精品解析:湖北襄阳市第四中学2025-2026学年高一下学期(卓越班)期末学情调研物理试题
2026-07-09
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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-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 襄阳市 |
| 地区(区县) | 襄城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.32 MB |
| 发布时间 | 2026-07-09 |
| 更新时间 | 2026-07-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58737344.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
襄阳四中2026级高一卓越班期末学情调研
物理试题
本试题卷共8页,15题。全卷满分100分,考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。
一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求;第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律是实验定律
B. 牛顿是国际制单位中的基本单位
C. 牛顿第三定律说明物体间的作用力是可以相互传递的
D. 牛顿第二定律公式中,比例系数的数值由质量、加速度和力三者的单位决定
2. 如图所示是利用轮轴原理制成的古代汲水装置——辘轳,把手边缘上a点到转轴的距离为,辘轳边缘上b点到转轴的距离为,通过转动把手带动辘轳转动从而将水桶提起,在水桶离开水面后上升的过程中,则( )
A. a点与b点的周期之比为
B. a点与b点的角速度之比为1:1
C. a点与b点的线速度之比为
D. a点与b点的向心加速度之比为1:1
3. 滑索是深受年轻人喜爱的娱乐项目。在下滑途中一小段距离内,可将钢索简化一直杆,滑轮简化为套在杆上的环,环与杆接触而粗糙。两根虚线分别表示竖直方向和与钢索垂直的方向。游客所受空气阻力和悬挂绳重力忽略不计。当游客与滑轮相对静止一起加速下滑时,绳子的方向可能是图中的( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
4. 如图所示,物体A、B、C质量分别为、、,A与天花板间、B与C之间用轻弹簧连接,A与B间用轻绳连接。当系统平衡后,突然将A、B间轻绳烧断,在绳烧断的瞬间,A、B、C的加速度分别为(以向下的方向为正方向,重力加速度为)( )
A. ,,0 B. ,,0
C. ,, D. ,,
5. 如图所示,四条光滑的轨道下端固定在点,上端分别固定在竖直墙面上的、、、四点。现使四个小滑块(均可视为质点)分别从四条轨道的上端同时静止释放,由、滑到点的时间均为,由、滑到点的时间分别为、。那么( )
A. B.
C. D.
6. “灯光表演”中投影过程的简化图如图所示,投影仪到墙壁的距离为,光线与水平方向的夹角为,此时投影点向上运动的速度为,则投影仪逆时针转动的角速度为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,甲、乙、丙三个小球(均视为质点)套在半径为的竖直圆环上,现让圆环绕竖直直径匀速转动,三个小球随圆环做匀速圆周运动,甲处在点,与竖直方向的夹角为,甲与圆环间的摩擦力刚好为0,乙处在点,为水平半径,且圆环对乙的静摩擦力达最大值,丙在圆心以上处在点。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 圆环对丙的弹力可能为0 B. 圆环对丙的摩擦力可能为0
C. 圆环的角速度为 D. 乙与圆环间的动摩擦因数为
8. 如图所示的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图,汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态
B. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C. 如图,钢球在水平面做圆周运动,钢球距悬点的距离为,则钢球运动的周期
D. 如图,水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
9. 如图所示,竖直墙、间距为,竖直线到两边墙面等距。从离地高度一定的点垂直墙面以初速度水平抛出一个小球,小球与墙上点、点各发生一次碰撞后恰好落在地面上的点,小球每次与墙壁碰撞时竖直方向分速度不变,水平方向分速度大小不变,方向相反。设点距点高度为,点距地面高度为,所有摩擦和阻力均不计,下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 仅将间距加倍而仍在两墙中央点平抛,小球不会落在点
D. 仅将初速度增为(为正整数),小球一定落在点
10. 如图甲所示,物块A、B(视为质点)放在水平圆盘上,它们在同一直径上分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连。已知A、B的质量分别为、,到圆心的距离分别为、,其中。A、B与盘间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,初始圆盘静止,细线恰好拉直且无作用力,当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时,轻绳中弹力的大小与的变化关系如图乙所示,重力加速度。在物块A、B随圆盘转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.
B. ,
C. 当时,物块B不受摩擦力
D. 当时,物块A恰好与圆盘相对滑动
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学用如图装置研究平抛运动,将复写纸和白纸固定在竖直木板上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹,依次将木板水平右移距离,记录小球落点A、B、C,测得三点间竖直距离分别为,,重力加速度。
(1)如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中正确的是:( )
A. 小球平抛的初速度不同
B. 小球每次的运动轨迹不同
C. 小球在空中运动的时间均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间可能相同
(2)相邻两落点间的时间间隔 _________s;小球在B点的速度大小为 _______ m/s。结果均保留两位有效数字)
12. 某兴趣小组的同学用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时突发奇想,用两种方案测出了物块与木板之间的动摩擦因数。已知遮光片宽度,当地重力加速度。
方案一:保持光电门与出发点的距离一定,改变钩码质量,记下距离,每次的力传感器示数以及遮光片相应的挡光时间;
方案二:保持钩码质量一定,改变光电门与出发点的距离,记下力传感器示数、每次距离以及遮光片相应的挡光时间;
(1)某次实验中遮光片挡光时间为,则经过光电门的瞬时速度可记 ________;
(2)完成实验后,为得到线性关系,以下作图方式正确的是( )
A. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
B. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
C. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
D. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
(3)按照 (2) 中得到的线性关系,确定各自图像的斜率和截距后,为进一步计算出动摩擦因数的值,以下说法正确的是( )
A. 方案一和方案二都必须测定滑块质量的具体值
B. 方案一和方案二都不必测定滑块质量的具体值
C. 方案一不必测定滑块质量的具体值,方案二必须测定滑块质量的具体值
D. 方案二不必测定滑块质量的具体值,方案一必须测定滑块质量的具体值
(4)关于本实验的要求和误差分析,正确的是( )
A. 必须调整定滑轮,使细线与长木板平行
B. 为提高实验的精确度,方案一必须满足所挂钩码的质量远小于滑块质量
C. 为提高实验的精确度,方案二必须满足所挂钩码的质量远小于滑块质量
D. 由于定滑轮与轴存在摩擦会使测得的动摩擦因数的值偏大
13. 如图所示,质量为的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数。现对物体施加一大小为、方向与水平方向成角斜向上的拉力,作用后撤去拉力,,,重力加速度。求:
(1)撤去拉力时物体的速度大小;
(2)前内物体在水平地面上的位移大小。
14. 如图甲所示,质量的木板静止在水平地面上,质量为的小物块(视为质点)静止在的左端。现用一水平向左的力作用在木板上,通过传感器测得两物体的加速度与力的变化关系如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)小物块与木板间的动摩擦因数;
(2)的大小及木板与地面间的动摩擦因数;
(3)若水平恒力,作用在上后撤去,最终小物块静止在木板上某处,求木板的最小长度。
15. 冲关节目——“快乐向前冲”的部分场地设施如图所示,水面上漂浮着一个半径、铺有海绵垫沿逆时针匀速转动的转盘,转盘轴心与平台边缘点的水平距离,竖直距离,参赛者从点水平跳出瞬间速度方向与转盘半径同向。重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)参赛者从点跳出至落至转盘的时间;
(2)参赛者要落在转盘上,从点水平跳出的速度范围;
(3)参赛者要落在转盘半径上,转盘角速度满足的条件。
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襄阳四中2026级高一卓越班期末学情调研
物理试题
本试题卷共8页,15题。全卷满分100分,考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。
一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求;第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律是实验定律
B. 牛顿是国际制单位中的基本单位
C. 牛顿第三定律说明物体间的作用力是可以相互传递的
D. 牛顿第二定律公式中,比例系数的数值由质量、加速度和力三者的单位决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.牛顿第一定律是基于理想实验和逻辑推理得出的,并非通过直接实验验证,故A错误;
B.牛顿是力的单位,在国际单位制中属于导出单位,而非基本单位,由基本单位kg、m、s组合定义,故B错误;
C.牛顿第三定律说明作用力与反作用力总是成对出现、等大反向且同时作用,并不能说明作用力是可以相互传递的,故C错误;
D.牛顿第二定律公式中,比例系数的数值取决于质量、加速度和力三者的单位选择,在国际单位制中,故D正确。
2. 如图所示是利用轮轴原理制成的古代汲水装置——辘轳,把手边缘上a点到转轴的距离为,辘轳边缘上b点到转轴的距离为,通过转动把手带动辘轳转动从而将水桶提起,在水桶离开水面后上升的过程中,则( )
A. a点与b点的周期之比为
B. a点与b点的角速度之比为1:1
C. a点与b点的线速度之比为
D. a点与b点的向心加速度之比为1:1
【答案】B
【解析】
【详解】AB.a点和b点共轴转动,因此a点和b点角速度相等、周期相等,故A错误,B正确;
C.根据可知,a点和b点的线速度之比为,故C错误;
D.根据可知,a点和b点的向心加速度之比为,故D错误。
故选B。
3. 滑索是深受年轻人喜爱的娱乐项目。在下滑途中一小段距离内,可将钢索简化一直杆,滑轮简化为套在杆上的环,环与杆接触而粗糙。两根虚线分别表示竖直方向和与钢索垂直的方向。游客所受空气阻力和悬挂绳重力忽略不计。当游客与滑轮相对静止一起加速下滑时,绳子的方向可能是图中的( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】
【详解】当游客与滑轮相对静止一起加速下滑时,分别以游客和滑轮为研究对象进行受力分析,如图所示
由游客的受力分析可知,若游客匀速下滑,则绳子的拉力沿竖直方向;若滑轮与钢索间无摩擦力,则整体下滑的加速度为gsinθ,绳子方向将垂直钢索;因环与杆之间有摩擦力,游客加速下滑,则绳子的拉力方向不沿竖直方向,也不会沿垂直钢索的方向,而是介于两者之间;故图中丙正确。
故选C。
4. 如图所示,物体A、B、C质量分别为、、,A与天花板间、B与C之间用轻弹簧连接,A与B间用轻绳连接。当系统平衡后,突然将A、B间轻绳烧断,在绳烧断的瞬间,A、B、C的加速度分别为(以向下的方向为正方向,重力加速度为)( )
A. ,,0 B. ,,0
C. ,, D. ,,
【答案】A
【解析】
【详解】AB间绳烧断前,由平衡条件得知,下面弹簧的弹力大小为
上面弹簧的弹力大小为
AB间绳的拉力大小为
AB间绳烧断瞬间,两根弹簧的弹力都没有变化,则此瞬间A所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等,方向相反,即方向向上,则
解得
B所受的合力大小与原来绳子的拉力T大小相等,方向相反,即方向向下,则
解得
对C:由于弹簧的弹力没有变化,则C的受力情况没有变化,所以。
故选A。
5. 如图所示,四条光滑的轨道下端固定在点,上端分别固定在竖直墙面上的、、、四点。现使四个小滑块(均可视为质点)分别从四条轨道的上端同时静止释放,由、滑到点的时间均为,由、滑到点的时间分别为、。那么( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设斜面与水平方向夹角为θ,根据牛顿第二定律得
根据运动学公式可得
联立解得
设AP、BP、CP、DP与水平方向的夹角分别为θ1、θ2、θ3、θ4,则有;由A、C滑到P的时间均为,则有,可知
则有,
可得
故选D。
6. “灯光表演”中投影过程的简化图如图所示,投影仪到墙壁的距离为,光线与水平方向的夹角为,此时投影点向上运动的速度为,则投影仪逆时针转动的角速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】投影点A向上运动的速度进行分解,如图所示
则投影点A转动的速度
由
解得投影仪逆时针转动的角速度
故选B。
7. 如图所示,甲、乙、丙三个小球(均视为质点)套在半径为的竖直圆环上,现让圆环绕竖直直径匀速转动,三个小球随圆环做匀速圆周运动,甲处在点,与竖直方向的夹角为,甲与圆环间的摩擦力刚好为0,乙处在点,为水平半径,且圆环对乙的静摩擦力达最大值,丙在圆心以上处在点。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 圆环对丙的弹力可能为0 B. 圆环对丙的摩擦力可能为0
C. 圆环的角速度为 D. 乙与圆环间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若圆环对丙的弹力为0,则摩擦力一定也为零,此时丙只受重力作用,不可能在C位置绕转轴做圆周运动,同理若圆环对丙的摩擦力为0,则丙只受重力或受重力和的弹力二力作用,合力必有竖直分量,无法指向圆心(转轴上),不可能做匀速圆周运动,AB错误;
C.对甲球分析可知
可得,C错误;
D.对乙分析可知,
可得,D正确。
故选D。
8. 如图所示的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图,汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态
B. 如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C. 如图,钢球在水平面做圆周运动,钢球距悬点的距离为,则钢球运动的周期
D. 如图,水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图中汽车通过凹形路面的最低点时,向心加速度方向竖直向上,处于超重状态,故A错误;
B.图中,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用,产生的弹力用以补充圆周运动所需要的向心力,故B正确;
C.图中设轻绳与竖直方向夹角为,根据牛顿第二定律可知
解得
可知钢球运动的周期,故C错误;
D.图中在水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间无相对运动,两者之间为静摩擦力,该力提供转弯所需的向心力,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,竖直墙、间距为,竖直线到两边墙面等距。从离地高度一定的点垂直墙面以初速度水平抛出一个小球,小球与墙上点、点各发生一次碰撞后恰好落在地面上的点,小球每次与墙壁碰撞时竖直方向分速度不变,水平方向分速度大小不变,方向相反。设点距点高度为,点距地面高度为,所有摩擦和阻力均不计,下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 仅将间距加倍而仍在两墙中央点平抛,小球不会落在点
D. 仅将初速度增为(为正整数),小球一定落在点
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球与墙发生弹性碰撞,水平方向的速度大小不变,设小球从A到B所用时间为,则下落和所用时间之比为
根据平抛运动规律可得,
解得,故A正确,B错误;
C.整个运动过程中小球水平方向运动的路程为,若仅将间距加倍而仍在两墙中央A点平抛,小球将与墙壁碰撞一次后仍落在中点O点,故C错误;
D.仅将初速度增为(k为正整数),高度不变则下落的时间不变,则小球水平方向的路程为
小球从中点A抛出,则小球一定落在O点,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,物块A、B(视为质点)放在水平圆盘上,它们在同一直径上分居圆心两侧,用不可伸长的轻绳相连。已知A、B的质量分别为、,到圆心的距离分别为、,其中。A、B与盘间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,初始圆盘静止,细线恰好拉直且无作用力,当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时,轻绳中弹力的大小与的变化关系如图乙所示,重力加速度。在物块A、B随圆盘转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.
B. ,
C. 当时,物块B不受摩擦力
D. 当时,物块A恰好与圆盘相对滑动
【答案】AC
【解析】
【详解】ABD.角速度较小时,物块各自受到的静摩擦力提供向心力,绳中无拉力,根据牛顿第二定律可得
可得
由于,结合图乙可知,当时,B的摩擦力刚好达到最大,则有
当时,对B由牛顿第二定律可得
可得
可知图乙中对应直线的斜率为
联立解得,
由图乙可知,当,即时,图像发生突变,此时A的摩擦力刚好达到最大,之后绳子拉力和静摩擦力最大值的合力提供A所需的向心力,对A有
当时,,代入数据解得,故A正确,BD错误;
C.当,即时,对A有
解得
对B有
解得,故C正确。
故选AC。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学用如图装置研究平抛运动,将复写纸和白纸固定在竖直木板上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹,依次将木板水平右移距离,记录小球落点A、B、C,测得三点间竖直距离分别为,,重力加速度。
(1)如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,则下列说法中正确的是:( )
A. 小球平抛的初速度不同
B. 小球每次的运动轨迹不同
C. 小球在空中运动的时间均不同
D. 小球通过相同的水平位移所用时间可能相同
(2)相邻两落点间的时间间隔 _________s;小球在B点的速度大小为 _______ m/s。结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)AB (2) ①. 0.20 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A.小球每次从斜槽滚下的初始位置不同,根据可知,小球平抛的初速度不同,故A正确;
BC.小球平抛运动过程中有,
解得,
小球平抛的初速度不同,则小球每次的运动轨迹不同,小球在空中运动的时间相同,故B正确,C错误;
D.根据可知,小球通过相同的水平位移所用时间不相同,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]小球做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,则有
解得
[2]在水平方向上,小球做匀速直线运动,则有
解得
竖直方向有
小球在B点的速度大小为
12. 某兴趣小组的同学用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时突发奇想,用两种方案测出了物块与木板之间的动摩擦因数。已知遮光片宽度,当地重力加速度。
方案一:保持光电门与出发点的距离一定,改变钩码质量,记下距离,每次的力传感器示数以及遮光片相应的挡光时间;
方案二:保持钩码质量一定,改变光电门与出发点的距离,记下力传感器示数、每次距离以及遮光片相应的挡光时间;
(1)某次实验中遮光片挡光时间为,则经过光电门的瞬时速度可记 ________;
(2)完成实验后,为得到线性关系,以下作图方式正确的是( )
A. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
B. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
C. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
D. 方案一作关系图像,方案二作关系图像
(3)按照 (2) 中得到的线性关系,确定各自图像的斜率和截距后,为进一步计算出动摩擦因数的值,以下说法正确的是( )
A. 方案一和方案二都必须测定滑块质量的具体值
B. 方案一和方案二都不必测定滑块质量的具体值
C. 方案一不必测定滑块质量的具体值,方案二必须测定滑块质量的具体值
D. 方案二不必测定滑块质量的具体值,方案一必须测定滑块质量的具体值
(4)关于本实验的要求和误差分析,正确的是( )
A. 必须调整定滑轮,使细线与长木板平行
B. 为提高实验的精确度,方案一必须满足所挂钩码的质量远小于滑块质量
C. 为提高实验的精确度,方案二必须满足所挂钩码的质量远小于滑块质量
D. 由于定滑轮与轴存在摩擦会使测得的动摩擦因数的值偏大
【答案】(1) (2)D (3)C (4)AD
【解析】
【小问1详解】
遮光片宽度,遮光片挡光时间为,可知遮光片经过光电门的平均速度为
一般遮光片宽度较短,故该平均速度也可当作其经过光电门的瞬时速度。
【小问2详解】
方案一中光电门与出发点的距离一定,滑块在长木板上做匀加速运动,设滑块质量为,加速度为,根据匀变速直线运动的规律
滑块经过光电门的瞬时速度
联立可得
方案二中钩码质量一定,可知力传感器示数保持不变,光电门与出发点的距离可变,根据匀变速直线运动的规律
联立
可得
为得到线性关系,方案一作关系图像,方案二作关系图像,故选D。
【小问3详解】
由方案一得
可知图像的斜率和截距分别为,
摩擦因数
由方案二得
可知图像的斜率为
摩擦因数
综上,为进一步计算出动摩擦因数的值,方案一不必测定滑块质量的具体值,方案二必须测定滑块质量的具体值。
故选C。
【小问4详解】
A.调节定滑轮高度,是为了使牵引小车的细线与长木板平行,能保证拉力方向与小车运动方向一致,小车受恒力作用做匀变速运动,故A正确;
BC.因方案一、二都采用了力传感器直接测量绳子的拉力,因此可以避免由于悬挂物质量过大造成下落加速度过大,导致的悬挂物重力大于绳子拉力这一系统误差,因此无需要求钩码的质量远小于滑块质量,故BC错误;
D.由于定滑轮与轴存在摩擦,会造成小车实际所受绳子拉力会比力传感器示数小。对方案一会造成纵轴截距代入值偏大,根据可知方案一中测得的动摩擦因数的值偏大;对方案二,因代入的值偏大,根据可知方案二中测得的动摩擦因数的值也偏大,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,质量为的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数。现对物体施加一大小为、方向与水平方向成角斜向上的拉力,作用后撤去拉力,,,重力加速度。求:
(1)撤去拉力时物体的速度大小;
(2)前内物体在水平地面上的位移大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
F作用时,对物体,在竖直方向有
水平方向,根据牛顿第二定律有
解得
由速度-时间公式有
解得
【小问2详解】
内物体运动位移为,由位移-时间公式有
解得
撤去F后,对物体
解得
设撤去F后用时停止,有
解得
说明第5s时物体已经静止,根据速度-位移公式有
前5s内位移为
14. 如图甲所示,质量的木板静止在水平地面上,质量为的小物块(视为质点)静止在的左端。现用一水平向左的力作用在木板上,通过传感器测得两物体的加速度与力的变化关系如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)小物块与木板间的动摩擦因数;
(2)的大小及木板与地面间的动摩擦因数;
(3)若水平恒力,作用在上后撤去,最终小物块静止在木板上某处,求木板的最小长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当时,对B有
由乙图得
代入得
【小问2详解】
当时,对A有
结合乙图有,
解得,
【小问3详解】
当时,由(1)得,由(2)得,、之间发生相对滑动,在的作用过程中有
撤去后,经过时间,、共速。
对受力分析得
解得
对、根据速度-时间列式得
解得,
、之间的相对位移为
由于,共速后、之间将不再发生相对滑动
故木板长度的最小值
15. 冲关节目——“快乐向前冲”的部分场地设施如图所示,水面上漂浮着一个半径、铺有海绵垫沿逆时针匀速转动的转盘,转盘轴心与平台边缘点的水平距离,竖直距离,参赛者从点水平跳出瞬间速度方向与转盘半径同向。重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)参赛者从点跳出至落至转盘的时间;
(2)参赛者要落在转盘上,从点水平跳出的速度范围;
(3)参赛者要落在转盘半径上,转盘角速度满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
参赛者从P点跳出至落到轻盘做平抛运动
竖直方向有
代入数据解得
【小问2详解】
参赛者要能落在转盘上,速度最小时恰好落在转盘左侧边缘,由水平方向参赛者做匀速直线运动可得
代入数据可得
参赛者要能落在转盘上,速度最大时恰好落在转盘右侧边缘,由水平方向参赛者做匀速直线运动可得
代入数据可得
所以参赛者要落在转盘上,从P点水平跳出的速度范围为
【小问3详解】
参赛者要落在转盘半径OM上,转盘转动半圈,1圈、1.5圈…
根据
可得时间为
则转盘角速度满足
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