精品解析:湖南株洲市第二中学2026年上学期高一学情调研物理试题
2026-03-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 株洲市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.16 MB |
| 发布时间 | 2026-03-12 |
| 更新时间 | 2026-03-13 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56784404.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
株洲市二中2026年上学期高一年级开学考试试卷
物理试题
时量:75分钟分值:100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. “物理”二字最早出现在中文中,是取“格物致理”四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。同学们要在学习物理知识之外,还要了解物理学家是如何发现物理规律的,领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列叙述不正确的是( )
A. 合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想
B. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的结果,能用实验直接验证
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法
D. 研究变速运动时,把变速运动看成很多小段匀速直线运动的累加,采用了微元法
2. 时刻,小球甲(视为质点)从地面开始做竖直上抛运动,小球乙(视为质点)从距地面高度为处由静止释放,甲、乙小球不在同一直线上,两小球距地面的高度与运动时间的关系图像如图所示,重力加速度大小为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲的初速度比乙落地时的速度大
B. 甲、乙落地的时间差为
C. 甲上升过程平均速度比乙下降过程的平均速度小
D. 甲、乙处于同一高度的时刻为
3. 如图所示,双手端着半球形的玻璃碗,碗内放有三个相同的小玻璃球,晃动玻璃碗,当碗静止后碗口水平,三小球沿着碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用,下列说法中正确的是( )
A. 距碗口最近的小球线速度最大 B. 处于中间位置的小球周期最小
C. 距碗底最近的小球向心加速度最大 D. 三个小球受到的合力大小相等
4. 如图所示,质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小为0,然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度,则正确的是( )
A. 滑块向左运动过程中,加速度先减小后增大
B. 滑块与弹簧接触过程中,最大加速度为
C. 滑块向右运动过程中,加速度先向左,再向右
D. 滑块向右运动过程中,当滑块离开弹簧时,滑块的速度最大
5. 如图所示,一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点,轻绳穿过两个质量分别为、的小环,直杆与水平面夹角为,在杆上套有一光滑轻质小环,轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧,系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度缓缓转至水平位置(转过了90°角),此过程中下述说法中正确的是( )
A. 重物M做匀速直线运动
B 重物M先超重后失重
C. 重物M的最大速度是,此时杆与绳水平
D. 重物M的速度先减小后增大
7. 如图所示,从高度为H的A点先后将小球1和小球2水平抛出,小球1刚好直接越过竖直挡板MN落在水平地面上的B点,小球2与地面碰撞两次后,也刚好越过竖直挡板MN,也落在B点。设小球2每次与水平地面碰撞前后水平方向分速度不变,竖直方向分速度大小不变、方向相反,忽略空气阻力。则A点与M点的高度差为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 甲、乙两个相同的遥控小车在同一直线赛道上沿相同方向进行追逐比赛,两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中,甲小车安装加速度传感器,乙小车安装速度传感器,t=0时刻,两车速度大小均为20m/s,甲车在前、乙车在后,此时两车相距50m,其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示,规定初始运动方向为正方向,则在0~6s时间内,下列说法中正确的是( )
A. 两车间的最近距离为10m
B. t=2s时两车间距离为20m
C. 在0~6s时间内两车能够相遇一次
D. t=2s和t=6s时两车间距离相等
9. 将一圆环套在固定的足够长的水平杆上,环的内径略大于杆的截面直径,对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力,如图甲所示;当拉力逐渐变大时,环的加速度随拉力变化的规律如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 圆环质量
B. 圆环与杆之间动摩擦因数为
C. 当时,环受到的摩擦力大小为
D. 环受到的摩擦力大小为时,环的加速度大小可能为
10. 如图所示,在粗糙水平面上放置质量分别为3m,3m,3m、1.5m的四个木块A、B、C、D,木块A、B用一不可伸长的轻绳相连,木块间的动摩擦因数均为,木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为μ/3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若用水平拉力F拉木块B,使四个木块一起匀加速前进,重力加速度为g,则( )
A. 匀加速的最大加速度为
B. 以最大加速度匀加速前进时,木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2
C. 水平拉力F最大7
D. 轻绳所受的最大拉力为4
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为,单个钩码的质量为,打点计时器所接的交流电源的频率为,动滑轮质量不计,实验步骤如下:
①按图甲所示安装好实验装置(未挂钩码),其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动
③挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度,读出弹簧测力计的示数
④改变钩码的数量,重复步骤(3),求得小车在不同拉力作用下的加速度
根据上述实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是____
A. 钩码的质量应远大于小车的质量
B. 实验过程中钩码处于超重状态
C. 与小车相连的细线与长木板一定要平行
D. 小车所受的拉力应为钩码重力的一半
(2)实验中打出的一条纸带如图乙所示,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车的加速度____。(结果保留两位小数)
(3)若交流电流的实际频率小于,则(2)中加速度的计算结果与实际值相比____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若实验步骤(2)中,让长木板水平放置,没有补偿阻力,其余实验步骤不变且操作正确,以弹簧测力计的示数为纵坐标,以加速度为横坐标,得到如图丙所示的纵轴截距为、斜率为的一条倾斜直线,重力加速度为,忽略滑轮与绳之间的摩擦以及纸带与限位孔之间的摩擦,则小车和长木板之间的动摩擦因数:____。
12. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。
(1)采用如图甲所示的装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是____。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D. 图甲中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为,其正切值随时间变化的图像如图所示,则初速度____。(取,结果保留两位有效数字)
(3)由(2)中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为,则位移为____。(取,结果保留两位有效数字)
(4)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力____(填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
四、计算题(共3小题,13题10分,14题14分,15题17分,共41分)
13. 如图所示,工程队在倾角、高的山坡上O点抛射重物。已知重物的初速度大小,与水平方向的夹角,g取,忽略空气阻力,。重物落地后不反弹,求:
(1)重物在飞行过程中距离水平地面的最大高度;
(2)重物飞行过程中到山坡的最远距离和此时的速度大小。
14. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平地面上,斜面顶端固定一轻质的定滑轮,底端固定一垂直斜面的挡板。质量分别为、的物块甲、乙通过轻质弹簧连接在一起,物块甲静止在斜面底端紧靠挡板处。不可伸长的细绳跨过定滑轮一端与物块乙连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上的质量为的物块丙连接。开始时物块丙静止在直杆上点(细绳与直杆垂直),且恰好与直杆间的相互作用力为零;现对物块丙施加一水平向右的拉力,使其缓慢移动,当移动到点时,物块甲恰好对挡板无压力,此时细绳与水平直杆的夹角。已知滑轮与水平直杆间的垂直距离为,重力加速度大小为,弹簧的轴线、物块乙与定滑轮之间的细绳共线且与斜面始终平行,不计滑轮大小,不计空气阻力和一切摩擦阻力,弹力始终未超过弹性限度,物块甲、乙、丙均可视为质点,。求:
(1)物块丙静止在直杆上点时,甲对挡板的压力大小;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)物块丙在点时受到直杆的弹力及拉力的大小。
15. 如图所示,一倾角为、足够长的传送带始终以的速度逆时针匀速运转,足够长的木板B上放一可视为质点的物块A(A始终在B上),两者同时由静止开始释放,释放时木板距传送带底端的距离L=5.4m,传送带底端有一固定挡板,木板B与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。木板B的质量为,物块A的质量为,且,木板B与传送带间的动摩擦因数,物块A与木板B间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计其它阻力。求:
(1)物块A和木板B开始运动时加速度的大小和;
(2)木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间t;
(3)木板B从释放到第一次沿传送带上升到最高点过程中物块A相对于木板B滑行的路程s。
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株洲市二中2026年上学期高一年级开学考试试卷
物理试题
时量:75分钟分值:100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. “物理”二字最早出现在中文中,是取“格物致理”四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。同学们要在学习物理知识之外,还要了解物理学家是如何发现物理规律的,领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列叙述不正确的是( )
A. 合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想
B. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的结果,能用实验直接验证
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法
D. 研究变速运动时,把变速运动看成很多小段匀速直线运动的累加,采用了微元法
【答案】B
【解析】
【详解】A.合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想,选项A正确;
B.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的结果,但是不能用实验直接验证,选项B错误;
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法,选项C正确;
D.研究变速运动时,把变速运动看成很多小段匀速直线运动累加,采用了微元法,选项D正确。
此题选择不正确的选项,故选B。
2. 时刻,小球甲(视为质点)从地面开始做竖直上抛运动,小球乙(视为质点)从距地面高度为处由静止释放,甲、乙小球不在同一直线上,两小球距地面的高度与运动时间的关系图像如图所示,重力加速度大小为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 甲的初速度比乙落地时的速度大
B. 甲、乙落地的时间差为
C. 甲上升过程的平均速度比乙下降过程的平均速度小
D. 甲、乙处于同一高度的时刻为
【答案】B
【解析】
【详解】由图示图像可知,两球离地面的最大高度相等,均为
A.甲做竖直上抛运动,乙做自由落体运动,甲的下降过程是自由落体运动,由于甲下落过程的高度与乙下落的高度相等,甲、乙落地时的速度相等,甲做竖直上抛运动的初速度大小等于落地时的速度大小,因此甲的初速度与乙落地的速度大小相等,故A错误;
B.甲、乙离地面的最大高度相等,则甲乙下落的时间相等,由
解得
甲运动时间是,乙的运动时间是,则甲乙落地时间差,故B正确;
C.甲上升的时间与乙下落的时间相等,甲上升的位移大小与乙下降的位移大小相等,则甲上升的平均速度与乙下降的平均速度大小相等,故C错误;
D.甲上升的初速度
甲做竖直上抛运动,乙做自由落体运动,以乙为参考系,甲向上做匀速直线运动,设经过时间甲、乙处于同一高度,则
解得,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,双手端着半球形的玻璃碗,碗内放有三个相同的小玻璃球,晃动玻璃碗,当碗静止后碗口水平,三小球沿着碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用,下列说法中正确的是( )
A. 距碗口最近的小球线速度最大 B. 处于中间位置的小球周期最小
C. 距碗底最近的小球向心加速度最大 D. 三个小球受到的合力大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】D.对于任意一球,设其轨道处半球形碗的半径与竖直方向的夹角为,半球形碗的半径为R。如图
根据重力和支持力的合力提供小球圆周运动的向心力,得
故D错误;
ABC.由几何关系,可得
又
联立,解得
,,
R一定,可知越大(越接近碗口),线速度v越大、周期T越小、加速度a越大,故A正确、BC错误。
故选A。
4. 如图所示,质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小为0,然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度,则正确的是( )
A. 滑块向左运动过程中,加速度先减小后增大
B. 滑块与弹簧接触过程中,最大加速度为
C. 滑块向右运动过程中,加速度先向左,再向右
D. 滑块向右运动过程中,当滑块离开弹簧时,滑块的速度最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑块向左接触弹簧的运动过程中,在水平方向上受到向右的弹簧的弹力和向右的摩擦力,在此过程中弹簧的弹力是逐渐增大的,弹力和摩擦力的合力与运动方向始终相反,物体做减速运动,加速度大小一直增大,故A错误;
B.对滑块的分析可知,当弹簧的压缩量为x0时,此时合力最大,由牛顿第二定律有
故B正确;
C.滑块向右接触弹簧的运动是从弹簧压缩量最大时开始的,此时受到水平向右的弹力和向左的摩擦力,开始时弹簧的弹力大于摩擦力,加速度方向向右,且加速度不断减小,但当弹簧伸长到一定程度,弹力和摩擦力大小相等,加速度减小到零,此后摩擦力大于弹力,加速度方向向左,加速度增大,所以加速度先向右,后向左,故C错误;
D.在滑块向右接触弹簧的运动中,当弹簧弹力与摩擦力相等时,滑块的加速度为零,滑块的速度达到最大,此时弹簧的形变量为
弹簧处于压缩状态,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点,轻绳穿过两个质量分别为、的小环,直杆与水平面夹角为,在杆上套有一光滑轻质小环,轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧,系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于杆上的小环为轻环,重力不计,故该轻环受两边细线的拉力的合力与杆垂直,且细绳拉力大小相等,该环与m2之间的细绳与竖直方向的夹角为,环与m1之间的细绳与竖直方向的夹角为,A点与m1之间的细绳与竖直方向的夹角也为,m2与B点之间的细绳与竖直方向的夹角为,根据平衡条件,对m1,有
对m2,有
联立可得
故选A。
6. 如图所示,用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M,长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴,其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处,在杆的中点C处拴一细绳,绕过两个滑轮后挂上重物M,C点与O点距离为L,现在杆的另一端用力,使其逆时针匀速转动,由竖直位置以角速度缓缓转至水平位置(转过了90°角),此过程中下述说法中正确的是( )
A. 重物M做匀速直线运动
B. 重物M先超重后失重
C. 重物M的最大速度是,此时杆与绳水平
D. 重物M的速度先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】设C点线速度方向与绳子方向的夹角为θ(锐角),由题知C点的线速度为
该线速度在绳子方向上的分速度就为
θ的变化规律是开始最大(90°)然后逐渐变小,所以
cos θ逐渐变大,直至绳子和长杆垂直,绳子速度变为最大,为;然后,θ又逐渐增大
逐渐变小,绳子的速度变慢;所以知重物的速度先增大后减小,最大速度为,重物M在竖直方向上先加速后减速,所以重物M先超重后失重。
故选B。
7. 如图所示,从高度为H的A点先后将小球1和小球2水平抛出,小球1刚好直接越过竖直挡板MN落在水平地面上的B点,小球2与地面碰撞两次后,也刚好越过竖直挡板MN,也落在B点。设小球2每次与水平地面碰撞前后水平方向分速度不变,竖直方向分速度大小不变、方向相反,忽略空气阻力。则A点与M点的高度差为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,两小球从平抛到第一次落地,竖直方向有
可知两小球平抛后,从抛出到第一次落地所用时间相等,则在水平方向有,
由图可知
可得
将小球2运动倒过来看成从M运动到C点与小球1从M运动到B点时间相同,则有
由几何关系可得,AM 间水平距离与AB间水平距离之比为
则小球1由A运动到 M 与由A运动到B的时间之比为
则有,
解得
故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 甲、乙两个相同的遥控小车在同一直线赛道上沿相同方向进行追逐比赛,两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中,甲小车安装加速度传感器,乙小车安装速度传感器,t=0时刻,两车速度大小均为20m/s,甲车在前、乙车在后,此时两车相距50m,其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示,规定初始运动方向为正方向,则在0~6s时间内,下列说法中正确的是( )
A. 两车间的最近距离为10m
B. t=2s时两车间距离为20m
C. 在0~6s时间内两车能够相遇一次
D. t=2s和t=6s时两车间距离相等
【答案】AD
【解析】
【详解】B.由图可知,0~2s内,甲车做匀减速直线运动,根据可知,2s时速度恰好为零,此过程中甲车运动的位移为
0~2s内,乙车做匀速直线运动,此过程中,乙车运动的位移为
此时两者的距离为
即t=2s时,两车距离为30m,故B错误;
AC.2s后甲车开始加速,乙车开减速,由图可得,乙车减速时的加速度大小为
设经过时间,两者速度相等,则有
解得
,
此过程中甲车的位移为
此过程中甲车的位移为
此时两车的距离为
即t=4s时两车速度相等,t=4s后乙车速度小于甲车,两者距离变大,两车不能相遇,所以t=4s时两车距离最小,最小距离为10m,故A正确,C错误;
D.甲车2s到6s内走的位移为
结合图像可得,乙车2s到6s内走的位移为
两车在2s到6s内走的位移相同,则t=2s和t=6s时两车间距离相等,故D正确。
故选AD。
9. 将一圆环套在固定的足够长的水平杆上,环的内径略大于杆的截面直径,对环施加一在竖直平面内斜向上与杆的夹角为的拉力,如图甲所示;当拉力逐渐变大时,环的加速度随拉力变化的规律如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 圆环质量为
B. 圆环与杆之间的动摩擦因数为
C. 当时,环受到的摩擦力大小为
D. 环受到的摩擦力大小为时,环的加速度大小可能为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.设当为时加速度刚好为零,并开始随逐渐增大,故力在,对圆环受力分析,此时受到的支持力竖直向上;当拉力超过时,支持力方向相反,竖直向下;当时,可知,,,对圆环受力分析,竖直方向,根据平衡条件有
水平方向,根据牛顿第二定律有
联立解得,,故A正确;
B.当时,直线的斜率为
直线的纵截距为
根据,可得后的直线方程为
当时,对圆环受力分析,根据牛顿第二定律得
解得,故B正确;
C.因,则根据
可得加速度为
根据牛顿第二定律有
解得,故C正确;
D.当圆环受到的摩擦力大小为,且
解得
此时加速度为零;当圆环受到的摩擦力大小为,且时,支持力方向竖直向上,则有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
当圆环受到的摩擦力大小为1N,且时,支持力方向竖直向下,则有
解得
根据牛顿第二定律有
解得,故D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,在粗糙水平面上放置质量分别为3m,3m,3m、1.5m的四个木块A、B、C、D,木块A、B用一不可伸长的轻绳相连,木块间的动摩擦因数均为,木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为μ/3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若用水平拉力F拉木块B,使四个木块一起匀加速前进,重力加速度为g,则( )
A. 匀加速的最大加速度为
B. 以最大加速度匀加速前进时,木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2
C. 水平拉力F最大为7
D. 轻绳所受的最大拉力为4
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A.物块C运动的最大加速度
物块D运动的最大加速度为
可知系统匀加速的最大加速度为,故A错误;
B.以最大加速度匀加速前进时,木块A、C间的摩擦力
对D分析,木块B、D间的摩擦
解得
即木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3∶2,故B正确;
C.对ABCD整体
解得水平拉力F最大为
故C正确;
D.对AC整体
解得
即轻绳所受的最大拉力为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题(共2小题,每空2分,共16分)
11. 某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为,单个钩码的质量为,打点计时器所接的交流电源的频率为,动滑轮质量不计,实验步骤如下:
①按图甲所示安装好实验装置(未挂钩码),其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动
③挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度,读出弹簧测力计的示数
④改变钩码的数量,重复步骤(3),求得小车在不同拉力作用下的加速度
根据上述实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是____
A. 钩码的质量应远大于小车的质量
B. 实验过程中钩码处于超重状态
C. 与小车相连的细线与长木板一定要平行
D. 小车所受的拉力应为钩码重力的一半
(2)实验中打出一条纸带如图乙所示,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,由该纸带可求得小车的加速度____。(结果保留两位小数)
(3)若交流电流的实际频率小于,则(2)中加速度的计算结果与实际值相比____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若实验步骤(2)中,让长木板水平放置,没有补偿阻力,其余实验步骤不变且操作正确,以弹簧测力计的示数为纵坐标,以加速度为横坐标,得到如图丙所示的纵轴截距为、斜率为的一条倾斜直线,重力加速度为,忽略滑轮与绳之间的摩擦以及纸带与限位孔之间的摩擦,则小车和长木板之间的动摩擦因数:____。
【答案】(1)C (2)6.03
(3)偏大 (4)
【解析】
小问1详解】
A.因有弹簧测力计测量小车受的拉力,可知没必要让钩码的质量远大于小车的质量,故A错误;
B.实验过程中钩码加速度向下,处于失重状态,故B错误;
C.与小车相连的细线与长木板一定要平行,这样才能使的细线的拉力等于小车受的合力,故C正确;
D.由于钩码失重,则小车所受的拉力小于钩码重力的一半,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
根据题意,可知相邻计数点的时间间隔
可求得小车的加速度
【小问3详解】
若交流电的实际频率小于50Hz,打点周期偏大,而计算时仍用原来的周期计算,则(2)中a的计算结果与实际值相比偏大。
【小问4详解】
对小车受力分析,由牛顿第二定律有
化简可得
根据图像可知,
联立解得
12. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。
(1)采用如图甲所示的装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是____。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D. 图甲中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为,其正切值随时间变化的图像如图所示,则初速度____。(取,结果保留两位有效数字)
(3)由(2)中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为,则位移为____。(取,结果保留两位有效数字)
(4)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力____(填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
【答案】(1)A (2)1.0
(3)0.28 (4)不会
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证小球沿水平方向飞出,应将斜槽轨道的末端调成水平,故A正确;
B.本实验不需要天平测出小球的质量,但需要配备铅垂线以确定竖直方向,故B错误;
C.实验中需要小球每次从斜槽上同一位置由静止释放,小球释放的初始位置适合即可,不是越高越好,释放位置过高,会导致初速度较大,小球经过纸面的时间较短,竖直方向下落的高度较低,描绘的轨迹不便于数据计算,故C错误;
D.图甲中挡条每次不需要等间距下移,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
由
可得随时间t变化的图像斜率为
解得
【小问3详解】
由
解得
水平分位移、竖直分位移分别为,
故位移为
【小问4详解】
斜槽轨道不需要光滑,只要保证小球每次从同一位置释放即可,因为小球每次从同一位置释放,路径相同,每次损失的机械能相同,到达斜面底端时速度相等。
四、计算题(共3小题,13题10分,14题14分,15题17分,共41分)
13. 如图所示,工程队在倾角、高的山坡上O点抛射重物。已知重物的初速度大小,与水平方向的夹角,g取,忽略空气阻力,。重物落地后不反弹,求:
(1)重物在飞行过程中距离水平地面的最大高度;
(2)重物飞行过程中到山坡的最远距离和此时的速度大小。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
重物竖直方向做竖直上抛运动,设上升的最大高度为,则
离地面的最大高度
解得
【小问2详解】
将重物的加速度沿着斜坡方向和垂直于斜坡方向分解;垂直于斜坡方向,加速度
当垂直于斜面方向速度为零时,到斜坡的距离最远,有
解得
设时间为,则
沿着斜坡方向,加速度
此时速度
14. 如图所示,倾角的光滑斜面固定在水平地面上,斜面顶端固定一轻质的定滑轮,底端固定一垂直斜面的挡板。质量分别为、的物块甲、乙通过轻质弹簧连接在一起,物块甲静止在斜面底端紧靠挡板处。不可伸长的细绳跨过定滑轮一端与物块乙连接,另一端与套在水平固定的光滑直杆上的质量为的物块丙连接。开始时物块丙静止在直杆上点(细绳与直杆垂直),且恰好与直杆间的相互作用力为零;现对物块丙施加一水平向右的拉力,使其缓慢移动,当移动到点时,物块甲恰好对挡板无压力,此时细绳与水平直杆的夹角。已知滑轮与水平直杆间的垂直距离为,重力加速度大小为,弹簧的轴线、物块乙与定滑轮之间的细绳共线且与斜面始终平行,不计滑轮大小,不计空气阻力和一切摩擦阻力,弹力始终未超过弹性限度,物块甲、乙、丙均可视为质点,。求:
(1)物块丙静止在直杆上点时,甲对挡板的压力大小;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)物块丙在点时受到直杆的弹力及拉力的大小。
【答案】(1)2mg (2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
在B点时,隔离丙由平衡条件得 T1=mg
对甲、乙整体由平衡条件得 FN1+T1=(2m+4m)gsinθ
解得:FN1=2mg
由牛顿第三定律可得甲对挡板的压力大小为2mg。
【小问2详解】
在B点时,弹簧处于压缩状态,弹簧的压缩量为x1,
由平衡条件可得 kx1+T1=4mgsinθ
在A点时,弹簧处于拉伸状态,弹簧的伸长量为x2,
由平衡条件可得 kx2=2mgsinθ
由题意可知
解得
【小问3详解】
在A点,对甲、乙整体由平衡条件得 T2=(2m+4m)gsinθ
在A点,隔离丙,受力分析如图所示
由平衡条件得,T2sinα=FN2+mg
T2cosα=F
,
15. 如图所示,一倾角为、足够长的传送带始终以的速度逆时针匀速运转,足够长的木板B上放一可视为质点的物块A(A始终在B上),两者同时由静止开始释放,释放时木板距传送带底端的距离L=5.4m,传送带底端有一固定挡板,木板B与挡板碰撞后立即以等大的速度反弹。木板B的质量为,物块A的质量为,且,木板B与传送带间的动摩擦因数,物块A与木板B间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计其它阻力。求:
(1)物块A和木板B开始运动时加速度的大小和;
(2)木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间t;
(3)木板B从释放到第一次沿传送带上升到最高点过程中物块A相对于木板B滑行的路程s。
【答案】(1);;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)释放后,B受传送带的滑动摩擦力,由于大于,A相对于B上滑,则
解得
由
解得
(2)设经时间木板B与传送带速度相同,则
解得
同速后由于
故木板B与传送带相对静止一起匀速,物块A继续加速,设再经时间t2物块A与B及传送带速度相同,则
解得
同速后A会相对于B下滑,有
解得
则B的合力
木板B仍匀速至与挡板相碰,从释放到B与传送带同速,B加速位移
B匀速运动的位移
B匀速运动的时间
所以木板B从释放至第一次与挡板相碰的时间
(3)时间内A向下加速位移大小为
B在时间内向下匀速运动的位移大小为
时间内A相对于B向上运动的路程
时间内B向下匀速运动的位移的大小为
时间内A向下加速运动的位移的大小为
时间内A相对于B向下运动的路程
第一次碰后B向上减速运动的加速度大小为,则
解得
碰后B上升到最高点所用的时间
碰后B上升到最高点向上运动的位移的大小为
碰撞时A的速度大小为
时间内A向下运动的位移的大小为
因此
时间内A相对于B向下运动的路程
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