精品解析:黑龙江省哈尔滨市第九中学校2025-2026学年高一上学期12月月考物理试题
2026-03-08
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内容正文:
哈九中2025-2026学年度高一上学期12月份考试
物理学科试卷
(考试时间:90分钟 满分:100分)
Ⅰ卷(选择题,14小题,共47分)
一、单项选择题(本题共9小题,每题3分,共27分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于物体做曲线运动时,下列说法正确的是( )
A. 速度方向一定与所受合外力方向相同
B. 速度方向一定与所受合外力方向相反
C. 速度方向与所受合外力的方向一定在同一直线上
D. 速度方向与所受合外力的方向一定不在同一直线上
【答案】D
【解析】
【详解】物体做曲线运动的条件为速度方向与合外力方向不在同一条直线上,有一定夹角。
故选D。
2. 2025年11月14日16时40分,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,若飞船在接近着陆场时空气阻力大小与飞船速度的平方成正比,则比例系数k的单位是( )
A. J·s B. kg/m C. N·s D. kg
【答案】B
【解析】
【详解】C.根据,可得
可知比例系数k的单位为,故C错误;
A.由,可知
则有,故A错误;
BD.由,可知
则比例系数k的单位可表示为,故B正确,D错误。
故选B。
3. 2025年11月5日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰福建舰入列授旗仪式在海南三亚某军港举行。某次试航中,质量为m的福建舰在时间内速度变化,福建舰所受的平均合力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对福建舰,根据动量定理有
可得
故选C。
4. 如图所示,光滑细杆BC、DC和AC构成矩形ABCD的两邻边和对角线,且A、B、C和D四点在同一竖直圆上,AC∶BC∶DC=5∶4∶3,AC杆竖直,各杆上分别套有一质点小球a、b、d,a、b、d三小球的质量比为1∶2∶3,现让三小球同时从各杆的顶点由静止释放,不计空气阻力,则a、b、d三小球在各杆上滑行的时间之比为( )
A. 1∶1∶1 B. 5∶4∶3 C. 25∶16∶9 D. 3∶4∶5
【答案】A
【解析】
【详解】设,,,a、b、d三小球在各杆上滑行的时间分别为、、,加速度分别为、、,由几何知识得,BC的倾角为,DC的倾角为,如图所示
a球为自由下落过程,,由
得
根据牛顿第二定律得沿BC下滑的小球,加速度为
由位移时间公式得
得
沿DC下滑的小球,加速度为
由位移时间公式得
得
所以
故选A。
5. 在某次乒乓球比赛中,关于比赛中的乒乓球,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球速度逐渐减小时,其惯性也逐渐变小
B. 乒乓球的惯性只与乒乓球的质量有关
C. 击球时球拍对球的弹力大于球对球拍的弹力
D. 惯性是一种力
【答案】B
【解析】
【详解】A.惯性只与质量有关,与速度无关。乒乓球速度减小,但质量不变,惯性不变,故A错误;
B.惯性是物体固有的属性,仅由质量决定,故B正确;
C.击球时,球拍对球的弹力与球对球拍的弹力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律,二者大小相等,故C错误;
D.惯性是物体的属性,不是一种力,力是物体间的相互作用,故D错误。
故选B。
6. 如图,三个质量均为m的物块a、b、c,用两个轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天花板上,处于静止状态,现将b、c之间的轻绳剪断(设重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A. 刚剪断轻绳的瞬间,a的加速度大小为g
B. 刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为g
C. 刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为2g
D. 刚剪断轻绳的瞬间,a、b、c的加速度大小为0
【答案】C
【解析】
【详解】剪断轻绳前,以a为对象,根据平衡条件可得下方弹簧弹力为
以a、b、c为整体,根据平衡条件可得上方弹簧弹力为
刚剪断轻绳的瞬间,上、下弹簧弹力均保持不变,则a的受力不变,a的加速度大小为0;
以b为对象,根据牛顿第二定律可得
以c为对象,根据牛顿第二定律可得
故选C。
7. 如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力,并使系统静止,若将外力突然撤去,则物块在第一次到达最高点前的速度-时间图像(图中实线)可能是图中的
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当外力突然撤去后,弹簧的弹力大于重力,物体向上做加速直线运动,弹力不断减小,合力减小,加速度减小,图象切线的斜率减小;当弹力F弹=G,加速度为零,速度达到最大,此后由于惯性,物块继续上升,弹力继续减小,则F弹<G,加速度a反向增大,物体开始做减速运动,如果物体未脱离弹簧,加速度就一直增大,速度减小,直到速度为零;如果脱离弹簧,则先做加速度增大的减速运动,脱离后做加速度不变的减速运动,直到速度减为零,故A正确;BCD错误。
故选A。
8. 图甲为机场行李物品传送装置实物图,图乙为该装置直线段部分简化图,由传送带及固定挡板组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平台面的夹角。工作人员将长方体货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放,货物匀加速运动一段距离后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.2,其侧面与挡板C间的动摩擦因数为0.1,重力加速度,,,不计空气阻力。则货物匀加速运动的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设,,货物对传送带的压力
对挡板的压力
传送带对货物的摩擦力为
方向与运动方向相同;
挡板对货物的摩擦力为
与运动方向相反;
对货物,根据牛顿第二定律可得
解得
故选D。
9. 水平地面上的一物块,受到水平推力F的作用,力F的大小和方向与时间t的关系如甲图所示;物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示,6s后的速度图像没有画出,。下列说法正确的是( )
A. 滑动时物块受到的摩擦力大小是2N
B. 物块的质量为0.5kg
C. 物块在7.5s时的速度大小是3m/s
D. 在0到9s时间内,物块运动的位移大小是30m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由速度图知,物块在3~6 s内做匀速直线运动,合力为零,则滑动摩擦力f = 4 N,故A 错误;
B.在0~3 s内,v从0增加到6 m/s,加速度为
根据牛顿第二定律有F-f=ma
解得m=1kg,故B错误;
C.在6~9 s内,开始阶段,根据牛顿第二定律有
解得加速度大小= 6m/s2
运动停止的时间
最大静摩擦力为,大于6~9 s内的拉力,可得物块在7s时停止运动,可得物块在7.5s时的速度为零,故C错误;
D.在0到9s时间内,物块运动的位移大小等于0到7s的位移大小,如图所示,根据速度时间图像的面积表示位移,可得0到7s时间内,物块运动的位移大小,故D正确。
故选D。
二、不定项选择题(本题共5小题,每题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确,选不全的得2分,有选错的得0分)
10. “力与运动的关系”是物理学中最基本的课题,对这一问题的研究持续了近两千年的时间,许多物理学家上下求索,方才有了现在我们对力与运动的认识。以下关于力与运动关系的说法中,正确的是( )
A. 牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此不成立
B. 为研究力与运动的关系,牛顿提出了力的概念
C. 在水平水面上滑动的冰壶最终停下来,是由于没有外力维持冰壶的运动
D. 伽利略通过实验与逻辑推理结合的理想斜面实验,得出“力不是维持运动的原因”的结论
【答案】BD
【解析】
【详解】A.牛顿第一定律描述的是不受外力作用时物体的运动状态,故牛顿第一定律无法用实验直接验证,但该定律是在大量实验事实的基础上,通过科学推理和归纳得出的,其推论与实际情况一致,是成立的,故A错误;
B.为研究力与运动的关系,牛顿提出了力的概念,给出了精确的定义并总结出了运动定律,故B正确;
C.在水平水面上滑动的冰壶最终停下来,是因为受到摩擦力,摩擦力改变了冰壶的运动状态,不是由于没有外力维持冰壶的运动,故C错误;
D.伽利略通过实验与逻辑推理结合的理想斜面实验,得出“力不是维持运动的原因”的结论,故D正确。
故选BD。
11. 一小车沿水平地面做匀变速直线运动,小车车厢的顶部用轻质细线悬挂了一质量为m的小球,悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为30°,在车厢底板上放着一个质量为2m的木块,小球及木块均与车厢保持相对静止,如图所示。已知木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地的重力加速度大小为g,,,下列说法正确的是( )
A. 此时小球的加速度大小为
B. 此时小球的加速度大小为
C. 若仅改变小车的加速度大小,使细线与竖直方向的夹角变成37°,则木块相对车厢底板不会发生滑动
D. 若仅改变小车的加速度大小,使细线与竖直方向的夹角变成37°,则木块相对车厢底板会发生滑动
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析,小球受到重力和细线的拉力,两个力的合力水平向右,竖直方向,根据受力平衡可得
水平方向,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小,故A正确,B错误;
CD.根据可得,若细线与竖直方向的夹角变成37°,则加速度
木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.8,则木块与车厢底板间的摩擦力达到最大时,有
解得最大加速度为
可得木块相对车厢底板间的摩擦力没有达到最大,木块不会发生滑动,故C正确,D错误。
故选AC。
12. 纵跳是体育运动的基本动作之一,可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示,人光脚在原地纵跳时,快速下蹲后立即蹬伸,在起跳过程中,人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 曲线上的A点表示人下蹲至最低点
B. 曲线上的A点表示人处于失重状态
C. 曲线上的C点人离开地面
D. 曲线上的D点人离开地面
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.人光脚在原地纵跳时,快速下蹲后立即蹬伸,可知人先加速下蹲,加速度向下,处于失重状态,再减速下蹲,加速度向上,处于超重状态,可得曲线上A点对应的时刻,人仍处于加速下蹲阶段,没有下蹲到最低点,处于失重状态,故A错误,B正确;
CD.由于C点之后的时刻人仍受到地面的支持力作用,所以曲线上C点对应的时刻,人还没有离开地面,D点时人受到地面的支持力为零,人离开地面,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 如图所示,M、N、P是倾角为30°的斜劈C斜面上的三点,MN段光滑,NP段粗糙,,A、B、C的质量均为m的A、B两物体叠放在一起从M点由静止下滑,到达P点时速度刚好为零,下滑过程中A、B始终保持相对静止,C始终静止,重力加速度为g,则( )
A. 在MN段,A的加速度大小为
B. 在NP段,地面对C的支持力大小为
C. 在NP段,地面对C的支持力大小为
D. 在MN、NP两段,地面对C的摩擦力方向相反
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在MN段,对A、B整体有
解得,故A正确;
BC.因为,且到达P点时A、B的速度刚好为零,由运动学公式得,
可得
即
方向沿斜面向上,对A、B、C整体,竖直方向有
解得,故B错误,C正确;
D.在MN段,A、B两物体的加速度方向沿斜面向下,其水平分量向左,对A、B、C整体,水平方向有
可得地面对C的摩擦力方向水平向左。在NP段,A、B两物体的加速度方向沿斜面向上,其水平分量向右,对A、B、C整体,水平方向有
可得地面对C的摩擦力方向水平向右,故D正确。
故选ACD。
14. 如图甲所示,质量为的长木板放置于水平面上,其上左端有一质量为的物块A,物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为的物块B相连,物块B离地面高度为。时刻由静止释放物块B,同时给长木板一水平向左的初速度,以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为,木板与地面间动摩擦因数为,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小,则下列说法正确的是( )
A. 物块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数
C. 木板向左运动的最大位移为 D. 长木板的质量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由乙图可知,0~1s内物块A、B一起匀加速,由整体法可得
解得
故A错误;
B.由于物块A所受木板的滑动摩擦力为
解得加速度大小为
可知,1~3s内物块B已经落地,物块A水平方向只受木板的滑动摩擦力作用,由图可知3s末物块A的加速度大小突然减为,则此时物块A与木板共速,之后二者一起做匀减速直线运动。由牛顿第二定律,可得
解得
故B正确;
C.根据a-t图像中图线与坐标轴所围面积表示速度变化,可知3s末物块A的速度为
依题意,0~3s内木板先向左匀减速,再向右匀加速,受力分析由牛顿第二定律,有
,
又
且
联立,解得
则木板向左运动的最大位移为
故C正确;D错误。
故选BC。
Ⅱ卷(非选择题,5小题,共53分)
三、实验题
15. 用如图所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。在探究质量一定,加速度与合外力关系时,用小桶和砂的重力代替小车受到的拉力,测出多组加速度与对应合外力F的数据,并作出a-F图像,重力加速度为g。
(1)下列实验操作,正确的有( )(填字母代号);
A. 调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行
B. 每次实验,都要先放开小车,再接通打点计时器的电源
C. 平衡摩擦力时,应将悬挂小桶的细线系在小车上
D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量
(2)在一次实验操作中,获得如图所示的纸带A、B、C、D、E为计数点,其中相邻两计数点间均有四个点未画出,所用交变电源的频率为50Hz,由纸带可求得小车运动的加速度a=_________(计算结果保留两位有效数字)。
(3)从超、失重角度看,砂桶在运动过程中存在_________(选填“超重”或“失重”)现象。利用测得的数据,可得加速度a-F的关系图象如图所示。F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量,a-F图像中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的值趋向于_________(用题中出现物理量表示)。为消除上述系统误差,可采取的措施是( )
A.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
B.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替小车所受拉力
C.在增加桶内细砂质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
【答案】(1)AD (2)
(3) ①. 失重 ②. g ③. B
【解析】
【小问1详解】
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行,使细线拉力为小车的合力,故A正确;
B.每次实验,都要先接通打点计时器的电源,再放开小车,故B错误;
C.平衡摩擦力时,应在不悬挂小桶的情况下(目的是平衡摩擦力,不是小桶重力)平衡摩擦力,故C错误;
D.实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量,这样才能使绳子拉力约等于小桶和沙的总重力,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
相邻两个计数点间的时间间隔
根据逐差法计算小车的加速度为
【小问3详解】
[1]砂桶向下加速,加速度向下,可得砂桶在运动过程中存在失重现象。
[2]设小车的质量为M,沙和沙桶的质量m,绳子拉力为F,受力分析可得F=Ma,mg−F=ma
联立解得,
可知若不断增加沙桶中沙的质量,a-F图像中各点连成的曲线将不断延伸,当m远大于M时加速度a的趋向值为g。
[3]AB.根据前面分析当拉力F较大时,此时不能满足小车的质量远大于沙和沙桶的质量所以a-F图线明显弯曲,产生误差;此时若可以准确的测量绳子中拉力即可消除误差,因此将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替砂和小桶的重力即可测量绳子中拉力的实际值,消除误差,利用速度传感器代替纸带和打点计时器测小车的加速度不能消除误差,故A错误,B正确;
C.在探究质量一定,加速度与合外力关系时,要保证小车的质量不变,故C错误。
故选B。
16. 某小组利用如图实验装置,在验证加速度与质量关系实验时,保证砂和砂桶的总质量不变,通过在小车上增加砝码来改变小车总质量,每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m,但未测小车质量M,作出与m之间的关系图像如图所示,已知图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,当地重力加速度为g。若该小组其他操作均正确,没有远小于,可得到砂和砂桶的总质量为_________,小车的质量M为_________(均用k、b、g表示)。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]根据牛顿第二定律,对砂和砂桶这个整体,有
对小车和砝码这个整体,有
两式联立,得
可得,
可得,
17. 如图甲所示,质量分别为M=5kg和m=3kg的物块形状大小均相同,将它们通过轻绳连接后跨过光滑定滑轮,置于光滑斜面上,绳子在各处均平行于倾角为(未知)的斜面,M恰好能静止在斜面上,重力加速度为。
(1)求斜面倾角的正弦值;
(2)若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放M,斜面仍保持静止,求M的加速度a的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
甲图中由于物体静止,则
解得
【小问2详解】
若互换两物块位置,按图乙放置,乙图中由于
则物体m沿斜面上滑,由牛顿定律可知
对M有
联立解得
18. 如图所示,为了在平直公路上运送一个质量为M的刚性圆柱形容器,把它放置于卡车的专用支架ABCD上,AB斜面倾角为37°,CD保持水平,AD保持竖直,静止时容器顶部与CD有一小的间隙,不计一切摩擦,,,重力加速度为g。
(1)若卡车以的加速度加速前进,求各接触面对容器的压力、、;
(2)若卡车以的加速度向前制动,求各接触面对容器的压力、、。
【答案】(1),,
(2),,
【解析】
【小问1详解】
若卡车以的加速度加速前进,对M受力分析,根据牛顿第二定律可知FAD-FABsin37°=Ma,FABcos37°-Mg=0
联立解得,
此时容器不与CD接触,作用力
【小问2详解】
设球对AD无刚好无作用力时,则球的加速度为,根据牛顿第二定律可知Mgtan37°=Ma′
解得
故容器脱离AD,对CD有作用力,则根据牛顿第二定律可知FABcos37°-Mg-FCD=0,FABsin37°=Ma
联立解得,
此时
19. 某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角,顺时针转动的速率为。将质量m=2.5kg的物体无初速地放在传送带的顶端A,物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=2.5kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为、,木板下表面可以涂抹不同材料的涂层,使得木板与地面的动摩擦因数在一定范围内,满足。AB的距离为s=8.2m,木板足够长,重力加速度g取(已知,),求:
(1)物体刚开始下滑时的加速度大小;
(2)物体通过传送带的时间;
(3)物体离开传送带后运动总位移的最小值和最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)6m,
【解析】
【小问1详解】
物体速度达到传送带速度前,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
物体与传送带共速所需时间为
根据速度—位移公式有
解得
共速后,由于
物体继续在传送带上做匀加速运动,有
解得
设物体经到达B端,则有
解得
物体通过传送带所需要的时间为
【小问3详解】
物体滑上木板左端时的速度大小
解得
物体的最大加速度为
木板加速度为
临界条件为
当时,木板静止,物体位移为
当时,物体与木板先相对运动,达到共速后,一起减速为零,越小,物体的位移越大。当,物体位移有最大值。
设共速时间,则
解得
物体位移为
此后,整体加速度为
物体位移为
总位移
总位移的最小值为6m,最大值为
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哈九中2025-2026学年度高一上学期12月份考试
物理学科试卷
(考试时间:90分钟 满分:100分)
Ⅰ卷(选择题,14小题,共47分)
一、单项选择题(本题共9小题,每题3分,共27分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于物体做曲线运动时,下列说法正确的是( )
A. 速度方向一定与所受合外力方向相同
B. 速度方向一定与所受合外力方向相反
C. 速度方向与所受合外力的方向一定在同一直线上
D. 速度方向与所受合外力的方向一定不在同一直线上
2. 2025年11月14日16时40分,神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,若飞船在接近着陆场时空气阻力大小与飞船速度的平方成正比,则比例系数k的单位是( )
A. J·s B. kg/m C. N·s D. kg
3. 2025年11月5日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰福建舰入列授旗仪式在海南三亚某军港举行。某次试航中,质量为m的福建舰在时间内速度变化,福建舰所受的平均合力为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,光滑细杆BC、DC和AC构成矩形ABCD的两邻边和对角线,且A、B、C和D四点在同一竖直圆上,AC∶BC∶DC=5∶4∶3,AC杆竖直,各杆上分别套有一质点小球a、b、d,a、b、d三小球的质量比为1∶2∶3,现让三小球同时从各杆的顶点由静止释放,不计空气阻力,则a、b、d三小球在各杆上滑行的时间之比为( )
A. 1∶1∶1 B. 5∶4∶3 C. 25∶16∶9 D. 3∶4∶5
5. 在某次乒乓球比赛中,关于比赛中的乒乓球,下列说法正确的是( )
A. 乒乓球速度逐渐减小时,其惯性也逐渐变小
B. 乒乓球的惯性只与乒乓球的质量有关
C. 击球时球拍对球的弹力大于球对球拍的弹力
D. 惯性是一种力
6. 如图,三个质量均为m的物块a、b、c,用两个轻弹簧和一根轻绳相连,挂在天花板上,处于静止状态,现将b、c之间的轻绳剪断(设重力加速度为g),下列说法正确的是( )
A. 刚剪断轻绳的瞬间,a的加速度大小为g
B. 刚剪断轻绳的瞬间,b的加速度大小为g
C. 刚剪断轻绳的瞬间,c的加速度大小为2g
D. 刚剪断轻绳的瞬间,a、b、c的加速度大小为0
7. 如图所示,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力,并使系统静止,若将外力突然撤去,则物块在第一次到达最高点前的速度-时间图像(图中实线)可能是图中的
A. B.
C. D.
8. 图甲为机场行李物品传送装置实物图,图乙为该装置直线段部分简化图,由传送带及固定挡板组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平台面的夹角。工作人员将长方体货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放,货物匀加速运动一段距离后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.2,其侧面与挡板C间的动摩擦因数为0.1,重力加速度,,,不计空气阻力。则货物匀加速运动的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
9. 水平地面上的一物块,受到水平推力F的作用,力F的大小和方向与时间t的关系如甲图所示;物块的运动速度v与时间t的关系如乙图所示,6s后的速度图像没有画出,。下列说法正确的是( )
A. 滑动时物块受到的摩擦力大小是2N
B. 物块的质量为0.5kg
C. 物块在7.5s时的速度大小是3m/s
D. 在0到9s时间内,物块运动的位移大小是30m
二、不定项选择题(本题共5小题,每题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确,选不全的得2分,有选错的得0分)
10. “力与运动的关系”是物理学中最基本的课题,对这一问题的研究持续了近两千年的时间,许多物理学家上下求索,方才有了现在我们对力与运动的认识。以下关于力与运动关系的说法中,正确的是( )
A. 牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此不成立
B. 为研究力与运动的关系,牛顿提出了力的概念
C. 在水平水面上滑动的冰壶最终停下来,是由于没有外力维持冰壶的运动
D. 伽利略通过实验与逻辑推理结合的理想斜面实验,得出“力不是维持运动的原因”的结论
11. 一小车沿水平地面做匀变速直线运动,小车车厢的顶部用轻质细线悬挂了一质量为m的小球,悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为30°,在车厢底板上放着一个质量为2m的木块,小球及木块均与车厢保持相对静止,如图所示。已知木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地的重力加速度大小为g,,,下列说法正确的是( )
A. 此时小球的加速度大小为
B. 此时小球的加速度大小为
C. 若仅改变小车的加速度大小,使细线与竖直方向的夹角变成37°,则木块相对车厢底板不会发生滑动
D. 若仅改变小车的加速度大小,使细线与竖直方向的夹角变成37°,则木块相对车厢底板会发生滑动
12. 纵跳是体育运动的基本动作之一,可以分为原地纵跳和助跑纵跳。如图甲所示,人光脚在原地纵跳时,快速下蹲后立即蹬伸,在起跳过程中,人受到地面的支持力随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 曲线上的A点表示人下蹲至最低点
B. 曲线上的A点表示人处于失重状态
C. 曲线上的C点人离开地面
D. 曲线上的D点人离开地面
13. 如图所示,M、N、P是倾角为30°的斜劈C斜面上的三点,MN段光滑,NP段粗糙,,A、B、C的质量均为m的A、B两物体叠放在一起从M点由静止下滑,到达P点时速度刚好为零,下滑过程中A、B始终保持相对静止,C始终静止,重力加速度为g,则( )
A. 在MN段,A的加速度大小为
B. 在NP段,地面对C的支持力大小为
C. 在NP段,地面对C的支持力大小为
D. 在MN、NP两段,地面对C的摩擦力方向相反
14. 如图甲所示,质量为的长木板放置于水平面上,其上左端有一质量为的物块A,物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为的物块B相连,物块B离地面高度为。时刻由静止释放物块B,同时给长木板一水平向左的初速度,以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为,木板与地面间动摩擦因数为,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小,则下列说法正确的是( )
A. 物块与木板间的动摩擦因数 B. 木板与地面间的动摩擦因数
C. 木板向左运动的最大位移为 D. 长木板的质量
Ⅱ卷(非选择题,5小题,共53分)
三、实验题
15. 用如图所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。在探究质量一定,加速度与合外力关系时,用小桶和砂的重力代替小车受到的拉力,测出多组加速度与对应合外力F的数据,并作出a-F图像,重力加速度为g。
(1)下列实验操作,正确的有( )(填字母代号);
A. 调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行
B. 每次实验,都要先放开小车,再接通打点计时器的电源
C. 平衡摩擦力时,应将悬挂小桶的细线系在小车上
D. 实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量
(2)在一次实验操作中,获得如图所示的纸带A、B、C、D、E为计数点,其中相邻两计数点间均有四个点未画出,所用交变电源的频率为50Hz,由纸带可求得小车运动的加速度a=_________(计算结果保留两位有效数字)。
(3)从超、失重角度看,砂桶在运动过程中存在_________(选填“超重”或“失重”)现象。利用测得的数据,可得加速度a-F的关系图象如图所示。F较大时,a-F图线明显弯曲,产生误差。若不断增加砂桶中砂的质量,a-F图像中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的值趋向于_________(用题中出现物理量表示)。为消除上述系统误差,可采取的措施是( )
A.测小车的加速度时,利用速度传感器代替纸带和打点计时器
B.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替小车所受拉力
C.在增加桶内细砂质量的同时,在小车上增加砝码,确保砂和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量
16. 某小组利用如图实验装置,在验证加速度与质量关系实验时,保证砂和砂桶的总质量不变,通过在小车上增加砝码来改变小车总质量,每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量m,但未测小车质量M,作出与m之间的关系图像如图所示,已知图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,当地重力加速度为g。若该小组其他操作均正确,没有远小于,可得到砂和砂桶的总质量为_________,小车的质量M为_________(均用k、b、g表示)。
17. 如图甲所示,质量分别为M=5kg和m=3kg的物块形状大小均相同,将它们通过轻绳连接后跨过光滑定滑轮,置于光滑斜面上,绳子在各处均平行于倾角为(未知)的斜面,M恰好能静止在斜面上,重力加速度为。
(1)求斜面倾角的正弦值;
(2)若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放M,斜面仍保持静止,求M的加速度a的大小。
18. 如图所示,为了在平直公路上运送一个质量为M的刚性圆柱形容器,把它放置于卡车的专用支架ABCD上,AB斜面倾角为37°,CD保持水平,AD保持竖直,静止时容器顶部与CD有一小的间隙,不计一切摩擦,,,重力加速度为g。
(1)若卡车以的加速度加速前进,求各接触面对容器的压力、、;
(2)若卡车以的加速度向前制动,求各接触面对容器的压力、、。
19. 某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角,顺时针转动的速率为。将质量m=2.5kg的物体无初速地放在传送带的顶端A,物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=2.5kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为、,木板下表面可以涂抹不同材料的涂层,使得木板与地面的动摩擦因数在一定范围内,满足。AB的距离为s=8.2m,木板足够长,重力加速度g取(已知,),求:
(1)物体刚开始下滑时的加速度大小;
(2)物体通过传送带的时间;
(3)物体离开传送带后运动总位移的最小值和最大值。
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