精品解析:山东省泰安英雄山中学2025-2026学年高一上学期第三次学情调研物理试卷
2026-08-11
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内容正文:
泰安英雄山中学2025级高一上学期第三次学情调研
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 2024长沙市长郡中学第40届田径运动会于9月28日开幕,通过3天的比赛,运动员们展现了我校中学生朝气蓬勃、奋发向上的精神风貌和运动风采。下列关于运动会中相关项目的物理知识叙述正确的是( )
A. 在跳高比赛中研究运动员过杆动作时,可以把运动员看作质点
B. 某运动员在起跑瞬间,速度为零,其加速度一定不为零
C. 某运动员在200m比赛中,其总位移一定为200m
D. 某运动员百米跑的成绩是12s,其中12s指时间间隔,他冲刺时的速度大小一定为8.33m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.在跳高比赛中,由于要研究运动员过杆动作,属于对物体本身细节的研究,形状大小不能忽略,故不能被看作质点,故A错误;
B.某运动员在起跑瞬间,速度为零,之后要加速,故其加速度一定不为零,故B正确;
C.某运动员在200m比赛中,由于并未明确所在跑道情况,其总位移不一定为200m,故C错误;
D.某运动员百米跑的成绩是12s,其中12s指时间间隔,又依据平均速度的定义式可求该运动员全程的平均速度约为8.33m/s,并不一定为冲刺时的速度,故D错误。
故选B。
2. 2024年8月3日,在巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国选手郑钦文战胜对手夺得金牌。下列关于网球运动说法正确的是( )
A. 飞来的网球速度越大,惯性越大
B. 球被打飞回去,是因为力是维持物体运动状态的原因
C. 击球时,球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力
D. 击球时,球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的惯性大小由质量决定,可知,飞来的网球速度虽然越大,但其惯性不变,故A错误;
B.球被打飞回去,是因为力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,击球时,球拍对网球的作用力大小等于网球对球拍的作用力,故C错误;
D.根据弹力的产生条件可知,击球时,球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变,故D正确。
故选D。
3. 如图所示是在同一直线上运动的物体甲、乙的x-t图像。下列说法正确的是( )
A. 甲的出发点在乙前面处 B. 甲的运动速率大于乙的运动速率
C. 乙比甲先开始运动 D. 图像交点表示甲追上乙
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图像可知,当时间为零时,甲在处,而乙在原点,所以甲的出发点在乙前面处,故A正确;
B.x-t图像的斜率为物体的速度,由题图可知,乙的斜率大,所以甲的速度比乙的速度小,即甲的运动速率小于乙的运动速率,故B错误;
C.由图像可知,甲、乙同时开始运动,故C错误;
D.图像交点表示同一时刻在同一位置,表示相遇,此时乙追上甲,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,航空展中无人机飞行表演时,在空中从M到N划出了一段漂亮的弧线轨迹,该过程中的说法正确的是( )
A. 无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线
B. 无人机所受的合外力可以为零
C. 无人机产生的加速度大小一定不变
D. 无人机在曲线运动过程中所受合外力不一定指向曲线凹侧
【答案】A
【解析】
【详解】AD.根据题意可知,无人机做曲线运动,所受合外力一定指向曲线凹侧,速度方向沿切线方向,则无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线,故A正确,D错误;
B.根据题意可知,无人机做曲线运动,速度方向时刻变化,是变速运动,则无人机所受的合外力不可以为零,故B错误;
C.无人机做曲线运动,所受合力不为0,且合力方向不能和速度方向共线,但合力大小可以改变,则加速度大小可以改变,故C错误。
故选A。
5. 如图所示,小滑块自光滑斜面上a点由静止开始下滑,并依次通过b、c、d三个点,通过ab、bc、cd各段所用时间均为t。现让该滑块自b点由静止开始下滑,下面说法正确的是( )
A. 通过段的时间等于 B. 通过cd段的时间小于t
C. 通过c、d点的瞬时速度之比为 D. 通过c、d点的瞬时速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.一小滑块自点a由静止开始下滑比小滑块从b点静止开始下滑通过bd段任意同一点的速度大,所以让该滑块自b点由静止开始下滑,相同位移平均速度变小,时间变大,通过bc、cd段的时间均大于t,AB错误;
CD.从a点静止开始下滑,通过ab、bc、cd各段所用时间均为t,根据初速度为0的匀加速直线运动,相同时间的位移之比为,
设ab=L,则bc=3L,cd=5L,滑块匀加速运动的加速度为a,从b点静止开始下滑通过c点,根据速度位移公式可得
解得c的速度为
同理可得d的速度为
可得,C错误,D正确。
故选D。
6. 随着科技的发展,无人机送餐已在北京、上海、深圳等多个城市进行试点。某外卖员在某次练习使用无人机送餐时,控制无人机以的速度竖直升空,升空过程中餐盒突然脱落,此时无人机距地面(),则餐盒落地时间与速度大小为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】餐盒脱落后,速度为,故餐盒做竖直上抛运动。以竖直向上为正方向,
解得,(舍去)
故选A。
7. 如图所示,一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,两物体用不可伸长的经绳跨过定滑轮连接,整个装置处于静止状态。现在用水平力作用于物体a上,将物体a缓慢拉开一个小角度,此过程中斜面体与物体b仍然保持静止。不计绳与定滑轮之间的摩擦。下列说法可能正确的是( )
A. 物体b受到的支持力逐渐增大
B. 物体b受到的摩擦力逐渐增大
C. 地面对斜面体的支持力逐渐变大
D. 地面对斜面体的摩擦力逐渐变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对物体a受力分析,如图
在缓慢拉开物体a的过程中,物体a所受合力为零,由图解法分析可知水平力F和均变大。设斜面体的倾角为,对物体b受力分析,由平衡条件可知物体b受到的支持力一定不变,故A不符合;
B.由于不清楚与的关系,则物体b受到的摩擦力可能为零,可能沿斜面体向上,也可能沿斜面体向下,所以随着增大,物体b受到的摩擦力可能逐渐增大,也可能逐渐减小,故B符合题意;
C.取三个物体整体分析,斜面体、物体a、物体b,竖直方向合力为零,所受地面的支持力等于三者重力之和,故地面对斜面体的支持力一定不变,故C不符合题意;
D.取三个物体整体分析,水平方向合力为零,因水平拉力F增大,所以地面对斜面体的摩擦力逐渐变大,故D符合题意。
故选BD。
8. 如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,B放在粗糙的水平桌面上,O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,aO′、bO′与cO′夹角如图所示,细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,若悬挂小滑轮的细线OP的张力是,则下列说法中错误的是(g=10 m/s2)( )
A. 重物A的质量为2 kg
B. 桌面对B物体的摩擦力为
C. 重物C的质量为1 kg
D. OP与竖直方向的夹角为60°
【答案】D
【解析】
【分析】物体的平衡
【详解】A.设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T,则有
得
重物A的质量
A正确;
C.结点O′为研究对象,受力如图,根据平衡条件得,绳子的弹力为
得
C正确;
B.根据平衡条件桌面对B物体的摩擦力与O′b的拉力相等,即
B正确;
D.由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等,根据对称性可知,细线OP与竖直方向的夹角为30°,D错误。
题目要求选择错误的,故选D。
【点睛】本题是关于物体的平衡问题;关键是搞清研究对象,并争取的受力分析,然后利用正交分解法或者平行四边形法则列方程求解;涉及滑轮和结点平衡问题,根据动滑轮不省力的特点,确定细线OP与竖直方向的夹角是关键。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在时刻并排行驶,下列说法正确的是( )
A. 两车在时刻也并排行驶 B. 时刻甲车在后,乙车在前
C. 甲车加速度先减小后增大 D. 乙车加速度先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.速度—时间图像的面积表示位移。图像可知从到,甲车的位移(甲图线与时间轴围成的面积)大于乙车的位移,而两车在时刻并排,说明时刻甲车在后,乙车在前,故A错误,B正确;
CD.速度—时间图像的斜率绝对值表示加速度大小。图像可知甲乙两车图线的斜率绝对值均先减小后增大,故两车加速度均先减小后增大,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 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μ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 两物块做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 两物块做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 两物块间水平轻绳的拉力大小为
D. 两物块间水平轻绳的拉力大小为F
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设P、Q整体的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
可得加速度大小为,故A正确,B错误;
CD.设轻绳的张力大小为T,对P,根据牛顿第二定律有
联立解得,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速度v0=4m/s顺时针运行,小物块以v1=6m/s的初速度从传送带右端滑上传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,传送带的长度为10m,重力加速度g=10m/s2,考虑小物块滑上传送带到离开传送带的过程,不计传送带滑轮的大小,下列说法正确的是( )
A. 小物块从传送带左端滑离传送带
B. 小物块向左运动的最大距离为9m
C. 小物块滑离传送带时的速度大小为6m/s
D. 小物块从滑上传送带到滑离传送带经历的时间为6.25s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.小物块在传送带上,根据牛顿第二定律
解得,小物块的加速度大小为
假设小物块不会从传送带左侧离开,则小物块减速到零的位移大小为
故物块不会从左端滑离传送带,应从传送带右端滑离传送带,故A错误,B正确;
C.物块向左减速到零后,向右加速,但只能加速到,故C错误;
D.小物块减速到零的时间为
向右加速的时间为
加速的位移大小为
则向右匀速的时间为
所以小物块从滑上传送带到滑离传送带经历的时间为,故D正确。
故选BD。
12. 轻质弹簧劲度系数k=100N/m,上端固定在天花板上,下端与质量为1kg的物块m焊接在一起,物块m放在质量为4kg的木板M上。刚开始用手托着木板,使物块m与木板M处于静止状态,弹簧长度为原长。现通过不断改变手对木板M的支持力FN,使木板向下做加速度a=5m/s2的匀加速直线运动。则在木板向下运动过程中,下列选项正确的是(g=10m/s2)( )
A. m与M分离时,M的速度大小为 B. m与M分离时,弹簧伸长了10cm
C. 经过0.2s时间m与M分离 D. FN的最小值为20N
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.m与M分离时,m与M的加速度相等,有,
可得,
根据胡克定律可得
解得
设m与M分离时,M的速度大小为,有
解得,故A正确,B错误;
C.根据
可得,故C错误;
D.对整体,受力分析可得
弹簧弹力逐渐变大,加速度不变,可得逐渐变小,可得m与M分离时,FN最小,之后保持不变,可得FN的最小值为20N,故D正确。
故选AD。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
13. 某实验探究弹力和弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧水平放置,用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示,则弹簧的原长L0=______cm。
(2)然后按图乙所示自然悬挂弹簧,实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,读出弹簧下端指针所指的标尺刻度,即可知道弹簧的长度L,用表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据,作出了弹簧的ΔL-F图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k=______N/m(结果保留2位有效数字)。
(3)实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲,图线B点过后发生弯曲的原因是______。
【答案】(1)5.00
(2)50 (3)所挂钩码的重力使弹簧超过了弹性限度
【解析】
【小问1详解】
刻度尺的分度值是,要估读到,则弹簧的原长读数为
【小问2详解】
由胡克定律,得
【小问3详解】
弹簧在弹性限度内,弹力的大小跟弹簧的伸长量成正比。图线从B点开始发生了弯曲,从弯曲的图线可以看出,增加相同的拉力,发生的形变量变大,不再满足胡克定律,说明拉力超过了弹簧的弹性限度,所以图线B点过后发生弯曲的原因是所挂钩码的重力使弹簧超过了弹性限度。
14. 某同学在验证牛顿第二定律的实验中,使用了如下装置,其中钩码质量为,小车质量为M,小车后连接纸带及打点计时器。
(1)实验步骤:
①先不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列均匀的点;
②按住小车,挂上一个钩码;
③接通打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标钩码质量m;
④按住小车,增加钩码的个数,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2……求出与不同钩码数量相对应小车的加速度a。
(2)打出的一条理想纸带如图丙所示,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度a=______m/s2,小车运动到C点时的速度大小______(结果均保留3位有效数字);
(3)充分平衡摩擦力后,对小车进行研究分析,是否需要钩码质量m远小于小车质量M______。(填“需要”还是“不需要”)
(4)有一组同学未完全平衡摩擦力,他们用钩码重力(图像中的F)为横坐标,小车的加速度作为纵坐标。以下画出的图像合理的是( )
【答案】 ①. 2.00 ②. 0.700 ③. 需要 ④. C
【解析】
【详解】[1]相邻两个计数点的时间间隔
根据逐差公式有
可得小车运动的加速度
[2]小车运动到C点时的速度大小
[3]充分平衡摩擦力后,设小车质量为M,钩码质量为,根据牛顿第二定律有,
解得
由上式可知时,可以认为细绳拉力近似等于钩码重力,故需要钩码质量m远小于小车质量M。
[4]小车质量不变时,加速度与拉力成正比,所以图像是一条倾斜的直线,实验前未完全平衡摩擦力,则画出的图像在F轴上有截距,当钩码质量较大时,不再满足质量远小于小车,图像开始弯曲。
故选C。
四、计算题(本题共4小题,46分。解答应写出必要的文字说明方程式和重要演算步骤,只写出最后答案,不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,质量分别为4m、3m,质量为5m的圆柱体静置其上。圆柱体彼此接触且光滑,圆柱体与下方两固定点A、B相切,,半径OB与竖直方向夹角为37°。已知,,系统处于静止状态。求:
(1)求系统整体对地面的压力大小;
(2)求左侧半圆柱体受到地面的摩擦力Ff的大小。
【答案】(1)12mg
(2)2.4mg
【解析】
【小问1详解】
对系统整体,受力分析得
根据牛顿第三定律可得系统整体对地面的压力大小为;
【小问2详解】
对圆柱体受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
对半圆柱体,受力分析如图,根据牛顿第三定律可得
水平方向,根据平衡条件可得
即左侧半圆柱体受到地面的摩擦力Ff的大小为2.4mg
16. 如图所示,倾角为、质量为M的斜面体放在光滑水平地面上,其上表面也光滑,将质量的物体放在斜面上,重力加速度为g,现对斜面体施加一水平推力F。
(1)自上端下滑过程中,需要多大才可以使相对于地面静止?
(2)要使、相对静止一起向左加速,力应为多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
以质量的物体为研究对象,根据平衡条件,斜面对物体的支持力
根据牛顿第三定律,得物体对斜面的压力
对斜面受力分析,在水平方向受力平衡,得
【小问2详解】
以斜面和物体整体为研究对象,取向左为正方向,根据牛顿第二定律,得
对物体受力分析,如图所示
根据牛顿第二定律,得
联立解得
17. 一台配送机器人的工作流程简化图如图1所示,一质量的装有物资的木箱静止于C点,与水平面CA间的动摩擦因数处处相同,现机器人对木箱施加与水平方向成的恒定拉力作用,木箱在水平面CBA段运动的速度-时间如图2所示,到达B点立即撤去恒力。已知,,取。求:
(1)水平面CB间距离;
(2)木箱与水平地面的动摩擦因数;
(3)木箱所受到的恒力的大小。
【答案】(1)5m (2)0.5
(3)150N
【解析】
【小问1详解】
水平面CB间距离为木箱的位移,根据图像的面积表示位移可得水平面CB间距离为
【小问2详解】
图像的斜率表示加速度,可得在内,木箱的加速度大小
又
解得
解得木箱与水平地面的动摩擦因数
【小问3详解】
0-1s内木箱的加速度大小
竖直方向有
水平方向有
又
联立解得
18. 如图所示,木板A置于水平面上,O点是其上表面的中点,点右侧上表面光滑,左侧粗糙。可视为质点的物块B位于A的最右端,A、B均处于静止状态。时刻对A施加水平向右的拉力F。已知A的质量,B的质量,A与B上表面点左侧的动摩擦因数,A与地面间的动摩擦因数,A的长度,拉力,重力加速度大小取。求:
(1)使B点与O点重合时,所需要的时间和A的速度大小;
(2)试通过计算分析B能否滑离A。若能滑离,求出滑离时B的速度大小;若不能,求出B相对于A运动的位移大小;
(3)画出0~3s内A运动的v-t图像。
【答案】(1)1s,2m/s
(2)不能,0.5m (3)
【解析】
【小问1详解】
对A,根据牛顿第二定律有
解得
对A,根据位移时间公式
解得
根据速度时间公式有
解得
【小问2详解】
B位于O点左侧时,对B,根据牛顿第二定律有
解得
由于,可知A做匀速直线运动
若A足够长,经时间,A、B共速,则有
解得
根据位移时间公式有,
由于,可知B不能滑离A
则有
解得
【小问3详解】
内A、B保持相对静止做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
该过程的末速度
作出内A运动的速度-时间图像如图所示
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泰安英雄山中学2025级高一上学期第三次学情调研
物理试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 2024长沙市长郡中学第40届田径运动会于9月28日开幕,通过3天的比赛,运动员们展现了我校中学生朝气蓬勃、奋发向上的精神风貌和运动风采。下列关于运动会中相关项目的物理知识叙述正确的是( )
A. 在跳高比赛中研究运动员过杆动作时,可以把运动员看作质点
B. 某运动员在起跑瞬间,速度为零,其加速度一定不为零
C. 某运动员在200m比赛中,其总位移一定为200m
D. 某运动员百米跑的成绩是12s,其中12s指时间间隔,他冲刺时的速度大小一定为8.33m/s
2. 2024年8月3日,在巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国选手郑钦文战胜对手夺得金牌。下列关于网球运动说法正确的是( )
A. 飞来的网球速度越大,惯性越大
B. 球被打飞回去,是因为力是维持物体运动状态的原因
C. 击球时,球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力
D. 击球时,球拍对网球的弹力是因为球拍发生了形变
3. 如图所示是在同一直线上运动的物体甲、乙的x-t图像。下列说法正确的是( )
A. 甲的出发点在乙前面处 B. 甲的运动速率大于乙的运动速率
C. 乙比甲先开始运动 D. 图像交点表示甲追上乙
4. 如图所示,航空展中无人机飞行表演时,在空中从M到N划出了一段漂亮的弧线轨迹,该过程中的说法正确的是( )
A. 无人机飞行速度方向不可能和加速度方向共线
B. 无人机所受的合外力可以为零
C. 无人机产生的加速度大小一定不变
D. 无人机在曲线运动过程中所受合外力不一定指向曲线凹侧
5. 如图所示,小滑块自光滑斜面上a点由静止开始下滑,并依次通过b、c、d三个点,通过ab、bc、cd各段所用时间均为t。现让该滑块自b点由静止开始下滑,下面说法正确的是( )
A. 通过段的时间等于 B. 通过cd段的时间小于t
C. 通过c、d点的瞬时速度之比为 D. 通过c、d点的瞬时速度之比为
6. 随着科技的发展,无人机送餐已在北京、上海、深圳等多个城市进行试点。某外卖员在某次练习使用无人机送餐时,控制无人机以的速度竖直升空,升空过程中餐盒突然脱落,此时无人机距地面(),则餐盒落地时间与速度大小为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 如图所示,一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上,两物体用不可伸长的经绳跨过定滑轮连接,整个装置处于静止状态。现在用水平力作用于物体a上,将物体a缓慢拉开一个小角度,此过程中斜面体与物体b仍然保持静止。不计绳与定滑轮之间的摩擦。下列说法可能正确的是( )
A. 物体b受到的支持力逐渐增大
B. 物体b受到的摩擦力逐渐增大
C. 地面对斜面体的支持力逐渐变大
D. 地面对斜面体的摩擦力逐渐变大
8. 如图所示,重物A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,B放在粗糙的水平桌面上,O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,aO′、bO′与cO′夹角如图所示,细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,若悬挂小滑轮的细线OP的张力是,则下列说法中错误的是(g=10 m/s2)( )
A. 重物A的质量为2 kg
B. 桌面对B物体的摩擦力为
C. 重物C的质量为1 kg
D. OP与竖直方向的夹角为60°
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度-时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在时刻并排行驶,下列说法正确的是( )
A. 两车在时刻也并排行驶 B. 时刻甲车在后,乙车在前
C. 甲车加速度先减小后增大 D. 乙车加速度先增大后减小
10. 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μ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 两物块做匀加速直线运动的加速度大小为
B. 两物块做匀加速直线运动的加速度大小为
C. 两物块间水平轻绳的拉力大小为
D. 两物块间水平轻绳的拉力大小为F
11. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速度v0=4m/s顺时针运行,小物块以v1=6m/s的初速度从传送带右端滑上传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,传送带的长度为10m,重力加速度g=10m/s2,考虑小物块滑上传送带到离开传送带的过程,不计传送带滑轮的大小,下列说法正确的是( )
A. 小物块从传送带左端滑离传送带
B. 小物块向左运动的最大距离为9m
C. 小物块滑离传送带时的速度大小为6m/s
D. 小物块从滑上传送带到滑离传送带经历的时间为6.25s
12. 轻质弹簧劲度系数k=100N/m,上端固定在天花板上,下端与质量为1kg的物块m焊接在一起,物块m放在质量为4kg的木板M上。刚开始用手托着木板,使物块m与木板M处于静止状态,弹簧长度为原长。现通过不断改变手对木板M的支持力FN,使木板向下做加速度a=5m/s2的匀加速直线运动。则在木板向下运动过程中,下列选项正确的是(g=10m/s2)( )
A. m与M分离时,M的速度大小为 B. m与M分离时,弹簧伸长了10cm
C. 经过0.2s时间m与M分离 D. FN的最小值为20N
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
13. 某实验探究弹力和弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧水平放置,用毫米刻度尺正确操作测出其自然长度如图甲所示,则弹簧的原长L0=______cm。
(2)然后按图乙所示自然悬挂弹簧,实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,读出弹簧下端指针所指的标尺刻度,即可知道弹簧的长度L,用表示弹簧的伸长量。通过实验获得的数据,作出了弹簧的ΔL-F图像如图丙所示。根据图丙可得出弹簧的劲度系数k=______N/m(结果保留2位有效数字)。
(3)实验小组分析图像过程中发现图线从B点开始发生了弯曲,图线B点过后发生弯曲的原因是______。
14. 某同学在验证牛顿第二定律的实验中,使用了如下装置,其中钩码质量为,小车质量为M,小车后连接纸带及打点计时器。
(1)实验步骤:
①先不挂钩码,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列均匀的点;
②按住小车,挂上一个钩码;
③接通打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标钩码质量m;
④按住小车,增加钩码的个数,重复步骤③;
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距s1,s2……求出与不同钩码数量相对应小车的加速度a。
(2)打出的一条理想纸带如图丙所示,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车运动的加速度a=______m/s2,小车运动到C点时的速度大小______(结果均保留3位有效数字);
(3)充分平衡摩擦力后,对小车进行研究分析,是否需要钩码质量m远小于小车质量M______。(填“需要”还是“不需要”)
(4)有一组同学未完全平衡摩擦力,他们用钩码重力(图像中的F)为横坐标,小车的加速度作为纵坐标。以下画出的图像合理的是( )
四、计算题(本题共4小题,46分。解答应写出必要的文字说明方程式和重要演算步骤,只写出最后答案,不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,水平面上固定两排平行的半圆柱体,质量分别为4m、3m,质量为5m的圆柱体静置其上。圆柱体彼此接触且光滑,圆柱体与下方两固定点A、B相切,,半径OB与竖直方向夹角为37°。已知,,系统处于静止状态。求:
(1)求系统整体对地面的压力大小;
(2)求左侧半圆柱体受到地面的摩擦力Ff的大小。
16. 如图所示,倾角为、质量为M的斜面体放在光滑水平地面上,其上表面也光滑,将质量的物体放在斜面上,重力加速度为g,现对斜面体施加一水平推力F。
(1)自上端下滑过程中,需要多大才可以使相对于地面静止?
(2)要使、相对静止一起向左加速,力应为多大?
17. 一台配送机器人的工作流程简化图如图1所示,一质量的装有物资的木箱静止于C点,与水平面CA间的动摩擦因数处处相同,现机器人对木箱施加与水平方向成的恒定拉力作用,木箱在水平面CBA段运动的速度-时间如图2所示,到达B点立即撤去恒力。已知,,取。求:
(1)水平面CB间距离;
(2)木箱与水平地面的动摩擦因数;
(3)木箱所受到的恒力的大小。
18. 如图所示,木板A置于水平面上,O点是其上表面的中点,点右侧上表面光滑,左侧粗糙。可视为质点的物块B位于A的最右端,A、B均处于静止状态。时刻对A施加水平向右的拉力F。已知A的质量,B的质量,A与B上表面点左侧的动摩擦因数,A与地面间的动摩擦因数,A的长度,拉力,重力加速度大小取。求:
(1)使B点与O点重合时,所需要的时间和A的速度大小;
(2)试通过计算分析B能否滑离A。若能滑离,求出滑离时B的速度大小;若不能,求出B相对于A运动的位移大小;
(3)画出0~3s内A运动的v-t图像。
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