内容正文:
阿克苏地区第二中学2025-2026学年第一学期
高一年级期末考试物理试卷
考试时间:100分钟 总分:100分
一、选择题(1-8单选,9-12多选,共48分)
1. 2025年8月,中国多款“6代机”陆续面世,其中“成飞”的验证机的外形酷似“银杏叶”,被广大网友津津乐道。如图所示的某次试飞过程中,“银杏叶”在空中加速攀升,其合外力方向和轨迹关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 北京时间2024年7月29日凌晨2时40分,在巴黎奥运会女子100米蝶泳决赛中,张雨霏以56秒21的成绩摘得铜牌。如图为张雨霏起跳后在空中的情景,已知100米蝶泳比赛的泳池长为50m。则下列说法正确的是( )
A. 张雨霏100米决赛的成绩是56秒21,其中56秒21指的是时刻
B. 北京时间2024年7月29日凌晨2时40分指的是时间间隔
C. 张雨霏100米决赛中的位移为0
D. 在研究张雨霏蝶泳的动作时,可以将她看成质点
3. 物理学习小组同学针对以下四幅图片展开激烈讨论。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,C919飞机匀速飞行的速度最大,加速度也最大
B. 图乙中,苏炳添起跑瞬间,速度为零,加速度也为零
C. 图丙中,F1赛车紧急刹车过程中,速度变化量很大,加速度也很大
D. 图丁中,火箭上升过程中,火箭加速度的方向与速度变化量的方向不一致
4. 如图所示,有一个很大的圆形餐桌,水平桌面中间嵌着一可绕中心轴转动的圆盘,圆盘上A处放一质量为的菜盘,处放一质量为的菜盘,,圆盘匀速转动,两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是( )
A. A、B两处菜盘周期之比为
B. A、B两处菜盘线速度大小之比为
C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为
D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为
5. 如图所示,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平。现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至点,此时与OA之间的夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法中正确的是( )
A. FOA一直增大 B. FOB一直减小
C. FOB先减小,后增大 D. 当时,FOB最大
6. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦与绳子质量,当绳子与水平面夹角为时,下面说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为
C. 物体A减速上升 D. 绳子对物体A的拉力大于物体A的重力
7. 为了估测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口由静止自由落下,经过3s后听到石块击水的声音,估算井口到水面的距离和小石块落到水面击水时的速度,忽略空气阻力,不考虑声音在空气中传播的时间,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 井口到水面的距离约为20m
B. 小石块落到水面时的速度约为15m/s
C. 小石块从井口下落到水面过程中平均速度约为30m/s
D. 小石块最后一秒下落的距离为25m
8. 几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!如图所示,四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀减速直线运动,恰好能穿出第四个水球(不考虑水球的形变),下列说法正确的是( )
A. 由题目信息可以求得子弹依次穿过四个水球的时间之比为
B. 子弹穿过任意相邻水球的时间相同
C. 子弹在穿出第二个水球瞬间的速度小于全程的平均速度
D. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
9. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车减速通过凹形桥最低点,此时汽车处于失重状态
B. 图乙中汽车转弯时发生侧滑,此时汽车所需要的向心力小于地面提供的合外力
C. 图丙中杂技演员表演“水流星”,匀速转动通过最低点时水对桶底压力最大
D. 图丁中脱水桶甩出的水滴在做离心运动
10. 如图,质量为2kg的物块A和质量为1kg的物块B用轻弹簧相连,置于光滑的水平面上,在沿弹簧轴线方向,用力F拉动物块B,稳定后物块A和物块B以的加速度一起向右做匀加速直线运动,弹簧始终在弹性限度内。则稳定后( )
A. 拉力F大小为16N
B. 撤去力F后瞬间,物块A的加速度大小为
C. 弹簧弹力大小为8N
D. 撤去力F后瞬间,物块B的加速度大小为
11. 如图所示,两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑,两漏斗与竖直转轴的夹角分别是α、β且,A、B、C三个小球在漏斗上做匀速圆周运动,A、B两球在同一漏斗的不同位置,C球在另一个漏斗上且与B球位置等高,下列说法正确的是( )
A. A球与B球受到的支持力一定大小相等
B. A球与B球的向心加速度一定大小相等
C. B球与C球的速度一定大小相等
D. B球的周期一定等于C球的周期
12. 在平直公路上,一辆自行车匀速行驶,在其后方有一辆汽车匀速行驶。汽车司机在时刻(此时两车相距20m)发现自行车后,经过一段时间开始刹车,自行车、汽车运动的图像如图所示。两车均视为质点。下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车后的加速度大小为
B. 汽车不会撞上自行车
C. 在时刻,两车的速度相同
D. 汽车与自行车的最小距离为8m
二、实验题(14分,每空2分)
13. 在做“验证平行四边形定则实验”时,实验室提供如下器材:
A.橡皮筋、细绳、细杆
B.两个细绳套
C.两个弹簧测力计
D.量角器、刻度尺、三角板各一个
E.平木板、图钉若干、白纸、铅笔
(1)该实验所用的物理方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 理想模型法
(2)将橡皮筋的一端固定在水平木板上的A点,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,将结点拉伸到某一位置O,记下两个弹簧测力计的示数、及细绳的方向和O点的位置,此时左边弹簧测力计的示数如图(b)所示,则OB绳套上的张力大小为______N,在纸上按比例作出力和的图示,用平行四边形定则求出合力F。
(3)图(c)中______(填“F”或“”)与橡皮条一定在同一条直线上。
(4)实验操作过程中,下列说法正确的是______。
A. 实验中两测力计间夹角应取,以便求出合力大小
B. 弹簧测力计、细绳和橡皮筋都应与木板平行
C. 换用一个弹簧测力计测量时,需将橡皮筋和细绳的结点仍拉到相同的位置
D. 为了读数准确,应用手按住橡皮筋再读数
14. 老师带领学生用如图所示的实验装置来验证平抛运动的特征:两个完全相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与较光滑的水平板相切。两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能同时分别从轨道M、N的顶端滑下。
(1)符合上述实验条件后,仅仅改变弧形轨道的高度,重复上述实验,仍能观察到小球P和Q在水平板某位置相遇的现象,这说明平抛运动的水平分运动是___________;
(2)某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他们的实验操作是:在小球处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使球水平飞出,同时球被松开下落。
(3)现将球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,球落地点变远,则在空中运动的时间___________;(填“不变”或“变长”或“变短”)
(4)安装图乙研究平抛运动实验装置时,保证斜槽末端水平;
(5)然后用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择点为坐标原点,丙图中小方格的边长均为,重力加速度取,则小球运动中水平分速度的大小为___________。
15. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态(已知,,,g取;计算时可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)求OA绳的拉力的大小和OB绳的拉力的大小;
(2)要保证人不会滑动,人与水平地面间的动摩擦因数至少是多少?
16. 如图所示,质量为的雪橇(包括小孩)在与水平方向成角、大小为200N的拉力作用下,沿水平面由静止开始运动,经过撤去拉力。雪橇与地面间动摩擦因数为。取,,。求:
(1)拉力作用时雪橇的加速度;
(2)刚撤去拉力时雪橇的速度的大小;
(3)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离。
17. 如图甲所示,一辆质量为1.6吨的轿车正在水平路面上转弯,已知圆弧形弯道半径,汽车与路面间的动摩擦因数、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速,要确保汽车进入弯道后不侧滑,求汽车在弯道上行驶的最大速度;
(2)为了进一步增加安全性,通常将弯道路面设计成外高内低,如图乙所示,若路面倾角为,弯道半径仍为,要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车此时对斜面的压力为多大?转弯时的车速应为多大?
(3)若小车过弯道时,速度为,求汽车与路面间的横向摩擦力为多大?
18. 如图所示,一截面为直角梯形状的物体固定在水平面上,斜面与水平方向的夹角为,可视为质点的滑块从A点右上方的O点以水平初速度抛出,经过一段时间无碰撞地由A点滑上斜面,最终经B点后落在水平面。已知滑块落在斜面上A点瞬间的速度大小为,滑块与斜面间的动摩擦因数为,忽略空气阻力,重力加速度g取.求:
(1)两点间的水平间距;
(2)滑块从A到B的时间;
(3)滑块落地点到C点的距离。
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阿克苏地区第二中学2025-2026学年第一学期
高一年级期末考试物理试卷
考试时间:100分钟 总分:100分
一、选择题(1-8单选,9-12多选,共48分)
1. 2025年8月,中国多款“6代机”陆续面世,其中“成飞”的验证机的外形酷似“银杏叶”,被广大网友津津乐道。如图所示的某次试飞过程中,“银杏叶”在空中加速攀升,其合外力方向和轨迹关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】“银杏叶”在空中加速攀升,其合外力方向一方面要指向曲线的凹侧,另一方面还要与速度方向的夹角为锐角,其沿切线方向的分力使“银杏叶”加速。
故选A。
2. 北京时间2024年7月29日凌晨2时40分,在巴黎奥运会女子100米蝶泳决赛中,张雨霏以56秒21的成绩摘得铜牌。如图为张雨霏起跳后在空中的情景,已知100米蝶泳比赛的泳池长为50m。则下列说法正确的是( )
A. 张雨霏100米决赛的成绩是56秒21,其中56秒21指的是时刻
B. 北京时间2024年7月29日凌晨2时40分指的是时间间隔
C. 张雨霏100米决赛中的位移为0
D. 在研究张雨霏蝶泳的动作时,可以将她看成质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.张雨霏100米决赛的成绩是56秒21,其中56秒21指的是时间间隔,故A错误;
B.北京时间2024年7月29日凌晨2时40分指的是时刻,故B错误;
C.张雨霏完成100米决赛时又回到了出发点,位移为0,故C正确;
D.在研究张雨霏蝶泳的动作时,不能忽略张雨霏的大小和形状,故不能将她看成质点,故D错误。
故选C。
3. 物理学习小组同学针对以下四幅图片展开激烈讨论。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,C919飞机匀速飞行的速度最大,加速度也最大
B. 图乙中,苏炳添起跑瞬间,速度为零,加速度也为零
C. 图丙中,F1赛车紧急刹车过程中,速度变化量很大,加速度也很大
D. 图丁中,火箭上升过程中,火箭加速度的方向与速度变化量的方向不一致
【答案】C
【解析】
【详解】A.C919飞机匀速飞行,加速度为零,故A错误;
B.苏炳添起跑瞬间,速度为零,但速度变化快,加速度很大,故B错误;
C.F1赛车行驶的速度很大,紧急刹车时,速度变化量很大,加速度也很大,故C正确;
D.根据加速度的定义式有
可知,火箭加速度的方向与速度变化量的方向一致,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,有一个很大的圆形餐桌,水平桌面中间嵌着一可绕中心轴转动的圆盘,圆盘上A处放一质量为的菜盘,处放一质量为的菜盘,,圆盘匀速转动,两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是( )
A. A、B两处菜盘的周期之比为
B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为
C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为
D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.两菜盘均视为质点且不打滑,圆盘上A、B两个点,属于同轴转动,角速度与周期均相等,可知A、B两处菜盘的周期之比为,故A错误;
B.根据角速度与线速度的关系有
根据题意有
解得A、B两处菜盘的线速度大小之比为,故B错误;
C.根据向心加速度的表达式有
可知,A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为,故C正确;
D.根据向心力表达式有
根据题意有,
A、B两处菜盘受到的静摩擦力提供菜盘做圆周运动向心力,则受到的静摩擦力大小之比为,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,用OA、OB两根轻绳将花盆悬于两竖直墙之间,开始时OB绳水平。现保持O点位置不变,改变OB绳长使绳右端由B点缓慢上移至点,此时与OA之间夹角。设此过程中OA、OB绳的拉力分别为FOA、FOB,则下列说法中正确的是( )
A. FOA一直增大 B. FOB一直减小
C. FOB先减小,后增大 D. 当时,FOB最大
【答案】C
【解析】
【详解】以结点O为研究对象,其受重力G、绳OA的拉力FOA和绳OB的拉力FOB,如图所示
根据平衡条件知,两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反,作出轻绳OB在不同位置时力的合成图,由图看出,FOA一直减小,FOB先减小,后增大,当时,FOB最小,故选C。
6. 如图所示,小车以速度v匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦与绳子质量,当绳子与水平面夹角为时,下面说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为
C. 物体A减速上升 D. 绳子对物体A的拉力大于物体A的重力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.将小车的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度,可知物体A的速度大小等于沿绳子方向的速度,则为,AB错误;
CD.根据随着θ减小,vA增加,即物体A加速上升,加速度向上,处于超重状态,即绳子对物体A的拉力大于物体A的重力,C错误,D正确。
故选D。
7. 为了估测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口由静止自由落下,经过3s后听到石块击水的声音,估算井口到水面的距离和小石块落到水面击水时的速度,忽略空气阻力,不考虑声音在空气中传播的时间,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 井口到水面距离约为20m
B. 小石块落到水面时的速度约为15m/s
C. 小石块从井口下落到水面过程中的平均速度约为30m/s
D. 小石块最后一秒下落的距离为25m
【答案】D
【解析】
【详解】A.不考虑声音在空气中传播的时间,小石块在井中下落的时间为
根据自由落体运动公式, 井口到水面的距离约为
故 A 错误;
B.小石块落到水面时的速度约为
故 B错误;
C.小石块从井口下落到水面过程中的平均速度约为
故 C错误;
D.小石块最后一秒下落的距离为
故选 D。
8. 几个水球可以挡住子弹?《国家地理频道》实验证实:四个水球就足够!如图所示,四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀减速直线运动,恰好能穿出第四个水球(不考虑水球的形变),下列说法正确的是( )
A. 由题目信息可以求得子弹依次穿过四个水球的时间之比为
B. 子弹穿过任意相邻水球的时间相同
C. 子弹在穿出第二个水球瞬间的速度小于全程的平均速度
D. 子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。恰好能穿出第四个水球,逆向思维可看成反向的初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的规律,子弹依次穿过4个水球的时间之比为,故A错误,
B.子弹并非做匀速直线运动,所以在每个球中的运动时间不同,故B错误;
C.设每个水球的宽度为x,逆向思维根据速度位移公式,子弹在穿出第二个水球瞬间的速度有
解得
子弹的初速度
解得
全程的平均速度为
可知子弹在穿出第二个水球瞬间的速度大于全程的平均速度,故C错误;
D.逆向思维根据速度位移公式,设子弹穿出第三个水球的瞬时速度v3,则
解得
可知子弹穿出第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车减速通过凹形桥最低点,此时汽车处于失重状态
B. 图乙中汽车转弯时发生侧滑,此时汽车所需要的向心力小于地面提供的合外力
C. 图丙中杂技演员表演“水流星”,匀速转动通过最低点时水对桶底压力最大
D. 图丁中脱水桶甩出的水滴在做离心运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A.汽车减速通过凹形桥最低点,由汽车的重力和桥对汽车的支持力的合力提供向心力,向心力方向指向圆心,因此支持力的大小大于重力的大小,此时汽车处于超重状态,故A错误;
B.汽车转弯时发生侧滑,说明地面提供的合外力不足以提供汽车所需要的向心力,即汽车所需要的向心力大于地面提供的合外力,故B错误;
C.在 “水流星” 匀速转动时,由桶底对水的压力和水的重力沿杆方向分力的合力提供向心力,设杆与竖直向下方向的夹角为,则有
解得
当时“水流星”位于最低点,取得最大值,根据牛顿第三定律可知,此时水对桶底的压力也最大,故C正确;
D.脱水桶工作时,水滴与衣物间的附着力不足以提供水滴做圆周运动的向心力,水滴就会做离心运动被甩出,故D正确。
故选CD。
10. 如图,质量为2kg的物块A和质量为1kg的物块B用轻弹簧相连,置于光滑的水平面上,在沿弹簧轴线方向,用力F拉动物块B,稳定后物块A和物块B以的加速度一起向右做匀加速直线运动,弹簧始终在弹性限度内。则稳定后( )
A. 拉力F的大小为16N
B. 撤去力F后瞬间,物块A的加速度大小为
C. 弹簧弹力大小为8N
D. 撤去力F后瞬间,物块B的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.A、B两个物体,整体法,由牛顿第二定律可得
故A错误;
B.撤去力F后的瞬间,弹簧的弹力不发生突变,即A物体的受力不变,所以A物体的加速度不变,仍为,故B正确;
C.对A物体,由牛顿第二定律可得
故C正确;
D.撤去力F后的瞬间,弹簧的弹力不发生突变,对B物体,由牛顿第二定律可得
代入数据,解得
故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑,两漏斗与竖直转轴的夹角分别是α、β且,A、B、C三个小球在漏斗上做匀速圆周运动,A、B两球在同一漏斗的不同位置,C球在另一个漏斗上且与B球位置等高,下列说法正确的是( )
A. A球与B球受到的支持力一定大小相等
B. A球与B球的向心加速度一定大小相等
C. B球与C球的速度一定大小相等
D. B球的周期一定等于C球的周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据题意可知,A球与B球均做匀速圆周运动,合力指向圆心提供向心力,分别对两球受力分析,如图所示
由几何关系,对A球有
对B球有
A球与B球质量关系不确定,受到的支持力大小不一定相等,故A错误;
B.由几何关系,对A球有
对B球有
根据,可得A球与B球的向心加速度
故B正确;
CD.同理可知,小球C向心力为
根据可知,小球C做圆周运动的速度为
同理可知,小球B做圆周运动的速度为
其中,设B球与C球的高度为h,由几何关系可得
可得
由公式可知,由于
则有
故C正确,D错误。
故选BC。
12. 在平直公路上,一辆自行车匀速行驶,在其后方有一辆汽车匀速行驶。汽车司机在时刻(此时两车相距20m)发现自行车后,经过一段时间开始刹车,自行车、汽车运动的图像如图所示。两车均视为质点。下列说法正确的是( )
A. 汽车刹车后的加速度大小为
B. 汽车不会撞上自行车
C. 在时刻,两车的速度相同
D. 汽车与自行车的最小距离为8m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像的斜率等于加速度可知,汽车刹车后的加速度大小为,A错误;
BCD.当两车共速时
解得
即在t=2.5s时刻两车共速,此时汽车比自行车多运动的距离为
可知汽车不会撞上自行车,汽车与自行车最小距离为20m-12m=8m, BD正确,C错误;
故选BD。
二、实验题(14分,每空2分)
13. 在做“验证平行四边形定则实验”时,实验室提供如下器材:
A.橡皮筋、细绳、细杆
B.两个细绳套
C.两个弹簧测力计
D.量角器、刻度尺、三角板各一个
E.平木板、图钉若干、白纸、铅笔
(1)该实验所用的物理方法是______。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 理想模型法
(2)将橡皮筋的一端固定在水平木板上的A点,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套。实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,将结点拉伸到某一位置O,记下两个弹簧测力计的示数、及细绳的方向和O点的位置,此时左边弹簧测力计的示数如图(b)所示,则OB绳套上的张力大小为______N,在纸上按比例作出力和的图示,用平行四边形定则求出合力F。
(3)图(c)中______(填“F”或“”)与橡皮条一定在同一条直线上。
(4)实验操作过程中,下列说法正确的是______。
A. 实验中两测力计间夹角应取,以便求出合力大小
B. 弹簧测力计、细绳和橡皮筋都应与木板平行
C. 换用一个弹簧测力计测量时,需将橡皮筋和细绳的结点仍拉到相同的位置
D. 为了读数准确,应用手按住橡皮筋再读数
【答案】(1)B (2)4.0
(3) (4)BC
【解析】
【小问1详解】
该实验所用的物理方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
图(b)中弹簧测力计分度值为0.2 N,左边弹簧测力计的示数为4.0N。
【小问3详解】
实验中F是由平行四边形定则得出的,不需要用弹簧测力计测量,而是通过弹簧测力计测出的,其方向一定与AO方向相同。
【小问4详解】
A.实验中两个分力的夹角大小应适中,作图时有利于减小误差,夹角不必一定应取,故A错误;
B.弹簧测力计、细绳和橡皮筋都应与木板平行,故B正确;
C.为保证力的作用效果相同,换用一个弹簧测力计测量时,需将橡皮筋和细绳的结点仍拉到相同的位置,故C正确;
D.实验中不能手按住橡皮筋,会影响力的作用效果,故D错误。
故选BC。
14. 老师带领学生用如图所示的实验装置来验证平抛运动的特征:两个完全相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与较光滑的水平板相切。两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能同时分别从轨道M、N的顶端滑下。
(1)符合上述实验条件后,仅仅改变弧形轨道的高度,重复上述实验,仍能观察到小球P和Q在水平板某位置相遇的现象,这说明平抛运动的水平分运动是___________;
(2)某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他们的实验操作是:在小球处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使球水平飞出,同时球被松开下落。
(3)现将球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,球落地点变远,则在空中运动的时间___________;(填“不变”或“变长”或“变短”)
(4)安装图乙研究平抛运动实验装置时,保证斜槽末端水平;
(5)然后用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择点为坐标原点,丙图中小方格的边长均为,重力加速度取,则小球运动中水平分速度的大小为___________。
【答案】 ①. 匀速直线运动 ②. 不变 ③. 1.5
【解析】
【详解】[1]仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明两球在水平方向的运动完全相同,说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
[2]根据,可知竖直高度不变时,小球运动时间不变。
[3]由题图丙可知,两计数点间,小球在水平方向的位移相等,可知两计数点间的时间间隔相等,小球在竖直方向做自由落体运动,因此由匀变速直线运动的推论
解得
水平方向有
解得
15. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳相连,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态(已知,,,g取;计算时可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)求OA绳的拉力的大小和OB绳的拉力的大小;
(2)要保证人不会滑动,人与水平地面间的动摩擦因数至少是多少?
【答案】(1)125N,75N
(2)0.125
【解析】
【小问1详解】
(1)以结点O为研究对象进行受力分析,如图所示
由平衡条件有
解得,
【小问2详解】
以人为对象,根据受力平衡可得
又
解得
可知人与水平地面间的动摩擦因数至少是0.125
16. 如图所示,质量为的雪橇(包括小孩)在与水平方向成角、大小为200N的拉力作用下,沿水平面由静止开始运动,经过撤去拉力。雪橇与地面间动摩擦因数为。取,,。求:
(1)拉力作用时雪橇加速度;
(2)刚撤去拉力时雪橇的速度的大小;
(3)撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离。
【答案】(1)2.6 (2)
(3)6.76m
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可得
又
联立解得拉力作用时雪橇的加速度为
【小问2详解】
刚撤去拉力时雪橇的速度大小为
【小问3详解】
撤去拉力后,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
可得雪橇能继续滑行的距离为
17. 如图甲所示,一辆质量为1.6吨的轿车正在水平路面上转弯,已知圆弧形弯道半径,汽车与路面间的动摩擦因数、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速,要确保汽车进入弯道后不侧滑,求汽车在弯道上行驶的最大速度;
(2)为了进一步增加安全性,通常将弯道路面设计成外高内低,如图乙所示,若路面倾角为,弯道半径仍为,要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车此时对斜面的压力为多大?转弯时的车速应为多大?
(3)若小车过弯道时,速度为,求汽车与路面间的横向摩擦力为多大?
【答案】(1)
(2);
(3)640N
【解析】
【小问1详解】
汽车进入弯道后静摩擦力充当向心力,当摩擦力达到最大静摩擦力时,行驶速度最大,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则重力与支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
斜面对车的支持力为
【小问3详解】
由题知,速度为,说明小车过弯道时有向外侧滑动的趋势,故路面对汽车的横向摩擦力向里,设大小为,根据受力分析,在水平方向可得
在竖直方向可得
联立解得
18. 如图所示,一截面为直角梯形状的物体固定在水平面上,斜面与水平方向的夹角为,可视为质点的滑块从A点右上方的O点以水平初速度抛出,经过一段时间无碰撞地由A点滑上斜面,最终经B点后落在水平面。已知滑块落在斜面上A点瞬间的速度大小为,滑块与斜面间的动摩擦因数为,忽略空气阻力,重力加速度g取.求:
(1)两点间的水平间距;
(2)滑块从A到B的时间;
(3)滑块的落地点到C点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)滑块离开O点后做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由题意可知小球的初速度为
滑块落在A点瞬间的竖直速度为
滑块从O到A的时间为
两点间的水平间距为
解得
(2)滑块从A到B的过程,由牛顿第二定律得
又,
解得
由几何关系
由位移公式得
代入数据解得
(3)滑块运动到B点的速度为
滑块离开B点后做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直下抛运动,滑块离开B点后的水平分速度为
竖直分速度为
在竖直方向上有
解得
滑块的落地点到C点的间距为
解得
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