内容正文:
哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度上学期期末考试
高一年级物理试题
一、单选题(每题3分,共30分)
1. 2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A. 位移一定相同
B. 路程一定相同
C. 平均速度一定相同
D. 经过点时速度相同
2. 一物体运动的速度一时间关系图像如图所示,根据图像可知( )
A. 0~4s内,物体在做曲线运动
B. 0~4s内,物体的速度一直在减小
C. 0~4s内,物体的加速度先减小后增大
D. 0~4s内,物体速度的变化量为2m /s
3. 如图所示,a、b两个物体叠放在一起,a靠在竖直墙壁上,在方向竖直向上的力作用下,a、b静止不动,则下列说法正确的是( )
A. a对b有沿接触面向下的静摩擦力
B. a对b的作用力竖直向上
C. a与墙壁之间可能存在摩擦力
D. a、b之间不一定存在摩擦力
4. 静止在地面上的物块A、B分别重60N和80N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;劲度系数为4N/cm的轻弹簧两端拴接在A、B上,处于压缩状态,压缩量为2cm。现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,如图所示,则( )
A. 物块A所受摩擦力大小为6N B. 物块A所受摩擦力大小为10N
C. 物块B所受摩擦力大小为10N D. 物块B所受摩擦力大小为20N
5. 如图甲所示,光滑水平面上静置一块薄长木板,长木板上表面粗糙,其质量为M。t=0时刻,质量为m的物块(可视为质点)以速度v水平滑上长木板,此后木板与物块运动的v-t图像如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. M=m
B. M=2.5m
C. 木板的长度为16m
D. 木板与物块间的动摩擦因数为0.2
6. 如图,轨道车A通过细钢丝跨过轮轴(不计与轮轴的摩擦)拉着特技演员B上升,便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以大小为v=5m/s的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车A的钢丝与水平方向的夹角为θ=37°,轮轴右侧连接演员B的钢丝竖直,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则该时刻( )
A. 演员B的速度大小为5m/s B. 演员B的速度大小为6.25m/s
C. 演员B处于平衡状态 D. 演员B处于超重状态
7. 如图所示,在一斜面顶端点,将甲、乙两个小球分别以和的速度沿同一方向水平抛出(不计空气阻力),两球都落在该斜面上,且斜面上。若甲球落点在点,则乙球落在斜面上的( )
A. 点 B. 与之间某一点
C. 点 D. 点
8. 在沟谷深壑、地形险峻的山区,由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡,并携带大量泥沙石块形成泥石流,发生泥石流常常会冲毁公路、铁路等交通设施,甚至村镇等,造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化,如图甲所示,假设一段泥石流(视为质量不变的滑块)在t=0时刻从A点由静止开始沿坡体加速下滑。一辆汽车停在坡体下端B点右侧C处,当泥石流到达B点时,司机发现险情,立即启动车辆加速向右运动以逃生,二者的速率v与时间t的关系图像如图乙所示,则( )
A. 泥石流加速时的加速度大小为4m/s2
B. t=11s时汽车和泥石流二者速度相同
C. A、B两点间的距离为98m
D. B、C之间的距离至少为72m,汽车才安全
9. 如图所示,细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,静止时细线与斜面平行,(已知重力加速度为g)。则下列判断正确的是( )
A. 当滑块向左匀加速直线运动时,小球刚好不脱离斜面的条件是a=g
B. 当滑块向左匀加速直线运动时,a=2g时绳子的拉力为3mg
C. 当滑块向右匀加速直线运动时,小球对滑块压力可能为0
D. 当滑块向右匀加速直线运动时,a=g时绳子的拉力为0
10. 如图(a)所示,在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端与小滑块A相连,小滑块B在斜面上紧靠着A但不粘连,A、B的质量均为m,初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F拉动B,使B沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,A、B的v-t图像如图(b)所示,A、B的v-t图像在t1时刻分离,A的v-t图像在t2时刻的切线与t轴平行,已知重力加速度大小为g,则( )
A. 施加力F的瞬间,A、B间的弹力大小为
B. A沿斜面向上运动过程中速度最大时,A、B间的距离为
C. A、B在t1时刻分离,此时弹簧弹力大小为
D. 弹簧恢复到原长时,A的速度达到最大值
二、多选题(每题5分,共20分,选不全得3分,有错误选项不得分)
11. 某机器人在送餐途中以的速度匀速运动,突然发现前方有障碍物,立即刹车,以大小为的加速度做匀减速直线运动直至刹停。在此过程中,机器人( )
A. 刹车时,速度大小为
B. 刹车时,速度大小为
C. 刹车总位移大小为
D. 刹车的第内与最后内的位移大小之比为
12. 如图甲所示,力F(未画出)变化时弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长为15cm
B. 弹簧的劲度系数为4N/m
C. l=10cm时,弹簧对墙壁的弹力大小为40N
D. l=20cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
13. 如图所示,A是圆柱体的横截面,质量为M,其弧形表面光滑,与地面接触的下表面粗糙,在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体,系统初始处于静止状态。施加外力使柱体缓慢向左移动少许,撤掉外力后系统最终静止,球体m未与地面接触。最终静止状态与初始状态相比,下列说法正确的是( )
A. 墙壁对球体的弹力大小变大 B. 墙壁对球体的弹力大小变小
C. 地面对柱体的支持力大小不变 D. 地面对柱体的摩擦力大小不变
14. 如图甲所示,倾角为37°的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动。一煤块以初速度v0从传送带底端冲上传送带并沿传送带向上运动,到达传送带顶端时速度恰好为零,其v—t图像如图乙所示,取sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10m/s2,则( )
A. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25
B. 传送带底端到顶端的长度为24m
C. 0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m
D. 传送带运动的速率越大,煤块到达传送带顶端时的速度就会越大
三、实验题(每空2分,共16分)
15. 某实验小组“探究弹簧弹力与形变量的关系”。用铁架台、毫米刻度尺以及若干个相同钩码组成如图甲所示的装置,一轻弹簧竖直悬挂在铁架台的水平横杆上,指针固定在弹簧下端,刻度尺竖直固定在弹簧一侧,刻度尺零刻度线与弹簧上端点对齐。
(1)该小组某次测量时弹簧测力计示数如图乙,则弹簧测力计的读数是___________N;
(2)通过实验,得到弹簧的弹力大小F与弹簧长度的x关系图线如图丙所示,由图线可得:该弹簧的原长L0=______cm。弹簧的劲度系数k =______N/m;
(3)若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端,则由实验数据测得弹簧的劲度系数将___________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)。
16. 某探究小组要测量物块与长木板之间的动摩擦因数,装置如图甲所示。重力加速度大小为g,实验步骤如下:
①安装实验装置,长木板水平放置,牵引物块的细线与长木板平行;
②由静止释放物块,记下力传感器的示数F,根据打点计时器打出的纸带求出物块的加速度a的大小;
③在砂桶中增加细砂,多次重复步骤②;
④根据实验数据,在坐标纸上作出a-F的图像。
请回答下列问题:
(1)砂桶和细砂的总质量________(选填“需要”或“不需要”)远小于物块的质量。
(2)已知打点计时器所用交流电源频率为50Hz,某次实验打出的纸带如图乙所示,相邻两计数点间还有4个点没有标出,则物块的加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)如图丙,根据得到的多组数据,作出a-F的图像,由丙图可知物块的质量为________,物块与长木板之间的动摩擦因数为________。(均选用b、c、g表示)
四、解答题(共34分)
17. 在冰雪覆盖大地的冬季,打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上,某人从距雪地高处水平抛出一个雪球,雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)雪球平抛时的初速度;
(2)雪球落地时的速度大小及方向。
18. 如图所示,放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角,斜面倾角,物块A和B的质量分别为,,斜面体质量,弹簧的伸长量,(,,重力加速度)求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)物块A受到的摩擦力;
(3)若斜面体取消固定,其与地面动摩擦因数至少多大才能保证装置仍然静止。
19. 如图所示,一质量足够长的长木板C静止于水平面上,它与水平面之间的动摩擦因数为。A、B两滑块(可视为质点)放置在长木板C上,质量分别为、,它们与长木板C之间的动摩擦因数均为。现让A、B滑块以不同的速度沿同一直线往相反方向开始滑动,速度大小分别为、。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,求:
(1)求A、B开始滑动时C的加速度大小;
(2)当A、C相对静止时,滑块B的速度大小;
(3)长木板C从开始运动到停止滑行的位移大小。
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哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度上学期期末考试
高一年级物理试题
一、单选题(每题3分,共30分)
1. 2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A. 位移一定相同
B. 路程一定相同
C. 平均速度一定相同
D. 经过点时速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段。两架飞机都从点运动到点,它们的初位置和末位置相同,所以位移一定相同,故A正确;
B.路程是物体运动轨迹的长度。两架飞机分别沿不同的轨迹运动,不能保证两段轨迹的长度一定相同,即路程不一定相同,故B错误;
C.平均速度是位移与所用时间的比值,即
两架飞机的位移相同,所用的时间不一定相同,因此平均速度不一定相同,故C错误;
D.速度是矢量,既有大小又有方向。在点时,两架飞机沿各自轨迹的切线方向运动,从图中可以看出,两者的运动方向不同,速度也一定不同。故D错误。
故选A。
2. 一物体运动的速度一时间关系图像如图所示,根据图像可知( )
A. 0~4s内,物体在做曲线运动
B. 0~4s内,物体的速度一直在减小
C. 0~4s内,物体的加速度先减小后增大
D. 0~4s内,物体速度的变化量为2m /s
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像只能表示直线运动的规律,不能表示曲线运动,故A错误;
B.0~4s内,物体的速度先减小后反向增大,故B错误;
C.图像的斜率表示加速度,根据图像可知,0~4s内,物体的加速度先减小后增大,故C正确;
D.0~4s内,物体速度的变化量,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,a、b两个物体叠放在一起,a靠在竖直墙壁上,在方向竖直向上的力作用下,a、b静止不动,则下列说法正确的是( )
A. a对b有沿接触面向下的静摩擦力
B. a对b的作用力竖直向上
C. a与墙壁之间可能存在摩擦力
D. a、b之间不一定存在摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】AD.对a和b受力分析,如图所示
因b有下滑趋势,则a对b有沿接触面向上的静摩擦力,故AD错误;
B.a对b的作用力有垂直接触面向上的支持力和静摩擦力,而b处于平衡状态,则这两个力的合力竖直向上,大小等于,故B正确;
C.对a、b的整体分析可知,因水平方向无挤压的弹力,则a与墙壁之间一定没有静摩擦力,故C错误。
故选B。
4. 静止在地面上的物块A、B分别重60N和80N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;劲度系数为4N/cm的轻弹簧两端拴接在A、B上,处于压缩状态,压缩量为2cm。现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,如图所示,则( )
A. 物块A所受摩擦力大小为6N B. 物块A所受摩擦力大小为10N
C. 物块B所受摩擦力大小为10N D. 物块B所受摩擦力大小为20N
【答案】C
【解析】
【详解】CD.两物块的最大静摩擦力分别为,
根据胡克定律可知,弹簧的弹力大小
现将大小为2N、方向水平向右的拉力F作用在木块B上,由于
可知B保持静止,B所受摩擦力大小,故C正确,D错误。
AB.结合上述可知,A仍然处于静止状态,物块A所受摩擦力大小,故AB错误。
故选C。
5. 如图甲所示,光滑水平面上静置一块薄长木板,长木板上表面粗糙,其质量为M。t=0时刻,质量为m的物块(可视为质点)以速度v水平滑上长木板,此后木板与物块运动的v-t图像如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. M=m
B. M=2.5m
C. 木板的长度为16m
D. 木板与物块间的动摩擦因数为0.2
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.物块相对木板运动的过程中,在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力的作用,故μmg=ma1
而v-t图像的斜率表示加速度,故物块的加速度大小
解得μ=0.1
对木板受力分析可知μmg=Ma2
由v-t图像可知木板的加速度大小
联立解得M=2m,ABD错误;
C.从题图乙可知物块和木板在t=4 s时分离,两者在0~4 s内的v-t图像与t轴围成的面积之差等于木板的长度,故L=×(7+3)×4 m-×2×4 m=16 m,C项正确。
故选C。
6. 如图,轨道车A通过细钢丝跨过轮轴(不计与轮轴的摩擦)拉着特技演员B上升,便可呈现出演员B飞檐走壁的效果。轨道车A沿水平地面以大小为v=5m/s的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车A的钢丝与水平方向的夹角为θ=37°,轮轴右侧连接演员B的钢丝竖直,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则该时刻( )
A. 演员B的速度大小为5m/s B. 演员B的速度大小为6.25m/s
C. 演员B处于平衡状态 D. 演员B处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意,把分解在沿绳的方向上,有
代入数据求得,故AB错误;
CD.根据,可知车向左匀速运动,减小,增大,则增大,人做加速运动,加速度竖直向上,处于超重状态,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,在一斜面顶端点,将甲、乙两个小球分别以和的速度沿同一方向水平抛出(不计空气阻力),两球都落在该斜面上,且斜面上。若甲球落点在点,则乙球落在斜面上的( )
A. 点 B. 与之间某一点
C. 点 D. 点
【答案】D
【解析】
【详解】设位移为,根据平抛运动的规律可知,
解得
则当初速度变为原来2倍时,l变为原来的4倍,则乙球落在斜面上的d点。
故选D。
8. 在沟谷深壑、地形险峻的山区,由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡,并携带大量泥沙石块形成泥石流,发生泥石流常常会冲毁公路、铁路等交通设施,甚至村镇等,造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化,如图甲所示,假设一段泥石流(视为质量不变的滑块)在t=0时刻从A点由静止开始沿坡体加速下滑。一辆汽车停在坡体下端B点右侧C处,当泥石流到达B点时,司机发现险情,立即启动车辆加速向右运动以逃生,二者的速率v与时间t的关系图像如图乙所示,则( )
A. 泥石流加速时的加速度大小为4m/s2
B. t=11s时汽车和泥石流二者速度相同
C. A、B两点间的距离为98m
D. B、C之间的距离至少为72m,汽车才安全
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,泥石流加速时的加速度大小为,故A错误;
B.由图像可知,泥石流在水平面上减速运动的加速度大小为
汽车加速运动时的加速度大小为
二者速度相同时有
解得
则时,汽车和泥石流二者速度相同,故B错误;
C.A、B两点间的距离,故C错误;
D.汽车距B点的最小安全距离,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,静止时细线与斜面平行,(已知重力加速度为g)。则下列判断正确的是( )
A. 当滑块向左匀加速直线运动时,小球刚好不脱离斜面的条件是a=g
B. 当滑块向左匀加速直线运动时,a=2g时绳子的拉力为3mg
C. 当滑块向右匀加速直线运动时,小球对滑块压力可能为0
D. 当滑块向右匀加速直线运动时,a=g时绳子的拉力为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑块向左加速运动,当滑块对小球的支持力恰好为零时,小球恰好不离开斜面,小球受力如图所示:
对小球,由牛顿第二定律得
解得,故A错误;
B.滑块向左加速运动,,小球离开滑块,对小球,竖直方向有
水平方向
绳子拉力大小
解得,故B错误;
C.滑块向右加速运动时,滑块对小球支持力的水平分力向右,滑块对小球一定有支持力,小球对滑块的压力不可能为0,故C错误;
D.滑块向右加速,当细线的拉力恰好为零时,小球恰好不相对滑块上滑,小球受力如图所示:
对小球,由牛顿第二定律得
解得
滑块向右的加速度大小,绳子松弛,绳子的拉力为零,故D正确。
故选D。
10. 如图(a)所示,在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端与小滑块A相连,小滑块B在斜面上紧靠着A但不粘连,A、B的质量均为m,初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F拉动B,使B沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,A、B的v-t图像如图(b)所示,A、B的v-t图像在t1时刻分离,A的v-t图像在t2时刻的切线与t轴平行,已知重力加速度大小为g,则( )
A. 施加力F的瞬间,A、B间的弹力大小为
B. A沿斜面向上运动过程中速度最大时,A、B间的距离为
C. A、B在t1时刻分离,此时弹簧弹力大小为
D. 弹簧恢复到原长时,A的速度达到最大值
【答案】B
【解析】
【详解】A.施加前,对A、整体,根据平衡条件有
解得
施加力的瞬间,设A、间的弹力大小为,对A受力分析由牛顿第二定律有
联立解得,故A错误;
B.当A所受合力为零时速度最大,此时
弹簧的压缩量
A沿斜面向上速度最大时B的位移
则此时A、B间的距离,故B正确;
C.根据图b可知,在时刻A、分离,此时它们具有相同的加速度和速度,且
对A受力分析由牛顿第二定律有
代入数据解得此时弹簧弹力大小为,故C错误;
D.当A所受合力为零时A的速度最大,此时弹簧处于压缩状态,弹簧没有回复原长,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,共20分,选不全得3分,有错误选项不得分)
11. 某机器人在送餐途中以的速度匀速运动,突然发现前方有障碍物,立即刹车,以大小为的加速度做匀减速直线运动直至刹停。在此过程中,机器人( )
A. 刹车时,速度大小为
B. 刹车时,速度大小为
C. 刹车总位移大小为
D. 刹车的第内与最后内的位移大小之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.刹车停止的时间为
刹车时,速度大小为
刹车时,已经停止,则速度大小为零,A正确,B错误;
C.刹车总位移大小为,C错误;
D.刹车的第内的位移
最后内的位移大小
可知刹车的第内与最后内的位移大小之比为4:1,D正确。
故选AD。
12. 如图甲所示,力F(未画出)变化时弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长为15cm
B. 弹簧的劲度系数为4N/m
C. l=10cm时,弹簧对墙壁的弹力大小为40N
D. l=20cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图像可知,弹簧原长为15cm,A正确;
B.弹簧的劲度系数为,B错误;
C.l=10cm时,弹簧的弹力为20N,则此时弹簧对墙壁的弹力大小为20N,C错误;
D.l=20cm时,弹簧弹力为负值,则方向向右,则弹簧对墙壁的弹力方向水平向右,D正确。
故选AD。
13. 如图所示,A是圆柱体的横截面,质量为M,其弧形表面光滑,与地面接触的下表面粗糙,在光滑竖直墙壁与柱体之间放置一质量为m的球体,系统初始处于静止状态。施加外力使柱体缓慢向左移动少许,撤掉外力后系统最终静止,球体m未与地面接触。最终静止状态与初始状态相比,下列说法正确的是( )
A. 墙壁对球体的弹力大小变大 B. 墙壁对球体的弹力大小变小
C. 地面对柱体的支持力大小不变 D. 地面对柱体的摩擦力大小不变
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.球体受到自身重力、墙壁对其水平向左的弹力和圆柱体对其的支持力,柱体缓慢向左移动过程中球体处于动态平衡,所受三个力首尾相连组成直角三角形,如下图
柱体缓慢向左移动,与竖直方向的夹角增大,由图可知墙壁对球体的弹力大小变大,故A正确,B错误;
C.对最终静止状态与初始状态时的柱体进行受力分析,如下图
竖直方向有
对球体的分析可知
因此地面对柱体的支持力保持不变,故C正确;
D.水平方向的摩擦力
最终静止状态与初始状态相比,增大,增大,故摩擦力增大,故D错误。
故选AC。
14. 如图甲所示,倾角为37°的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动。一煤块以初速度v0从传送带底端冲上传送带并沿传送带向上运动,到达传送带顶端时速度恰好为零,其v—t图像如图乙所示,取sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10m/s2,则( )
A. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25
B. 传送带底端到顶端的长度为24m
C. 0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m
D. 传送带运动的速率越大,煤块到达传送带顶端时的速度就会越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在0 ~ 1s时间内物块的速度大于传送带速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向下,方向与运动方向相反,根据牛顿第二定律得mgsin37°+μmgcos37° = ma1
根据v—t图像的斜率绝对值等于加速度大小,可得
可得煤块与传送带间的动摩擦因数为μ = 0.25,故A正确;
B.在1 ~ 2s时间内传送带的速度大于物块的速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向上,方向与运动方向相同,同理可得mgsin37°-μmgcos37° = ma2
解得a2 = 4m/s2
根据
解得t2 = 2s
即t0 = 3s传送带底端到顶端的长度为,故B错误;
C.煤块加速阶段在传送带上的划痕
减速阶段的划痕
两段划痕部分覆盖,则0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m,故C正确;
D.如果传送带转动的速率增加到足够大之后,使煤块在传送带上一直做加速度为a2的匀减速直线运动,而不能和传送带共速,那么物块到达传送带顶端时的速度是一定的,与传送带转动的速率就无关了,故D错误。
故选AC。
三、实验题(每空2分,共16分)
15. 某实验小组“探究弹簧弹力与形变量的关系”。用铁架台、毫米刻度尺以及若干个相同钩码组成如图甲所示的装置,一轻弹簧竖直悬挂在铁架台的水平横杆上,指针固定在弹簧下端,刻度尺竖直固定在弹簧一侧,刻度尺零刻度线与弹簧上端点对齐。
(1)该小组某次测量时弹簧测力计示数如图乙,则弹簧测力计的读数是___________N;
(2)通过实验,得到弹簧的弹力大小F与弹簧长度的x关系图线如图丙所示,由图线可得:该弹簧的原长L0=______cm。弹簧的劲度系数k =______N/m;
(3)若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端,则由实验数据测得弹簧的劲度系数将___________(选填“偏小”“偏大”或“不受影响”)。
【答案】(1)3.00
(2) ①. 4 ②. 50
(3)不受影响
【解析】
【小问1详解】
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则需估读到分度值的下一位,所以读数为3.00N。
【小问2详解】
[1]由图可知,当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长,故该弹簧的原长为
[2]由图像的斜率表示劲度系数可知,该弹簧的劲度系数为
【小问3详解】
若实验中刻度尺的零刻度略高于弹簧上端,不会影响图像的斜率,故由实验数据测得弹簧的劲度系数将不受影响。
16. 某探究小组要测量物块与长木板之间的动摩擦因数,装置如图甲所示。重力加速度大小为g,实验步骤如下:
①安装实验装置,长木板水平放置,牵引物块的细线与长木板平行;
②由静止释放物块,记下力传感器的示数F,根据打点计时器打出的纸带求出物块的加速度a的大小;
③在砂桶中增加细砂,多次重复步骤②;
④根据实验数据,在坐标纸上作出a-F的图像。
请回答下列问题:
(1)砂桶和细砂的总质量________(选填“需要”或“不需要”)远小于物块的质量。
(2)已知打点计时器所用交流电源频率为50Hz,某次实验打出的纸带如图乙所示,相邻两计数点间还有4个点没有标出,则物块的加速度大小为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)如图丙,根据得到的多组数据,作出a-F的图像,由丙图可知物块的质量为________,物块与长木板之间的动摩擦因数为________。(均选用b、c、g表示)
【答案】(1)不需要 (2)0.91
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由于力传感器可以准确测出拉力大小,故砂桶和细砂的总质量不需要远小于物块的质量。
【小问2详解】
由于交流电源频率为50Hz,所以打点周期为0.02s,相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得物块的加速度大小为
【小问3详解】
[1][2]设物块质量为m,由牛顿运动定律可得
整理可得
结合图线可得,
所以,
四、解答题(共34分)
17. 在冰雪覆盖大地的冬季,打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上,某人从距雪地高处水平抛出一个雪球,雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)雪球平抛时的初速度;
(2)雪球落地时的速度大小及方向。
【答案】(1);(2),与水平方向所成的夹角为
【解析】
【详解】(1)雪球做平抛运动,由平抛运动规律
竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
(2)雪球在落地时,竖直方向
速度大小
设速度方向与水平方向所成的夹角为,则
联立解得
,
18. 如图所示,放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角,斜面倾角,物块A和B的质量分别为,,斜面体质量,弹簧的伸长量,(,,重力加速度)求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)物块A受到的摩擦力;
(3)若斜面体取消固定,其与地面动摩擦因数至少多大才能保证装置仍然静止。
【答案】(1)
(2)5N,方向沿斜面向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
对结点O受力分析如图所示:
根据平衡条件,有:,
且
解得,。
【小问2详解】
设物体A所受摩擦力沿斜面向下,对物体A做受力分析如图所示:
根据平衡条件,有
解得。
即物体A所受摩擦力大小为5N,方向沿斜面向上。
【小问3详解】
对A与斜面体整体受力分析
保证装置仍然静止,
解得
由可得
19. 如图所示,一质量足够长的长木板C静止于水平面上,它与水平面之间的动摩擦因数为。A、B两滑块(可视为质点)放置在长木板C上,质量分别为、,它们与长木板C之间的动摩擦因数均为。现让A、B滑块以不同的速度沿同一直线往相反方向开始滑动,速度大小分别为、。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,求:
(1)求A、B开始滑动时C的加速度大小;
(2)当A、C相对静止时,滑块B的速度大小;
(3)长木板C从开始运动到停止滑行的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A、B开始滑动时对C进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得A、B开始滑动时C的加速度大小为
【小问2详解】
设A滑块经过时间相对地面静止,此时长木板C的速度为,对A滑块进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得A滑块的加速度大小为
由运动学公式有
此时长木板的速度为
设再经过时间后、相对静止,它们的速度为,则
联立解得,,
由题意可知,在内,B滑块做匀减速直线运动,对B滑块进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
解得B滑块的加速度大小为
设、相对静止时B滑块的速度大小为,由运动学公式有
代入数据解得
【小问3详解】
在时间内长木板C受力情况不变,故一直做匀加速直线运动,则这段时间内的位移为
因A、C相对静止时,它们相对地面的速度
设A、C一起加速直到与B滑块速度相同时所用时间为,加速度为,此时A、B、C三者的速度为,对A、C整体进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
对A、C整体由运动学公式可得
对B滑块由运动学公式可得
则在时间内,长木板C的位移为
联立解得,
由题意可知,当、、三者速度达到相同后,它们一起做匀减速直线运动,设加速度大小为,对、、整体进行受力分析,列牛顿第二定律方程有
则、、三者一起匀减速运动的位移大小为
联立解得
所以长木板C滑行的位移大小为
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