精品解析：上海市行知中学2025-2026学年高一上学期第二次月考物理试卷

2025学年第一学期上海市行知中学高一年级第二次月考物理试卷 一、匀变速直线运动 最早研究匀变速直线运动的科学家是伽利略。 1. 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速直线运动规律．伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示．图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示___________．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 _____________． 2. 如图，两光滑斜面在B处链接，小球由A处静止释放，经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s, AB=BC．设球经过B点前后的速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比为____，球由A运动到C的过程中平均速率为_____m/s. 3. 如下图所示，宽为的竖直障碍物上开有间距的矩形孔，其下沿离地高，离地高的质点与障碍物相距。在障碍物以匀速向左运动的同时，质点自由下落，为使质点能穿过该孔，的最大值为__________；若，的取值范围是__________。（取） 4. 质点做直线运动，其s-t关系如图所示．质点在0-20s内的平均速度大小为____________m/s；质点在____________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度． 5. 华南师大附中第70届校运会上，石牌校区高一9班以45.49秒的成绩打破男子接力乙组纪录。优秀的交接棒技术和策略，助力提升成绩。接力区长度，接棒者可以在接力区内任意位置起跑，但必须在接力区内完成交接棒。接力队比赛全程的运动，简化为直线运动。某班参加接力赛的四位同学，起跑阶段均视为加速度大小为a的匀变速运动，达到最大速度后，可以一直保持匀速运动直至完成交棒。接棒者通过在跑道贴胶带设置起跑标记，标记与接棒者距离，如图（甲）所示。比赛中，持棒者以最大速度奔跑至标记时，接棒者立即从接力区始端起跑并在接力区内完成接棒。赛道总长度。 （1）若接棒者刚达到最大速度时完成接棒，求接棒者从起跑至完成接棒的距离及对应的加速度大小； （2）如图（乙）所示，接棒者改为在距离接力区末端处起跑，标记重置于其起跑处后方处，求接力队完成比赛最佳成绩，并写出x取不同值时接力队完成比赛的最短时间t与x的关系式。 二、生活中的力学问题 学习了共点力的平衡，我们可以用力学来研究生活中的各种力学问题。 6. 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（ ） A. 10N/m B. 100N/m C. 200N/m D. 300N/m 7. 明朝谢肇制的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之”。游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力，则（　　） A. 若F一定，大时大 B. 若F一定，小时大 C. 若一定，F大时不变 D. 若一定，F小时大 8. 如图所示，两相同轻质硬杆、可绕其两端垂直纸面的水平轴、、转动，在O点悬挂一重物M，将两个相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。表示木块与挡板间摩擦力的大小，表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且、始终等高，则（　　） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 变小 9. 如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（　　） A. 三条绳中的张力都相等 B. 杆对地面的压力大于自身重力 C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 10. 如图所示，两根直木棍和相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径、质量的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距，与水平面的夹角（，，取）。求： （1）两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小； （2）每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数； （3）若每根直木棍与水泥圆筒间的动摩擦因数均为0.375，则要让水泥圆筒能静止在直木棍上，两木棍间距应满足什么条件？（最大静摩擦可认为等于滑动摩擦） 三、正交分解 正交分解是一种在力学中常用的化繁为简的计算方法。 11. 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，重力加速度为g。现物块静止不动，则摩擦力的大小为________。 12. 如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 13. 如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（ ） A. 绳OO'的张力也在一定范围内变化 B. 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 四、牛顿运动定律的应用 牛顿运动定律是近代物理学的奠基石。 14. 在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的________，根据________得出宇航员的质量． 15. 如图（a），倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的曲线在时切线斜率为0，则（ ） A. B. 时，甲的速度大小为 C. 之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D. 之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 16. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大 C. 甲运动的加速度大小为 D. 乙受到绳子的拉力大小为 17. 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s，比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点，整个过程中球一直保持在球拍中心不动，比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示，设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。 （1）求空气阻力大小与球速大小的比例系数k； （2）求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式； （3）整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件。 五、物理实验 18. 如图，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d． (1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度___________________． (2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是（ ） (A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度 (C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距 19. 在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中： （1）探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是____。 （2）实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。 （3）由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系，获得图像如图乙，通过图乙分析实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理由。 （4）悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比_____。 20. 某同学探究求合力的方法，如图甲，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，如图所示。 （1）下列说法正确的是______； A. 记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示 B. 测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验有影响 C. 测量时，橡皮筋应与两细线夹角的平分线在同一直线上 D. 拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行 （2）在（1）实验中，、表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的与的合力；表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则乙图中符合实验事实的是______； （3）在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为，合力为F，F与的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的最大值为______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期上海市行知中学高一年级第二次月考物理试卷 一、匀变速直线运动 最早研究匀变速直线运动的科学家是伽利略。 1. 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速直线运动规律．伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示．图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示___________．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 _____________． 【答案】 ①. OA时间内平均速度 ②. A时刻的瞬时速度 【解析】 【分析】 【详解】解：[1]建立时间轴和速度轴，如图所示， OB段表示速度时间图线，反映速度随时间的变化情况；由图线可知，OD长度表示为OA时间段的平均速度。 [2]AB长度表示A时刻的瞬时速度。 考点：考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。 【点睛】本题关键要类比速度-时间图象进行分析，其实题中图就是速度时间图象，只不过在当时还没有坐标系的概念。 2. 如图，两光滑斜面在B处链接，小球由A处静止释放，经过B、C两点时速度大小分别为3m/s和4m/s, AB=BC．设球经过B点前后的速度大小不变，则球在AB、BC段的加速度大小之比为____，球由A运动到C的过程中平均速率为_____m/s. 【答案】 ①. 9:7 ②. 2.1 【解析】 【分析】据匀变速直线运动的速度位移公式得出小球在AB、BC段的加速度大小之比，根据匀变速直线运动的平均速度推论求出小球在AB、BC段的平均速度大小，然后根据平均速度的定义公式求解AC段的平均速度． 【详解】设AB=BC=x，AB段时间为t1，BC段时间为t2，根据知AB段:，BC段为，则t1:t2=7:3，根据 知AB段加速度，BC段加速度，则球在AB、BC段的加速度大小之比为9:7；根据知AC的平均速度.故选C. 【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷． 3. 如下图所示，宽为的竖直障碍物上开有间距的矩形孔，其下沿离地高，离地高的质点与障碍物相距。在障碍物以匀速向左运动的同时，质点自由下落，为使质点能穿过该孔，的最大值为__________；若，的取值范围是__________。（取） 【答案】 ①. 0.8 ②. 【解析】 【详解】[1]以障碍物为参考系，质点做平抛运动，设质点释放后经时间t1恰好经过矩形孔的左上边缘，经时间t2恰好经过矩形孔的右下边缘，根据运动学规律有 解得 ， 所以为使质点能穿过该孔，质点在孔中运动时间的最大值为 所以的最大值为 [2]若，则 解得 4. 质点做直线运动，其s-t关系如图所示．质点在0-20s内的平均速度大小为____________m/s；质点在____________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度． 【答案】 0.8，10s和14s， 【解析】 【详解】平均速度V=S/t可得；图象切线的斜率代表速度，连接6S，20s两个时刻的图象，左右平移，与图象相切的位置就是与平均速度相等时刻 5. 华南师大附中第70届校运会上，石牌校区高一9班以45.49秒的成绩打破男子接力乙组纪录。优秀的交接棒技术和策略，助力提升成绩。接力区长度，接棒者可以在接力区内任意位置起跑，但必须在接力区内完成交接棒。接力队比赛全程的运动，简化为直线运动。某班参加接力赛的四位同学，起跑阶段均视为加速度大小为a的匀变速运动，达到最大速度后，可以一直保持匀速运动直至完成交棒。接棒者通过在跑道贴胶带设置起跑标记，标记与接棒者距离，如图（甲）所示。比赛中，持棒者以最大速度奔跑至标记时，接棒者立即从接力区始端起跑并在接力区内完成接棒。赛道总长度。 （1）若接棒者刚达到最大速度时完成接棒，求接棒者从起跑至完成接棒的距离及对应的加速度大小； （2）如图（乙）所示，接棒者改为在距离接力区末端处起跑，标记重置于其起跑处后方处，求接力队完成比赛最佳成绩，并写出x取不同值时接力队完成比赛的最短时间t与x的关系式。 【答案】（1）， （2），t与x无关 【解析】 【小问1详解】 已知持棒者以最大速度向前运动到标记处时，接棒者开始以最大加速度起跑，且经过时间，刚好速度最大时完成交接，设接棒者加速度为，最大速度为，则持棒者位移 接棒者位移 接棒者的速度 二者位移的关系为 联立代入数据可得 ，， 【小问2详解】 由第一问结果可知，运动员最大加速度，从起跑加速到速度最大完成交接棒的时间，接棒者位移，持棒者位移。设运动过程由A、B、C、D四位运动员接力完成，每个运动员均在距离接力区末端处起跑，其对应的有效位移为、、、，各自所需的时间为、、、，则A的实际有效位移 A的运动时间 因为B、C、D的匀加速时间前一位持棒者最后的匀速运动时间重合，所以只要计算匀速运动过程有效运动位移与时间，则B的实际有效位移 B的有效时间 同理C的有效时间 D的有效位移为 D的有效时间为 则完成全程接力所需时间为 因为要保证在接力区内完成交接棒，所以 t与x的关系为 实际时间t与x无关，即完成比赛的时间t为 二、生活中的力学问题 学习了共点力的平衡，我们可以用力学来研究生活中的各种力学问题。 6. 餐厅暖盘车的储盘装置示意图如图所示，三根完全相同的弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接托盘。托盘上叠放若干相同的盘子，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平。已知单个盘子的质量为300g，相邻两盘间距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，每根弹簧的劲度系数为（ ） A. 10N/m B. 100N/m C. 200N/m D. 300N/m 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，取走一个盘子，稳定后余下的正好升高补平，则说明一个盘子的重力可以使三根弹簧形变量等于相邻两盘间距，则有 mg = 3∙kx 解得 k = 100N/m 故选B。 7. 明朝谢肇制的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之”。游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力，则（　　） A. 若F一定，大时大 B. 若F一定，小时大 C. 若一定，F大时不变 D. 若一定，F小时大 【答案】B 【解析】 【详解】根据力F的作用效果将力F分解为垂直于木楔两侧的力，如下图所示 则有 即 所以当F一定时，越小，越大；当一定时，F越大，越大。 故选B。 8. 如图所示，两相同轻质硬杆、可绕其两端垂直纸面的水平轴、、转动，在O点悬挂一重物M，将两个相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。表示木块与挡板间摩擦力的大小，表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且、始终等高，则（　　） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 变小 【答案】BC 【解析】 【详解】CD．设轻质硬杆的弹力为F，将细线对O点的拉力按照效果分解如图所示： 竖直方向有 2Fcosθ=Mg 即为 再对其中一个物体m受力分析如图所示： 竖直方向Ff=mg+Fcosθ 联立解得 即木块与挡板间的摩擦力大小与两板间距离无关，故D错误，C正确； AB．由上述受力分析图可知 由于挡板距离增大，θ也增大，所以FN增大，故A错误，B正确。 故选BC。 9. 如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（　　） A. 三条绳中的张力都相等 B. 杆对地面的压力大于自身重力 C. 绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D. 绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AC．由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零，故三力的大小不可能相等；选项A错误、C正确； B．由于三力在竖直方向有分力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力，B正确； D．由于杆受绳的拉力、重力及支持力；故绳拉力在竖直方向分力与重力的合力等于支持力；故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两根直木棍和相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径、质量的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距，与水平面的夹角（，，取）。求： （1）两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小； （2）每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数； （3）若每根直木棍与水泥圆筒间的动摩擦因数均为0.375，则要让水泥圆筒能静止在直木棍上，两木棍间距应满足什么条件？（最大静摩擦可认为等于滑动摩擦） 【答案】（1）， （2）0.45 （3） 【解析】 【小问1详解】 从右侧视角分析，在沿斜坡方向根据平衡条件可知 垂直于斜坡方向有 【小问2详解】 由底部沿木棍向上看，受力关系如图所示 图中角满足 解得 根据平衡条件有 解得 又因为每根木棍的摩擦力 所以动摩擦因数 【小问3详解】 设圆筒恰好在木棍上静止时，两木棍的弹力夹角的一半为，根据平衡条件； 代入数据解得 由 解得 且当角越大时越大，圆筒有更大可能不下滑；再考虑到实际情况，故 三、正交分解 正交分解是一种在力学中常用的化繁为简的计算方法。 11. 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，重力加速度为g。现物块静止不动，则摩擦力的大小为________。 【答案】 【解析】 【详解】对物体受力分析，如图所示 物体受力平衡，在竖直方向上 12. 如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力、支持力、摩擦力和磁力的作用，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，将重力垂直于斜面方向和沿斜面方向分解 A C．沿斜面方向，由平衡条件得 故A错误，C正确； B D．垂直斜面方向，由平衡条件得 故BD错误。 故选C。 13. 如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（ ） A. 绳OO'的张力也在一定范围内变化 B. 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C. 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D. 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．物块b仍始终保持静止，可知物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角也不变，可知连接a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接a和b的绳的张力保持不变，夹角不变，所以绳OO'的张力也不变，故AC错误； BD．对b进行受力分析可知，当若F方向不变，大小在一定范围内变化时，而重力mg和绳子的拉力FT保持不变，所以物块b所受到的支持力也在一定范围内变化，物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，故BD正确。 故选BD。 四、牛顿运动定律的应用 牛顿运动定律是近代物理学的奠基石。 14. 在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的________，根据________得出宇航员的质量． 【答案】 ①. 加速度 ②. 牛顿第二定律 【解析】 【详解】在太空中，由于万有引力全部提供向心力，所以需要根据牛顿第二定律测质量，根据可知，已知拉力，还需测出加速度，才能根据牛顿第二定律算出质量 15. 如图（a），倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为、，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的曲线在时切线斜率为0，则（ ） A. B. 时，甲的速度大小为 C. 之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D. 之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 【答案】AD 【解析】 【详解】B．位置与时间的图像的斜率表示速度，甲乙两个物块的曲线均为抛物线，则甲物体做匀加速运动，乙物体做匀减速运动，在时间内甲乙的位移可得 可得时刻甲物体的速度为，B错误； A．甲物体的加速度大小为 乙物体的加速度大小为 由牛顿第二定律可得甲物体 同理可得乙物体 联立可得，A正确 C．设斜面的质量为，取水平向左为正方向，由系统牛顿第二定理可得 则之前，地面和斜面之间摩擦力为零，C错误； D．之后，乙物体保持静止，甲物体继续沿斜面向下加速，由系统牛顿第二定律可得 即地面对斜面的摩擦力向左，D正确。 故选AD。 16. 如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A. 甲对木箱的摩擦力方向向左 B. 地面对木箱的支持力逐渐增大 C. 甲运动的加速度大小为 D. 乙受到绳子的拉力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误； B．设乙运动的加速度为，只有乙有竖直向下的恒定加速度， 对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有 则地面对木箱的支持力大小不变，B错误； CD．设绳子的弹力大小为，对甲受力分析有 对乙受力分析有 联立解得， C正确，D错误。 故选C。 17. 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s，比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点，整个过程中球一直保持在球拍中心不动，比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示，设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g。 （1）求空气阻力大小与球速大小的比例系数k； （2）求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式； （3）整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件。 【答案】（1）tanθ0（2）tanθ=+tanθ0（3）sinβ≤cosθ0 【解析】 【详解】（1）在匀速运动阶段，有 mgtanθ0=kv0 解得 k=tanθ0 （2）加速阶段，设球拍对球的支持力为N’，有 N’sinθ-kv=ma， N’cosθ=mg 联立解得 tanθ=+tanθ0 （3）以v0做匀速直线运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有 F= 球拍倾角为θ0+β时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为a’，有 Fsinβ=ma’ 设匀速跑阶段所用时间为t，有 t=- 球不从球拍上掉落的条件为 a’t2≤r 解得 sinβ≤cosθ0 五、物理实验 18. 如图，为测量做匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d． (1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和，则小车加速度___________________． (2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是（ ） (A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度 (C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距 【答案】 ①. ②. BC 【解析】 【详解】试题分析：（1）小车经过两光电门的速度，，根据匀变速运动的规律，可求加速度a=； （2）本实验测量的物理量是两个挡光时间及两光电门间的距离，挡光时间越小，小车经过光电门的速度就越接近瞬时速度，故减小两挡光片宽度b，可减小误差，增大两挡光片间距d，可减小测量误差，故BC正确；AD错误． 考点：测量做匀加速直线运动小车的加速度 【名师点睛】 19. 在用如图甲的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验中： （1）探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器，下同）质量不变，这种实验方法是____。 （2）实验时，调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持_____。 （3）由该装置分别探究M、N两车加速度a和所受拉力F的关系，获得图像如图乙，通过图乙分析实验是否需要补偿阻力（即平衡阻力）。如果需要，说明如何操作；如果不需要，说明理由。 （4）悬挂重物让M、N两车从静止释放经过相同位移的时间比为n，两车均未到达轨道末端，则两车加速度之比_____。 【答案】（1）控制变量法 （2）平行 （3）需要；撤出细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑。 （4） 【解析】 【小问1详解】 在探究小车加速度与小车所受拉力的关系时，需保持小车（含加速度传感器）质量不变，这种实验方法是控制变量法。 【小问2详解】 实验时，为使小车受到的合外力等于细绳的拉力，要调节定滑轮高度，使连接小车的细绳与轨道平面保持平行，保证细绳对小车的拉力方向与小车运动方向一致，减小实验误差。 【小问3详解】 由图乙可知，当拉力F为某一值时才产生加速度，说明小车受到摩擦力，需要补偿阻力。补偿方法：撤出细绳连接的力传感器和重物，将木板左端用垫块垫起适当高度，使小车能沿木板匀速下滑。 【小问4详解】 两车均从静止释放，都做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的位移公式 可知 因为 联立解得 20. 某同学探究求合力的方法，如图甲，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳，如图所示。 （1）下列说法正确的是______； A. 记录拉力方向时用铅笔贴着细线画直线表示 B. 测量时，弹簧秤外壳与木板之间的摩擦对实验有影响 C. 测量时，橡皮筋应与两细线夹角的平分线在同一直线上 D. 拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行 （2）在（1）实验中，、表示两个互成角度的力，F表示平行四边形作出的与的合力；表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则乙图中符合实验事实的是______； （3）在另一小组研究两个共点力合成的实验中，两个分力的夹角为，合力为F，F与的关系图像如图丙所示。已知这两分力大小不变，则任意改变这两个分力的夹角，能得到的合力大小的最大值为______。 【答案】（1）BD （2）C （3）7N 【解析】 【小问1详解】 A．记录拉力方向时，在细线上离O点适当远处找一点，该点与O点的连线就是拉力的方向。故A错误； B．测量时，弹簧秤外壳与木板之间可以存在摩擦，不影响测量。故B错误； C．测量时，橡皮筋不一定与两细线夹角的平分线在同一直线上。故C错误； D．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行，保证力的四边形在同一平面内，可以减小误差。故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 AD．根据二力平衡条件，一定与橡皮筋在同一条直线上。故AD错误； BC．F是根据平行四边形得到的合力，F一定是平行四边形的对角线。故C正确；B错误。 故选C。 【小问3详解】 根据图像得 ， 解得 ， 合力的最大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $