阶段复习(一)力与直线运动(综合训练)(天津专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-01
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2份
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21页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-综合训练 |
| 知识点 | 曲线运动的认识,运动的描述,匀变速直线运动 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.70 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | xuekwwuli |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58585645.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以力与直线运动为核心,整合牛顿定律、运动图像、能量等知识,通过生活情境题与综合题型,强化物理观念与科学思维。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|1、5题|结合机器人空翻、推沙发情境,考查质点、惯性、摩擦力性质|从力的作用效果到运动状态判断,构建力与运动的因果关系|
|运动过程分析|2、16题|汽车功率变化、超车追及问题,涉及匀加速与匀速过程|以牛顿第二定律为桥梁,连接受力分析与运动学公式|
|图像应用|3、6题|v-t、x-t等图像分析,判断位移时间关系|通过图像斜率、面积物理意义,实现运动规律可视化|
|实验探究|13、14题|测电量、重力加速度,涉及平衡摩擦力、纸带数据处理|基于科学探究流程,融合力学实验原理与误差分析|
|综合计算|15、17题|运动合成、传送带能量问题,综合运动学与能量观点|从分运动到合运动,体现运动的独立性与叠加性|
内容正文:
阶段复习一 力与直线运动
1.2026年央视春晚节目《武BOT》中,人形机器人与武术演员同台完成空翻、舞剑、棍法对练等动作,展现了强大的运动控制与平衡能力。如图甲、乙、丙所示,机器人空翻时,先踏上辅助平台,之后平台向上弹起,将机器人推向空中,辅助机器人完成空翻动作,以下说法正确的是( )
A.研究机器人空翻动作时,可以将机器人视为质点
B.辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力大小始终相等
C.机器人腾空翻腾的过程中处于超重状态
D.机器人的速度越大,其惯性越大
2.已知某汽车发动机额定功率为,质量为,所受阻力为车重的0.2倍,汽车由静止出发,刚开始以的加速度做匀加速直线运动,达到额定功率后保持功率不变,最终匀速运动,取,则下列说法正确的是( )
A.汽车最终速度为 B.汽车加速阶段运动的位移为
C.汽车加速阶段持续的时间为 D.末汽车发动机的功率为
3.四个物体从时刻起做直线运动,运动图像如图中的、、、所示,图中v为速度、为位移、为平均速度、为时间。物体完成10m位移用时最长对应的图像为( )
A. B.
C. D.
4.如图所示为拍电影时吊威亚的情景简化图。工作人员A向左运动,用绕过定滑轮的轻绳(不可伸长)将演员B竖直向上吊起。不计轻绳和定滑轮之间的摩擦,演员B沿竖直方向匀速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.演员B的机械能不变
B.轻绳对定滑轮的作用力减小
C.工作人员A对地面的压力减小
D.工作人员A向左做加速运动
5.如图所示,人用平行于水平地面的力推静止的沙发,一开始没有推动,随着推力的逐渐增加,沙发被推动了,推动后人推着沙发往前走。以下对沙发所受的摩擦力描述正确的是( )
A.没推动沙发是因为推力小于摩擦力
B.整个过程中沙发所受的摩擦力大小一直变大
C.整个过程中沙发所受的摩擦力大小先变大后不变
D.整个过程中沙发所受的摩擦力大小先变大后变小再不变
6.甲、乙两车在同一直车道上运动,一前一后,因为前方红灯它们同时开始做匀减速直线运动,并安全停车。两车的v-t图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙两车加速度大小之比为3:2 B.甲、乙两车加速度大小之比为2:1
C.甲车的刹车位移大小为40m D.如果甲车在前,乙车在后,时两车相距最近
7.如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A. B. C. D.
8.在一次物资空投中,当直升机悬停在离地面足够高处时,物资由静止落下。打开降落伞之前可认为物资做自由落体运动,打开降落伞之后物资所受空气阻力,k为常数,v为物资下落的速度。已知物资下落轨迹为直线,忽略降落伞打开的时间,在落地前的下落过程中,物资的图像不可能是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.如图甲所示,平台左端固定有竖直挡板,右端与足够长传送带的上表面平滑相接。水平轻质弹簧左端固定在挡板上,将可视为质点、质量为的滑块放置在平台上,缓慢推动滑块使其压缩弹簧至点,然后将滑块由静止释放。滑块脱离弹簧后,在时刻经传送带左端滑上传送带,此后滑块运动的图像如图乙所示。已知P、A之间的距离为,传送带沿顺时针匀速转动,滑块与台面、滑块与传送带之间的动摩擦因数相同,取。下列说法正确的是( )
A.传送带的速度大小为
B.滑块与台面之间的动摩擦因数为0.2
C.内,滑块所受的摩擦力大小为
D.滑块释放时弹簧上储存的弹性势能为
10.米兰冬奥会中国选手宁忠岩获速度滑冰男子1500米金牌,终结了欧美选手长达102年的垄断。宁忠岩以50.4km/h的速度通过弯道(选手可视为质点做匀速圆周运动)。宁忠岩通过弯道的过程中( )
A.动量发生改变 B.所受合外力做功为零
C.所受重力的冲量为零 D.始终处于受力平衡状态
11.质量为2 kg的质点在xOy平面内做曲线运动,质点在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为3m/s
B.质点所受的合外力为3N
C.2 s末质点速度大小为6m/s
D.0~2 s内质点的位移大小约为12m
12.在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。如图所示,旅客把行李轻放到传送带上点时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动,经过一段时间行李运动到传送带上的点(行李在传送带上能留下痕迹)。若传送带匀速前进的速度,某行李与传送带之间的动摩擦因数,传送带的长度,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A.行李与传送带之间先是滑动摩擦力后是静摩擦力
B.行李从点运动到点的时间为2.25s
C.行李在传送带上留下的痕迹长度为0.25m
D.若传送带的速度可调节,则行李从点运动到点的最短时间为1.5s
三、实验题
13.物体的带电量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量。如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:
(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角,直至打出的纸带上点迹____________,测出此时木板与水平面间的倾角,记为。
(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是____________
A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变
D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变
(3)用重力加速度,磁感应强度、和所测得物块B的质量和两物块最终的速度,可得出的表达式为____________。
14.某工程团队在进行高层建筑沉降监测前,需要先精确测定本地重力加速度以校准仪器。团队成员利用电火花打点计时器、重锤和纸带进行自由落体实验,打点计时器接入频率为的交流电源。重锤从静止释放后,打点计时器在纸带上打下一系列点迹。团队从打出的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带,依次标出计数点0、1、…、6,各计数点与0计数点之间的距离如图2所示。
(1)实验装置中选用电火花打点计时器,则其电源应为_________。
A.直流 B.交流 C.直流 D.交流
(2)根据图2相关数据,计算打下计数点2时的速度_________,重力加速度_________(结果均保留3位有效数字)。
(3)通过以上实验测出的重力加速度数值比当地的重力加速度值略小,可能的原因是_________。
A.存在阻力的影响
B.先释放纸带,后接通电源
C.交流电的频率略大于
四、解答题
15.一个质量的物体在光滑水平面上运动,它在方向和方向上的两个分运动的速度时间图像如图所示。
(1)物体所受的合力;
(2)计算物体的初速度大小;
(3)计算物体在前内和前内的位移大小。
16.强行超车是道路交通安全的极大隐患之一,如图是汽车超车过程的示意图,汽车甲和货车分别以10m/s和18m/s的速度在路面上匀速行驶,其中甲车车身长,货车车身长,某时货车在甲车前处,若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车,加速度大小为2m/s2,假定货车速度保持不变,不计车辆变道的时间及车辆的宽度,求:
(1)甲车超车之前与货车的最大距离;
(2)甲车完成超车至少需要多长时间;
17.如图所示,光滑轨道PA的末端与水平传送带在A点平滑连接,传送带以v=2 m/s的速度沿顺时针方向运行。一可视为质点的质量m=1 kg的滑块从轨道上P点由静止开始下滑,已知P、A两点高度差h=0.45 m,物体和传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1,传送带A、B两点之间的距离为L=5.5 m,取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)求物体滑上传送带瞬间的速度大小vA;
(2)物体从A运动到B所需的时间t;
(3)滑块与传送带因摩擦产生的热量Q。
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阶段复习一 力与直线运动
1.2026年央视春晚节目《武BOT》中,人形机器人与武术演员同台完成空翻、舞剑、棍法对练等动作,展现了强大的运动控制与平衡能力。如图甲、乙、丙所示,机器人空翻时,先踏上辅助平台,之后平台向上弹起,将机器人推向空中,辅助机器人完成空翻动作,以下说法正确的是( )
A.研究机器人空翻动作时,可以将机器人视为质点
B.辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力大小始终相等
C.机器人腾空翻腾的过程中处于超重状态
D.机器人的速度越大,其惯性越大
【答案】B
【详解】A.研究机器人空翻动作时,不能忽略机器人的大小和形状,不可以将机器人视为质点,故A错误;
B.辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力属于一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,这两个力的大小始终相等,方向相反,故B正确;
C.机器人腾空翻腾的过程中,加速度方向向下,处于失重状态,故C错误;
D.惯性是物体的固有属性,惯性大小仅由质量决定,和速度无关,故D错误。
故选B。
2.已知某汽车发动机额定功率为,质量为,所受阻力为车重的0.2倍,汽车由静止出发,刚开始以的加速度做匀加速直线运动,达到额定功率后保持功率不变,最终匀速运动,取,则下列说法正确的是( )
A.汽车最终速度为 B.汽车加速阶段运动的位移为
C.汽车加速阶段持续的时间为 D.末汽车发动机的功率为
【答案】D
【详解】A.汽车所受阻力,匀加速阶段由牛顿第二定律
得牵引力。
汽车最终匀速时牵引力等于阻力,
由
得最大速度,故A错误;
B.汽车加速阶段分为匀加速、额定功率下变加速两个过程,匀加速阶段末速度
匀加速时间
匀加速位移
后续变加速阶段仍有位移,总加速位移大于25m,故B错误;
C.如汽车一直匀加速到最大速度需要持续10s,而实际汽车在5s后开始做加速度减小的加速,故加速阶段时间大于10s,故C错误;
D.4s末汽车仍处于匀加速阶段,速度
此时发动机功率,故D正确。
故选D。
3.四个物体从时刻起做直线运动,运动图像如图中的、、、所示,图中v为速度、为位移、为平均速度、为时间。物体完成10m位移用时最长对应的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.速度与时间的关系为,图像与横轴围成的面积表示位移,解得;
B.位移与时间的关系为,解得;
C.平均速度与时间的关系为,根据平均速度的定义,可得位移与时间的关系为,解得;
D.函数关系为, 根据速度的微元定义,可以得到,两边积分可知,图像与横轴围成的面积对应的物理意义就是时间,解得。
故选D。
4.如图所示为拍电影时吊威亚的情景简化图。工作人员A向左运动,用绕过定滑轮的轻绳(不可伸长)将演员B竖直向上吊起。不计轻绳和定滑轮之间的摩擦,演员B沿竖直方向匀速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.演员B的机械能不变
B.轻绳对定滑轮的作用力减小
C.工作人员A对地面的压力减小
D.工作人员A向左做加速运动
【答案】B
【详解】A.演员B匀速上升,其动能不变,但重力势能增加,所以演员B的机械能增大,故A错误;
B.由分析可知,由于演员B匀速上升,受力平衡,所以轻绳的拉力大小始终等于演员B的重力,即
设两段轻绳间的夹角为,则有轻绳对定滑轮的作用力为
当工作人员A向左运动时,逐渐增大,则逐渐减小,所以轻绳对定滑轮的作用力会减小,故B正确;
C.设轻绳与地面的夹角为,地面对工作人员A的支持力为,则对工作人员A进行受力分析,在竖直方向上有
解得
当工作人员A向左运动时,逐渐减小,则逐渐减小,由于和不变,所以地面对工作人员A的支持力增大。根据牛顿第三定律可知,工作人员A对地面的压力增大,故C错误;
D.将工作人员A的速度沿绳方向和垂直绳方向进行正交分解,则沿绳方向的分速度等于B的速度,即
解得工作人员A的速度为
演员B匀速上升,其速度保持不变,当工作人员A向左运动时,逐渐减小,则逐渐增大,所以逐渐减小,即工作人员A向左做减速运动,故D错误。
故选B。
5.如图所示,人用平行于水平地面的力推静止的沙发,一开始没有推动,随着推力的逐渐增加,沙发被推动了,推动后人推着沙发往前走。以下对沙发所受的摩擦力描述正确的是( )
A.没推动沙发是因为推力小于摩擦力
B.整个过程中沙发所受的摩擦力大小一直变大
C.整个过程中沙发所受的摩擦力大小先变大后不变
D.整个过程中沙发所受的摩擦力大小先变大后变小再不变
【答案】D
【详解】A.没推动沙发时,根据平衡条件可得推力等于摩擦力,故A错误;
BCD.没推动沙发时,水平推力大小等于静摩擦力,当达到最大静摩擦力时,沙发开始滑动,此时沙发受到滑动摩擦力为
滑动摩擦力大小不变,由于滑动摩擦力小于最大静摩擦力,可知整个过程中沙发所受的摩擦力大小先变大后变小再不变,故D正确,BC错误。
故选D。
6.甲、乙两车在同一直车道上运动,一前一后,因为前方红灯它们同时开始做匀减速直线运动,并安全停车。两车的v-t图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙两车加速度大小之比为3:2 B.甲、乙两车加速度大小之比为2:1
C.甲车的刹车位移大小为40m D.如果甲车在前,乙车在后,时两车相距最近
【答案】B
【详解】AB.甲、乙两车加速度大小之比为
A错误,B正确;
C.甲车的刹车位移大小为
C错误;
D.如果甲车在前,乙车在后,前4s甲车比乙车快,时两车速度相等,此时两车相距最远,D错误。
故选B。
7.如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据牛顿第二定律,对PQ的整体,有
对物体P,根据牛顿第二定律,有
解得
故选D。
8.在一次物资空投中,当直升机悬停在离地面足够高处时,物资由静止落下。打开降落伞之前可认为物资做自由落体运动,打开降落伞之后物资所受空气阻力,k为常数,v为物资下落的速度。已知物资下落轨迹为直线,忽略降落伞打开的时间,在落地前的下落过程中,物资的图像不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.如果开伞时机刚刚好,加速度刚好为0,物资立即开始做匀速运动,故A项正确,不符合题意;
B.打开降落伞前,物资做自由落体运动,降落伞打开后由牛顿第二定律
整理有
如果开伞过早,a为正值,物资继续加速,随着速度增大而减小,逐渐减小到零后,此后匀速运动,故B项正确,不符合题意;
CD.由之前的分析,若开伞过迟,a为负值,其大小为
物资开始减速,a随着速度减小而减小,若开伞高度足够,a逐渐减小到零后做匀速运动,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
二、多选题
9.如图甲所示,平台左端固定有竖直挡板,右端与足够长传送带的上表面平滑相接。水平轻质弹簧左端固定在挡板上,将可视为质点、质量为的滑块放置在平台上,缓慢推动滑块使其压缩弹簧至点,然后将滑块由静止释放。滑块脱离弹簧后,在时刻经传送带左端滑上传送带,此后滑块运动的图像如图乙所示。已知P、A之间的距离为,传送带沿顺时针匀速转动,滑块与台面、滑块与传送带之间的动摩擦因数相同,取。下列说法正确的是( )
A.传送带的速度大小为
B.滑块与台面之间的动摩擦因数为0.2
C.内,滑块所受的摩擦力大小为
D.滑块释放时弹簧上储存的弹性势能为
【答案】BD
【详解】AC.由图乙可知滑块在内做匀加速直线运动,时滑块与传送带共速,可知传送带的速度大小为,内滑块做匀速直线运动,不受摩擦力的作用,故AC错误;
B.根据图像的斜率表示加速度,可知在内滑块的加速度
根据牛顿第二定律有
解得,故B正确;
D.根据能量守恒定律可知,滑块释放时弹簧上的弹性势能满足
其中,,代入解得,故D正确。
故选BD。
10.米兰冬奥会中国选手宁忠岩获速度滑冰男子1500米金牌,终结了欧美选手长达102年的垄断。宁忠岩以50.4km/h的速度通过弯道(选手可视为质点做匀速圆周运动)。宁忠岩通过弯道的过程中( )
A.动量发生改变 B.所受合外力做功为零
C.所受重力的冲量为零 D.始终处于受力平衡状态
【答案】AB
【详解】A.动量是矢量,宁忠岩做匀速圆周运动时,速度大小不变但方向时刻改变,因此动量的方向也在不断变化,故A正确;
B.匀速圆周运动速率不变,因此动能不变。根据动能定理,合外力对选手做的功等于选手动能的变化量,由于动能变化量为零,因此合外力做功为零,故B正确;
C.冲量定义为,选手通过弯道过程时间不为零,重力不为零,因此重力的冲量不为零,故C错误;
D.受力平衡的状态要求合外力为零,而匀速圆周运动存在指向圆心的向心加速度,合外力提供向心力,合外力不为零,并非平衡状态,故D错误。
故选AB。
11.质量为2 kg的质点在xOy平面内做曲线运动,质点在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为3m/s
B.质点所受的合外力为3N
C.2 s末质点速度大小为6m/s
D.0~2 s内质点的位移大小约为12m
【答案】BD
【详解】A.由题图方向的速度—时间图像可知,质点在方向初速度为
由题图方向的位移—时间图像可知,质点在方向做匀速直线运动,速度为
因此质点的初速度为大小,故A错误;
B.由题图方向的速度—时间图像可知,轴上的加速度为
轴方向受力为,
质点在方向做匀速直线运动,轴方向受力为
质点所受的合外力为,故B正确;
C.末质点轴方向的速度为
末质点速度大小为,故C错误;
D.内,质点轴、轴方向的位移分别为
合位移为,故D正确。
故选BD。
12.在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。如图所示,旅客把行李轻放到传送带上点时,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动,经过一段时间行李运动到传送带上的点(行李在传送带上能留下痕迹)。若传送带匀速前进的速度,某行李与传送带之间的动摩擦因数,传送带的长度,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A.行李与传送带之间先是滑动摩擦力后是静摩擦力
B.行李从点运动到点的时间为2.25s
C.行李在传送带上留下的痕迹长度为0.25m
D.若传送带的速度可调节,则行李从点运动到点的最短时间为1.5s
【答案】CD
【详解】AB.设行李与传送带共速,共速前物体所受摩擦力和运动方向相同,
解得
行李先加速运动
解得
共速后不受摩擦力,再匀速运动
解得
所以行李从点运动到点的时间,A错误,B错误;
C.痕迹长度,故C正确;
D.行李从点运动到点一直加速运动,时间最短
解得,故D正确。
故选CD。
三、实验题
13.物体的带电量是一个不易测得的物理量,某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量。如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:
(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角,直至打出的纸带上点迹____________,测出此时木板与水平面间的倾角,记为。
(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是____________
A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差不变
D.纸带上的点迹间距逐渐增加,且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变
(3)用重力加速度,磁感应强度、和所测得物块B的质量和两物块最终的速度,可得出的表达式为____________。
【答案】(1)间距相等
(2)D
(3)
【详解】(1)该步骤是平衡摩擦力,当物块匀速运动时,打点计时器打出的点迹间距相等,说明摩擦力已被平衡。
(2)A带正电,沿斜面向下运动,磁场垂直向里,由左手定则可知洛伦兹力方向垂直斜面向下。
平衡摩擦力已有
加上B和磁场后,整体合力
加速度 ,随着增大,逐渐减小,物块做加速度减小的加速运动,最终,速度保持不变,匀速运动。
打点间隔固定,速度增大则点间距逐渐增加;加速度减小,相邻点间距差逐渐减小,最终,间距差为零,间距不变。
故选D。
(3)最终匀速时,合力为零
又
整理得
14.某工程团队在进行高层建筑沉降监测前,需要先精确测定本地重力加速度以校准仪器。团队成员利用电火花打点计时器、重锤和纸带进行自由落体实验,打点计时器接入频率为的交流电源。重锤从静止释放后,打点计时器在纸带上打下一系列点迹。团队从打出的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带,依次标出计数点0、1、…、6,各计数点与0计数点之间的距离如图2所示。
(1)实验装置中选用电火花打点计时器,则其电源应为_________。
A.直流 B.交流 C.直流 D.交流
(2)根据图2相关数据,计算打下计数点2时的速度_________,重力加速度_________(结果均保留3位有效数字)。
(3)通过以上实验测出的重力加速度数值比当地的重力加速度值略小,可能的原因是_________。
A.存在阻力的影响
B.先释放纸带,后接通电源
C.交流电的频率略大于
【答案】(1)B
(2) 1.89 9.64
(3)AC
【详解】(1)电火花打点计时器的工作电压为交流
(2)[1]打下计数点2时的速度为
[2]根据逐差法可知
(3)A.存在空气阻力会使重力加速度小于实际重力加速度,A正确;
B.先释放纸带后接通电源对计算加速度无影响,B错误;
C.交流电源频率略大于,实际周期减小,根据逐差法
可知计算时用较大的周期会导致重力加速度偏小,C正确。
故选AC。
四、解答题
15.一个质量的物体在光滑水平面上运动,它在方向和方向上的两个分运动的速度时间图像如图所示。
(1)物体所受的合力;
(2)计算物体的初速度大小;
(3)计算物体在前内和前内的位移大小。
【答案】(1),合力的方向沿轴正方向
(2)
(3),
【详解】(1)由图可看出,物体沿方向的分运动为匀速直线运动,加速度为。
沿方向的分运动为匀变速直线运动,加速度不变,大小为
加速度方向沿轴正方向。
根据牛顿第二定律得出合力大小为
合力的方向沿轴正方向。
(2)物体的初速度大小
(3)根据图像的面积表示位移,可得物体在前内:
轴方向的分位移大小为
轴方向的分位移大小为
故物体在前内的位移大小
在前内,可得:轴方向的分位移为:
轴方向的分位移为:
故物体在前内的位移大小:
16.强行超车是道路交通安全的极大隐患之一,如图是汽车超车过程的示意图,汽车甲和货车分别以10m/s和18m/s的速度在路面上匀速行驶,其中甲车车身长,货车车身长,某时货车在甲车前处,若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车,加速度大小为2m/s2,假定货车速度保持不变,不计车辆变道的时间及车辆的宽度,求:
(1)甲车超车之前与货车的最大距离;
(2)甲车完成超车至少需要多长时间;
【答案】(1)23m
(2)10s
【详解】(1)当甲车加速到与货车速度相等时,两者距离达到最大。此前甲车速度小于货车,距离持续增大,此后甲车速度大于货车,距离开始减小。
设经过时间两者速度相等,由速度关系:
解得
此过程中两车位移分别为
甲车位移:
货车位移:
初始时货车在甲车前
因此最大距离:
(2)甲车完成超车的条件是:甲车整个车身完全超过货车,位移满足关系:
代入匀变速、匀速位移公式:
解得
即甲车完成超车至少需要
【点睛】
17.如图所示,光滑轨道PA的末端与水平传送带在A点平滑连接,传送带以v=2 m/s的速度沿顺时针方向运行。一可视为质点的质量m=1 kg的滑块从轨道上P点由静止开始下滑,已知P、A两点高度差h=0.45 m,物体和传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1,传送带A、B两点之间的距离为L=5.5 m,取重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)求物体滑上传送带瞬间的速度大小vA;
(2)物体从A运动到B所需的时间t;
(3)滑块与传送带因摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)3 m/s
(2)2.5 s
(3)0.5 J
【详解】(1)根据动能定理可知
解得vA=3 m/s
(2)在传送带上减速过程
减速时间
减速位移,
所以匀速时间
总时间t=t1+t2=2.5 s
(3)滑块减速时传送带的位移x1′=vt1=2 m
所以物块相对传送带滑行的位移为Δx=x1-x1′=0.5 m
产热为Q=μmgΔx=0.5 J
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