精品解析：湖南省长沙市雅礼中学2025-2026学年高一上学期12月月考物理试题

雅礼中学2025年下学期第二次质量检测试卷 高一物理 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. “判天地之美，析万物之理”，物理学史就是人类对自然界各种物理现象认识的发展史。关于物理学史、物理思想与方法，下列说法错误的是（　　） A. 重心、合力的概念都体现了等效思想 B. 将研究对象视为质点运用了理想模型法 C. 伽利略在实验室通过实验证明：力不是维持物体运动的原因 D. 牛顿在前人研究的基础之上提出了牛顿第一定律，也叫惯性定律 2. phyox软件可以利用智能手机内的多种传感器，帮助我们完成各种各样的物理实验。某同学打开软件中的加速度传感器，把手机水平托在手上并使屏幕朝上，从静止站立状态开始做下蹲和起立的动作，传感器记录了该过程中竖直方向（z轴，竖直向上为正）的运动数据，如图所示， ，下列说法正确的是（　　） A. 0-2s内，速度方向发生了变化 B. 0-4s内，该同学完成了两次完整的蹲起动作 C. 下蹲过程中手机处于失重，起立过程处于超重 D. 若手机质量200g，蹲起过程中手机所受手的支持力最多不超过3.5N 3. 如图所示，质量分别为m、2m、m、2m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（　　） A. 1.5g，g B. 1.5g，3g C. 3g，2g D. g，3g 4. 如图所示，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶，在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上层只有桶C，静止在桶A、B之间，没有用绳索固定。汽车向左加速运动时桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持相对静止。则A对C的支持力和B对C的支持力大小随汽车加速度a变化的图像为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一根劲度系数为k的轻弹簧相连，木块间的最大静摩擦力是。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大伸长量为 B. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间四个木块的加速度不变 C. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间左边两个木块的加速度不变，右边两个木块的加速度变小 D. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间右边两个木块之间的摩擦力的大小变为原来的一半，方向与撤去拉力之前相反 6. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A. B. C. D. 二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 7. 某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”。甲测量仪（图甲）由质量为m的小滑块和两根劲度系数均为k的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块相对0刻度位置。乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为m的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若将乙测量仪角度值标定为对应的加速度值则加速度的刻度值随角度非均匀变化 C. 如图乙虚线所示，摆线右偏60°，对应甲测量仪滑块应往右偏离零刻度距离 D. 甲、乙测量仪换用质量为的小滑块或小球时，则其加速度刻度需都需要重新标定 8. 如图所示，在水平地面上固定一粗糙斜面体，A、B两完全相同的物体分别受到平行于斜面的拉力。在拉力的作用下，A物体沿斜面向上做匀速直线运动，B物体平行于斜面底端做匀速直线运动，将A、B两物体的受力进行比较，则（　　） A. 物体B受到的摩擦力更大 B. 两物体受到的摩擦力大小相同 C. 物体B受到的拉力更小 D. 物体A受到的拉力更小 9. 一只气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石子以20m/s的初速度竖直上抛，重力加速度g取，不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ） A. 石子能追上气球 B. 若石子与气球相距5m，石子能追上气球 C. 若气球上升速度等于9m/s，其余条件不变，则石子在抛出后1s末追上气球 D. 改变石子初速度，石子和气球不可能相遇两次 10. 如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为只有三根“手指”有力的作用。抓取点对称分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球之间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 B. 若与的关系满足，，则一定能将篮球抓起 C. 若机械手能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 D. 若机械手抓起静止在地面的篮球竖直向上做匀加速直线运动，则此过程中每根“手指”对篮球的压力最小值保持不变。 三、非选择题（本题共5小题，共56分） 11. 某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 请回答下列问题： （1）该实验需要研究三个物理量之间的关系，我们应该采用的研究方法是 ； A. 控制变量法 B. 放大法 C. 理想实验法 （2）某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为__________（结果保留三位有效数字）； （3）该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图丙中的曲线图像，一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线图像。如图所示，作一条与纵轴平行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为P、Q、N，若此虚线对应的小车和砝码总质量为M，悬挂槽码的质量为m，则__________（用M、m表示）； （4）该实验小组经过讨论后，改进了（3）中的实验方案，保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，重复（3）中的实验。由此得到的a-F图像是一条_________（填“直线”或“曲线”）。 12. 某课外活动小组设计了如图甲所示的实验来测量小物块与平直斜面间的动摩擦因数。如图甲所示，位移传感器与电脑相连后固定于倾角为30°的斜面底端，已知位移传感器可以测量小物块与传感器的间距x并通过数据线输入电脑。置于斜面顶端的小物块以某一初速度沿斜面下滑，以x为纵轴，以时间t为横轴，得到如图乙所示的x-t图像， 图中的斜虚线为图线的切线，切点为（0，100cm）。 (1)小物块的加速度大小为________。 (2)为了计算得到小物块与斜面间的动摩擦因数，是否需要测量小物块的质量？_____（选填“需要”或“不需要”），小物块与斜面间的动摩擦因数为____（重力加速度g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。 (3)理论上，乙图的O中应填入的数据为_______cm。 13. 某码头用传送带传送物品，如图所示。传送带以的速度逆时针匀速转动，传送带 之间长度为7m，与水平面之间的夹角（）。将一定质量的小物块（视为质点）轻放在传送带的上端B点，小物块与传送带之间的动摩擦因数，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。，，g取。求： （1）小物块运动到底端A的速度大小： （2）小物块与传送带之间产生的划痕。 14. 风洞实验是研究空气动力学的主要方法。风场中有一装置如图所示，水平直杆段光滑，长度，段和段与小球间的动摩擦因数，其中段长度为5m，段长度足够长，段与段的夹角（，转角处平滑连接。每次开始实验前，都将的小球静止置于A端，然后通过调节风速让作用在小球上的风力根据需要维持某个恒定值。已知小球的直径略大于直杆截面直径，小球过C点前后瞬间速度大小不变，（，，g取）请解答以下问题： （1）若风力，释放小球，求小球最后停止的位置距A点的距离x： （2）释放小球，若小球经过C点时刻恰好速度为零，求风力（结果以分数表示）； （3）释放小球，若小球最终停留在段（含C点），求风力大小范围（结果保留整数）。 15. 如图所示为某高楼内的一部电梯。木板A的质量和物体B的质量均为10kg，木板A放在电梯的水平地板上，物体B静止在木板A上，木板A与电梯地板间的动摩擦因数为，物体B与木板A间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。时，电梯从11楼开始向下运行到1楼（之后电梯停止不动），电梯先向下加速4s再立即向下减速4s，电梯加速和减速的加速度大小均为。在电梯向下运动的过程中，水平恒力作用在木板A上（其它时候该力不存在）。已知电梯内部足够大，木板A不会碰到电梯壁；木板A足够长，物体B不会掉下木板。取。 （1）时，求物体B对木板A的压力大小？ （2）时，木板A的水平速度是多大？ （3）求从物体B开始运动到其最终停下的过程中，物体B的水平位移大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 雅礼中学2025年下学期第二次质量检测试卷 高一物理 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. “判天地之美，析万物之理”，物理学史就是人类对自然界各种物理现象认识的发展史。关于物理学史、物理思想与方法，下列说法错误的是（　　） A. 重心、合力的概念都体现了等效思想 B. 将研究对象视为质点运用了理想模型法 C. 伽利略在实验室通过实验证明：力不是维持物体运动的原因 D. 牛顿在前人研究的基础之上提出了牛顿第一定律，也叫惯性定律 【答案】C 【解析】 【详解】A. 重心是物体各部分重力的等效作用点，合力是多个力的等效作用力，二者均体现了等效思想，故A正确。 B. 质点是一种理想化模型，忽略物体的形状和大小，只考虑其质量，将研究对象视为质点正是运用了理想模型法，故B正确。 C. 伽利略通过斜面实验和理想推理得出力不是维持物体运动的原因，但实验并非在实验室中直接证明，故C错误。 D. 牛顿第一定律（惯性定律）是在伽利略的惯性概念和笛卡尔等人研究的基础上，由牛顿总结并提出，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 2. phyox软件可以利用智能手机内的多种传感器，帮助我们完成各种各样的物理实验。某同学打开软件中的加速度传感器，把手机水平托在手上并使屏幕朝上，从静止站立状态开始做下蹲和起立的动作，传感器记录了该过程中竖直方向（z轴，竖直向上为正）的运动数据，如图所示， ，下列说法正确的是（　　） A. 0-2s内，速度方向发生了变化 B. 0-4s内，该同学完成了两次完整的蹲起动作 C. 下蹲过程中手机处于失重，起立过程处于超重 D. 若手机质量200g，蹲起过程中手机所受手的支持力最多不超过3.5N 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，该同学在0~2s内下蹲，处于先失重后超重，所以加速度先负后正，先是向下加速然后向下减速，速度方向始终向下，故A错误； B．一次完整的蹲起动作，应该是从站立到蹲下再到站立，从站立到蹲下，加速度先负后正，从蹲着到站立，加速度先正后负。从图像看，0-4s内，有4次明显的加速度变化过程，可认为完成了一次完整的蹲起动作，故B错误； C．下蹲过程中速度方向始终向下，速度先增大后减小，因此加速度先向下后向上，手对手机的支持力先满足后为，因此先失重后超重；起立过程中速度方向始终向上，速度先增大后减小，因此加速度先向上后向下，支持力先满足后为，因此先超重后失重，故C错误； D．下蹲减速或起立加速过程中手机处于超重状态，由图可知加速度都小于，因此支持力，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，质量分别为m、2m、m、2m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（　　） A. 1.5g，g B. 1.5g，3g C. 3g，2g D. g，3g 【答案】B 【解析】 【详解】剪断细线前，对B、C、D整体有 对D有 剪断后，弹簧弹力不变，对B有 解得 方向竖直向上；对C有 解得 方向竖直向下。 故选B。 4. 如图所示，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶，在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上层只有桶C，静止在桶A、B之间，没有用绳索固定。汽车向左加速运动时桶C受到桶A和桶B的支持和汽车一起保持相对静止。则A对C的支持力和B对C的支持力大小随汽车加速度a变化的图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对油桶C进行分析，如图所示 根据几何关系可知根据平衡条件有， 解得， 可知，与图像均成线性关系，且图像斜率为负值，图像斜率为正值，第二个选择项符合要求。 故选B。 5. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一根劲度系数为k的轻弹簧相连，木块间的最大静摩擦力是。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的最大伸长量为 B. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间四个木块的加速度不变 C. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间左边两个木块的加速度不变，右边两个木块的加速度变小 D. 若突然撤去拉力，则撤去拉力的瞬间右边两个木块之间的摩擦力的大小变为原来的一半，方向与撤去拉力之前相反 【答案】A 【解析】 【详解】A．弹簧的最大伸长量时，右边木块间摩擦力恰好达到最大值，对左边m、2m和右边m，由牛顿第二定律有 对左边m、2m，由牛顿第二定律有 联立解得，，故A正确； BC．未撤去拉力前，对整体分析，根据牛顿第二定律有 解得整体加速度大小 的方向为水平向右； 对左侧两个木块受力，根据牛顿第二定律，可得弹簧弹力 突然撤去拉力瞬间，左侧两个木块所受力的情况不变，合力仍为弹簧的弹力，方向为水平向右，对左侧两个木块，根据牛顿第二定律 解得 可知，且方向都是水平向右，可知变化前后瞬间左侧两个木块的加速度不变； 对右侧两木块受力分析，可知它们所受合力发生变化，合力变为弹簧的弹力，方向为水平向左，根据牛顿第二定律有 解得加速度大小为 的方向为水平向左；可知变化前后瞬间，右侧两个木块的加速度大小不变，但方向为水平向左，故右侧两个木块的加速度发生变化，故BC错误； D．以上分析可知，突然撤去拉力瞬间，左边两个木块受力不变，加速度不变，故左边两个木块之间的摩擦力不变；但对右边两木块，未撤去力前，对右边2m，根据牛顿第二定律有 联立解得 可知方向水平向左； 撤去拉力的瞬间，对右边2m，根据牛顿第二定律有 可知方向水平向左，故D错误。 故选A。 6. 如图甲为通过传送带输送小麦的示意图，麦粒离开传送带后可视为竖直下落，形成的麦堆为圆锥状，如图乙所示。麦粒间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，单个麦粒的体积、形状均近似相同，不考虑麦粒的滚动。已知麦堆的总体积为 ，圆锥体的体积公式为 (其中r为圆锥体底面圆半径，h为圆锥体的高度)，则麦堆高度的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】麦粒堆积时，以麦堆侧面一粒麦粒为研究对象，当mgsinα<μmgcosα时，麦粒能够保持静止，麦堆逐渐堆积增高； 当mgsinα=μmgcosα时，麦堆的斜面倾角不再增大，由此可知μ=tanα，因 ，得 可知 得 故选B。 二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 7. 某学习小组设计了两种“水平加速度测量仪”。甲测量仪（图甲）由质量为m的小滑块和两根劲度系数均为k的轻弹簧组成，滑块可在光滑水平杆上滑动，弹簧另一端固定在外壳上。静止时两弹簧处于原长，滑块指针指在0刻度。运动时弹簧始终在弹性限度内，通过刻度尺可测出小滑块相对0刻度位置。乙测量仪（图乙）用细线悬挂质量为m的小球，静止时悬线与0刻度重合。运动时小球摆动平面与刻度盘平行，通过刻度盘可测出悬线与竖直方向的夹角。将两测量仪正确放置在列车内，忽略空气阻力。待其稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，则列车加速度方向为水平向右 B. 若将乙测量仪角度值标定为对应的加速度值则加速度的刻度值随角度非均匀变化 C. 如图乙虚线所示，摆线右偏60°，对应甲测量仪滑块应往右偏离零刻度距离 D. 甲、乙测量仪换用质量为的小滑块或小球时，则其加速度刻度需都需要重新标定 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若甲测量仪指针指在0刻度线右侧，左侧弹簧伸长，右侧弹簧压缩，则弹力向左，由牛顿第二定律可知列车加速度方向为水平向左，故A错误； B．对乙图，设细线偏离竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律有 可得 则将乙测量仪的刻度值标定为对应的加速度值，所以加速度的刻度值随角度非均匀变化，故B正确； C．由B选项知乙测量仪往右偏时可得 对应甲测量仪指针指在距离0刻度线右侧d位置处，根据 可得，故C正确； D.根据 可知，若标定加速度值后，将乙测量仪换用质量为的小球，则其加速度刻度不需要重新标定，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，在水平地面上固定一粗糙斜面体，A、B两完全相同的物体分别受到平行于斜面的拉力。在拉力的作用下，A物体沿斜面向上做匀速直线运动，B物体平行于斜面底端做匀速直线运动，将A、B两物体的受力进行比较，则（　　） A. 物体B受到的摩擦力更大 B. 两物体受到的摩擦力大小相同 C. 物体B受到的拉力更小 D. 物体A受到的拉力更小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设斜面倾角为，物体的质量为，物体与斜面间的动摩擦因数为，两物体均受到滑动摩擦力作用，大小相等，均为，故A错误，B正确； CD．根据平衡条件可得，物体A受到的拉力大小为 物体B受到的拉力大小为 可得，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 一只气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石子以20m/s的初速度竖直上抛，重力加速度g取，不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ） A. 石子能追上气球 B. 若石子与气球相距5m，石子能追上气球 C. 若气球上升速度等于9m/s，其余条件不变，则石子在抛出后1s末追上气球 D. 改变石子初速度，石子和气球不可能相遇两次 【答案】BC 【解析】 【详解】A．取向上为正方向，刚开始时，两物体间距。气球的速度，设经过时间t，汽球的位移 ，石子的位移 ，如果能追上，当石子能追上气球，应满足位移关系 联立可得 因 ，方程无解，说明当石子不能追上气球。A错误； B．若起始间距变为5m，对应的关系式为 解得 ，说明能追上，B正确； C．若气球上升速度等于9m/s，其余条件不变，假定经时间t石子追上气球 以上方程变为 解得 ，，C正确； D．改变石子的初速度，可以让石子追上气球时石子的速度更大，由于石子做匀减速运动，而气球做匀速运动,会有第2次相遇。故D错误。 故选BC。 10. 如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究，将机械手简化为只有三根“手指”有力的作用。抓取点对称分布在同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为，“手指”与篮球之间的动摩擦因数为，篮球的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 只要“手指”对篮球的压力足够大，不论取何值都能将篮球抓起 B. 若与的关系满足，，则一定能将篮球抓起 C. 若机械手能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 D. 若机械手抓起静止在地面的篮球竖直向上做匀加速直线运动，则此过程中每根“手指”对篮球的压力最小值保持不变。 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．对篮球受力分析，如图所示 则在竖直方向满足 因为静摩擦力 解得 所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为 且可得夹角满足 才能将篮球抓起。则时，不一定能将篮球抓起，故AB错误，C正确； D．机械手抓起静止在地面的篮球竖直向上做匀加速直线运动。取竖直向上为正方向，对篮球列出牛顿第二定律满足 因为静摩擦力 可得 匀加速运动中a不变，因此过程中所需的最小不变，根据牛顿第三定律，对篮球压力的最小值也保持不变，故D正确。 故选CD。 三、非选择题（本题共5小题，共56分） 11. 某学习小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。 请回答下列问题： （1）该实验需要研究三个物理量之间的关系，我们应该采用的研究方法是 ； A. 控制变量法 B. 放大法 C. 理想实验法 （2）某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为__________（结果保留三位有效数字）； （3）该小组在某次实验中，保持小车和砝码总质量不变，以槽码的重力为外力，通过改变槽码的个数，得到了图丙中的曲线图像，一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线图像。如图所示，作一条与纵轴平行的虚直线，与这两条图线及横轴的交点分别为P、Q、N，若此虚线对应的小车和砝码总质量为M，悬挂槽码的质量为m，则__________（用M、m表示）； （4）该实验小组经过讨论后，改进了（3）中的实验方案，保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，重复（3）中的实验。由此得到的a-F图像是一条_________（填“直线”或“曲线”）。 【答案】（1）A （2）8.20 （3） （4）直线 【解析】 【小问1详解】 该实验需要研究三个物理量之间的关系，需要保持其中一个物理量不变，研究加速度与另外一个物理量的关系，这种方法叫作控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 由于相邻计数点间均有4个点未画出，则相邻点迹之间的时间间隔 根据逐差法可知小车的加速度为 【小问3详解】 对小车和砝码进行分析，近似认为槽码重力等于小车和砝码所受的合力，根据牛顿第二定律有 小车和砝码总质量不变，对槽码与小车和砝码构成的整体，根据牛顿第二定律有 则 【小问4详解】 保持槽码、小车、砝码的总质量不变，把槽码分别逐个叠放在小车上，槽码、小车和砝码总质量不变，以槽码、小车和砝码为整体，则有 即图像是一条直线。 12. 某课外活动小组设计了如图甲所示的实验来测量小物块与平直斜面间的动摩擦因数。如图甲所示，位移传感器与电脑相连后固定于倾角为30°的斜面底端，已知位移传感器可以测量小物块与传感器的间距x并通过数据线输入电脑。置于斜面顶端的小物块以某一初速度沿斜面下滑，以x为纵轴，以时间t为横轴，得到如图乙所示的x-t图像， 图中的斜虚线为图线的切线，切点为（0，100cm）。 (1)小物块的加速度大小为________。 (2)为了计算得到小物块与斜面间的动摩擦因数，是否需要测量小物块的质量？_____（选填“需要”或“不需要”），小物块与斜面间的动摩擦因数为____（重力加速度g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。 (3)理论上，乙图的O中应填入的数据为_______cm。 【答案】 ①. 2.5m/s2 ②. 不需要 ③. 0.87 ④. 20 【解析】 【详解】(1)[1]小物块在0.2s-0.4s内运动的位移为 △x1=65cm-40cm=25cm=0.25m 0.2s-0.4s内的平均速度大小为 根据匀变速直线运动的推论：在匀变速直线运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则小物块在0.3s时的瞬时速度为 小物块在0.4-0.6s内运动的位移为 △x2=40cm-25cm=15cm=0.15m 0.4-0.6s内的平均速度大小为 则小物块在0.5s时的瞬时速度为 故小物块的加速度大小为 (2)[2]小物块下滑过程，由牛顿第二定律可得 μmgcosθ-mgsinθ=ma 则得 a=μgcosθ-gsinθ 可知，小物块的加速度与其质量无关，为了得到小物块与斜面间的动摩擦因数，只需要测量小物块的加速度大小，不需要测量小物块的质量。 [3]将a=2.5m/s2，θ=30°，g=10m/s2代入上式解得 μ≈0.87 (3)[4]根据x-t图像的斜率表示速度，可知小物块的初速度大小为 设小物块经过位移x0时静止，则 故乙图的O中应填入的数据为 x=100cm-80cm=20cm 13. 某码头用传送带传送物品，如图所示。传送带以的速度逆时针匀速转动，传送带 之间长度为7m，与水平面之间的夹角（）。将一定质量的小物块（视为质点）轻放在传送带的上端B点，小物块与传送带之间的动摩擦因数，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。，，g取。求： （1）小物块运动到底端A的速度大小： （2）小物块与传送带之间产生的划痕。 【答案】（1） （2）2m 【解析】 【小问1详解】 对小物块，根据牛顿第二定律有 解得 设小物块由静止到与传送带共速用时为，则有 解得 小物块的位移 解得 由于 则小物块继续加速运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据速度—位移公式有 解得 【小问2详解】 小物块由静止到与传送带共速过程中，传送带的位移 相对位移为 则物块相对传送带的位移落后1m，则对应产生划痕为1m 小物块继续加速运动直至离开传送带，小物块位移 传送带位移 相对位移为 即物块相对传送带的相反方向位移2m，则对应产生划痕2m 两次划痕有重叠部分，故划痕长度只有2m。 14. 风洞实验是研究空气动力学的主要方法。风场中有一装置如图所示，水平直杆段光滑，长度，段和段与小球间的动摩擦因数，其中段长度为5m，段长度足够长，段与段的夹角（，转角处平滑连接。每次开始实验前，都将的小球静止置于A端，然后通过调节风速让作用在小球上的风力根据需要维持某个恒定值。已知小球的直径略大于直杆截面直径，小球过C点前后瞬间速度大小不变，（，，g取）请解答以下问题： （1）若风力，释放小球，求小球最后停止的位置距A点的距离x： （2）释放小球，若小球经过C点时刻恰好速度为零，求风力（结果以分数表示）； （3）释放小球，若小球最终停留在段（含C点），求风力大小范围（结果保留整数）。 【答案】（1）9m （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式有 解得小球到B点的速度为 根据牛顿第二定律有 其中 解得 根据运动学公式有 解得 即距离A点为 【小问2详解】 在AB段，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有 在BC段，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有 其中，联立以上4个方程，解得 【小问3详解】 由第二问知若，小球无法经过C点，且21N略小于，故一方面要求； 另一方面，当，则小球带一定速度冲上CD段，要使小球最终得以停下，要求 解得 若取193N，则小球终将会停止，若取194N，小球始终保持加速不停止。 只要小球能够停止，要求 对任意恒成立，即小球停止后不会下滑。 综上所述，风力取值范围。 15. 如图所示为某高楼内的一部电梯。木板A的质量和物体B的质量均为10kg，木板A放在电梯的水平地板上，物体B静止在木板A上，木板A与电梯地板间的动摩擦因数为，物体B与木板A间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。时，电梯从11楼开始向下运行到1楼（之后电梯停止不动），电梯先向下加速4s再立即向下减速4s，电梯加速和减速的加速度大小均为。在电梯向下运动的过程中，水平恒力作用在木板A上（其它时候该力不存在）。已知电梯内部足够大，木板A不会碰到电梯壁；木板A足够长，物体B不会掉下木板。取。 （1）时，求物体B对木板A的压力大小？ （2）时，木板A的水平速度是多大？ （3）求从物体B开始运动到其最终停下的过程中，物体B的水平位移大小。 【答案】（1）80N；（2）6.4m/s；（3）11.65m 【解析】 【详解】（1）时，此时电梯向下加速运动，加速度大小为2m/s2，方向竖直向下，此时物体B受自身重力和木板A的支持N，列出牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律，则求物体B对木板A的压力 （2）设前4s电梯对木板A的支持力为，物体B对木板A的摩擦力为，地面对木板A的摩擦力为，木板A的水平加速度为，则对木板A水平方向列牛顿第二定律 竖直方向 解得 则水平速度为 （3）设前4s物体B的水平方向加速度为，后4s物体B的水平方向加速度为，则 则此过程的位移 4s后，此时电梯向下减速运动，加速度大小为2m/s2，方向竖直向上，此时物体B受自身重力和木板A的支持N1，列出牛顿第二定律 解得 设4s后电梯对木板A的支持力为，物体B对木板A的摩擦力为，地面对木板A的摩擦力为，木板A的水平加速度为，则对木板A水平方向列牛顿第二定律 竖直方向 解得 4s后到AB共速的时间间隔为，速度大小为 解得 此过程物体B的位移为 再往后物体B会匀减速直线运动，此刻加速度为，则 物体B第8s的速度为 此过程物体B的位移为 此后撤去了F，电梯也停止了，此时加速度为，则 此过程物体B的位移为 整个过程物体B的位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $