精品解析:福建莆田第八中学2025-2026学年度上学期期末考试高一物理试卷
2026-03-11
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内容正文:
莆田八中2025-2026学年度上学期期末考考试试卷
高一物理
本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在北京举办的全球首个人形机器人半程马拉松赛中,人形机器人“天工Ultra”以2小时40分42秒夺冠,如图所示,下列关于“天工Ultra”的描述正确的是( )
A. 2小时40分42秒表示的是时刻
B. 研究“天工Ultra”奔跑动作时,不能将其看成质点
C. 马拉松比赛中“天工Ultra”全程位移的大小等于路程
D. “天工Ultra”冲过终点线的瞬时速度一定等于其全程平均速度的两倍
【答案】B
【解析】
【详解】A.2小时40分42秒是“天工Ultra”跑完全程所用的时间,在时间轴上是一段距离,所以是时间间隔,A错误;
B.研究“天工Ultra”奔跑动作时,需要分析“天工Ultra”各部分的运动状态,所以不能视为质点,B正确;
C.马拉松比赛不是单方向的直线运动,所以马拉松比赛中“天工Ultra”全程位移的大小不等于路程,C错误;
D.“天工Ultra”冲过终点线的瞬时速度与其全程平均速度没有必然关系,故“天工Ultra”冲过终点线的瞬时速度不一定等于其全程平均速度的两倍,D错误。
故选B。
2. 2023年10月3日,杭州亚运会十米跳台跳水决赛中,中国运动员全红婵获得冠军。图甲是她站在跳台起跳的精彩瞬间,从她离开跳台开始计时,全红婵重心的图像可简化为如图乙所示。则全红婵( )
A. 0~t2内加速度方向不变 B. t3时刻到达水下最低点
C. 入水后加速度逐渐增大 D. t1~t2内的平均速度比t4~t5内的小
【答案】A
【解析】
【详解】A.0~t2内图像的斜率均为正值,可知加速度方向一直向下,故A正确;
B.t3时刻速度将要减小,则运动员刚接触水面,t5时刻到达水下最低点,故B错误;
C.根据图像的切线斜率表示加速度,可知从t3~t5入水后加速度先增大后减小,故C错误;
D.由题图可知t2时刻与t4时刻速度相等,设为,则t1~t2的平均速度为
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知t4~t5内的位移满足
则t4~t5的平均速度满足
则t1~t2内的平均速度比t4~t5内的大,故D错误。
故选A。
3. 自同一点以相同的初速度先后竖直向上抛出两个物体a和b。分别用和表示在同一时刻物体a、b的高度差和速度差的绝对值,在物体b被抛出至两物体相撞这一段时间内( )
A. 不断减小,也在不断减小
B. 不断减小,保持不变
C. 在a到达最高点以前保持不变,到达最高点以后不断减小,始终不断减小
D. 在a到达最高点以前保持不变,到达最高点以后不断减小,保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】设ab的时间差值为,则在t时刻a的速度为
物体b的速度为
故ab的速度差值为,是恒定值。
a的位移为
b的位移为
故ab位移差值为,会随时间不断减小。
所以ACD说法错误,故选B。
4. 如图,有五个质量均为m的小彩灯,通过轻质细绳进行连接。连接天花板与彩灯1的轻质细绳与竖直方向的夹角,连接彩灯2、3的细绳与水平方向的夹角为,彩灯5右侧通过水平恒定的拉力F固定。下列说法正确的是( )
A. 连接天花板和彩灯1的细绳拉力大小为
B. 连接彩灯2、3的细绳与水平方向的夹角满足
C. 水平恒定拉力F的大小为
D. 若保持外力F的方向不变,使缓慢增大,则外力F持续减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.以五个彩灯为整体,天花板对彩灯1的细绳拉力T1,水平拉力F,根据平衡条件,在竖直方向有
可得,故A错误;
B.对彩灯1和彩灯2整体进行受力分析,受到重力2mg,细绳拉力,彩灯2与彩灯3之间细绳的拉力,根据平衡条件,在水平方向
在竖直方向
联立方程得,故B正确;
C.以五个彩灯为整体,根据平衡条件,在水平方向,故C错误;
D.以五个彩灯为整体,根据平衡条件,在水平方向
在竖直方向
联立方程得
可以分析出缓慢增大,增大,外力F持续增大,故D错误。
故选B。
二、双项选择题∶本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
5. 如图甲所示为烤肠机,香肠放置在两根水平的平行金属杆中间,其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体,烤制过程中香肠质量不变,半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力变大
B. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变小
C. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小
【答案】BD
【解析】
【详解】香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力大小均等于其重力大小,故大小不变;对香肠进行受力分析如图所示,根据对称性有N1=N2
根据平衡条件有
解得
令金属杆之间的距离为d,则
可知当香肠半径R变大时,则减小,由分析可知,N1、N2均减小。
故选BD。
6. 立定跳远是体育测试中衡量爆发力与身体协调性的重要项目,其动作过程包括预摆、起跳、腾空和落地四个阶段。如图所示,是一位同学进行立定跳远测试的运动过程,若不计空气阻力,并将该同学视为质点,下列说法正确的是( )
A. 在起跳瞬间地面对同学的摩擦力方向水平向前
B. 该同学在腾空的最高点位置时处于超重状态
C. 该同学在最高点位置时重力的瞬时功率最大
D. 该同学从起跳到落地过程中所受重力平均功率为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A.起跳瞬间地面对同学的摩擦力方向水平向前,使同学向前运动,故A正确;
B.该同学在空中的最高点时,加速度为重力加速度,处于完全失重状态,故B错误;
C.重力竖直向下,根据,可知重力的瞬时功率为零,故C错误;
D.根据,可知该同学从起跳到落地过程中重力做功为零,则该同学所受重力平均功率为零,故D正确。
故选AD。
7. 如图所示,在倾角为、质量为5m固定的光滑斜面上,物块A、B质量分别为2m和3m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 物块A的加速度大小为0
B. 物块A的加速度大小为
C. 斜面对地面的压力大于10mg
D. 物块AB间作用力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD.物块A、B紧挨在一起但它们之间无弹力,对A,由平衡条件可知,弹簧的弹力
剪断细线的瞬间弹簧的弹力不能突变,A、B的加速度相同,由牛顿第二定律,对A、B整体有
对B有
解得,,故BD正确,A错误;
C.物块AB的加速度方向沿斜面向下,AB有竖直向下的分加速度,AB处于失重状态,则斜面对地面的压力小于10mg,故C错误。
故选BD。
8. 如图位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为µ,P的质量为2m,Q的质量为m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的恒力F拉P使其做匀速直线运动,则( )
A. Q对P摩擦力为µmg,方向向左
B. Q对P摩擦力为µmg,方向向右
C. F的大小为5µmg
D. F的大小为4µmg
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.P向右匀速运动,则Q向左匀速运动,Q受到P给的向右的滑动摩擦力为
根据作用力与反作用力可知,Q对P摩擦力为μmg,方向向左,故A正确,B错误;
CD.根据平衡条件可知,绳对Q的拉力为
对P受力分析:P受重力2mg,绳子向左的拉力T,向右的力F,Q对P的压力mg,地面对Q的支持力3mg,Q对P向左的摩擦为f,地面对P向左的滑动摩擦力为
根据平衡条件
故C正确,D错误。
故选AC。
三、填空题:本大题共3小题,共9分
9. 汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机减速安全通过。在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m内的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2,假设小轿车始终沿直线运动,则小轿车从刹车到停止所用的最短时间为_______s,三角警示牌至少要放在车后________m远处,才能有效避免两车相撞。
【答案】 ①. 6 ②. 58
【解析】
【详解】[1]轿车从刹车到停止所用的最短时间为
[2]根据题意,有
所以
即三角警示牌至少要放在车后58m处。
10. 如图所示,某同学到超市购物,用大小为10N,方向与水平方向成60o角斜向上的拉力,使质量为2kg的购物篮从静止开始在水平地面上做匀加速直线运动,经过3s运动了9m。则:在3s内,力F对物体做的功为___________J,克服阻力做功___________J;在第3s末,力F对物体做功的瞬时功率为___________W;
【答案】 ①. 45 ②. 9 ③. 30
【解析】
【详解】[1]力F对物体做的功为
[2]购物篮做匀加速直线运动,则
克服阻力做功
[3]根据运动学公式有
解得第3s末的速度
力F对物体做功的瞬时功率为
11. 如图所示,一质量为60kg的人站在商场的电梯上,当电梯以a=3m/s2的加速度沿倾角α=37°的斜面加速向下运动时,人处______状态(选填“超重”或“失重”),该人受到的摩擦力大小为______N。(g=10m/s2)
【答案】 ①. 失重 ②. 144
【解析】
【详解】[1]电梯以a=3m/s2的加速度沿倾角α=37°的斜面加速向下运动时,在竖直方向有向下的加速度,故人处于失重状态;
[2]水平方向,由牛顿第二定律可得
四、实验题:本大题共2小题,12题4分,13题8分,共12分
12. 某同学用如图甲所示装置验证力的平行四边形法则。
(1)实验时,先用两把弹簧测力计把橡皮条AO拉长,记下结点的位置O和两把弹簧测力计示数及两细绳的方向,然后用一把弹簧测力计拉橡皮条,将橡皮条的结点拉到______(选填“同一位置”或“不同位置”),记下弹簧测力计拉力的大小、方向,实验中,一个弹簧测力计的示数如图乙所示,则该弹簧测力计的拉力大小为______N。
(2)通过作图对实验结果处理:、表示两个测力计互成角度的拉力,F表示平行四边形做出的与的合力;表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则下图中符合实验事实的是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. 同一位置 ②. 3.70 (2)C
【解析】
【小问1详解】
[1]为了确保用两根弹簧测力计拉橡皮条与用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果相同,实验中,需要将将橡皮条的结点拉到同一位置O;
[2]根据弹簧测力计的读数规律,该读数为3.70N。
【小问2详解】
F表示平行四边形做出的与的合力,即F的方向一定沿平行四边形的对角线,表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则的方向一定沿橡皮条拉伸的方向。可知,第三个选择项满足要求。
故选C。
13. 某兴趣小组的同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时采用了两种方案,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:
i.测量遮光片的宽度d,挂上托盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M的小车通过两光电门的时间一致;
ii.取下托盘和砝码,称量出其总质量为m,将小车从木板上P点由静止释放,记下小车通过光电门2的时间t,并测出P点和光电门2的距离为x,计算并记录加速度a;
iii.改变砝码质量和木板倾角,重复上述步骤并保证每次小车都从P点释放,多次测量,作图得到a-F的关系。
(1)在记录数据时,把mg作为合外力F值的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);需要满足条件的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”;需要在实验前平衡摩擦力的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。
(2)在方案乙中,由步骤(ⅱ)得到的加速度表达式a=__________(使用x,t,d表示)。
(3)该小组的田同学和郑同学都采用了方案乙进行实验,田同学操作正确,而郑同学在步骤(ⅱ)中只取下并称量了砝码的质量,也记为,并在没有取下托盘的情况下进行了操作(ⅲ),两位同学都将自己测量的数据mg作为小车所受合外力F,绘制了a-F图像,其中田同学的图像用实线表示,郑同学的图像用虚线表示,若田同学测得图像斜率为k1,郑同学测得图像斜率为k2,图A中纵轴截距为,图B中横轴截距为c,则托盘质量为__________(只可选用、、、表示)
A. B.C. D.
【答案】(1) ①. 甲和乙 ②. 甲 ③. 甲
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]在记录数据时,把mg作为合外力F值的实验方案是甲和乙,在图乙实验方案中,挂上托盘和砝码,使小车匀速下滑,设斜面的倾斜角为,小车受到的阻力总和为f,则有
取下托盘和砝码,小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得
即
故乙方案中,不需要满足;在图甲的实验方案中,由托盘和砝码的重力提供拉力,让小车做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得
解得
则绳子对小车的拉力
当时,绳子拉力近似等于托盘和砝码的重力,故甲需要满足。需要在实验前平衡摩擦力的实验方案是甲。
【小问2详解】
小车通过光电门2的速度
根据,得
【小问3详解】
由题意可知,田同学的测量满足
化简可得
可得田同学测得的斜率为
由题意可知,郑同学的测量有
化简可得
可得郑同学测得的斜率为
因为,对比图像可知,他们得到的图像应是图D。
由和可知,该托盘的质量为
五、解答题(本题共3小题,第14题10分,第15题12分,第16题17分,共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤,只写最后答案的不给分)
14. 如图所示,在倾角为θ=30°的玻璃棚上放有一质量为m=1kg的物体A,一端固定在竖直墙壁上O点的轻绳,另一端拴住物体A,轻绳刚好伸直且与玻璃棚的夹角为α=37°,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求物体A受到摩擦力;
(2)若由于下雨导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为μ=0.5(A的质量不变),此时轻绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大值,求此时轻绳上拉力的大小。(结果保留根号)
【答案】(1)5N,沿玻璃棚向上
(2)
【解析】
【小问1详解】
当轻绳刚好伸直时,绳上无拉力,物体A只受竖直向下的重力,垂直于玻璃棚向上的支持力和沿玻璃棚向上的摩擦力,根据平衡条件可得
代入数据解得
【小问2详解】
根据平衡条件可得,,
联立解得
15. 如图甲所示,小球从固定斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动,小球在时刻运动到B点与挡板发生碰撞(碰撞时间忽略不计),然后沿着斜面向上做匀减速直线运动,在时刻到达C点,此时速度正好为0,接着从C点向下运动到B点,到达B点的时刻为,以上过程的图像如图乙所示,已知0~与时间的图像平行,加速过程和减速过程加速度大小的差值为。计算结果可保留根式,求:
(1)加速过程与减速过程加速度大小的比值;
(2)时刻小球的速度大小;
(3)时间内小球的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
选取沿斜面向下为正方向,由加速度的定义
可得,
由题可知
解得,,
加速过程与减速过程加速度大小的比值为
【小问2详解】
设时间内,小球的加速度大小为,其中0~与时间的图像平行,则
图像与时间轴所围成的面积表示小球的位移,可得C与B之间的距离为
根据速度—位移公式可得
则时刻小球的速度大小为
【小问3详解】
分析可知时间内,小球由B点运动到C点再回到B点,则此过程小球的位移为0,则时间内小球的位移
对CB端,
则
时间内小球的平均速度为
16. 某快递公司快递分拣系统的一部分可简化为如图所示的情景:倾斜传送带与水平方向成θ=37°,传送带顺时针方向匀速转动,传送带下端通过一小段光滑圆弧轨道(长度可忽略)与静止在水平地面上的平板车相通但不连接,可视为质点的小物块由传送带顶端由静止滑下,后滑上平板车,最终没有滑离。已知传送带转动的速度v0=2m/s,传送带的长度为L=3.2m,物块与传送带、小物块与平板车上表面的动摩擦因数均为μ1=0.5,平板车与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小物块和平板车的质量均为m=1kg,重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小物块刚放在传送带顶端时的加速度;
(2)小物块到达传送带底端时速度的大小;
(3)平板车在水平地面上滑行的距离。
【答案】(1),方向沿传送带向下
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块刚放在传送带顶端时,根据牛顿第二定律可得
解得
方向沿传送带向下
【小问2详解】
设经过t₁时间小物块与传送带共速,则有
该过程小物块通过的位移大小为
共速后,由于
小物块继续向下加速运动,根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式可得
解得
【小问3详解】
小物块滑上平板车后,小物块与车之间的摩擦力为
平板车与地面的最大静摩擦力为
则小物块滑上平板小车后,小物块开始减速,平板车开始加速,小物块由牛顿第二定律得
解得
对平板车,由牛顿第二定律得
解得
设经时间,小物块和平板车达到共同速度,则
解得,
因此二者共速后,一起在水平面上做减速运动,直到速度减为零,二者减速时的加速度为
二者共同减速的时间为
整个过程平板车的位移为
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莆田八中2025-2026学年度上学期期末考考试试卷
高一物理
本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在北京举办的全球首个人形机器人半程马拉松赛中,人形机器人“天工Ultra”以2小时40分42秒夺冠,如图所示,下列关于“天工Ultra”的描述正确的是( )
A. 2小时40分42秒表示的是时刻
B. 研究“天工Ultra”奔跑动作时,不能将其看成质点
C. 马拉松比赛中“天工Ultra”全程位移的大小等于路程
D. “天工Ultra”冲过终点线的瞬时速度一定等于其全程平均速度的两倍
2. 2023年10月3日,杭州亚运会十米跳台跳水决赛中,中国运动员全红婵获得冠军。图甲是她站在跳台起跳的精彩瞬间,从她离开跳台开始计时,全红婵重心的图像可简化为如图乙所示。则全红婵( )
A. 0~t2内加速度方向不变 B. t3时刻到达水下最低点
C. 入水后加速度逐渐增大 D. t1~t2内的平均速度比t4~t5内的小
3. 自同一点以相同的初速度先后竖直向上抛出两个物体a和b。分别用和表示在同一时刻物体a、b的高度差和速度差的绝对值,在物体b被抛出至两物体相撞这一段时间内( )
A. 不断减小,也在不断减小
B. 不断减小,保持不变
C. 在a到达最高点以前保持不变,到达最高点以后不断减小,始终不断减小
D. 在a到达最高点以前保持不变,到达最高点以后不断减小,保持不变
4. 如图,有五个质量均为m的小彩灯,通过轻质细绳进行连接。连接天花板与彩灯1的轻质细绳与竖直方向的夹角,连接彩灯2、3的细绳与水平方向的夹角为,彩灯5右侧通过水平恒定的拉力F固定。下列说法正确的是( )
A. 连接天花板和彩灯1的细绳拉力大小为
B. 连接彩灯2、3的细绳与水平方向的夹角满足
C. 水平恒定拉力F的大小为
D. 若保持外力F的方向不变,使缓慢增大,则外力F持续减小
二、双项选择题∶本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分
5. 如图甲所示为烤肠机,香肠放置在两根水平的平行金属杆中间,其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体,烤制过程中香肠质量不变,半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 香肠烤熟后与烤熟前相比,两根金属杆对其合力变大
B. 香肠烤熟后金属杆1和2对其支持力的夹角比烤熟前变小
C. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后金属杆1对其支持力比烤熟前变小
6. 立定跳远是体育测试中衡量爆发力与身体协调性的重要项目,其动作过程包括预摆、起跳、腾空和落地四个阶段。如图所示,是一位同学进行立定跳远测试的运动过程,若不计空气阻力,并将该同学视为质点,下列说法正确的是( )
A. 在起跳瞬间地面对同学的摩擦力方向水平向前
B. 该同学在腾空的最高点位置时处于超重状态
C. 该同学在最高点位置时重力的瞬时功率最大
D. 该同学从起跳到落地过程中所受重力平均功率为零
7. 如图所示,在倾角为、质量为5m固定的光滑斜面上,物块A、B质量分别为2m和3m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g,某时刻把细线剪断,当细线剪断的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 物块A的加速度大小为0
B. 物块A的加速度大小为
C. 斜面对地面的压力大于10mg
D. 物块AB间作用力大小为
8. 如图位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为µ,P的质量为2m,Q的质量为m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的恒力F拉P使其做匀速直线运动,则( )
A. Q对P摩擦力为µmg,方向向左
B. Q对P摩擦力为µmg,方向向右
C. F的大小为5µmg
D. F的大小为4µmg
三、填空题:本大题共3小题,共9分
9. 汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机减速安全通过。在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m内的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2,假设小轿车始终沿直线运动,则小轿车从刹车到停止所用的最短时间为_______s,三角警示牌至少要放在车后________m远处,才能有效避免两车相撞。
10. 如图所示,某同学到超市购物,用大小为10N,方向与水平方向成60o角斜向上的拉力,使质量为2kg的购物篮从静止开始在水平地面上做匀加速直线运动,经过3s运动了9m。则:在3s内,力F对物体做的功为___________J,克服阻力做功___________J;在第3s末,力F对物体做功的瞬时功率为___________W;
11. 如图所示,一质量为60kg的人站在商场的电梯上,当电梯以a=3m/s2的加速度沿倾角α=37°的斜面加速向下运动时,人处______状态(选填“超重”或“失重”),该人受到的摩擦力大小为______N。(g=10m/s2)
四、实验题:本大题共2小题,12题4分,13题8分,共12分
12. 某同学用如图甲所示装置验证力的平行四边形法则。
(1)实验时,先用两把弹簧测力计把橡皮条AO拉长,记下结点的位置O和两把弹簧测力计示数及两细绳的方向,然后用一把弹簧测力计拉橡皮条,将橡皮条的结点拉到______(选填“同一位置”或“不同位置”),记下弹簧测力计拉力的大小、方向,实验中,一个弹簧测力计的示数如图乙所示,则该弹簧测力计的拉力大小为______N。
(2)通过作图对实验结果处理:、表示两个测力计互成角度的拉力,F表示平行四边形做出的与的合力;表示用一个弹簧测力计拉橡皮条时的力,则下图中符合实验事实的是______。
A. B.
C. D.
13. 某兴趣小组的同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验时采用了两种方案,图甲是教材中的实验方案;图乙是拓展方案,其实验操作步骤如下:
i.测量遮光片的宽度d,挂上托盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M的小车通过两光电门的时间一致;
ii.取下托盘和砝码,称量出其总质量为m,将小车从木板上P点由静止释放,记下小车通过光电门2的时间t,并测出P点和光电门2的距离为x,计算并记录加速度a;
iii.改变砝码质量和木板倾角,重复上述步骤并保证每次小车都从P点释放,多次测量,作图得到a-F的关系。
(1)在记录数据时,把mg作为合外力F值的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);需要满足条件的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”;需要在实验前平衡摩擦力的实验方案是__________(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)。
(2)在方案乙中,由步骤(ⅱ)得到的加速度表达式a=__________(使用x,t,d表示)。
(3)该小组的田同学和郑同学都采用了方案乙进行实验,田同学操作正确,而郑同学在步骤(ⅱ)中只取下并称量了砝码的质量,也记为,并在没有取下托盘的情况下进行了操作(ⅲ),两位同学都将自己测量的数据mg作为小车所受合外力F,绘制了a-F图像,其中田同学的图像用实线表示,郑同学的图像用虚线表示,若田同学测得图像斜率为k1,郑同学测得图像斜率为k2,图A中纵轴截距为,图B中横轴截距为c,则托盘质量为__________(只可选用、、、表示)
A. B.C. D.
五、解答题(本题共3小题,第14题10分,第15题12分,第16题17分,共40分。解写出必要的文字说明、公式和步骤,只写最后答案的不给分)
14. 如图所示,在倾角为θ=30°的玻璃棚上放有一质量为m=1kg的物体A,一端固定在竖直墙壁上O点的轻绳,另一端拴住物体A,轻绳刚好伸直且与玻璃棚的夹角为α=37°,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求物体A受到摩擦力;
(2)若由于下雨导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为μ=0.5(A的质量不变),此时轻绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大值,求此时轻绳上拉力的大小。(结果保留根号)
15. 如图甲所示,小球从固定斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动,小球在时刻运动到B点与挡板发生碰撞(碰撞时间忽略不计),然后沿着斜面向上做匀减速直线运动,在时刻到达C点,此时速度正好为0,接着从C点向下运动到B点,到达B点的时刻为,以上过程的图像如图乙所示,已知0~与时间的图像平行,加速过程和减速过程加速度大小的差值为。计算结果可保留根式,求:
(1)加速过程与减速过程加速度大小的比值;
(2)时刻小球的速度大小;
(3)时间内小球的平均速度大小。
16. 某快递公司快递分拣系统的一部分可简化为如图所示的情景:倾斜传送带与水平方向成θ=37°,传送带顺时针方向匀速转动,传送带下端通过一小段光滑圆弧轨道(长度可忽略)与静止在水平地面上的平板车相通但不连接,可视为质点的小物块由传送带顶端由静止滑下,后滑上平板车,最终没有滑离。已知传送带转动的速度v0=2m/s,传送带的长度为L=3.2m,物块与传送带、小物块与平板车上表面的动摩擦因数均为μ1=0.5,平板车与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,小物块和平板车的质量均为m=1kg,重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小物块刚放在传送带顶端时的加速度;
(2)小物块到达传送带底端时速度的大小;
(3)平板车在水平地面上滑行的距离。
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