福建省泉州实验中学2025-2026学年高一下学期期中物理试卷
2026-05-16
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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-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | 丰泽区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 521 KB |
| 发布时间 | 2026-05-16 |
| 更新时间 | 2026-05-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57893415.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以风洞实验、火箭回收、冰滑梯等真实情境为载体,覆盖曲线运动、机械能守恒等核心知识,通过分层设问考查物理观念与科学思维,适配高一下学期期中能力评估需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|6/24|曲线运动条件、运动合成与分解|第1题结合风洞流场轨迹,考查曲线运动速度与合力方向关系,体现科学推理|
|多选题|4/16|平抛运动规律、机械能守恒|第7题以高山斜面平抛为情境,通过不同初速度对比,深化运动合成与分解应用|
|填空题|2/8|小船渡河、重力势能|第12题铁链势能计算,需分段分析重心位置,培养模型建构能力|
|实验题|2/12|平抛运动探究、机械能守恒验证|第14题通过纸带分析动能增量,强化实验数据处理与科学论证|
|计算题|4/40|平抛运动、功率、弹簧系统|第17题弹簧与连接体综合,结合临界条件判断能否脱离弹簧,考查复杂系统能量转化分析|
内容正文:
2025-2026学年福建省泉州实验中学高一(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻情况,帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境,可以借助烟尘辅助观察,如图甲所示。在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹,如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A. 烟尘颗粒速度可能不变 B. 烟尘颗粒可能做匀变速曲线运动
C. P点处的加速度方向可能水平向左 D. Q点处的合力方向可能竖直向下
2.某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收。如图所示,“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住,绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放,在接触绳网后下降直至最低点的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 火箭模型接触绳网立即减速 B. 火箭模型在最低点所受合力为0
C. 火箭模型接触绳网后先失重后超重 D. 绳网对火箭模型先做正功后做负功
3.在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡块,将玻璃管的开口端用橡皮塞塞紧。快速将玻璃管转至图示竖直位置,管内红蜡块以的速度匀速上升到顶部。若在红蜡块匀速上升的同时使玻璃管以速度沿x轴正方向移动,则当玻璃管沿x轴( )
A. 匀速运动时,红蜡块的轨迹是一条直线
B. 以匀速运动时,红蜡块的速度大小是
C. 以匀速运动,2s内红蜡块的位移大小是12cm
D. 玻璃管沿x轴运动的速度会影响红蜡块匀速上升到顶部的时间
4.冬季北方有很多人喜欢玩冰滑梯。两个坡度不同、高度相同的冰滑梯可简化成如图所示的两个固定光滑斜面OA、OB,A、B为斜面底端且位于同一水平面上,斜面的倾角。小明从O点先后沿OA、OB由静止下滑到底端,该过程中下列判断正确的是( )
A. 沿OA面下滑时重力做功比沿OB面下滑时多
B. 沿OA面下滑时重力做功比沿OB面下滑时少
C. 滑至A点时重力的功率大于滑至B点时重力的功率
D. 滑至A点时重力的功率小于滑至B点时重力的功率
5.如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上,质量为m的物块视为质点放在小车的最左端,现用一大小为F的水平恒力作用在物块上,使物块从静止开始运动,当物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为,物块运动的距离为,物块和小车之间的滑动摩擦力大小为f,在此过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物块动能增加
B. 系统因摩擦产生的热量为fL
C. 小车的动能增加
D. 物块和小车组成的系统机械能增加量为
6.物块在水平面上以初速度直线滑行,前进后恰好停止运动,已知物块与水平面之间的动摩擦因数为,且的大小与物块滑行的距离x的关系为为常数,重力加速度为g,则( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
7.如图所示,在世界山地极限运动会“高山斜面平抛精准赛”中,某运动员在固定倾角的高山斜面顶端,分别以、的初速度将标准投掷器材视为质点水平抛出,投掷器材以抛出刚好落在斜面底端。若忽略空气阻力,两次投掷器材从抛出到落在斜面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动时间
B. 水平位移
C. 落到斜面时重力的瞬时功率
D. 落到斜面时的速度与竖直方向的夹角
8.篮球比赛开始前,双方球员在中场进行跳球争夺第一次进攻球权,裁判在两名跳球运动员之间将篮球以一初速度竖直向上抛起,球在达到最高点后才被运动员合法拍击。若篮球的质量为m,竖直上抛的初速度为,由于空气阻力作用,篮球上升过程的加速度大小为,篮球上升的最大高度为h,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 篮球重力势能的变化量为 B. 空气阻力对篮球做的功为
C. 篮球克服阻力做功为 D. 篮球机械能减少了
9.如图甲所示,传送带是物料搬运系统机械化和自动化传送用具。如图乙所示,传送带与水平面间的夹角,逆时针匀速转动。某次将静止的物体从高处传送至低处的过程中,以水平地面为重力势能的零势能面,物体的机械能E和传送距离s的关系如图丙所示。已知物体与传送带之间的动摩擦因数为,物体可视为质点,重力加速度为,,,下列说法中正确的是( )
A. 物体的质量为10kg
B. 物体的速度先变大后不变
C. 在内与内,物体与传送带之间产生的热量不相等
D. 传送带的运行速度为
10.如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量,把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知OA与水平面的夹角,OB长为L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦力,重力加速度为g,,,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 对于滑块Q,其重力的功率一直增大 B. P与Q的机械能之和先增加后减小
C. 轻绳对滑块P做功为6mgL D. 滑块P运动到位置B处速度大小为
三、填空题:本大题共2小题,共8分。
11.如图所示,某段江面宽,水流速度,有一小船要在A处过江。
若小船相对静水速度,则小船最短渡江时间为 s;
若A处下游110m的B区是一片与江岸垂直的险滩,小船仍以的方式渡江,小船 选填“能”或“不能”在进入险滩前到达对岸。
12.均匀铁链全长为L,质量为m,其中一半平放在光滑水平桌面上,其余悬垂于桌边,如图所示,此时链条的重力势能为 ,如果由图示位置无初速释放铁链,直到当铁链刚挂直,此时速度大小为 重力加速度为g,桌面高度大于链条长度,取桌面所在平面为零势能面。
四、实验题:本大题共2小题,共12分。
13.利用如图甲所示的装置研究平抛运动的特点。实验前,先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。用平滑曲线把这些印迹连接起来,就得到钢球做平抛运动的轨迹。
实验时每次必须由斜槽上的同一位置由静止释放钢球,目的是 ;
如图乙,以钢球放在斜槽末端时球心在白纸上的投影点O为坐标原点,建立直角坐标系xOy,、为轨迹上的两点,钢球从O到A、A到B的时间分别为、,则 填“>”、“<”或“=”;
若已知重力加速度为g,则钢球做平抛运动的初速度为 。
A.
B.
C.
D.
14.为了验证机械能守恒定律,物理实验小组设计了如下方案:
A组同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落。
①本实验中,不同学生在实验操作过程中出现如图所示的四种情况,其中操作正确的是______。
②进行正确操作后,打出的纸带如图乙所示,在选定的纸带上依次取计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则纸带的______选填“左”或“右”端与重物相连。设重物质量为m,根据测得的、、、可得在打点计时器打B点到D点的过程中,重物动能增加量的表达式为______。
③换用两个质量分别为、的重物P、Q进行实验,多次实验记录下落高度h和相应的速度大小v,作出的图像如图丙所示。对比图像分析正确的是______。
A.阻力可能为零
B.阻力不可能为零
C.可能等于
D.一定小于
五、计算题:本大题共4小题,共40分。
15.滑板运动由冲浪运动演变而来,已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示,某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑,水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点,A、B两点高度差,水平距离。已知人与滑板的总质量,取重力加速度,不计空气阻力,求:
人与滑板从A点离开时的速度大小;
人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
16.如图,质量为的玩具车通过轻绳拖着质量为的物块在水平面上做匀速直线运动。某时刻轻绳断裂,经过,玩具车已做匀速直线运动。整个过程中玩具车功率恒为,玩具车和物块所受阻力均为自身重力的k倍,已知,重力加速度g取。求:
轻绳断裂前,玩具车和物块的速度大小;
轻绳断裂后再经过,求该过程玩具车所受阻力和运动的距离。
17.如图所示,倾角的固定光滑斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧绳子始终与斜面平行,初始时用手按住物体A,使其静止在斜面的C点,C、D两点间的距离为L,现由静止释放物体A,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置为E点,D、E两点间距离为,若物体A、B的质量分别为4m和m,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
物体A从静止释放后下滑到D点时的速度大小;
弹簧被压缩后的最大弹性势能;
查阅资料可知弹性限度内,弹簧弹性势能的表达式为,其中k为劲度系数,x为弹簧的形变量。若物体A下滑到E点时剪断细绳,请通过计算判断物体A能否脱离弹簧,若能脱离弹簧,求离开弹簧后距离D点的最远距离。
18.如图为某快递智能分拣系统示意图。AB是半径、圆心角的光滑圆弧轨道,与其平滑连接的水平传送带长,以大小的速度顺时针方向匀速转动,在传送带下方相距有一水平平台DE,平台长,在平台末端E处紧靠停放一平板车,平板车上表面与平台在同一水平面,传送带末端C点与平台D点处在同一竖直线上。设质量的包裹可视为质点从A点静止滑下。已知包裹与传送带间的动摩擦因数,忽略空气阻力和传送带转轮半径大小的影响,,重力加速度g取。求:
包裹到达B点时的速度大小;
传送带对包裹所做的功W;
若包裹从A点滑下时初速度为,为使包裹都能刚好落在E点,的大小需满足什么条件;
为了防止易碎品包裹在运输中的损坏,进一步优化系统,可在DF之间固定一倾角的斜面图中未画出,让包裹离开传送带后恰能无碰撞地落在斜面上,斜面末端离E点的水平距离x多大?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、烟尘颗粒做曲线运动,速度方向不断变化,烟尘颗粒速度不断变化,故A错误;
B、做曲线运动的物体,合力总是指向轨迹的内侧,结合乙图,烟尘颗粒受力发生变化,不可能做匀变速曲线运动,故B错误;
CD、做曲线运动的物体,合力总是指向轨迹的内侧,P点处的合力指向右上方,不可能水平向左,Q点处的合力方向可能竖直向下,故C错误,D正确。
故选:D。
根据曲线运动中速度方向沿轨迹切线故速度一定变化、合力与加速度指向轨迹凹侧的规律,逐一分析各选项的可能性。
本题考查曲线运动的基本性质,核心是理解速度、合力与轨迹弯曲方向的关系,侧重对曲线运动条件的应用辨析。
2.【答案】C
【解析】解:A、火箭模型接触绳网后,开始时绳网的弹力小于火箭模型的重力,合力仍向下,火箭模型继续加速,只是加速度逐渐减小,当绳网的弹力等于火箭模型的重力后,才开始减速,所以火箭模型接触绳网后不是立即减速,故A错误;
B、火箭模型在最低点弹力大于重力,所受合力向上,故B错误;
C、火箭模型接触绳网后先向下加速,后向下减速,所以先失重后超重,故C正确;
D、绳网对火箭模型的力始终向上,接触绳网后下降直至最低点的过程中,一直做负功,故D错误。
故选:C。
通过分析火箭模型在绳网上的受力情况,来确定其加速度的方向和大小变化,进而判断其运动状态的变化;根据加速度的方向来判断物体是处于超重还是失重状态;判断绳网对火箭模型做功的正负,需要依据力与位移的夹角关系。由于绳网对火箭模型的力始终与火箭模型的位移方向相反,所以一直做负功。
本题主要考查牛顿第二定律、超重和失重以及功的概念,难度不大。
3.【答案】A
【解析】解:红蜡块竖直方向匀速上升,水平方向也做匀速运动,两个分运动的合加速度为零,合运动为匀速直线运动,轨迹是一条直线,故A正确;
B.红蜡块的竖直分速度与水平分速度相互垂直,合速度需用勾股定理计算,即
代入数据可得,并非两分速度直接相加,故B错误;
C.2秒内红蜡块的竖直位移与水平位移相互垂直,合位移需用勾股定理计算,即,,
代入数据可得,故C错误;
D.分运动具有独立性,红蜡块竖直方向的运动时间仅由玻璃管长度和竖直分速度决定,与水平分运动的速度无关,故D错误。
故选:A。
结合运动的合成与分解规律,根据红蜡块竖直匀速上升、水平匀速运动的分运动性质,利用平行四边形定则分析合运动轨迹、合速度、合位移,并依据分运动的独立性判断运动时间的影响因素。
本题考查运动的合成与分解,核心是理解分运动与合运动的关系及分运动的独立性,侧重匀速分运动的合成规律应用,属于基础概念应用题。
4.【答案】C
【解析】解:重力做功与路径无关,与首末位置的高度差有关,高度差相同,质量相同,则重力做功相同,故AB错误;
根据机械能守恒定律
得A、B到达底端的速度大小相等,根据
A木块所受重力的瞬时功率小于B木块所受重力的瞬时功率,故C正确,D错误、
故选:C。
先根据重力做功公式判断做功多少,再由机械能守恒和瞬时功率公式比较重力功率大小。
本题以冰滑梯为情境,考查重力做功、瞬时功率及机械能守恒,能有效考查学生对物理概念的理解和应用能力。
5.【答案】B
【解析】解:物块动能增量由合力做功决定,合力为,位移为,故动能增量为,故A错误;
B.系统摩擦生热等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,物块与小车的相对位移为板长L,故热量为fL,故B正确;
C.小车仅受摩擦力,位移为,由动能定理
其动能增量为,故C错误;
D.系统机械能增量等于外力F做功减去摩擦生热,即,故D错误。
故选:B。
先对物块用动能定理分析其动能增量,再根据摩擦生热公式判断系统热量,接着对小车用动能定理分析其动能增量,最后根据系统机械能增量等于外力做功减摩擦生热判断选项。
本题是板块模型的典型题目,考查动能定理应用、摩擦生热计算与系统机械能变化判断,核心是区分对地位移和相对位移,理解各力做功与能量变化的关系,能有效检验对功能关系的理解。
6.【答案】C
【解析】解:根据及,得,知物块受到的滑动摩擦力f与x成正比。
物块在前进的过程中,滑动摩擦力的平均值为
根据动能定理可得:
得:,故ABD错误,C正确。
故选:C。
滑动摩擦因数与x成正比,在前进的过程中,由知物块受到的滑动摩擦力f与x成正比,根据滑动摩擦力平均值求出滑动摩擦力做的功,再根据动能定理求得初速度。
本题考查动能定理,要抓住动摩擦因数与位移成正比,利用平均摩擦力来求摩擦力做的功是关键。
7.【答案】AD
【解析】解:A、由题可知,投掷器材以抛出时刚好落在斜面底端,且两次投掷器材都落在斜面上,因此投掷器材以抛出时的竖直位移大于投掷器材以抛出时的竖直位移,根据平抛运动竖直方向做自由落体运动,则有,解得,因此两次运动时间关系为,故A正确;
B、根据平抛运动水平方向做匀速直线运动可得,由于投掷器材平抛时的速度,运动时间,因此水平位移,故B错误;
C、投掷器材落到斜面上时竖直方向的速度,根据上述分析可知,投掷器材以抛出时所用时间大于抛出时所用的时间,因此,则重力的功率,因此落到斜面时重力的瞬时功率,故C错误;
D、设斜面的倾角为,落到斜面上时速度方向与竖直方向的夹角为,则有,由于斜面的倾角不变,因此落到斜面时的速度与竖直方向的夹角,故D正确。
故选:AD。
平抛运动分解为水平方向匀速和竖直方向自由落体。设斜面倾角为,根据位移关系可以得到竖直位移和水平位移的比例,进而求出运动时间和相关物理量。
解决平抛运动落在斜面上的问题关键是利用位移夹角不变,导出时间与初速度的关系,再进一步分析其他物理量的变化。速度与竖直方向夹角的正切值为初速度与竖直分速度之比,通过推导发现与初速度无关,这是此类问题的重要结论。
8.【答案】BC
【解析】解:篮球重力做负功,重力势能增大,重力势能的变化量为mgh,故A错误;
B.根据,空气阻力对篮球做的功为,故B正确;
C.根据动能定理
即,得阻力做功为
所以篮球克服阻力做功为,故C正确;
D.空气阻力对篮球做的功为,则篮球机械能减少了,故D错误。
故选:BC。
先由牛顿第二定律求出空气阻力大小,再结合重力势能变化、功的定义、动能定理和机械能变化与阻力做功的关系,逐一分析选项。
本题以竖直上抛运动为背景,综合考查牛顿第二定律、重力势能变化、功的计算、动能定理及机械能变化的判断,核心是理解空气阻力对机械能的影响,能有效检验受力分析与能量转化的综合应用能力。
9.【答案】AC
【解析】解:段机械能增加
摩擦力做功
由
解得
故A正确;
B.传送带逆时针匀速,物体从高处静止释放,重力分力
最大静摩擦力
故刚开始加速下滑,由于
故共速后仍然加速下滑,故B错误;
C.共速前,物体加速到,加速度
解得
位移
由
相对位移
解得
热量
共速后,物体继续加速,加速度
解得
位移
相对位移
所以
热量不相等,故C正确;
D.传送距离时,根据牛顿第二定律可得物块的加速度为
传送带的运行速度为
故D错误。
故选:AC。
A.根据摩擦力做功的表达式求物体的质量;
B.根据物体的受力情况判断物体的速度变化;
C.分别计算出物体在内与内物体和传送带之间的相对位移,然后根据摩擦力和相对位移的乘积得到因摩擦产生的热量;
D.根据牛顿第二定律可得物块的加速度,结合运动学公式求出传送带的运行速度。
能够看出在开始的内物体的机械能增加,得出物体的速度,会计算物体和传送带的相对位移是解题的基础。
10.【答案】BD
【解析】解:A、依据速度关联关系,重物Q的速度可表示为,其中为轻绳与竖直方向的夹角。在A点释放瞬间,在B点,此时,故,由此可知Q的速度先增大后减小,其重力功率亦先增大后减小,故A错误;
B、P、Q及弹簧构成的系统无非保守力做功,系统机械能守恒。设P与Q的机械能之和为E,弹簧弹性势能为,则有常数。滑块从A运动至B的过程中,弹簧形变量先减小后增大,因此弹性势能先减小后增大,进而P与Q的机械能之和E先增加后减小,故B正确;
C、运动到B点时Q的速度恰好为零,对重物Q应用动能定理,有,解得轻绳对滑块P所做的功,故C错误;
D、由几何关系可得。从A到B过程系统能量守恒,且因两点弹簧弹力大小相等,弹性势能变化量为零,故能量守恒方程为,代入数据解得滑块P在B处的速度大小为,故D正确。
故选:BD。
滑块P经过A、B两点时弹簧弹力大小相等,表明弹簧形变量相同,弹性势能相等。系统机械能守恒,P与Q的机械能之和与弹簧弹性势能之和为定值,因此弹性势能先减小后增大的过程导致两者机械能之和先增加后减小。重物Q的速度由P的速度及轻绳与竖直方向夹角决定,从A点静止释放到B点夹角变为90度,Q的速度先增后减,其重力功率也先增后减。对Q从A到B应用动能定理,重力做功与绳拉力做功之和为零,可求绳对P的功。利用A、B两点弹性势能相等,系统机械能守恒直接建立重力势能减少量等于P动能增加量的关系,结合几何关系可求B点速度。
本题综合考查了力学中的功能关系、机械能守恒定律、速度关联以及动能定理等核心知识点。题目涉及弹簧、轻绳、滑轮组成的多物体系统,物理过程较为复杂,对学生的建模分析能力和逻辑推理能力提出了较高要求。题目计算量适中,但需要学生准确理解速度分解的几何关系,并灵活运用系统机械能守恒分析能量转化。本题的亮点在于巧妙设置了A、B两点弹簧弹力大小相等的条件,这暗示了弹簧在这两点的形变量相同,从而弹性势能相等,为运用功能关系求解B点速度提供了关键突破口。同时,对重物Q功率变化的判断,需要结合速度关联分析其速度的极值情况,考查了学生对瞬时功率概念和动态过程分析的深度。
11.【答案】40
能
【解析】解:小船最短渡江时间为
代入数xiaochua
小船沿江岸的运动的距离为
代入数据可得
小船能在进入险滩前到达对岸。
故答案为:;能。
小船船头垂直河岸航行时,渡河时间最短,用河宽除以船相对静水的速度计算最短时间;
先算出第一问渡河时间内小船的位移,再与险滩距离比较,判断小船能否在进入险滩前到达对岸。
本题考查运动的合成与分解中的小船渡河模型,核心是利用分运动的独立性分析最短渡河时间,并结合沿水流方向的位移判断航行安全性,是曲线运动分解思想的典型应用。
12.【答案】
【解析】解:因为取桌面所在平面为零势能面,则平放在光滑水平桌面上的一半铁链的重力势能为0,
因为悬挂在桌下面的一半铁链的重心距离桌面的距离为,则其重力势能为:
,
所以此时链条的重力势能为;
如果由图示位置无初速释放铁链,直到当铁链刚挂直,整个过程铁链的机械能守恒,
铁链刚挂直时,其重力势能为:
,
根据机械能守恒定律可得:
,
解得:
;
故答案为:;。
结合题意,由重力势能的定义和性质、机械能守恒定律分别列式,即可分析求解。
本题主要考查对机械能守恒定律的掌握,解题时需知,在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
13.【答案】使小球做平抛运动的初速度相同
=
C
【解析】解:根据实验原理,实验时每次必须由斜槽上的同一位置由静止释放钢球,目的是使小球做平抛运动的初速度相同;
平抛运动在水平方向做匀速直线运动,由于
根据匀速直线运动公式可知,球从O到A、A到B的时间;
根据匀变速直线运动的推论
解得
平抛运动的初速度。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
故答案为:使小球做平抛运动的初速度相同;;。
根据实验原理分析作答;
平抛运动在水平方向做匀速直线运动,根据匀速直线运动公式分析作答;
根据匀变速直线运动的推论求时间间隔,根据匀速直线运动公式求解水平初速度。
本题考查了研究平抛运动的特点的实验,要明确实验原理,掌握平抛运动的规律,根据匀变速直线运动的推论求解时间间隔是解题的关键。
14.【答案】B 左 BC
【解析】解:①使用打点计时器时要接交流电源,释放纸带前要用手竖直向上牵拉纸带,并且使重物靠近打点计时器,故B正确,ACD错误。
故选:B。
②重物带着纸带向下做匀加速运动,则相邻时间间隔内距离变长,可知纸带的左端与重物相连,根据匀变速直线运动瞬时速度和平均速度的关系有,,则重物动能增加量的表达式为,联立得;
③根据题意,设阻力大小为f,由动能定理有,整理可得,若阻力为零,则两次实验的图像斜率相等,由图可知,斜率不等,则阻力不为零,故A错误,B正确;
虽然斜率不相等,但不知道两重物所受阻力的情况,则两重物的质量关系不确定,即可能等于,故C正确,D错误。
故选:BC。
故答案为:①B;②左,;③BC。
①根据打点计时器的使用要求和注意事项进行分析判断;
②根据动能和动能的变化列式求解;
③根据动能定理结合图像的斜率进行分析判断。
考查机械能守恒定律和动能定理的应用,会根据题意进行准确分析解答。
15.【答案】人与滑板从A点离开时的速度大小为 人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功为420J
【解析】解:竖直方向上位移
水平方向上位移
解得
人与滑板从斜坡下滑过程中,由动能定理
得
故克服阻力做功为420J。
答:人与滑板从A点离开时的速度大小为;
人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功为420J。
先根据平抛运动竖直方向的自由落体规律求出时间,再利用水平方向匀速直线运动规律求出A点速度;
明确利用动能定理构建等式关系求解克服阻力做的功。
本题综合考查了平抛运动及动能定理等多个重要的物理知识点。平抛运动部分涉及到水平和竖直方向的运动规律分解,动能定理则用于求解下滑过程中克服阻力做的功。
16.【答案】轻绳断裂前,玩具车和物块的速度大小是 轻绳断裂后再经过,该过程玩具车所受阻力是4N,运动的距离是
【解析】解:玩具车和物块受到地面的阻力为
且轻绳断裂前满足
代入数据可得
轻绳断裂,经过,玩具车已做匀速直线运动,所受阻力为
代入数据可得
故绳断后,玩具车匀速运动的速度满足
故玩具车运动的距离x,满足
代入数据可得
答:轻绳断裂前,玩具车和物块的速度大小是;
轻绳断裂后再经过,该过程玩具车所受阻力是4N,运动的距离是。
轻绳断裂前,玩具车与物块匀速运动,牵引力等于两者阻力之和,结合功率公式即可求出速度大小;
先由阻力公式算出玩具车所受阻力,再分析断裂后玩具车的运动过程,结合功率公式求出其最终匀速速度,再利用动能定理求出运动的距离。
本题考查受力平衡、功率公式与动能定理的综合应用,核心是理解恒定功率下的变加速运动过程,检验了对力、功和能量关系的掌握,是功率问题的典型应用。
17.【答案】物体A下滑到D点时的速度大小为 弹簧被压缩后的最大弹性势能为 物体A能脱离弹簧,离开弹簧后距离D点的最远距离为
【解析】解:物体A从静止释放后下滑到D点的过程中,对物体A、B组成的系统,根据机械能守恒定律有,解得:。
物体A从静止释放后下滑到E点的过程中,对物体A、B和弹簧组成的系统,根据机械能守恒定律有,解得:。
由题意可知,物体A在E点时满足,解得弹簧弹力。由于,故物体A能够回弹。
假设物体A在回弹过程中能离开弹簧,根据机械能守恒定律有,解得:。
答:物体A下滑到D点时的速度大小为。
弹簧被压缩后的最大弹性势能为。
物体A能脱离弹簧,离开弹簧后距离D点的最远距离为。
物体A从C点释放至D点过程中,A沿斜面下滑,B竖直上升,系统机械能守恒。需确定A下滑位移L对应B上升高度L,结合A、B质量与斜面倾角,通过重力势能减少量等于A、B动能增加量建立方程,可求得A到达D点的速度。
从释放至弹簧压缩到最短的E点,A、B与弹簧系统机械能守恒。A下滑总位移为L加二分之L,B上升相同高度,弹簧压缩量为二分之L。系统减少的重力势能转化为A、B动能与弹簧最大弹性势能,因E点速度为零,据此可求得最大弹性势能。
在E点剪断细绳后,A与弹簧系统机械能守恒。由已知弹性势能表达式及压缩量可求劲度系数,进而得到E点弹簧弹力,比较弹力与A重力沿斜面的分力判断能否回弹脱离。若可脱离,A脱离弹簧瞬间与弹簧无相互作用,速度为零,此后沿斜面向上匀减速运动,利用从E点至脱离点机械能守恒求脱离位置,再根据脱离后至上滑最高点的运动过程求最远距离。
本题是一道综合性很强的力学好题,将连接体、弹簧、斜面等典型模型有机结合,全面考查机械能守恒定律的灵活应用以及对复杂物理过程的分析能力。题目计算量适中,但思维层次丰富,要求学生准确选取研究对象和过程,并严谨判断临界条件。第一问考查连接体系统机械能守恒的基本应用;第二问则需将弹簧纳入系统,体现了对守恒条件理解的深度;第三问是本题亮点,在给出弹簧弹性势能表达式的前提下,要求学生判断物体能否脱离弹簧并计算最远距离,这需要学生从受力与能量两个角度综合分析:先通过弹力与重力分力比较判断回弹可能性,再假设脱离弹簧并运用机械能守恒求解位置,有效锻炼了逻辑推理与多过程建模能力。
18.【答案】包裹到达B点时的速度大小为 传送带对包裹所做的功W为12J 若包裹从A点滑下时初速度为,为使包裹都能刚好落在E点,的大小需满足 为了防止易碎品包裹在运输中的损坏,进一步优化系统,可在DF之间固定一倾角的斜面图中未画出,让包裹离开传送带后恰能无碰撞地落在斜面上,斜面末端离E点的水平距离x为
【解析】解:包裹从A点到B点过程,根据动能定理可得
得
由于
可知包裹滑上传送带后做加速运动,
加速度大小为
包裹滑上传送带到与传送带共速所用时间为
包裹加速阶段通过的位移大小为
可知包裹刚好运动到传送带右端时与传送带共速,则传送带对包裹所做的功为
得
若包裹都能刚好落在E点,则从C点到E点过程,有
得
若包裹在传送带一直做匀减速直线运动,即包裹在传送带上,摩擦力一直对包裹做负功,则包裹从A点到C点过程,
根据动能定理可得
得
则为使包裹都能刚好落在E点,的大小需满足
在DF间固定一倾角的斜面,让包裹离开传送带后恰能无碰撞地落在斜面上,可知包裹到达斜面顶端
时,速度方向与水平方向的夹角为,则有
得
包裹到达斜面顶端时,下落高度和通过的水平位移分别为
解得
解得
根据几何关系可知斜面的水平长度为
解得
可知末端离E点的水平距离为
得
答:包裹到达B点时的速度大小为;
传送带对包裹所做的功W为12J;
若包裹从A点滑下时初速度为,为使包裹都能刚好落在E点,的大小需满足;
为了防止易碎品包裹在运输中的损坏,进一步优化系统,可在DF之间固定一倾角的斜面图中未画出,让包裹离开传送带后恰能无碰撞地落在斜面上,斜面末端离E点的水平距离x为。
根据动能定理求出包裹到达B点时的速度大小;
根据牛二定律的应用和动能定理求出传送带对包裹所做的功W;
根据运动学公式和动能定理求出的大小需满足什么条件;
根据几何关系和位移公式求出斜面末端离E点的水平距离x。
本题主要是考查了牛顿第二定律的综合应用之传送带问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。
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