实验。将航天员固定在支架一端,另一位航天员将支架拉开到指定位置后松手,支架产生40N的恒定拉力拉着航天员从静止沿直线返回到舱壁,通过光栅测速装置测得支架复位的速度和时间。下列说法错误的是( )
A. 复位过程中航天员运动的位移为0.25m
B. 该航天员的质量为80kg
C. 在太空中不能用弹簧测力计测拉力
D. 物体在太空中处于完全失重状态,无法用天平测量质量
11. 汽车行驶到靠近人行横道时为了礼让行人立即刹车,其位移与时间的关系为,下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2
B. 第3s末汽车的速度大小为2m/s
C. 第3s内汽车运动的位移大小为12m
D. 为了礼让行人,汽车应该在距离人行道至少12.5m处开始刹车
12. 如图所示,小女孩将足球用力从点向前踢出,足球沿管壁运动一周后,从图示中的点离开管壁,恰好在管道截面圆心点落入书包。若足球从点离开管壁时,速度方向与水平方向成30°角斜向上,虚线为足球的运动轨迹。将足球视为质点,忽略空气阻力的影响,足球在点脱离管壁后,下列说法正确的是( )
A. 足球做匀变速曲线运动
B. 足球在最高点的速度为零
C. 足球从点运动到点,水平方向分速度大小恒为
D. 足球落在点时速度与水平方向夹角为30°
13. 如图所示,木块A、B分别重10N和20N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧伸长量为2cm,弹簧的劲度系数为100N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用水平拉力作用在木块B上,下列说法正确的是( )
A. 当时,A、B受到的摩擦力大小相等
B. 当时,A受到的摩擦力大小为3N
C. 当逐渐增大,B受到的摩擦力也逐渐增大
D. 当逐渐增大至5N,B将开始滑动
14. 如图所示是游乐场的一种娱乐器械。环形座舱套装在竖直柱子上,座舱距地面80m的高处自由落下,当落到距地面35m的位置时制动系统启动,座舱做匀减速运动到地面时刚好停下,不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力。若座舱中某乘客的质量为,下列说法正确的是( )
A. 该乘客体验完全失重的时间为4s
B. 该乘客全程的平均速度为15m/s
C. 当座舱距地面50m的位置时,该乘客对座舱的压力为490N
D. 当座舱距地面15m的位置时,该乘客对座舱的压力为630N
15. 如图所示,与水平面夹角为37°的倾斜传送带,两轮中心间的距离为5.8m,在电机控制下以4m/s的恒定速率逆时针运转。质量为1kg的物块(可视为质点)由静止从传送带顶端释放,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,物块从顶端滑至底端的过程,下列说法正确的是( )
A. 先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动
B. 所受摩擦力方向一直沿传送带向上
C. 从顶端运动至底端的时间为1.65s
D. 在传送带上留下的划痕长度为1m
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,小刘同学设计了如图所示的实验方案,通过力传感器直接测量细线拉力。
(1)除了图中的实验器材外,还需要的器材有________(多选)
A. B. C.
(2)下列说法正确的是_______(单选)
A. 实验时要调整滑轮高度,使细线与轨道保持平行
B. 实验器材中增加了力传感器,则可以省去平衡阻力的操作
C. 为减小误差,所挂槽码质量应远小于小车和力传感器的总质量
D. 实验中需要将远离滑轮的一端适当垫高以平衡阻力,操作时需撤去槽码和纸带
(3)某次实验打出的纸带如图所示,选取0、1、2、3、4五个计数点,两个相邻计数点间还有四个点未画出,电源频率为50Hz,则计数点2对应的刻度值为_______cm,小车的加速度为_______1m/s2。(加速度计算结果保留两位有效数字)
(4)正确操作后,以拉力传感器示数为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像可能是_______(单选)
A. B. C.
17. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中.
(1)如图a所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端与轻质小圆环连接,弹簧的自然长度为,在图b图c中,分别用两个弹簧测力计和一个弹簧测力计拉小圆环,使之在点保持静止,该实验采用的科学方法是_______(单选)
A. 控制变量法 B. 理想实验法 C. 等效替代法
(2)某同学利用图c装置做“探究弹簧弹力和形变量的关系”的实验,以弹簧的伸长量为纵坐标,弹簧测力计的读数为横坐标,在坐标纸上描出的点如图所示,该弹簧的劲度系数________N/m(计算结果保留3位有效数字)。
18. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,
(1)用图1装置进行实验,下列说法正确的是______(单选)
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(2)用图2装置进行实验,下列说法正确的是_______(单选)
A. 每次释放钢球的位置可以不同
B. 调节挡板高度时必须等间距变化
C. 钢球运动时不应与背板上的白纸相接触
D. 在描绘小球运动的轨迹时,需要用平滑的曲线将所有的点连接起来
(3)如图3所示,某次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长,实验记录了小球在运动中的3个点迹,则该小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s。(g取10m/s2,计算结果保留两位有效数字)
19. 人形机器人在第十五届全运会上亮相,与吉祥物“乐融融”进行百米赛跑。假设吉祥物“乐融融”以恒定速度前进,机器人从静止开始,先以恒定加速度追赶2.5m,再以1m/s恒定速度移动,最终吉祥物“乐融融”以1min40s的成绩冲过终点线。求:
(1)吉祥物“乐融融”奔跑的平均速度大小;
(2)机器人加速时的加速度大小;
(3)吉祥物“乐融融”冲线时,机器人距离终点线还有多远。
20. 无人机吊运已广泛应用于海事、运输、救援及影视制作等领域,如图所示为用两架无人机、吊运、投掷货物的试验场景,无人机质量均为,用轻绳、一起提升质量的货物,试验时无人机和货物先竖直向上做匀速直线运动,至货物离地处悬停,轻绳、与竖直方向夹角均为60°且保持不变,不计空气阻力。求:
(1)匀速上升时,绳上的拉力的大小;
(2)悬停时,空气对和构成的无人机组作用力的大小;
(3)若货物随无人机以5m/s的速度从悬停点沿水平方向向投掷点匀速前进,货物在距离点水平方向多远的位置释放,能够准确投掷至点?
21. 如图1所示,质量、长的木板放置于足够长的水平面上,质量的物块置于木板右端,物块通过水平细线与固定的力传感器相连,细线恰好绷直但无拉力,用水平向右的力拉木板,从零开始逐渐增大,直至木板运动。通过计算机绘制出细线拉力大小随大小变化的图像如图2所示,已知木板与地面间的滑动摩擦因数。
(1)分析木板运动后物块受到的摩擦力方向及物块与木板间的滑动摩擦因数;
(2)原来系统处于静止状态,现对木板施加的恒力,物块经多长时间脱离木板;
(3)在(2)中,若作用1s时,传感器与物块间的细线断裂,请通过计算分析物块是否会脱离木板。若会,请计算物块在木板上相对滑动的时间;若不会,请计算物块与木板相对静止时在木板上的位置。
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高一物理
考生须知:
1.全卷分试卷和答题卷。考试结束后,将答题卷上交。
2.试卷共6页,有2大题,19小题。满分100分,考试时间90分钟。
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效。
4.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
5.可能用到的相关参数:除特别说明外,重力加速度g均取10m/s2。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量是矢量且单位为国际单位制基本单位的是( )
A. 路程m B. 力N C. 位移m D. 速度m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.路程是标量,不是矢量,故A错误;
B.力是矢量,但单位()是导出单位,故B错误;
C.位移是矢量,且单位是基本单位,故C正确;
D.速度是矢量,但单位是导出单位,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,在校运动会4×100m接力赛中,下列说法正确的是( )
A. 研究两同学交接棒时,可将其视为质点
B. 比赛中每位运动员的位移均为100m
C. 冠军队的成绩为44.60s,44.60s指的是时间间隔
D. 甲同学领先乙同学,甲同学的瞬时速度一定大于乙同学
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究两同学交接棒时,不能忽略两同学的大小,不能将其视为质点,故A错误;
B.100m指的是每位运动员的路程,因运动员可能会经过弯道,则位移不一定是100m,故B错误;
C.44.60s描述的是一段过程的长短,指的是时间间隔,故C正确;
D.甲同学领先乙同学,但瞬时速度大小与位置无关,故甲同学的瞬时速度不一定大于乙同学,故D错误。
故选C。
3. 关于物理学研究中常用的科学思想方法,下列说法正确的是( )
A 图甲中观察微小形变实验采用了放大法
B. 图乙中用悬挂法确定薄板的重心采用了理想模型法
C. 图丙中推导匀变速直线运动位移公式采用了假设法
D. 图丁中探究曲线运动瞬时速度的方向采用了微元法
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中观察微小形变实验采用了放大法,故A正确;
B.图乙中由于悬线的拉力跟薄板的重力平衡,用悬挂法确定薄板的重心采用了二力平衡法,故B错误;
C.图丙中推导匀变速直线运动位移公式采用了微元法,故C错误;
D.图丁中探究曲线运动瞬时速度的方向采用了极限法,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,足球从地面1的位置踢出后经最高点2落在地面3的位置,运动轨迹如图中虚线所示,足球在最高点2所受合力的示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示在最高点,足球受与速度方向相反的阻力和竖直向下的重力
足球在最高点2所受合力斜向左下方,故合力示意图可能正确的为B。
故选B。
5. 如图所示为小船过河的示意图,实线为河岸,虚线为小船从河岸驶向对岸的实际航线,船头指向为小船在静水中的速度方向,图中箭头指向为河水的流动方向,下列选项可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小船的实际速度是小船在静水中的速度和河水流速的矢量和,速度的合成遵循平行四边形定则,故小船的实际速度一定夹在小船在静水中的速度方向和河水流速方向之间。
故选B。
6. 如图所示,同学们在野外研学时观察到苹果与树叶从树上静止下落,他们就此展开讨论,下列观点最合理的是( )
A. 小兰说:“苹果与树叶相同时间下落的距离相同”
B. 小红说:“树叶下落的速度正比于下落的时间”
C. 小方说:“苹果下落的速度正比于下落的距离”
D. 小明说:“苹果下落的高度与时间的平方成正比”
【答案】D
【解析】
【详解】苹果下落时所受空气阻力远小于重力,空气阻力可忽略不计,故苹果由静止开始下落可看成自由落体运动,根据和可知,苹果下落的速度的平方正比于下落的距离,下落的高度与时间的平方成正比;而树叶下落时所受空气阻力不能忽略,故树叶由静止开始下落不能看成自由落体运动,且速度越大所受空气阻力越大,加速度越小。故相同时间内苹果下落的距离较大,树叶下落的速度与下落的时间不成正比。
故选D。
7. 如图所示为某物体运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 第2s末,物体回到出发点
B. 物体在第2s内与第3s内的加速度方向相反
C. 第1s内物体的加速度大小为1m/s2,方向为正方向
D. 0~3s内物体的平均速度为0.5m/s,方向为正方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体内一直向正方向运动,第2s末,物体离出发点最远,故A错误;
B.第2s内与第3s内图像的斜率相等且均为负,故物体在第2s内与第3s内的加速度方向相同,故B错误;
C.由可知,第1s内物体的加速度为
方向为正方向,故C正确;
D.根据图像与时间轴所包围的面积表示位移可知,0~3s内物体的位移等于第1s内物体的位移,故0~3s内物体的位移为
0~3s内物体的平均速度为,方向为正方向,故D错误。
故选C。
8. 如图1所示,一辆风扇小车,打开风扇开关,小车由静止开始运动,下列说法正确的是( )
A. 小车运动是因为空气对风扇的作用力大于风扇对空气的作用力
B. 空气对风扇的作用力与风扇对空气的作用力大小始终相等
C. 若行进中电路突发故障,风扇停止转动,小车立即停止运动
D. 如图2所示,小车上加垂直风向的挡板,开启风扇,小车仍能前进
【答案】B
【解析】
【详解】A B.空气对风扇的作用力与风扇对空气的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,它们的大小总是相等的,A错误,B正确;
C.若行进中电路突发故障,风扇停止转动,小车由于惯性会继续向前运动一段,不会立即停止,C错误;
D.若在风扇后方加上垂直风向的挡板,风扇向后吹出的空气会被挡板挡住,反冲作用减弱甚至抵消,小车难以前进,D错误。
故选B。
9. 如图所示,黑板擦吸附在可360°旋转的磁性黑板正面,黑板擦与黑板间有大小恒定的磁力作用,并始终保持相对静止,将黑板由竖直缓慢转过90°,使其正面朝上,旋转过程中,下列说法正确的是( )
A. 黑板对黑板擦的弹力减小 B. 黑板对黑板擦的摩擦力增大
C. 黑板对黑板擦的作用力恒定 D. 转至水平时黑板擦受到的弹力与重力平衡
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设黑板与水平方向的夹角为,对黑板擦受力分析如图所示
根据黑板擦受力平衡可知,黑板对黑板擦的弹力和摩擦力大小分别为,
随着黑板的旋转,减小,则增大,减小,故增大,减小,故AB错误;
C.根据黑板擦受力平衡可知,黑板对黑板擦的作用力(弹力、摩擦力、吸引力的合力)始终与黑板擦所受的重力等大反向,故黑板对黑板擦的作用力恒定,故C正确;
D.转至水平时,故D错误。
故选C。
10. 如图所示是我国航天员在天宫一号中演示测质量的实验。将航天员固定在支架一端,另一位航天员将支架拉开到指定位置后松手,支架产生40N的恒定拉力拉着航天员从静止沿直线返回到舱壁,通过光栅测速装置测得支架复位的速度和时间。下列说法错误的是( )
A. 复位过程中航天员运动的位移为0.25m
B. 该航天员的质量为80kg
C. 在太空中不能用弹簧测力计测拉力
D. 物体在太空中处于完全失重状态,无法用天平测量质量
【答案】C
【解析】
【详解】A.复位过程中航天员运动的位移为,故A正确,不符合题意;
B.航天员的加速度大小为
航天员的质量为,故B正确,不符合题意;
CD.物体在太空中处于完全失重状态,工作原理与重力有关的仪器将失效,天平的工作原理与重力有关,故无法用天平测量质量,用弹簧测力计测拉力的原理与重力无关,故仍能用弹簧测力计测拉力,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
11. 汽车行驶到靠近人行横道时为了礼让行人立即刹车,其位移与时间的关系为,下列说法正确的是( )
A. 汽车做匀减速直线运动,加速度大小为2m/s2
B. 第3s末汽车的速度大小为2m/s
C. 第3s内汽车运动的位移大小为12m
D. 为了礼让行人,汽车应该在距离人行道至少12.5m处开始刹车
【答案】D
【解析】
【详解】A.给定位移公式,对比匀变速直线运动位移公式,得初速度 ,加速度(负号表示减速)。即汽车做匀减速直线运动的加速度大小为4m/s2,故A错误。
B.汽车停止时间
第3 s末汽车已停止,速度大小为 0,故B错误。
C.时汽车已停止,汽车在第3s内只运动0.5s,由逆向思维可知位移为,故C错误。
D.刹车距离为从开始刹车到停止的位移,,故应在至少 处开始刹车,故D正确。
故选D。
12. 如图所示,小女孩将足球用力从点向前踢出,足球沿管壁运动一周后,从图示中的点离开管壁,恰好在管道截面圆心点落入书包。若足球从点离开管壁时,速度方向与水平方向成30°角斜向上,虚线为足球的运动轨迹。将足球视为质点,忽略空气阻力的影响,足球在点脱离管壁后,下列说法正确的是( )
A. 足球做匀变速曲线运动
B. 足球在最高点的速度为零
C. 足球从点运动到点,水平方向分速度大小恒为
D. 足球落在点时速度与水平方向夹角为30°
【答案】A
【解析】
【详解】A.足球在点脱离管壁后做斜上抛运动,是加速度不变的曲线运动,是匀变速曲线运动,故A正确;
B.足球在最高点竖直方向的速度为零,但水平方向的速度不为零,故足球在最高点的速度不为零,故B错误;
C.足球从点运动到点,水平方向做匀速直线运动,则水平方向分速度大小恒为,故C错误;
D.足球从点离开管壁时,速度方向与水平方向成30°角斜向上,根据斜上抛运动的对称性可知,足球经过P点关于过最高点的竖直线的对称点时速度方向与水平方向成30°角斜向下,足球经过最高点后速度方向与水平方向的夹角越来越大,故足球落在点时速度与水平方向夹角必大于30°,故D错误。
故选A。
13. 如图所示,木块A、B分别重10N和20N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧伸长量为2cm,弹簧的劲度系数为100N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用水平拉力作用在木块B上,下列说法正确的是( )
A. 当时,A、B受到的摩擦力大小相等
B. 当时,A受到的摩擦力大小为3N
C. 当逐渐增大,B受到的摩擦力也逐渐增大
D. 当逐渐增大至5N,B将开始滑动
【答案】A
【解析】
【详解】A.当时,弹簧处于伸长状态,弹簧弹力
A受到的摩擦力方向向左,大小
B受到的摩擦力方向向右,大小
当时,A、B受到的摩擦力大小相等,故A正确;
B.当时,设B受到的摩擦力方向向右,大小为,有
大小,弹簧仍处于伸长状态,伸长量仍为2cm,A受到的摩擦力大小为2N,方向向左,故B错误;
C.当逐渐增大,B受到的摩擦力先向右逐渐减小,后向左增大,当AB一起滑动后,变为滑动摩擦力,B受到的摩擦力不变,故C错误;
D.B受到的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力
当,B将开始滑动。
当逐渐增大至7N,B将开始滑动,故D错误。
故选A。
14. 如图所示是游乐场的一种娱乐器械。环形座舱套装在竖直柱子上,座舱距地面80m的高处自由落下,当落到距地面35m的位置时制动系统启动,座舱做匀减速运动到地面时刚好停下,不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力。若座舱中某乘客的质量为,下列说法正确的是( )
A. 该乘客体验完全失重的时间为4s
B. 该乘客全程平均速度为15m/s
C. 当座舱距地面50m的位置时,该乘客对座舱的压力为490N
D. 当座舱距地面15m位置时,该乘客对座舱的压力为630N
【答案】B
【解析】
【详解】A.座舱从距地面80m下落至,做自由落体运动,加速度,处于完全失重状态,设所用时间,速度为,根据运动学公式有,
解得,,故A错误;
B.座舱从距地面到地面时刚好停下,做匀减速运动,加速度大小为
所用时间为
该乘客全程的平均速度为,故B正确;
C.当座舱距地面50m的位置时,处于完全失重状态,该乘客对座舱的压力为0N,故C错误;
D.当座舱距地面15m的位置时,做匀减速运动,加速度,方向向上,对乘客受力分析有
解得
根据牛顿第三定律可知,乘客对座舱的压力为,故D错误。
故选B。
15. 如图所示,与水平面夹角为37°的倾斜传送带,两轮中心间的距离为5.8m,在电机控制下以4m/s的恒定速率逆时针运转。质量为1kg的物块(可视为质点)由静止从传送带顶端释放,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,物块从顶端滑至底端的过程,下列说法正确的是( )
A. 先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动
B. 所受摩擦力方向一直沿传送带向上
C. 从顶端运动至底端的时间为1.65s
D. 在传送带上留下的划痕长度为1m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.物块从顶端释放后,开始沿传送带向下匀加速运动,传送带对物块的摩擦力沿传送带向下,根据牛顿第二定律有
解得
物块匀加速到与传送带速度相等的过程,有,
解得,
由于
故
故物块继续沿传送带向下匀加速运动,所受摩擦力沿传送带向上,故AB错误;
C.物块与传送带速度相等后的过程,根据牛顿第二定律有
解得
则有,
解得,
从顶端运动至底端的时间为,故C错误;
D.物块与传送带速度相等之前相对于传送带向上运动,相对位移大小为
物块与传送带速度相等之后相对于传送带向下运动,相对位移大小为
由于
故物块在传送带上留下的划痕长度为1m,故D正确。
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,小刘同学设计了如图所示的实验方案,通过力传感器直接测量细线拉力。
(1)除了图中的实验器材外,还需要的器材有________(多选)
A. B. C.
(2)下列说法正确的是_______(单选)
A. 实验时要调整滑轮高度,使细线与轨道保持平行
B. 实验器材中增加了力传感器,则可以省去平衡阻力的操作
C. 为减小误差,所挂槽码质量应远小于小车和力传感器的总质量
D. 实验中需要将远离滑轮的一端适当垫高以平衡阻力,操作时需撤去槽码和纸带
(3)某次实验打出的纸带如图所示,选取0、1、2、3、4五个计数点,两个相邻计数点间还有四个点未画出,电源频率为50Hz,则计数点2对应的刻度值为_______cm,小车的加速度为_______1m/s2。(加速度计算结果保留两位有效数字)
(4)正确操作后,以拉力传感器示数为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像可能是_______(单选)
A. B. C.
【答案】(1)BC (2)A
(3) ①. 7.22##7.20##7.21##7.23##7.24 ②. 0.27##0.24##0.25##0.26##0.28##0.29##0.30 (4)B
【解析】
【小问1详解】
图中使用的是电火花计时器,故不需要学生电源;本实验需要用刻度尺测量纸带上点迹之间的距离,需要用天平测量小车(包括力传感器)或槽码的质量。
故选BC。
【小问2详解】
A.为了使细线对小车的拉力保持不变,实验时要调整滑轮高度,使细线与轨道保持平行,故A正确;
BC.实验器材中增加了力传感器,可以直接测出细线对小车的拉力的大小,不需要使所挂槽码质量远小于小车和力传感器的总质量,但要使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,仍需要平衡阻力,故BC错误;
D.实验中需要将远离滑轮的一端适当垫高以平衡阻力,平衡阻力是利用小车重力沿斜面向下的分力与阻力平衡,故操作时需撤去槽码,但不能撤去纸带,因为纸带与限位孔之间也有摩擦阻力,平衡阻力时也要包含这部分阻力,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]图中刻度尺的最小分度值为0.1cm,读数时应精确到0.01cm,计数点2对应的刻度值为;
[2]根据题意可知,打点计时器打点的时间间隔为,相邻两个计数点之间的时间间隔为
计数点4对应的刻度值为15.53cm,根据逐差法可知,小车的加速度为
【小问4详解】
因本实验使用拉力传感器直接测出了细线对小车拉力,且正确进行了平衡摩擦力的操作,故图像是一条过原点的倾斜直线。
故选B。
17. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中.
(1)如图a所示,轻质弹簧下端固定在水平面上,上端与轻质小圆环连接,弹簧的自然长度为,在图b图c中,分别用两个弹簧测力计和一个弹簧测力计拉小圆环,使之在点保持静止,该实验采用的科学方法是_______(单选)
A. 控制变量法 B. 理想实验法 C. 等效替代法
(2)某同学利用图c装置做“探究弹簧弹力和形变量的关系”的实验,以弹簧的伸长量为纵坐标,弹簧测力计的读数为横坐标,在坐标纸上描出的点如图所示,该弹簧的劲度系数________N/m(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)C (2)100
【解析】
【小问1详解】
在 “探究两个互成角度的力的合成规律” 实验中,用一个力替代两个力的共同作用,效果相同,采用的科学方法是等效替代法。
故选C。
【小问2详解】
根据坐标纸上描出的点,作出的图像如图所示
根据胡克定律
可知图像斜率表示弹簧劲度系数的倒数,结合的图像可知弹簧劲度系数
解得
18. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,
(1)用图1装置进行实验,下列说法正确的是______(单选)
A. 仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B. 仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C. 可判断A球竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动
(2)用图2装置进行实验,下列说法正确的是_______(单选)
A. 每次释放钢球的位置可以不同
B. 调节挡板高度时必须等间距变化
C. 钢球运动时不应与背板上的白纸相接触
D. 在描绘小球运动的轨迹时,需要用平滑的曲线将所有的点连接起来
(3)如图3所示,某次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长,实验记录了小球在运动中的3个点迹,则该小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s。(g取10m/s2,计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2)C
(3)1.5
【解析】
【小问1详解】
用图1装置进行实验,小球B做自由落体运动,小球A做平抛运动,小球A和小球B同时开始运动,同时落地,仅可判断A球竖直方向做自由落体运动。
故选A。
【小问2详解】
A.为保证小球平抛时初速度相同,每次释放钢球的位置必须相同,故A错误;
B.调节挡板高度时没必要必等间距变化,故B错误;
C.为了避免摩擦力的影响,钢球运动时不应与背板上的白纸相接触,故C正确;
D.在描绘小球运动的轨迹时,需要用平滑的曲线将尽可能多的点连接起来,有些点偏离曲线较大应舍去,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
设相邻点迹的时间间隔为
竖直方向有
得
小球做平抛运动的初速度大小
19. 人形机器人在第十五届全运会上亮相,与吉祥物“乐融融”进行百米赛跑。假设吉祥物“乐融融”以恒定速度前进,机器人从静止开始,先以恒定加速度追赶2.5m,再以1m/s恒定速度移动,最终吉祥物“乐融融”以1min40s的成绩冲过终点线。求:
(1)吉祥物“乐融融”奔跑的平均速度大小;
(2)机器人加速时的加速度大小;
(3)吉祥物“乐融融”冲线时,机器人距离终点线还有多远。
【答案】(1)1m/s
(2)0.2m/s2 (3)2.5m
【解析】
【小问1详解】
吉祥物“乐融融”奔跑的平均速度大小
【小问2详解】
由,得
【小问3详解】
机器人追赶2.5m所用时间为
机器人匀速运动时的速度与吉祥物“乐融融”的速度相等,二者距离不变,故吉祥物“乐融融”冲线时,机器人距离终点线
20. 无人机吊运已广泛应用于海事、运输、救援及影视制作等领域,如图所示为用两架无人机、吊运、投掷货物的试验场景,无人机质量均为,用轻绳、一起提升质量的货物,试验时无人机和货物先竖直向上做匀速直线运动,至货物离地处悬停,轻绳、与竖直方向夹角均为60°且保持不变,不计空气阻力。求:
(1)匀速上升时,绳上的拉力的大小;
(2)悬停时,空气对和构成的无人机组作用力的大小;
(3)若货物随无人机以5m/s的速度从悬停点沿水平方向向投掷点匀速前进,货物在距离点水平方向多远的位置释放,能够准确投掷至点?
【答案】(1)45N (2)100N
(3)离点水平距离10m
【解析】
【小问1详解】
如图所示,对货物受力分析,根据对称性,可知
根据物体平衡条件,。
【小问2详解】
如图所示,对货物及无人机组整体分析,根据物体平衡条件:
或以无人机组为研究对象,根据对称性及牛顿第三定律,
根据物体平衡条件:。
【小问3详解】
货物释放后作平抛运动,由平抛运动规律,水平方向有
竖直方向有
解得。
21. 如图1所示,质量、长的木板放置于足够长的水平面上,质量的物块置于木板右端,物块通过水平细线与固定的力传感器相连,细线恰好绷直但无拉力,用水平向右的力拉木板,从零开始逐渐增大,直至木板运动。通过计算机绘制出细线拉力大小随大小变化的图像如图2所示,已知木板与地面间的滑动摩擦因数。
(1)分析木板运动后物块受到的摩擦力方向及物块与木板间的滑动摩擦因数;
(2)原来系统处于静止状态,现对木板施加的恒力,物块经多长时间脱离木板;
(3)在(2)中,若作用1s时,传感器与物块间的细线断裂,请通过计算分析物块是否会脱离木板。若会,请计算物块在木板上相对滑动的时间;若不会,请计算物块与木板相对静止时在木板上的位置。
【答案】(1)水平向右
(2)
(3)物块不会从木板脱离,在距离木板左端m处与木板一起向右匀加速运动
【解析】
【小问1详解】
物块相对于木板向左运动,所以受到水平向右的摩擦力
由图2可知,物块与木板间的滑动摩擦力
可得
【小问2详解】
研究木板,根据牛顿第二定律
解得
根据位移时间关系
解得
【小问3详解】
细线断裂前,木板匀加速运动,
细线断裂后,物块向右匀加速运动
可得
木板匀加速运动
可得
设经过时间,物块与木板共速
解得
物块运动位移
木板运动位移
相对位移
物块与木板共速后,假设物块与木板不发生相对滑动,整体的加速度:
故物块不会从木板脱离,在距离木板左端处与木板一起向右匀加速运动。
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