内容正文:
高一物理试卷
满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。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卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 环球时报综合报道:2024年5月1日8时许,我国第三艘航母福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。5月8日下午,福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务,顺利返回江南造船厂码头。下列说法正确的是( )
A. 由于航母福建舰体积庞大,故任何情况下都不能看作质点
B. 舰载机飞行员可以把正在甲板上利用手势指挥的调度员看成一个质点
C. 在舰载机飞行训练中,研究飞机的空中翻滚动作时,可以把飞机看作质点
D. 研究航母福建舰在大海中的运动轨迹时,可以把航母看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.若研究的问题中,航母福建舰的形状、大小可以忽略,航母福建舰可以看作质点,故A错误;
B.利用手势指挥的调度员的形状、大小不可以忽略,舰载机飞行员不可以把正在甲板上利用手势指挥的调度员看成一个质点,故B错误;
C.在舰载机飞行训练中,研究飞机的空中翻滚动作时,飞机的形状、大小不可以忽略,不可以把飞机看作质点,故C错误;
D.研究航母福建舰在大海中的运动轨迹时,航母福建舰的形状、大小可以忽略,可以把航母看作质点,故D正确。
故选D。
2. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 曲线运动中速度的大小一定改变
B. 曲线运动中加速度的大小一定改变
C. 曲线运动一定是变速运动
D. 做曲线运动的物体加速度可以为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.曲线运动中速度的大小不一定改变,例如匀速圆周运动速度大小不变,故A错误;
B.曲线运动中加速度的大小不一定改变,例如平抛运动加速度大小恒定(重力加速度),故B错误;
C.曲线运动中速度方向时刻变化,因此速度矢量一定变化,故曲线运动一定是变速运动,故C正确;
D.做曲线运动的物体必须有加速度来改变速度方向,因此加速度不能为零(若加速度为零,则物体做匀速直线运动),故D错误。
故选C。
3. 如图所示,两位同学利用自由落体运动测量人的反应时间,A同学用手捏住直尺顶端,B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。当A同学放开手指让直尺下落时,B同学立刻去捏直尺,捏住了刻度20cm处,则B同学的反应时间约为( )
A. 0.05s B. 0.1s C. 0.2s D. 0.3s
【答案】C
【解析】
【详解】根据自由落体公式,解得
故选C。
4. 小杰对口罩两边的弹性绳展开研究。如图所示,小杰将弹性绳拆下,悬挂一支钢笔时弹性绳的长度为30cm,悬挂两支完全相同的钢笔时,弹性绳的长度为38cm。若弹性绳满足胡克定律,且弹性绳始终在弹性限度内。则弹性绳的原长为( )
A. 20cm B. 22cm C. 25cm D. 28cm
【答案】B
【解析】
【详解】设一支钢笔的质量为m,设弹性绳的原长为,弹性绳的劲度系数为k,由胡克定律可知,
由,,解得
故选B。
5. 某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作,某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程,由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程,已知重力加速度,下列说法不正确的是( )
A. 该运动员的质量为
B. 这段时间内,该运动员加速度的最大值为
C. “下蹲”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
D. “站起”过程中,该运动员先处于超重状态后处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中的水平线段表示该运动员的重力
解得,故A不符合题意;
B.该运动员向下加速过程中,有
由图可知最小值为
解得,故B符合题意;
C.“下蹲”过程中,该运动员先加速后减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,故C不符合题意;
D.“站起”过程中,该运动员先加速后减速,加速度先向上后向下,先超重后失重,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示,配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上,上语文课时,将古汉语字典放在支架上,字典保持静止状态。若字典与支架斜面间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 倾角增大,字典受到的摩擦力一定增大
B. 倾角增大,字典受到的支持力一定增大
C. 倾角增大,若字典匀速下滑,支架对字典的作用力减小
D. 若字典始终处于静止状态,支架的倾角不能超过
【答案】D
【解析】
【详解】AB.倾角增大到字典刚好要滑动的过程中,摩擦力为静摩擦力,由可知摩擦力增大,字典受到的支持力减小;倾角(小于直角)增大到字典滑动后的过程,字典受到的支持力仍然减小,摩擦力为动摩擦力减小。故AB错误;
C.倾角增大,字典匀速下滑,字典受力平衡,其重力等于支架对字典的作用力,因此支架对字典的作用力保持不变,故C错误;
D.字典保持静止需要满足,即
当时,取最大,为。故D正确。
故选D。
7. 无人驾驶汽车依赖多模态传感器(激光雷达、摄像头、毫米波雷达)实时感知环境,结合高精度地图和AI算法进行路径规划与决策控制。如图所示,车道宽,长的货车以的速度匀速行驶在右侧车道,距离斑马线60m时,一行人以的速度匀速通过斑马线,恰好垂直越过货车右侧分界线,左车道上有一无人驾驶轿车以的速度匀速行驶,此时轿车车头恰好和货车车尾齐平。已知货车在侧面遮挡轿车雷达波时,行人需完全越过货车左侧分界线,轿车雷达才能准确探测到前方行人。若要避免轿车与行人相撞,轿车制动的加速度至少为(注:结果保留小数点后一位,轿车制动时做匀减速直线运动,避撞安全条件:轿车车头到达斑马线时,行人恰好完全离开轿车所在左车道)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】行人过路口的时间为
行人过路口时,轿车雷达可探测到前方行人的时间
此时轿车距路口距离为
轿车在行人通过斑马线的剩余时间内制动,减速运动到路口时,行人恰好完全离开轿车所在左车道,设此时轿车速度为,则有
解得加速度大小
故选D
8. 如图所示,物体A在小车的牵引下以的速度向上做匀速直线运动。某瞬间连接小车端的绳子与水平方向的夹角为30°,下列说法正确的是( )
A. 小车做加速运动 B. 小车做减速运动
C. 该瞬间小车的速度大小为m/s D. 该瞬间小车的速度大小为2m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.设小车速度为,连接小车端的绳子与水平方向的夹角为,对小车速度沿绳方向分解
该分速度等于物体A的速度
当小车向右运动时,夹角减小,增大,为保持沿绳速度恒定,必须减小,因此小车做减速运动。故A错误,B正确;
CD.物体A在小车的牵引下以的速度向上做匀速直线运动时
解得,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图a,物块和木板叠放在实验台上,物块的质量为0.1kg,用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。时,木板开始受到一水平外力F的作用,0∼2s内外力从零逐渐增大,2s∼4s内外力为恒力,时撤去外力。细绳对物块的拉力随时间t变化的关系如图b所示,木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。已知重力加速度,则( )
A. 由图b可知,最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力 B. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.1
C. 木板的质量为1kg D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图c可知,在0-2s内木板保持静止,物块和木板之间的摩擦是静摩擦,2s时木板开始运动,物块和木板之间的摩擦变成了滑动摩擦,由图b可知,物块所受的最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力,故A正确;
B.由图b可知,物块受到的滑动摩擦力f=0.2N
物块与木板之间的弹力N=mg
根据可得,物块与木板之间的动摩擦因数为,故B错误;
C.设木板的质量为M,由图c可知,撤去拉力后木板的加速度大小为
对木板根据牛顿第二定律有
解得M=1kg,故C正确;
D.由图c可知,有拉力作用时木板的加速度大小为
对木板根据牛顿第二定律有
代入数据解得,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,倾角θ(未知)、足够长的传送带以初速率沿顺时针方向转动。一小煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知前1.0s内的图线和1.0s∼内的图线,分别对应两段不同的二次函数,时刻图线对应的切线正好水平,已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动速率 B. 图乙中的数值为2
C. 煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 D. 0∼内煤块在传送带上的划痕长度为5m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据图乙所示,煤块在传送带上先做匀减速直线运动,当速度减小到与传送带速度相等后,由于重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,煤块继续向上做匀减速运动直至速度为零。在0~1.0s时间内,煤块的位移
根据位移公式,解得加速度
再根据速度公式,解得1.0s时煤块的速度
此时图线斜率发生改变,表明煤块速度与传送带速率相同,因此传送带转动速率,故A正确;
B.在1.0s~t0时间内,煤块的位移
末速度v=0,由运动学公式,解得加速度
由公式,解得运动时间
因此,故B错误;
C.第一阶段煤块速度大于传送带速度,滑动摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律有
第二阶段煤块速度小于传送带速度,滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律有
联立两式,解得,
代入后可求得动摩擦因数,故C正确;
D.在0~1.0s内,煤块相对于传送带向上滑动的位移
在1.0s~3.0s内,煤块相对于传送带向下滑动的位移
两段划痕有重叠,则煤块在传送带上留下的划痕长度等5m,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 探究平抛运动的特点,可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想,再分方向进行实验探究:
(1)先从竖直方向入手,用竖落仪装置(如图甲)将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比:用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落。下列说法中正确的是___________。
A. 两球的大小必须相同,但材料和质量可以任意选择
B. 改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,可以改变两球落地的先后顺序
C. 如果两球总是同时落地,说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动,所以对水平分运动的探究,没有采用步骤(1)中的对比法。下面先用如图乙所示的装置描绘出平抛轨迹,再进行定量分析。以下做法中不正确的是_________。
A. 调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B. 将坐标纸上竖线与重垂线平行
C. 将斜槽末端位置投影在背板上,并记录为抛出点O
D. 不断改变挡片P的位置,使小球从斜槽上不同位置释放
E. 不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置
F. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接
(3)正确操作步骤(2)后,通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平运动的特点。在坐标纸上以抛出点O为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系,在y轴上从O点开始,按1:3的比例顺次截取y1、y2,如图丙所示,在轨迹上对应标出A、B两个点,测量OA、AB的水平距离x1、x2,在误差允许的范围内,若x1:x2=_________,则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
【答案】(1)C (2)CDF
(3)1:1
【解析】
【小问1详解】
A.两球的大小不一定必须相同,为减小阻力的影响,可选择密度合质量较大的材料,A错误;
B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,两球仍同时落地,B错误;
C.如果两球总是同时落地,说明两球在竖直方向的运动完全相同,即说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,C正确。
故选C。
【小问2详解】
A.调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动,保证斜槽末端切线水平,A正确,不满足题意要求;
B.将坐标纸上竖线与重垂线平行,B正确,不满足题意要求;
C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为抛出点,C错误,满足题意要求;
D.为了保证每次小球抛出的速度相同,应保持挡片P的位置不变,使小球从斜槽上相同位置释放,D错误,满足题意要求;
E.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置,E正确,不满足题意要求;
F.将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接,F错误,满足题意要求。
故选CDF。
【小问3详解】
由题知,在y轴上从O点开始,按1:3比例顺次截取y1、y2,根据初速度为0的匀变速直线运动规律可知,相邻竖直位移所用的时间相等;则在误差允许的范围内,若满足,则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12. 某学习小组进行“探究小车加速度a与质量M、受力F的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A. 需平衡小车的摩擦力 B. 砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量
C. 在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力 D. 先释放小车,后接通打点计时器的电源
(2)若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系,则应作出a随___________的变化图像(选填“M”或“”)。
(3)图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带,实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间还有4个点没有画出,小车的加速度___________(结果保留三位有效数字)。
(4)该小组又对实验方案进行了改进,研究小车加速度a与F的关系,装置如图丙所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,并缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚好能匀速运动为止,记下小车匀速运动时传感器的示数。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数,释放小车,实时记录小车运动时传感器的示数,改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据描绘小车加速度a与F的关系如图丁所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的___________(单选)。
A. B. C. D.
【答案】(1)A (2)
(3)6.22 (4)D
【解析】
【小问1详解】
A.实验前需平衡小车的摩擦力,故A正确;
B.由,,可得
当砝码与砝码盘质量远小于小车质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和砝码盘的重力,实验需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量,故B错误;
C.实验前平衡摩擦力后在每次改变小车质量之后不需要重新平衡摩擦力,故C错误;
D.为充分利用纸带,应先接通打点计时器的电源然后再释放小车,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
由牛顿第二定律得,则,直观方便处理实验数据,作出的图像应是直线,则应作出图像。
【小问3详解】
打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间还有4个点没有画出,相邻计数点间的时间间隔
由匀变速直线运动的推论可知,加速度
解得
【小问4详解】
小车做匀速直线运动时传感器的示数为,由平衡条件可知小车所受阻力
小车运动时传感器的示数是,则此时细线的拉力大小为,小车运动时受到的合力,故选D。
13. 如图所示,质量分别为0.8kg和1kg的A、B物体在轻质细绳的作用下均处于静止状态,已知OP绳与竖直方向的夹角为37°,OA绳沿竖直方向,OB绳与水平方向平行,已知重力加速度,,。求:
(1)轻质细绳OP的拉力大小;
(2)若物体B与水平地面之间恰好不滑动,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求物体B与水平地面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)0.6
【解析】
【小问1详解】
先以物体A为研究对象进行受力分析,则根据共点力平衡条件可得OA绳的拉力为
再以结点为研究对象进行受力分析,则根据共点力平衡条件可知,其竖直方向的平衡方程为
其水平方向的平衡方程为
联立解得轻质细绳OP的拉力大小为
轻质细绳OB的拉力大小为
【小问2详解】
对物体B进行受力分析,根据平衡条件可得物体B与水平面间的静摩擦力为
物体B受到地面的支持力为
由于物体B与水平地面之间恰好不滑动,则有
解得物体B与水平地面间的动摩擦因数为
14. 在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球准确落入篮筐。若运动员将篮球从O点与水平方向成37°角斜向上抛出,经过最高点M后落入P点处的篮筐,N、Q与O点位于同一水平线上,且分别在M、P的正下方,已知M、N两点距离,O、N两点距离为(未知),N、Q两点距离。已知重力加速度,,,不计空气阻力。求:
(1)篮球从O到M运动的时间;
(2)ON两点间的距离;
(3)篮球落入篮筐P时速度大小。
【答案】(1)1.2s
(2)19.2m (3)
【解析】
【小问1详解】
由,解得篮球从O到M运动的时间
【小问2详解】
运动员将篮球抛出后,篮球在竖直方向的速度大小为
又,解得
篮球在水平方向的速度大小为
ON两点间的距离
【小问3详解】
由,解得篮球从M到P所用时间
篮球落入篮筐P时竖直方向速度大小
篮球落入篮筐P时的速度大小
15. 如图所示,一竖直厚度不计的圆环A,套在一根竖直放置且粗细均匀、长度为L的圆柱棒B的上端。圆环A与圆柱棒B的质量均为m,圆环内径略大于棒的直径,可在棒上滑动,它们之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等,大小均为。开始时,圆环和棒均静止,棒下端距水平地面高H,且。现将圆环和棒同时由静止开始释放,设定棒每次与地面碰撞前后速度大小不变、方向反向,碰撞时间极短可不计,已知重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)棒下端第1次刚要触地前的速度大小(计算结果用g、H表示);
(2)棒下端第2次刚要触地前的速度大小(计算结果用g、H表示);
(3)分析说明,棒下端与地面碰撞多少次后,圆环从棒上脱落;并求圆环脱离棒时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)2,
【解析】
【小问1详解】
圆环与棒同时由静止释放,初始阶段两者共同做自由落体运动。根据位移与速度的关系式
解得棒第一次触地前的速度大小为
【小问2详解】
棒第一次触地后以速度v1竖直向上反弹,圆环则以速度v1继续向下运动。对棒进行受力分析,其受到向下的重力和向下的摩擦力,取向下为正方向,根据牛顿第二定律,其加速度为
圆环受到向下的重力和向上的摩擦力,其加速度为,方向向上;
两者相对运动的初速度
相对加速度大小为
当相对速度减为零时所需时间为
在此时间内,棒上升的高度为
代入数据计算得
此时棒的速度为
解得
此后,圆环与棒以相同的加速度g共同加速下落,设棒第二次触地前的速度为,根据运动学公式
代入数据解得
【小问3详解】
设每次发生相对滑动过程的相对位移为。第一次相对滑动过程中,相对初速度为,相对加速度为4g,则最大相对位移为
由于H第二次相对滑动的起始相对速度为
该阶段能达到的最大相对位移为
两次相对滑动的总相对位移为
因为,所以棒下端与地面发生第二次碰撞后,圆环会从棒上脱落。
圆环在第二次相对滑动过程中,当相对位移达到0.25H时脱落。设从第二次相对滑动开始到脱落的时间为t,由运动学公式
解得
圆环在脱落时的速度大小为
代入时间t,解得
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高一物理试卷
满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔将自己的姓名、准考证号分别填写在试卷和答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再涂其它答案。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卡上相应的区域内,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 环球时报综合报道:2024年5月1日8时许,我国第三艘航母福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。5月8日下午,福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务,顺利返回江南造船厂码头。下列说法正确的是( )
A. 由于航母福建舰体积庞大,故任何情况下都不能看作质点
B. 舰载机飞行员可以把正在甲板上利用手势指挥的调度员看成一个质点
C. 在舰载机飞行训练中,研究飞机空中翻滚动作时,可以把飞机看作质点
D. 研究航母福建舰在大海中的运动轨迹时,可以把航母看作质点
2. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 曲线运动中速度的大小一定改变
B. 曲线运动中加速度的大小一定改变
C. 曲线运动一定是变速运动
D. 做曲线运动的物体加速度可以为零
3. 如图所示,两位同学利用自由落体运动测量人反应时间,A同学用手捏住直尺顶端,B同学用一只手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。当A同学放开手指让直尺下落时,B同学立刻去捏直尺,捏住了刻度20cm处,则B同学的反应时间约为( )
A. 0.05s B. 0.1s C. 0.2s D. 0.3s
4. 小杰对口罩两边的弹性绳展开研究。如图所示,小杰将弹性绳拆下,悬挂一支钢笔时弹性绳的长度为30cm,悬挂两支完全相同的钢笔时,弹性绳的长度为38cm。若弹性绳满足胡克定律,且弹性绳始终在弹性限度内。则弹性绳的原长为( )
A. 20cm B. 22cm C. 25cm D. 28cm
5. 某举重运动员在力传感器上训练做“下蹲”“站起”动作,某段时间内力传感器的示数随时间变化的图像如图所示。由稳定的站姿到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程,由稳定的蹲姿到稳定的站姿称为“站起”过程,已知重力加速度,下列说法不正确的是( )
A. 该运动员的质量为
B. 这段时间内,该运动员加速度的最大值为
C. “下蹲”过程中,该运动员先处于失重状态后处于超重状态
D. “站起”过程中,该运动员先处于超重状态后处于失重状态
6. 如图所示,配有调节倾角的简易支架放在水平桌面上,上语文课时,将古汉语字典放在支架上,字典保持静止状态。若字典与支架斜面间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 倾角增大,字典受到的摩擦力一定增大
B. 倾角增大,字典受到的支持力一定增大
C. 倾角增大,若字典匀速下滑,支架对字典的作用力减小
D. 若字典始终处于静止状态,支架的倾角不能超过
7. 无人驾驶汽车依赖多模态传感器(激光雷达、摄像头、毫米波雷达)实时感知环境,结合高精度地图和AI算法进行路径规划与决策控制。如图所示,车道宽,长的货车以的速度匀速行驶在右侧车道,距离斑马线60m时,一行人以的速度匀速通过斑马线,恰好垂直越过货车右侧分界线,左车道上有一无人驾驶轿车以的速度匀速行驶,此时轿车车头恰好和货车车尾齐平。已知货车在侧面遮挡轿车雷达波时,行人需完全越过货车左侧分界线,轿车雷达才能准确探测到前方行人。若要避免轿车与行人相撞,轿车制动的加速度至少为(注:结果保留小数点后一位,轿车制动时做匀减速直线运动,避撞安全条件:轿车车头到达斑马线时,行人恰好完全离开轿车所在左车道)( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,物体A在小车的牵引下以的速度向上做匀速直线运动。某瞬间连接小车端的绳子与水平方向的夹角为30°,下列说法正确的是( )
A. 小车做加速运动 B. 小车做减速运动
C. 该瞬间小车速度大小为m/s D. 该瞬间小车的速度大小为2m/s
9. 如图a,物块和木板叠放在实验台上,物块的质量为0.1kg,用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。时,木板开始受到一水平外力F的作用,0∼2s内外力从零逐渐增大,2s∼4s内外力为恒力,时撤去外力。细绳对物块的拉力随时间t变化的关系如图b所示,木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。已知重力加速度,则( )
A. 由图b可知,最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力 B. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.1
C. 木板的质量为1kg D.
10. 如图甲所示,倾角θ(未知)、足够长的传送带以初速率沿顺时针方向转动。一小煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带,规定沿传送带斜向上为煤块运动的正方向,该煤块运动的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知前1.0s内的图线和1.0s∼内的图线,分别对应两段不同的二次函数,时刻图线对应的切线正好水平,已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 传送带转动速率 B. 图乙中的数值为2
C. 煤块与传送带之间的动摩擦因数为0.5 D. 0∼内煤块在传送带上的划痕长度为5m
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 探究平抛运动的特点,可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想,再分方向进行实验探究:
(1)先从竖直方向入手,用竖落仪装置(如图甲)将平抛运动竖直分运动与自由落体运动进行对比:用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落。下列说法中正确的是___________。
A. 两球的大小必须相同,但材料和质量可以任意选择
B. 改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,可以改变两球落地的先后顺序
C. 如果两球总是同时落地,说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动,所以对水平分运动的探究,没有采用步骤(1)中的对比法。下面先用如图乙所示的装置描绘出平抛轨迹,再进行定量分析。以下做法中不正确的是_________。
A. 调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B. 将坐标纸上竖线与重垂线平行
C. 将斜槽末端位置投影在背板上,并记录为抛出点O
D. 不断改变挡片P的位置,使小球从斜槽上不同位置释放
E. 不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上时其球心在坐标纸上的投影位置
F. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接
(3)正确操作步骤(2)后,通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平运动的特点。在坐标纸上以抛出点O为坐标原点建立水平x轴、竖直y轴的坐标系,在y轴上从O点开始,按1:3的比例顺次截取y1、y2,如图丙所示,在轨迹上对应标出A、B两个点,测量OA、AB的水平距离x1、x2,在误差允许的范围内,若x1:x2=_________,则说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12. 某学习小组进行“探究小车加速度a与质量M、受力F的关系”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A. 需平衡小车的摩擦力 B. 砝码和砝码盘的总质量不需要远小于小车的质量
C. 在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力 D. 先释放小车,后接通打点计时器的电源
(2)若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系,则应作出a随___________的变化图像(选填“M”或“”)。
(3)图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带,实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s,每两个相邻计数点之间还有4个点没有画出,小车的加速度___________(结果保留三位有效数字)。
(4)该小组又对实验方案进行了改进,研究小车加速度a与F的关系,装置如图丙所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上,并缓慢向小桶中加入细砂,直到小车刚好能匀速运动为止,记下小车匀速运动时传感器的示数。再将小车放回原处并按住,继续向小桶中加入细砂,记下传感器的示数,释放小车,实时记录小车运动时传感器的示数,改变小桶中砂的重力,多次重复实验,获得多组数据描绘小车加速度a与F的关系如图丁所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的___________(单选)。
A. B. C. D.
13. 如图所示,质量分别为0.8kg和1kg的A、B物体在轻质细绳的作用下均处于静止状态,已知OP绳与竖直方向的夹角为37°,OA绳沿竖直方向,OB绳与水平方向平行,已知重力加速度,,。求:
(1)轻质细绳OP的拉力大小;
(2)若物体B与水平地面之间恰好不滑动,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求物体B与水平地面间的动摩擦因数。
14. 在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球准确落入篮筐。若运动员将篮球从O点与水平方向成37°角斜向上抛出,经过最高点M后落入P点处的篮筐,N、Q与O点位于同一水平线上,且分别在M、P的正下方,已知M、N两点距离,O、N两点距离为(未知),N、Q两点距离。已知重力加速度,,,不计空气阻力。求:
(1)篮球从O到M运动的时间;
(2)ON两点间的距离;
(3)篮球落入篮筐P时的速度大小。
15. 如图所示,一竖直厚度不计圆环A,套在一根竖直放置且粗细均匀、长度为L的圆柱棒B的上端。圆环A与圆柱棒B的质量均为m,圆环内径略大于棒的直径,可在棒上滑动,它们之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等,大小均为。开始时,圆环和棒均静止,棒下端距水平地面高H,且。现将圆环和棒同时由静止开始释放,设定棒每次与地面碰撞前后速度大小不变、方向反向,碰撞时间极短可不计,已知重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)棒下端第1次刚要触地前的速度大小(计算结果用g、H表示);
(2)棒下端第2次刚要触地前的速度大小(计算结果用g、H表示);
(3)分析说明,棒下端与地面碰撞多少次后,圆环从棒上脱落;并求圆环脱离棒时的速度大小。
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