内容正文:
2025-2026学年度高一上学期10月份月考
物理试题
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 甲乙两物体在同一直线上并排运动,甲物体做初速度为零的匀加速直线运动,甲乙两物体的图像如图所示,图中画出了甲物体运动图线在处的切线,乙物体的图像过该切点,且乙物体在到达位置后立即反向运动,速度大小不变,则下列说法错误的是( )
A. 甲物体的加速度大小为
B. 以后,甲乙两物体之间的距离先增大后减小
C. 甲、乙两物体在时,速度大小相等均为
D. 时,甲乙两物体处于同一位置
2. 如图所示,是某列高铁经过一座直线高架大桥时的情景图, 相邻桥墩之间的距离均为,若由于某种原因高铁过桥时做匀减速直线运动,高铁车头前端到达桥墩1时开始计时, 到达桥墩2时所用时间为T,最终停下时,车头前端恰好到达桥墩5(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A. 从计时开始, 高铁通过相邻桥墩的时间之比为
B. 从计时开始, 高铁通过相邻桥墩的平均速度之比为
C. 从车头前端到达桥墩4到列车停止运动的过程,经历的时间为
D. 从车头前端到达桥墩1到列车停下的过程,列车的平均速度为
3. 目前,具有 “智驾” 功能的电动汽车越来越多,智驾中 “主动刹车系统” 是指当汽车与正前方障碍物之间的距离小于安全距离时, 会立即开始主动刹车。若某次测试中某车设置的安全距离为 ,汽车以 的速度在路面上行驶,主动刹车后做匀减速直线运动, 加速度大小为 ,下列说法正确的是( )
A. 汽车能在安全距离内停下
B. 汽车开始 “主动刹车” 后第末的速度为
C. 汽车第3秒内的平均速度为
D. 汽车开始 “主动刹车” 后内的位移为
4. 2025 年 8 月 4 日全国田径锦标赛女子 110 米栏项目中吴艳妮成功夺冠,延续了其在国内赛事中的地位。如图所示为某次跨栏跑步训练中等间距放置的三个栏,运动员跨过三个栏的过程可认为是匀加速直线运动,若跨过第 2 个栏的速度大小为,跨过第 3 个栏的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 根据题目信息可计算运动员加速度大小
B. 若相邻两个栏的间距为9m,则从第1个栏到第3个栏的时间为6s
C. 运动员通过第1个栏的速度为
D. 运动员从第1个栏到第3个栏的平均速度小于
5. 如图 所示,是中国古代一种具有特殊力学结构的盛水器。其特性为 “虚则欹,中则正, 满则覆”,即空置时倾斜,注水至半则直立,注满即倾覆。现持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次,有关瓶 (包括瓶中的水)、拉盛水器的两段轻绳, 以下说法正确的是( )
A. 瓶的重心位置与瓶中水的多少无关
B. 往空瓶里不断加水时, 瓶的重心先降低再升高
C. 绳子没有形变, 但对盛水器有拉力
D. 绳子上的拉力不一定沿绳子的方向
6. 有关力,下列说法正确的是( )
A. 力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体
B. 力是物体间的相互作用,必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体
C. 只要两个力的大小相同,它们产生的效果一定相同
D. 若两个共点力F1和F2的合力为F,当某个分力增大时,合力也一定增大
7. 如图所示,物体A放在水平桌面B上,下列有关叙述正确的是( )
A. 物体对的压力是由于发生弹性形变产生的
B. 物体对的压力就是物体的重力
C. 物体对的压力和物体对的支持力是一对平衡力
D. 物体对的压力和物体对的支持力是一对相互作用力
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图甲所示为帮助许多身体不便人士上公交车的便民设备, 图乙画出轮椅与斜面接触的轮子简略图,M为斜面,P为轮椅和人,关于P受力情况的分析,下列说法正确的是( )
A. P所受的重力垂直M向下
B. P所受的支持力是由于M发生形变而产生的
C. P所受的支持力的方向与M形变的方向相反
D. P对M的压力就是P所受重力沿垂直斜面方向的分力
9. 如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块A,在滑块A上放置质量为m的物块B,A、B一起沿斜面匀速下滑。已知A、B间动摩擦因数为μ1,A与斜面间动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 图甲中物块B受到摩擦力作用
B. 图乙中物块B受到摩擦力作用
C. 图乙中物块B受到的摩擦力大小一定为μ1mgcosθ
D. 动摩擦因数的关系有μ1>μ2
10. 晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的两点,两点等高,无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动,并在新的位置保持静止,如图所示。两杆间的距离为,绳长为,衣服和衣架的总质量为,重力加速度为,不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,。则( )
A. 无风时,衣服只能停在绳子中点
B. 无风时,轻绳的拉力大小为
C. 有风时,衣服在新的平衡位置,挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
D. 有风时,衣服在新的平衡位置,不变
第II卷(非选择题)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学将弹簧水平放置在光滑的桌面上,弹簧左端固定并与刻度尺的零刻度线对齐, 另一端连接细线并通过光滑滑轮悬挂一个砝码盘(装置如图甲所示),以此来探究弹簧弹力与伸长量之间的关系。在托盘中逐一增加砝码,待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。以砝码的重力为纵坐标,以弹簧的形变量为横坐标建立坐标系,并将测得的数据在坐标纸上描点,得到如图乙所示图线, 。
(1)与竖直悬挂弹簧相比,此装置弹簧水平放置的主要优点是___________。
(2)弹簧的劲度系数为___________。
(3)如图乙所示,图像AB段发生弯曲的原因是___________。
12. 如图甲所示,某实验小组在水平放置的方木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。实验的主要过程如下:
A.将橡皮筋的一端固定,两位同学合作,先用一个力F'将橡皮筋的端点拉到某一位置O,记录 F'的大小和方向,再同时用两个力 F1、F2将橡皮筋的端点拉到同一点O,同时记录F1和F2的大小和方向;
B.过O点,按同一标度作出力F1、F2和F'的图示;
C.以F1、F2这两个力为邻边作出平行四边形,其对角线为F1、F2的合力F。
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 。
A. F1、F2的夹角必须为120°
B. 为了避免摩擦力的影响,要斜向上拉弹簧测力计
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,需调整弹簧测力计的拉力大小与方向,直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合
D. 平行四边形求和的方法适用于某些矢量的求和,速度的合成遵循这种求和方法,位移的合成不遵循这种方法
(2)实验小组做了一次实验,如图乙所示,图乙中每一正方形小格的边长代表0.6 N,在图乙中作出F1与 F2的合力,根据图像可知,F1与 F2的合力F的大小为____N(结果保留2位有效数字);此时F'的示数如图丙所示,则F'的大小为____N。
(3)如图丁所示,某同学在实验中保持O点的位置不变,初始时,α+β>90°,现使α不变,β缓慢增大至90°。则此过程中,有关两弹簧测力计示数FA、FB的变化情况,下列说法正确的是 。
A. FA减小,FB减小
B. FA增大,FB增大
C. FA减小,FB先减小后增大
D. FA增大,FB先减小后增大
13. 某同学做“探究小车速度随时间变化规律”的实验,实验后得到了一条表示小车加速运动的清晰纸带,在纸带上标出了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,实验使用交流电的频率为50Hz。
(1)已有实验器材有电磁打点计时器、钩码、小车、纸带、毫米刻度尺、一端有滑轮的长木板,从下列给出的器材中选出实验中还需的器材,并将它们填在横线上______;
A. 天平 B. 低压交流电源
C. 低压直流电源 D. 秒表
(2)接通电源与释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是______;
A. 先接通电源,后释放纸带
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 释放纸带的同时接通电源
D. 先接通电源或先释放纸带都可以
(3)每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出,则两个相邻计数点之间的时间间隔为______s;
(4)根据题意,纸带的______端(填“左”或“右”)与小车连接;
(5)计算打下D点时小车的瞬时速度______m/s(要求保留3位有效数字)。
(6)根据纸带求出小车加速度为______(要求保留3位有效数字)
14. 某同学参观科技馆,观察到科技馆暗处放置一展品,展品顶部有一个每隔相同时间由静止向下滴水的装置,于是他想利用此装置来测定当地的重力加速度。该同学用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为10Hz时,每次闪光时上一个水滴刚好落到下一个水滴的位置,可观察到水滴似乎不再下落,用竖直放置的米尺测得各个水滴之间的距离。处理数据,得出结论。
(1)水滴滴落的时间间隔为________s;
(2)利用此装置测量水滴C的速度为________m/s(结果保留三位有效数字);
(3)根据数据计算当地重力加速度________(结果保留三位有效数字);
(4)不计其他影响,若频闪仪实际频率大于10Hz,则所测重力加速度________(填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)该同学又根据图甲依次计算出B、C、D、E点到A点的距离x与所用时间t的比值,作出了的图像,如图乙所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,重力加速度为________(用a、b表示)。
15. 如图 所示,甲、乙两车沿平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后。在时刻,甲车速度为 ,乙车速度为,两车相距,此时甲车司机突然发现前方100m有障碍物,并开始紧急制动,甲车刚好和障碍物不相撞。乙车驾驶员在甲车开始制动1.0秒后也开始紧急制动,乙车刹车的最大加速度大小为,两车制动过程均可看作是匀减速直线运动,不考虑两车的大小。
(1)求甲车减速的加速度大小以及刹车前甲车走过的距离;
(2)若乙车以最大加速度制动,判断两车是否会相撞,若相撞求撞击时两车距障碍物的距离,若不相撞求两车之间的最小距离;
(3)若乙车为自动驾驶,反应时间极短,可忽略不计,在确保两车安全的同时,自动驾驶系统还要考虑到乘客的舒适性(加速度越小越舒适),求此时乙车刹车加速度的最小值。
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2025-2026学年度高一上学期10月份月考
物理试题
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 甲乙两物体在同一直线上并排运动,甲物体做初速度为零的匀加速直线运动,甲乙两物体的图像如图所示,图中画出了甲物体运动图线在处的切线,乙物体的图像过该切点,且乙物体在到达位置后立即反向运动,速度大小不变,则下列说法错误的是( )
A. 甲物体的加速度大小为
B. 以后,甲乙两物体之间的距离先增大后减小
C. 甲、乙两物体在时,速度大小相等均为
D. 时,甲乙两物体处于同一位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲物体做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移-时间公式得
由于图中甲物体的图像过点(2,2),代入公式解得,故A正确;
B.图像斜率为速度,如果图像为曲线,则其切线斜率为瞬时速度。
对于乙,斜率为,所以,乙与轴的交点为
根据图像得, 内乙在向轴负方向运动,甲在向轴正方向运动,甲乙之间距离增加;时,甲的速度为,乙反向运动,速度不变,根据C选项的解析得速度;3s以后,甲继续加速,乙匀速运动,由于,所以甲乙之间距离继续增加,故B错误;
C.图像斜率为速度,如果图像为曲线,则其切线斜率为瞬时速度。
根据图像得,在时,甲的切线斜率为
乙的斜率为
所以,甲、乙两物体在时,速度大小相等均为 ,故C正确;
D.图像交点表示两物体相遇,时两物体图像相交,甲乙两物体处于同一位置,故D正确。
故选B。
2. 如图所示,是某列高铁经过一座直线高架大桥时的情景图, 相邻桥墩之间的距离均为,若由于某种原因高铁过桥时做匀减速直线运动,高铁车头前端到达桥墩1时开始计时, 到达桥墩2时所用时间为T,最终停下时,车头前端恰好到达桥墩5(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A. 从计时开始, 高铁通过相邻桥墩的时间之比为
B. 从计时开始, 高铁通过相邻桥墩的平均速度之比为
C. 从车头前端到达桥墩4到列车停止运动的过程,经历的时间为
D. 从车头前端到达桥墩1到列车停下的过程,列车的平均速度为
【答案】C
【解析】
【详解】高铁过桥时做匀减速直线运动最终停下,可以看作从桥墩5开始的初速度为0的匀加速直线运动,且加速度等于匀减速直线运动的加速度,则可以应用初速度为0的匀加速直线运动规律。
A.匀加速直线运动通过相邻且相等的位移所用时间之比为
则高铁过桥时做匀减速直线运动直至最终停下,通过相邻桥墩所用时间之比,A错误;
B.根据平均速度公式可知,从计时开始,高铁通过相邻桥墩的平均速度之比为,即,B错误;
C.高铁车头前端到达桥墩1时开始计时,到达桥墩2时所用时间为T,则高铁通过桥墩4、5间隔所用时间为,C正确;
D.高铁通过全程的位移为,所用的时间为
所以平均速度为,D错误。
故选C。
3. 目前,具有 “智驾” 功能的电动汽车越来越多,智驾中 “主动刹车系统” 是指当汽车与正前方障碍物之间的距离小于安全距离时, 会立即开始主动刹车。若某次测试中某车设置的安全距离为 ,汽车以 的速度在路面上行驶,主动刹车后做匀减速直线运动, 加速度大小为 ,下列说法正确的是( )
A. 汽车能在安全距离内停下
B. 汽车开始 “主动刹车” 后第末的速度为
C. 汽车第3秒内的平均速度为
D. 汽车开始 “主动刹车” 后内的位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知汽车初速度,汽车减速到零的位移为,故汽车不能在安全距离内停下,故A错误;
B.根据速度时间公式,可得汽车开始 “主动刹车” 后第末的速度为,故B错误;
C.根据速度时间公式,可得汽车第末的速度为
设汽车减速到零所用的时间为,则有
即汽车在第3秒内只运动了0.5s,故位移为
故汽车第3秒内的平均速度为,故C正确;
D.由C分析,可知汽车经2.5s速度变为零,故汽车在3s内的位移等于汽车在2.5s内的位移,则有,故D错误。
故选C。
4. 2025 年 8 月 4 日全国田径锦标赛女子 110 米栏项目中吴艳妮成功夺冠,延续了其在国内赛事中的地位。如图所示为某次跨栏跑步训练中等间距放置的三个栏,运动员跨过三个栏的过程可认为是匀加速直线运动,若跨过第 2 个栏的速度大小为,跨过第 3 个栏的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 根据题目信息可计算运动员加速度大小
B. 若相邻两个栏的间距为9m,则从第1个栏到第3个栏的时间为6s
C. 运动员通过第1个栏的速度为
D. 运动员从第1个栏到第3个栏的平均速度小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.设相邻栏杆的距离为,根据位移时间关系可知由于不知道相邻栏杆的距离大小,故无法求出加速度的大小,故A错误;
B.若相邻两个栏的间距为9m,则根据
解得
根据
解得
从第1个栏到第3个栏,根据
解得,故B错误;
C.根据中间位移处的速度关系式可得
代入数据可得该运动员通过第1个栏的速度为,故C错误;
D.中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,所以该同学在第1个栏到第3个栏的中间时刻速度为
代入数据可得,故D正确。
故选D。
5. 如图 所示,是中国古代一种具有特殊力学结构的盛水器。其特性为 “虚则欹,中则正, 满则覆”,即空置时倾斜,注水至半则直立,注满即倾覆。现持续有水流入瓶中,过一段时间瓶会翻转一次,有关瓶 (包括瓶中的水)、拉盛水器的两段轻绳, 以下说法正确的是( )
A. 瓶的重心位置与瓶中水的多少无关
B. 往空瓶里不断加水时, 瓶的重心先降低再升高
C. 绳子没有形变, 但对盛水器有拉力
D. 绳子上的拉力不一定沿绳子的方向
【答案】B
【解析】
【详解】AB.往空瓶里不断加水时,瓶的重心先降低后升高,故瓶的重心位置与瓶中水的多少有关,故A错误,B正确;
CD.瓶受到两绳子的拉力与重力,处于平衡状态,故不断加水,重力增大,则两绳子拉力的合力不断增大,且绳子上的拉力沿绳子的方向,每一根绳子拉力增大,故绳子发生形变,故CD错误。
故选B。
6. 有关力,下列说法正确的是( )
A. 力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体
B. 力是物体间的相互作用,必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体
C. 只要两个力的大小相同,它们产生的效果一定相同
D. 若两个共点力F1和F2的合力为F,当某个分力增大时,合力也一定增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.力的产生必须同时有施力物体和受力物体,故A错误;
B.力是物体间的相互作用,必定涉及两个物体,其中一个是施力物体,另一个是受力物体。根据牛顿第三定律,这两个物体在相互作用中互为施力物体和受力物体(针对不同的力),故B正确;
C.力的效果由大小、方向、作用点共同决定,仅大小相同无法保证效果相同,故C错误;
D.若两分力方向相反,当某一分力增大时,合力可能减小,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,物体A放在水平桌面B上,下列有关叙述正确的是( )
A. 物体对的压力是由于发生弹性形变产生的
B. 物体对的压力就是物体的重力
C. 物体对的压力和物体对的支持力是一对平衡力
D. 物体对的压力和物体对的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体对的压力是由于A发生弹性形变产生的,故A错误;
B.物体对的压力大小等于物体的重力,二者方向相同,施力物体与受力物体均不同,故B错误;
CD.物体对的压力和物体对的支持力是一对相互作用力,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图甲所示为帮助许多身体不便人士上公交车的便民设备, 图乙画出轮椅与斜面接触的轮子简略图,M为斜面,P为轮椅和人,关于P受力情况的分析,下列说法正确的是( )
A. P所受的重力垂直M向下
B. P所受的支持力是由于M发生形变而产生的
C. P所受的支持力的方向与M形变的方向相反
D. P对M的压力就是P所受重力沿垂直斜面方向的分力
【答案】BC
【解析】
【详解】A.P所受的重力竖直向下,故A错误;
B.P所受M的支持力是由于M发生形变而产生的,故B正确;
C.P所受的支持力的方向垂直接触面向上,与M形变的方向相反,故C正确;
D.压力的性质是弹力,P对M的压力作用在M上,P所受重力作用在P上,所以P对M的压力不是P所受重力沿垂直斜面方向的分力,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块A,在滑块A上放置质量为m的物块B,A、B一起沿斜面匀速下滑。已知A、B间动摩擦因数为μ1,A与斜面间动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 图甲中物块B受到摩擦力作用
B. 图乙中物块B受到摩擦力作用
C. 图乙中物块B受到的摩擦力大小一定为μ1mgcosθ
D. 动摩擦因数的关系有μ1>μ2
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲中以物块B为研究对象进行受力分析可知,由于两个物体一起做匀速运动,所以物块B只受到重力与支持力的作用,水平方向没有摩擦力,故A错误;
B.图乙中以物块B为研究对象进行受力分析可知,由于物块B匀速运动,受力平衡,则物块B受到重力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用,故B正确;
C.图乙中物块B沿斜面方向受到的是静摩擦力的作用,对物块B沿斜面方向列平衡方程可知,静摩擦力的大小为mgsinθ,不一定等于μ1mgcosθ,故C错误;
D.由于物块B受到的是静摩擦力的作用,故其应小于最大静摩擦力,即
解得
图乙中以滑块A、物块B整体为研究对象进行受力分析可知,由于整体匀速运动,受力平衡,则整体受到重力、斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用,则整体沿斜面方向的平衡方程为
解得
所以μ1>μ2,故D正确。
故选BD。
10. 晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的两点,两点等高,无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动,并在新的位置保持静止,如图所示。两杆间的距离为,绳长为,衣服和衣架的总质量为,重力加速度为,不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,。则( )
A. 无风时,衣服只能停在绳子中点
B. 无风时,轻绳的拉力大小为
C. 有风时,衣服在新的平衡位置,挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
D. 有风时,衣服在新的平衡位置,不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A.无风时,衣服受重力和两段绳子的拉力平衡,由于绳子两端固定点等高,且绳子是 “活结”,两段绳子的拉力大小相等,根据对称性,衣服会停在绳子的中点,故A正确;
B.无风时,衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态,同一条绳子拉力大小相等,则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等,设为。由几何关系可得
解得
根据平衡条件可得
解得,故B正确;
C.由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,则挂钩相当于动滑轮,两端绳子的拉力总是相等,故C错误;
D.设无风时绳子夹角的一半为,绳长为L,有风时绳子夹角的一半为,有风时如图
根据几何关系,有风时可得
无风时可得
又
故,可知有风时,衣服在新的平衡位置,变小,故D错误。
故选AB。
第II卷(非选择题)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学将弹簧水平放置在光滑的桌面上,弹簧左端固定并与刻度尺的零刻度线对齐, 另一端连接细线并通过光滑滑轮悬挂一个砝码盘(装置如图甲所示),以此来探究弹簧弹力与伸长量之间的关系。在托盘中逐一增加砝码,待稳定后记录每次对应弹簧的形变量。以砝码的重力为纵坐标,以弹簧的形变量为横坐标建立坐标系,并将测得的数据在坐标纸上描点,得到如图乙所示图线, 。
(1)与竖直悬挂弹簧相比,此装置弹簧水平放置的主要优点是___________。
(2)弹簧的劲度系数为___________。
(3)如图乙所示,图像AB段发生弯曲的原因是___________。
【答案】(1)避免弹簧自身重力对实验的影响
(2)16 (3)超出了弹簧的弹性限度
【解析】
【小问1详解】
与竖直悬挂弹簧相比,此装置弹簧水平放置的主要优点是:避免了悬挂放置时弹簧自身所受重力对实验产生的影响;
【小问2详解】
由该图像的斜率表示弹簧的劲度系数,可得;
【小问3详解】
图线段发生明显弯曲,则说明弹簧超出了弹性限度。
12. 如图甲所示,某实验小组在水平放置的方木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。实验的主要过程如下:
A.将橡皮筋的一端固定,两位同学合作,先用一个力F'将橡皮筋的端点拉到某一位置O,记录 F'的大小和方向,再同时用两个力 F1、F2将橡皮筋的端点拉到同一点O,同时记录F1和F2的大小和方向;
B.过O点,按同一标度作出力F1、F2和F'的图示;
C.以F1、F2这两个力为邻边作出平行四边形,其对角线为F1、F2的合力F。
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 。
A. F1、F2的夹角必须为120°
B. 为了避免摩擦力的影响,要斜向上拉弹簧测力计
C. 用两个弹簧测力计拉橡皮筋时,需调整弹簧测力计的拉力大小与方向,直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合
D. 平行四边形求和的方法适用于某些矢量的求和,速度的合成遵循这种求和方法,位移的合成不遵循这种方法
(2)实验小组做了一次实验,如图乙所示,图乙中每一正方形小格的边长代表0.6 N,在图乙中作出F1与 F2的合力,根据图像可知,F1与 F2的合力F的大小为____N(结果保留2位有效数字);此时F'的示数如图丙所示,则F'的大小为____N。
(3)如图丁所示,某同学在实验中保持O点的位置不变,初始时,α+β>90°,现使α不变,β缓慢增大至90°。则此过程中,有关两弹簧测力计示数FA、FB的变化情况,下列说法正确的是 。
A. FA减小,FB减小
B. FA增大,FB增大
C. FA减小,FB先减小后增大
D. FA增大,FB先减小后增大
【答案】(1)C (2) ①. 3.6 ②. 3.70 (3)B
【解析】
【小问1详解】
A.两力的夹角不能太大也不能太小,不一定为120°,故A错误;
B.使用弹簧测力计的时候,弹簧测力计应与木板平行,不可以斜向上拉弹簧测力计,故B错误;
C.用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,需调整弹簧测力计的拉力大小与方向,直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合,保证F'与F1、F2的合力是等效替代关系,故C正确;
D.平行四边形求和的方法适用于一切矢量的求和,位移、速度的合成都遵循这种求和方法,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]如图乙所示,每一正方形小格的边长代表0.6 N,则F1与F2的合力大小为3.6 N;
[2]题图丙中,测力计的示数为3.70 N。
【小问3详解】
保持O点的位置不变,即两弹簧测力计拉力的合力保持不变,现使α不变,β缓慢增大至90°,运用力的矢量三角形图解法,如图丁所示,随着β增大,FB由1位置转至2位置的过程中,FA增大,FB增大.
故选B。
13. 某同学做“探究小车速度随时间变化规律”的实验,实验后得到了一条表示小车加速运动的清晰纸带,在纸带上标出了A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,实验使用交流电的频率为50Hz。
(1)已有实验器材有电磁打点计时器、钩码、小车、纸带、毫米刻度尺、一端有滑轮的长木板,从下列给出的器材中选出实验中还需的器材,并将它们填在横线上______;
A. 天平 B. 低压交流电源
C. 低压直流电源 D. 秒表
(2)接通电源与释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是______;
A. 先接通电源,后释放纸带
B. 先释放纸带,后接通电源
C. 释放纸带的同时接通电源
D. 先接通电源或先释放纸带都可以
(3)每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出,则两个相邻计数点之间的时间间隔为______s;
(4)根据题意,纸带的______端(填“左”或“右”)与小车连接;
(5)计算打下D点时小车的瞬时速度______m/s(要求保留3位有效数字)。
(6)根据纸带求出小车加速度为______(要求保留3位有效数字)
【答案】(1)B (2)A
(3)0.1 (4)左
(5)0.560 (6)0.801
【解析】
【小问1详解】
A.在处理纸带求解速度与加速度的过程中,物体的质量不需要知道,所以不用天平测物体的质量,故A错误;
BC.实验使用的电源必须是低压交流电源,B正确,C错误;
D.打点计时器本身就是计时的仪器,所以不需要秒表,D错误;
故选B。
【小问2详解】
为了减小实验误差,接通电源与让释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是先接通电源,后释放纸带,故选A。
【小问3详解】
由于相邻计数点间还有四个点未画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T = 0.1s。
【小问4详解】
根据纸带可知,从左往右,点迹逐渐变稀疏,表明小车速度逐渐变大,可知,与小车相连的是纸带的左端。
【小问5详解】
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则打下D点时小车的瞬时速度等于C到E的平均速度,则有
【小问6详解】
[6]根据逐差法△x=aT2
可得加速度为
14. 某同学参观科技馆,观察到科技馆暗处放置一展品,展品顶部有一个每隔相同时间由静止向下滴水的装置,于是他想利用此装置来测定当地的重力加速度。该同学用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为10Hz时,每次闪光时上一个水滴刚好落到下一个水滴的位置,可观察到水滴似乎不再下落,用竖直放置的米尺测得各个水滴之间的距离。处理数据,得出结论。
(1)水滴滴落的时间间隔为________s;
(2)利用此装置测量水滴C的速度为________m/s(结果保留三位有效数字);
(3)根据数据计算当地重力加速度________(结果保留三位有效数字);
(4)不计其他影响,若频闪仪实际频率大于10Hz,则所测重力加速度________(填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)该同学又根据图甲依次计算出B、C、D、E点到A点的距离x与所用时间t的比值,作出了的图像,如图乙所示,坐标系中已标出的坐标值为已知量,重力加速度为________(用a、b表示)。
【答案】(1)0.1 (2)1.92
(3)9.60 (4)偏小
(5)
【解析】
【小问1详解】
水滴滴落的时间间隔为
【小问2详解】
水滴C的速度为
【小问3详解】
根据,其中
代入数据可得
【小问4详解】
不计其他影响,若频闪仪实际频率大于10Hz,则其周期测量偏大,则速度测量偏小,则重力加速度测量偏小。
【小问5详解】
根据可得
由图像得的图像的斜率为
可知
可得重力加速度为
15. 如图 所示,甲、乙两车沿平直公路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后。在时刻,甲车速度为 ,乙车速度为,两车相距,此时甲车司机突然发现前方100m有障碍物,并开始紧急制动,甲车刚好和障碍物不相撞。乙车驾驶员在甲车开始制动1.0秒后也开始紧急制动,乙车刹车的最大加速度大小为,两车制动过程均可看作是匀减速直线运动,不考虑两车的大小。
(1)求甲车减速的加速度大小以及刹车前甲车走过的距离;
(2)若乙车以最大加速度制动,判断两车是否会相撞,若相撞求撞击时两车距障碍物的距离,若不相撞求两车之间的最小距离;
(3)若乙车为自动驾驶,反应时间极短,可忽略不计,在确保两车安全的同时,自动驾驶系统还要考虑到乘客的舒适性(加速度越小越舒适),求此时乙车刹车加速度的最小值。
【答案】(1)0.5 m/s2,19m
(2)不会,32.4m
(3)1.5 m/s2
【解析】
【小问1详解】
设甲车减速加速度大小为,选初速度方向为正方向,其中,,对甲车根据
解得
故刹车前甲车走过的距离
【小问2详解】
设t时刻两车速度相等,分析两车速度,甲车速度为
乙车速度为
令,可得
甲车位移为
乙车位移为
两车不会相撞,其最小距离为
【小问3详解】
若乙车不与障碍物相碰,根据,
解得
若甲乙两车不相碰,根据相对运动的速度位移关系,选初速度方向为正方向,可得
解得
因为,所以乙车加速度的最小值为。
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