精品解析:山东省德州市夏津县2025~2026学年高一上学期1月学情自测物理试题
2026-08-05
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内容正文:
夏津第一中学2025-2026学年高一上学期1月份月考
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 如图所示为中国首创的倾斜式停车库,该设计可增加65%的停车位,汽车开上水平托架后,托架能自动升起挡板固定车辆,并缓慢倾斜至一定角度,以下说法不正确的是( )
A. 托架倾斜过程中汽车有相对托架向下滑动的趋势
B. 汽车对挡板的压力消失,支持力还在
C. 托架受到的压力是由于汽车发生形变后,要恢复原状造成的
D. 托架倾斜过程中研究汽车前车轮的受力不能把汽车看成质点
2. 2022年卡塔尔世界杯完美收官,期间不乏精彩的任意球破门。在某次比赛中,球员踢出“香蕉”球,足球在空中划出一道美妙的弧线钻人球门死角。图中虚线表示足球的飞行轨迹,下列选项中足球飞行时所受合力与速度的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作,是古代手工技术规范的汇集。其中的《辀人篇》中记载:“劝登马力,马力既竭,辀尤能一取焉。”意思是:马拉车的时候,马停止用力了,车还能前进一段距离,这是世界上对惯性现象的最早论述。下列说法正确的是( )
A. 马停止用力,车在短时间内还受到向前拉力,所以还能继续前进一段距离
B. 马停止用力,由于车的惯性,所以车仍能继续前进一段距离才停下来
C. 车停下来的过程中,随着速度逐渐减小,车的惯性也逐渐减小
D. 车完全停下来后,处于平衡状态,根据牛顿第一定律,车不受任何外力的作用
4. 随着技术的发展,各类传感器开始在中学实验室普及。图甲为“探究弹簧弹力与形变量的关系”的创新实验装置,轻质弹簧上端悬挂在力传感器上,下端与细线相连。力传感器能测量弹簧弹力的大小,调整位移传感器的位置,使之正对固定在弹簧末端的反射圆盘面,位移传感器能测量其到圆盘的距离。某次探究活动得到的的图像如图乙。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的原长为
B. 随着增大,弹簧的形变量减小
C. 弹簧的劲度系数为
D. 弹簧给力传感器的力和力传感器给弹簧的力是一对平衡力
5. 图甲是某款笔记本电脑支架,由“L型”挡板和机械臂构成,挡板使用一体成型材料制成。简化如图乙,其、部分相互垂直,可绕点的轴在竖直面内自由调节。、部分对电脑的弹力分别为和(不计电脑与挡板间的摩擦),机械臂对“L型”挡板的作用力为,在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中,其他部位保持不动。下列说法正确的是( )
A. 逐渐增大,逐渐减小,逐渐增大
B. 逐渐减小,逐渐增大,保持不变
C. 逐渐减小,逐渐减小,保持不变
D. 逐渐增大,保持不变,逐渐减小
6. 2025年4月26日,5000架无人机动态演绎山城的立体景观,“魅力重庆”无人机灯光秀再次刷新世人的认知。若其中一架质量为0.5kg的无人机需要在水平面内做半径为10m、线速度大小为v、角速度大小为ω、周期为T的匀速圆周运动,不计空气的阻力,若升力F与竖直方向成角37°,,,。以下计算结果正确的是( )
A. B. C. D.
7. 泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心,构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网。图甲为正在运行的泰山索道,简化如图乙。已知质量为的游客站立于轿厢底面,倾斜索道与水平面的夹角为,当载人轿厢沿索道斜向上做加速度为的匀加速直线运动时,轿厢底面始终保持水平,不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 游客处于失重状态
B. 轿厢对游客的支持力与游客受到的重力是一对平衡力
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为840N
8. 如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A. 飞镖击中P点所需的时间为
B. 圆盘的半径为
C. 圆盘转动角速度的最小值为
D. P点随圆盘转动的线速度可能为
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 教材《走进物理课堂之前》一文中,曾出现几个同学讨论苹果自由下落的场景,若忽略空气阻力,下列猜想正确的是( )
A. 苹果下落的速度正比于下落的距离
B. 苹果下落的速度正比于下落的时间
C. 苹果在第1秒、第2秒、第3秒内下落的距离之比为1:2:3
D. 苹果在第1秒、第2秒、第3秒内下落的距离之比为1:3:5
10. 360°空中旋转自行车,是一种极具趣味性的无动力游乐设施,如图1所示,其简化结构如图2所示。竖直平面内固定一光滑圆轨道,圆心处固定一轻杆,轻杆一端装有质量为的配重,另一端是总质量为的人与自行车,自行车车轮与圆轨道相接触,轻杆总长,配重离圆心处距离。人坐在自行车上蹬车,停止蹬车后,人与自行车在竖直平面内继续做圆周运动。当人与自行车运动到最低点时,杆对配重恰好没有作用。若人与自行车、配重均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 配重与人的角速度相同
B. 人与自行车运动到最低点时,配重的线速度为0
C. 人与自行车运动到最低点时,所受的弹力大小为
D. 人与自行车运动到最低点时,所受的弹力大小为
11. 用蛙式打夯机对路面进行打平、夯实,其结构可以简化为下图。质量为m的铁球通过轻杆与转轮1相连,转轮1与底座总质量为M,转轮1与转轮2之间用轻质皮带连接,两转轮半径之比为1∶2,转轮2在电动机作用下转动,通过皮带使转轮1一起转动,带着铁球做圆周运动,重力加速度取g,下列说法正确的是( )
A. 转轮1与转轮2的角速度之比为1∶2
B. 转轮1与转轮2的角速度之比为2∶1
C. 当铁球运动到最低点时,打夯机对地面的压力小于
D. 当铁球运动到最低点时,打夯机对地面的压力大于
12. 如图,工程队从高平台向低平台抛射工具(可视为质点),初速度大小为,与水平方向的夹角为,落点和抛出点的连线与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 工具由点到点的时间为
B. 工具抛出后时距连线最远
C. 工具落到点时的速度与水平方向夹角的正切值为
D. 、两点的高度差为
第II卷(非选择题共60分)
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。实验通过描点画出平抛小球的运动轨迹。不计空气阻力,重力加速度取。
(1)为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,你认为正确的是( )
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 通过调节使斜槽的末端水平
C. 每次必须在同一位置由静止释放小球
D. 记录小球经过不同高度的位置时,挡板每次必须严格地等距离下降
(2)在调节轨道时,发现水平仪中的气泡在左侧,此时应将轨道的右端调_____(选填“高”或“低”)。
(3)图乙是实验中描绘的一条轨迹,其中点为平抛运动的起点,根据图中给出的数据可计算出小球做平抛运动的初速度_____。(结果保留三位有效数字)
14. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图甲所示的实验装置。其中为带滑轮的小车的质量,为砂和砂桶的质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,一定要进行的操作是____________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_____________(结果保留三位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像丙是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为,则小车的质量为____________。
A. B. C. D.
(4)乙同学根据测量数据作出如图丁所示的图线,该同学做实验时存在的问题是_______。
15. 如图所示,在水平地面上竖立一光滑硬杆,一中心有孔的物块A套在竖直杆上,现将A用一不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮与质量为的物块B相连,A、B均恰好保持静止。已知轻绳与水平方向的夹角,重力加速度g取。求:
(1)物块A的质量及A对杆的弹力;
(2)轻绳对滑轮的作用力F的大小。
16. 如图所示,一个倾角为,长度为的斜面固定在水平地面上,将一个质量的小滑块放在斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑。如果用大小为的力,平行于斜面向上拉物体,让物体从斜面底端由静止开始运动,g取。求:
(1)小滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若力F一直作用在小滑块上,则小滑块到达斜面顶端时的速度大小;
(3)要使小滑块能够到达斜面顶端,力F作用的时间至少多长?
17. 小时候很多小朋友在一块进行各种益智与娱乐集于一身的弹球游戏,某种弹球游戏可简化为如下过程。如图所示,为一半径的竖直半圆形槽,O点为半圆的圆心,在同一水平直线上,距上方处有一水平高台。弹球从A点以某一初速度水平向右弹出,从B点飞出恰好垂直撞到圆槽的P点,连线与的夹角为。重力加速度g取。求:
(1)弹球从B点到P点的时间;
(2)弹球运动到B点时速度的大小;
(3)间的距离(计算结果保留2位有效数字)。
18. 如图,水平传送带顺时针传动,小车上固定一薄板CD,薄板与传送带等高,薄板左端点C与传送带右侧最高点B恰好接触,方便物块顺利滑上小车。传送带始终保持v=2.0m/s的恒定速率运行,物块与传送带之间的摩擦因数,物块与薄板之间的摩擦因数,其他摩擦均不计。传送带AB间距离L1=2m,物块质量m=1kg,小车与薄板总质量M=5kg。在传送带A点无初速释放物块,通过传送带传送至C点,恰好没有在小车上滑落。重力加速度g取10m/s2(计算结果可用分数表示)。求:
(1)物块在传送带上滑动时的加速度大小;
(2)物块滑上薄板C点时的速度大小;
(3)薄板CD的长度L2。
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夏津第一中学2025-2026学年高一上学期1月份月考
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 如图所示为中国首创的倾斜式停车库,该设计可增加65%的停车位,汽车开上水平托架后,托架能自动升起挡板固定车辆,并缓慢倾斜至一定角度,以下说法不正确的是( )
A. 托架倾斜过程中汽车有相对托架向下滑动的趋势
B. 汽车对挡板的压力消失,支持力还在
C. 托架受到的压力是由于汽车发生形变后,要恢复原状造成的
D. 托架倾斜过程中研究汽车前车轮的受力不能把汽车看成质点
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车位于倾斜的托架上时,令倾角为θ,由于重力的作用,重力沿斜面向下的分力为,该分力使得汽车有相对托架向下滑动的趋势,A正确;
B.根据上述汽车有相对托架向下滑动的趋势,因此汽车与挡板之间存在有挤压效果,汽车对挡板的压力仍然存在,没有消失,汽车对挡板的压力与挡板对汽车的支持力是一对相互作用力,支持力也还在,B错误;
C.托架受到的压力的施力物体是汽车,因此托架受到的压力是由于汽车发生形变后,要恢复原状造成的,C正确;
D.研究托架倾斜过程中汽车前车轮的受力时,汽车的形状和体积不能忽略,因此托架倾斜过程中研究汽车前车轮的受力不能把汽车看成质点,D正确。
故选B。
2. 2022年卡塔尔世界杯完美收官,期间不乏精彩的任意球破门。在某次比赛中,球员踢出“香蕉”球,足球在空中划出一道美妙的弧线钻人球门死角。图中虚线表示足球的飞行轨迹,下列选项中足球飞行时所受合力与速度的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】足球在空中做曲线运动,速度方向为轨迹上该点的切线方向,且运动轨迹要夹在合力与速度之间。
故选A。
3. 《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作,是古代手工技术规范的汇集。其中的《辀人篇》中记载:“劝登马力,马力既竭,辀尤能一取焉。”意思是:马拉车的时候,马停止用力了,车还能前进一段距离,这是世界上对惯性现象的最早论述。下列说法正确的是( )
A. 马停止用力,车在短时间内还受到向前拉力,所以还能继续前进一段距离
B. 马停止用力,由于车的惯性,所以车仍能继续前进一段距离才停下来
C. 车停下来的过程中,随着速度逐渐减小,车的惯性也逐渐减小
D. 车完全停下来后,处于平衡状态,根据牛顿第一定律,车不受任何外力的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A.马停止用力,车就不再受到向前拉力作用,由于车的惯性,所以车还能继续前进一段距离,A错误;
B.马停止用力,由于车的惯性,所以车仍能继续前进一段距离才停下来,B正确;
C.质量是惯性的唯一的量度,因此车停下来的过程中,随着速度逐渐减小,可车的质量不变,车的惯性大小不变,C错误;
D.车完全停下来后,处于平衡状态,车只是在运动的方向上不受力作用,可在竖直方向上,车仍受到重力与地面的支持力的作用,这两个力大小相等方向相反,合力是零,D错误。
故选B。
4. 随着技术的发展,各类传感器开始在中学实验室普及。图甲为“探究弹簧弹力与形变量的关系”的创新实验装置,轻质弹簧上端悬挂在力传感器上,下端与细线相连。力传感器能测量弹簧弹力的大小,调整位移传感器的位置,使之正对固定在弹簧末端的反射圆盘面,位移传感器能测量其到圆盘的距离。某次探究活动得到的的图像如图乙。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的原长为
B. 随着增大,弹簧的形变量减小
C. 弹簧的劲度系数为
D. 弹簧给力传感器的力和力传感器给弹簧的力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.当位移传感器到反射圆盘的距离为6cm时,弹簧弹力为零,说明此时弹簧处于原长状态,根据装置图可知,弹簧原长小于6cm,故A错误;
B.根据胡克定律可知随着增大,弹簧的形变量增大,故B错误;
C.弹簧的劲度系数为
故C正确;
D.弹簧给力传感器的力和力传感器给弹簧的力是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
5. 图甲是某款笔记本电脑支架,由“L型”挡板和机械臂构成,挡板使用一体成型材料制成。简化如图乙,其、部分相互垂直,可绕点的轴在竖直面内自由调节。、部分对电脑的弹力分别为和(不计电脑与挡板间的摩擦),机械臂对“L型”挡板的作用力为,在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中,其他部位保持不动。下列说法正确的是( )
A. 逐渐增大,逐渐减小,逐渐增大
B. 逐渐减小,逐渐增大,保持不变
C. 逐渐减小,逐渐减小,保持不变
D. 逐渐增大,保持不变,逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】设“L型”挡板部分与水平方向的夹角为,在“L型”挡板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中,逐渐减为,以笔记本电脑为对象,根据平衡条件可得,
由于逐渐减小,可知逐渐减小,逐渐增大;以“L型”挡板和笔记本电脑为整体,根据平衡条件可知,机械臂对“L型”挡板的作用力为与整体重力等大反向,则保持不变。
故选B。
6. 2025年4月26日,5000架无人机动态演绎山城的立体景观,“魅力重庆”无人机灯光秀再次刷新世人的认知。若其中一架质量为0.5kg的无人机需要在水平面内做半径为10m、线速度大小为v、角速度大小为ω、周期为T的匀速圆周运动,不计空气的阻力,若升力F与竖直方向成角37°,,,。以下计算结果正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.竖直方向上,由平衡条件可得
解得,故A错误;
B.水平方向上,F在水平方向上的分力提供向心力,可得
解得,故B正确;
C.根据线速度与角速度的关系可得,故C错误;
D.根据周期与角速度的关系可得,故D错误。
故选B。
7. 泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心,构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网。图甲为正在运行的泰山索道,简化如图乙。已知质量为的游客站立于轿厢底面,倾斜索道与水平面的夹角为,当载人轿厢沿索道斜向上做加速度为的匀加速直线运动时,轿厢底面始终保持水平,不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 游客处于失重状态
B. 轿厢对游客的支持力与游客受到的重力是一对平衡力
C. 游客受到的摩擦力大小为
D. 游客对轿厢的作用力大小为840N
【答案】C
【解析】
【详解】A.游客随轿厢一起,有沿钢索斜向上的加速度,因此游客处于超重状态,故A错误;
B.游客处于超重状态,则竖直方向轿厢对游客的支持力大于游客受到的重力,故B错误;
C.当载人轿厢沿钢索做匀加速直线运动时,以游客为研究对象,水平方向上有
竖直方向上有
解得,
故C正确;
D.轿厢对游客的作用力大小
由牛顿第三定律可知,游客对轿厢的作用力大小
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一P点,飞镖抛出时与P等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A. 飞镖击中P点所需的时间为
B. 圆盘的半径为
C. 圆盘转动角速度的最小值为
D. P点随圆盘转动的线速度可能为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.飞镖水平抛出做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此
选项A错误;
B.飞镖击中P点时,P恰好在最下方,则
解得圆盘的半径为
选项B错误;
C.飞镖击中P点,则P点转过的角度满足
1,
故
则圆盘转动角速度的最小值为,选项C正确;
D.P点随圆盘转动的线速度为
P点随圆盘转动的线速度不可能为,选项D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 教材《走进物理课堂之前》一文中,曾出现几个同学讨论苹果自由下落的场景,若忽略空气阻力,下列猜想正确的是( )
A. 苹果下落的速度正比于下落的距离
B. 苹果下落的速度正比于下落的时间
C. 苹果在第1秒、第2秒、第3秒内下落的距离之比为1:2:3
D. 苹果在第1秒、第2秒、第3秒内下落的距离之比为1:3:5
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.苹果自由下落时,根据
苹果下落的速度正比于下落的时间。 由
得
可知
故B正确,A错误;
CD.由初速度为零的匀变速直线运动推论,可知苹果在第1秒、第2秒、第3秒内下落的距离之比为1:3:5,故C错误,D正确;
故选BD。
10. 360°空中旋转自行车,是一种极具趣味性的无动力游乐设施,如图1所示,其简化结构如图2所示。竖直平面内固定一光滑圆轨道,圆心处固定一轻杆,轻杆一端装有质量为的配重,另一端是总质量为的人与自行车,自行车车轮与圆轨道相接触,轻杆总长,配重离圆心处距离。人坐在自行车上蹬车,停止蹬车后,人与自行车在竖直平面内继续做圆周运动。当人与自行车运动到最低点时,杆对配重恰好没有作用。若人与自行车、配重均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 配重与人的角速度相同
B. 人与自行车运动到最低点时,配重的线速度为0
C. 人与自行车运动到最低点时,所受的弹力大小为
D. 人与自行车运动到最低点时,所受的弹力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.配重与人在相同时间内转过的角度相等,所以配重与人的角速度相同,故A正确;
B.当人与自行车运动到最低点时,杆对配重恰好没有作用,以配重为对象,根据牛顿第二定律可得
可得角速度为
则配重的线速度为,故B错误;
CD.人与自行车运动到最低点时,以人与自行车为对象,根据牛顿第二定律可得
又,解得,故C错误,D正确。
故选AD。
11. 用蛙式打夯机对路面进行打平、夯实,其结构可以简化为下图。质量为m的铁球通过轻杆与转轮1相连,转轮1与底座总质量为M,转轮1与转轮2之间用轻质皮带连接,两转轮半径之比为1∶2,转轮2在电动机作用下转动,通过皮带使转轮1一起转动,带着铁球做圆周运动,重力加速度取g,下列说法正确的是( )
A. 转轮1与转轮2的角速度之比为1∶2
B. 转轮1与转轮2的角速度之比为2∶1
C. 当铁球运动到最低点时,打夯机对地面的压力小于
D. 当铁球运动到最低点时,打夯机对地面的压力大于
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.转轮1与转轮2之间用轻质皮带连接,则线速度相等;两转轮半径之比为,由
可知转轮1与转轮2的角速度之比为,故A错误,B正确;
CD.当铁球运动到最低点时,打夯机对地面的压力
故C错误,D正确。
故选BD。
12. 如图,工程队从高平台向低平台抛射工具(可视为质点),初速度大小为,与水平方向的夹角为,落点和抛出点的连线与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 工具由点到点的时间为
B. 工具抛出后时距连线最远
C. 工具落到点时的速度与水平方向夹角的正切值为
D. 、两点的高度差为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.重力加速度沿初速度v0方向的分量g1=gsin30°=0.5g
工具由点到点的时间为
由对称性可知工具抛出后2s时距AB连线最远,选项A正确,B错误;
C.工具落到点时的速度与水平方向夹角的正切值为
选项C错误;
D.向下为正,则、两点的高度差为
选项D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题共60分)
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。实验通过描点画出平抛小球的运动轨迹。不计空气阻力,重力加速度取。
(1)为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,你认为正确的是( )
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 通过调节使斜槽的末端水平
C. 每次必须在同一位置由静止释放小球
D. 记录小球经过不同高度的位置时,挡板每次必须严格地等距离下降
(2)在调节轨道时,发现水平仪中的气泡在左侧,此时应将轨道的右端调_____(选填“高”或“低”)。
(3)图乙是实验中描绘的一条轨迹,其中点为平抛运动的起点,根据图中给出的数据可计算出小球做平抛运动的初速度_____。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)BC (2)高
(3)1.90
【解析】
【小问1详解】
AC.为使小球做平抛运动的初速度大小相等,方向水平,每次钢球需从斜槽同一位置由静止释放,斜槽轨道不必须光滑,故C正确,A错误;
B.为了使小球做平抛运动,需要通过调节使斜槽的末端水平,故B正确;
D.记录小球经过不同高度的位置时,不需等距离下降,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
在调节轨道时,发现水平仪中的气泡在左侧,则是右端偏低,此时应将轨道的右端调高。
【小问3详解】
根据
得小球平抛运动的时间为
则小球平抛运动的初速度为
14. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图甲所示的实验装置。其中为带滑轮的小车的质量,为砂和砂桶的质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,一定要进行的操作是____________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_____________(结果保留三位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像丙是一条直线,图线与横坐标的夹角为,求得图线的斜率为,则小车的质量为____________。
A. B. C. D.
(4)乙同学根据测量数据作出如图丁所示的图线,该同学做实验时存在的问题是_______。
【答案】 ①. BC##CB ②. 0.720 ③. C ④. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【解析】
【详解】(1)[1]AD.根据题意可知,绳子的拉力可以通过力传感器测量,则不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量,故AD错误;
B.实验前需要平衡摩擦力,即将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确;
C.为充分利用纸带,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器示数,故C正确。
故选BC。
(2)[2]根据题意可知,电源频率为,两计数点间还有四个点没有画出,则相邻计数点间的时间间隔为
由逐差法可得
小车的加速度为
代入纸带数据解得
(3)[3]根据题意,对小车和滑轮组成的系统,由牛顿第二定律有
整理得
结合图像可得
解得
故选C。
(4)[4]根据题意,由图丁可知,当时,绳子的拉力不为零,则该同学做实验时存在的问题是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
15. 如图所示,在水平地面上竖立一光滑硬杆,一中心有孔的物块A套在竖直杆上,现将A用一不可伸长的轻绳通过光滑定滑轮与质量为的物块B相连,A、B均恰好保持静止。已知轻绳与水平方向的夹角,重力加速度g取。求:
(1)物块A的质量及A对杆的弹力;
(2)轻绳对滑轮的作用力F的大小。
【答案】(1), ,方向水平向右;(2)
【解析】
【详解】(1)对物体B受力分析,其受重力以及绳子的拉力且处于平衡态,则有
设A的质量、受到杆的弹力,由共点力平衡条件,竖起方向
水平方向
解得
根据牛顿第三定律,A对杆的弹力大小为,方向水平向右。
(2)轻绳对滑轮的作用力大小F,满足
解得
16. 如图所示,一个倾角为,长度为的斜面固定在水平地面上,将一个质量的小滑块放在斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑。如果用大小为的力,平行于斜面向上拉物体,让物体从斜面底端由静止开始运动,g取。求:
(1)小滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若力F一直作用在小滑块上,则小滑块到达斜面顶端时的速度大小;
(3)要使小滑块能够到达斜面顶端,力F作用的时间至少多长?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)滑块刚好能匀速下滑,由平衡条件可得
解得
(2)根据牛顿第二定律有
可得滑块上滑时加速度大小为
由匀变速直线运动的位移与速度关系得
解得
(3)撤去力F后,小滑块沿斜面向上运动过程中的加速度大小为,有
解得
设力F作用的时间为,撤去力F时速度为,小滑块刚好能够到达斜面顶端时有
,
解得
17. 小时候很多小朋友在一块进行各种益智与娱乐集于一身的弹球游戏,某种弹球游戏可简化为如下过程。如图所示,为一半径的竖直半圆形槽,O点为半圆的圆心,在同一水平直线上,距上方处有一水平高台。弹球从A点以某一初速度水平向右弹出,从B点飞出恰好垂直撞到圆槽的P点,连线与的夹角为。重力加速度g取。求:
(1)弹球从B点到P点的时间;
(2)弹球运动到B点时速度的大小;
(3)间的距离(计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块从B到P做平抛运动,从B点到达P点的时间。
竖直方向
解得
(2)到达P点的竖直速度
在B点的速度为,因为弹球垂直打到P点
解得
(3)平抛运动间的水平距离
间的水平距离
间的距离
解得
18. 如图,水平传送带顺时针传动,小车上固定一薄板CD,薄板与传送带等高,薄板左端点C与传送带右侧最高点B恰好接触,方便物块顺利滑上小车。传送带始终保持v=2.0m/s的恒定速率运行,物块与传送带之间的摩擦因数,物块与薄板之间的摩擦因数,其他摩擦均不计。传送带AB间距离L1=2m,物块质量m=1kg,小车与薄板总质量M=5kg。在传送带A点无初速释放物块,通过传送带传送至C点,恰好没有在小车上滑落。重力加速度g取10m/s2(计算结果可用分数表示)。求:
(1)物块在传送带上滑动时的加速度大小;
(2)物块滑上薄板C点时的速度大小;
(3)薄板CD的长度L2。
【答案】(1)2m/s2;(2)2.0m/s;(3)
【解析】
【详解】(1)对物块进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
(2)物块在传送带上做匀加速运动过程中,当速度加速至v时物块的位移
可知,之后物块与传送带保持相对静止向右做匀速直线运动,即物块滑上薄板C点时的速度大小为2.0m/s。
(3)物块刚滑上小车时,根据牛顿第二定律有
解得
对小车进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
根据题意可知,物块滑至D点恰好与小车共速,则有
解得
则物块滑离传送带后的位移
物块滑离传送带时小车的位移
则薄板CD的长度
解得
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