精品解析:浙江省嘉兴市第五高级中学2025-2026学年高一上学期12月月考物理试题
2026-09-02
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内容正文:
嘉兴市第五高级中学2025学年第一学期阶段性测试
高一年级物理试题卷
一、选择题(本题共16小题,每题3分,共48分。)
1. 关于物体的运动,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中老鹰飞得比较高,可以看成质点
B. 乙图中导航显示的是位移大小
C. 丙图中篮球比赛计时牌,图中为时刻
D. 丁图中雷达测速仪测得的是汽车的瞬时速率
2. 春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”的记载,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离,关于这一现象下列说法正确的是( )
A. 这个现象违背了牛顿第一定律
B. 马力既竭,辀犹能一取的原因是车具有惯性
C. 马力既竭,辀犹能一取的原因是车受到惯性作用
D. 力是维持物体运动的原因,马不拉车车就不走了
3. 下列力学单位中,属于基本单位的是( )
A. 力的单位牛顿(N)
B. 时间的单位秒(s)
C. 速度的单位米每秒(m/s)
D. 加速度的单位米每二次方秒(m/s2)
4. 有三个大小为6N、8N、16N的力作用于同一作用点,其方向可以任意改变,则这三个力的合力大小不可能为( )
A. 14N B. 8N C. 6N D. 1N
5. 伽利略创造性地设计了如图甲、乙所示的两个斜面实验。下列说法正确的是( )
A. 图甲实验是为了验证“力是维持物体运动的原因”
B. 图乙实验结合逻辑推理可以得出结论:力不是维持物体运动的原因
C. 图乙实验是为了归纳小球做自由落体运动的规律
D. 图甲实验利用斜面是为了缩短小球下滑的时间以便测量
6. 某校把跳长绳作为一项常规运动项目,其中一种运动方式为:由12人一起进长绳,计算同步一起跳的个数,跳绳的过程中,下列说法正确的是( )
A. 起跳离开地面前,学生对地面的压力是由于地面发生了形变
B. 起跳离开地面的瞬间,学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等
C. 起跳加速离开地面时,学生对地面的压力与地面对学生的支持力大小相等
D. 学生从最高点开始下落至速度为零的过程中,先处于完全失重状态,再处于超重状态,最后处于失重状态
7. 如图甲所示,订书机是一种常见的文具,其底座前端有弧形凹槽。压下订书钉使其穿过纸张后进入弧形凹槽,订书钉在凹槽的作用下向内弯曲后,即可完成装订。如图乙所示,当订书钉末端被压到弧形凹槽上的A点时,凹槽在A点对订书钉末端的( )
A. 弹力方向竖直向上 B. 弹力方向水平向右
C. 摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上 D. 摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向下
8. 如图所示的小岛是某市国家4A级旅游景区,某乘客乘坐快艇登岛游玩。已知一艘快艇以的加速度在海面上由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到15m/s时开始做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 快艇在第2s末的瞬时速度大小为4m/s
B. 快艇的加速时间为8s
C. 快艇的加速距离为7.5m
D. 快艇前8s内的位移大小为64m
9. 在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示)。把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B. 玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C. 玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D. 玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
10. 一只小蜜蜂从A点飞到B点,速度越来越快,轨迹如图中曲线所示,关于小蜜蜂在C点受到的合外力及在D点的加速度,下列说法正确的是( )
A. 在C点合外力可能为 B. 在C点合外力可能为
C. 在D点加速度可能为 D. 在D点加速度可能为
11. a、b两车在同一平直公路上行驶,a做匀速直线运动,两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是
A. b车运动方向始终不变
B. a、b两车相遇两次
C. t1到t2时间内,a车的平均速度小于b车的平均速度
D. t1时刻,a车的速度大于b车的速度
12. 如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时,屋顶结构可简化为图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ,瓦片质量为m,檩条间距离为d,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 瓦片共受到4个力的作用
B. 檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上
C. 减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的摩擦力变大
D. 增大檩条间的距离d时,两根檩条对瓦片的弹力都增大
13. 如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力的最大值大于4N
B. 后物块受静摩擦力
C. 时物块离出发点最远
D. 物块对墙壁的压力大于F
14. 如图所示,在汽车车厢中悬挂一小球,实验表明,当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一稳定角度。若在车厢底板上还有一个照其相对静止的物体,则关于汽车的运动情况和物体的受力情况正确的是( )
A. 汽车一定向右做匀加速运动
B. 汽车一定向左做匀加速运动
C. 只受到重力和底板的支持力作用
D. 除受到重力、底板的支持力作用外,还受到水平向右的摩擦力的作用
15. 如图所示,水平传送带以1m/s的速度逆时针匀速运行,现将一小滑块(视为质点)从A处由静止开始沿光滑固定斜面滑下,结果滑块以1m/s的速度滑上传送带的右端。若滑块从图示位置B(比A处低)由静止开始沿斜面滑下,则滑块在传送带上运动的过程中( )
A. 可能一直做加速运动 B. 可能一直做减速运动
C. 可能先做匀速运动后做加速运动 D. 可能先做减速运动后做匀速运动
16. 如图所示,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向左的拉力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的两倍。已知P、Q两物块的质量分别为mP=2kg、mQ=1kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度。则拉力F的大小为( )
A. 60N B. 50N C. 40N D. 30N
二、实验题(本题共2小题,共22分。)
17. 某同学在家利用身边器材做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。他找了木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、一个弹簧测力计和一根弹簧。为完成实验,他进行了如下步骤的操作:
(1)先测量找来的那根弹簧的劲度系数。他通过实验得到如图甲所示的弹力大小F与弹簧的伸长量x的关系图像,由此图像求得该弹簧的劲度系数________N/m(保留两位有效数字)。
(2)将木板放在水平桌面上,再用图钉把一张白纸钉在木板上,将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的A点,另一端拴两个细绳套,分别被弹簧测力计和弹簧钩住,将结点拉到某一合适位置。弹簧测力计的指针位置如图乙所示,其读数为________N;同时利用上一问中的结果获得弹簧上的弹力值,记下这两个力的大小及两细绳套的方向,同时记下结点O的位置。撤去弹簧,只用弹簧测力计,把橡皮筋的结点拉到与刚才相同的位置,并记下此时弹簧测力计的读数为,同时记下此细绳套的方向OD,如图丙所示。
(3)该同学选择合适的标度利用尺规作图,画出F1、F2与F这三个力的图示,并把三个力的图示的箭头端用直虚线相连,如图丁所示,观察构成的四边形的特点。
(4)改变拉力F1和F2的大小及方向,多次重做上述实验。该同学归纳出:在两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作________,这两个邻边之间的________就代表合力的大小和方向。
(5)某次实验中已知OB与OC的夹角略大于90°,若保持结点O的位置及OB方向不变,而将弹簧OC顺时针缓慢转动一小角度,其他操作均正确,则________。
A.弹簧的长度可能先变长后变短
B.弹簧的长度可能先变短后变长
C.弹簧测力计的示数一直增大
D.弹簧测力计的示数可能先减小后增大
18. 某实验小组利用图甲所示实验装置探究加速度与力、质量的关系,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)下列做法正确的是________。
A. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 每次改变小桶及桶内砂子的总重力后,都需要重新补偿阻力
C. 实验时,先放开木块,再接通打点计时器的电源
(2)通过正确的操作,打出一条纸带如图所示,可求得“2”点的速度为___________m/s,小车的加速度为___________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(3)实验中,沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力,为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量。
(4)某同学在用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中忘记补偿阻力,轨道水平放置,得到如图丙所示直线,直线在纵轴上的截距为-a0。则由图像求得该木块与木板间的动摩擦因数为________。(重力加速度为g,结果用a0与g表示)
三、计算题(本题共3小题,共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
19. 一小球从离地面高h=0.8m的水平桌面边缘无初速度掉落,最终静止在厚度不计的地毯上。假设整个过程中无反弹,小球可看成质点,空气阻力不计,取g=10m/s2。已知小球质量m=0.8kg。
(1)求小球的下落时间;
(2)求小球与地毯接触前瞬间的速度v的大小;
(3)若小球与地毯撞击过程用时Δt=0.1s后静止,求此过程中小球的加速度。
20. 如图所示,倾角α=30°的粗糙斜面固定在地面,平行于斜面的轻绳通过定滑轮连接斜面上的物块A与物块B,轻质弹簧的右端与轻绳上的O点相连。系统静止时,轻质弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=60°,物块A和B的质量分别为mA=4kg,mB=2kg,弹簧的伸长量为,重力加速度取10m/s2。求:
(1)弹簧的弹力和劲度系数;
(2)物块A受到轻绳的拉力的大小;
(3)物块A受到斜面静摩擦力的大小和方向。
21. 如图所示一足够长的斜面倾角为,斜面BC与水平面AB平滑连接,质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为。现使物体受到一水平向右的恒力作用,运动至B点时撤去该力(,,取)。求:
(1)物体在恒力作用下运动时的加速度大小;
(2)物体到达B点时的速度大小;
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离和物体返回到斜面底端时的速度大小。
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嘉兴市第五高级中学2025学年第一学期阶段性测试
高一年级物理试题卷
一、选择题(本题共16小题,每题3分,共48分。)
1. 关于物体的运动,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中老鹰飞得比较高,可以看成质点
B. 乙图中导航显示的是位移大小
C. 丙图中篮球比赛计时牌,图中为时刻
D. 丁图中雷达测速仪测得的是汽车的瞬时速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.研究问题不明确,因此无法判断能否将老鹰看作质点,故A错误;
B.导航上显示的是路程而不是位移大小,故B错误;
C.篮球比赛计时牌显示的是时间间隔,故C错误;
D.测速仪显示的是瞬时速率,故D正确。
故选D。
2. 春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”的记载,意思是马拉车的时候,马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离,关于这一现象下列说法正确的是( )
A. 这个现象违背了牛顿第一定律
B. 马力既竭,辀犹能一取的原因是车具有惯性
C. 马力既竭,辀犹能一取的原因是车受到惯性作用
D. 力是维持物体运动的原因,马不拉车车就不走了
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.马虽然对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离,说明车具有惯性,即验证了牛顿第一定律,故B正确,AC错误;
D.力是改变物体运动的原因,不是维持物体运动的原因,故D错误 。
故选B。
3. 下列力学单位中,属于基本单位的是( )
A. 力的单位牛顿(N)
B. 时间的单位秒(s)
C. 速度的单位米每秒(m/s)
D. 加速度的单位米每二次方秒(m/s2)
【答案】B
【解析】
【详解】A.力的单位是牛顿,由牛顿第二定律
可得
所以,牛顿是导出单位,不是基本单位,故A错误;
B.在力学范围内,国际单位制中的基本单位是:米,秒,千克,故B正确;
CD.由国际基本单位组成的都是国际单位,所以米每秒、米每二次方秒都是国际单位,但是导出单位,不是基本单位,故CD错误。
故选B。
4. 有三个大小为6N、8N、16N的力作用于同一作用点,其方向可以任意改变,则这三个力的合力大小不可能为( )
A. 14N B. 8N C. 6N D. 1N
【答案】D
【解析】
【详解】三个力方向相同,合力最大为
因为6N、8N合力范围为2~14N,16N不在范围之内,所以三力最小值为
所以合力大小不可能为1N。
故选D。
5. 伽利略创造性地设计了如图甲、乙所示的两个斜面实验。下列说法正确的是( )
A. 图甲实验是为了验证“力是维持物体运动的原因”
B. 图乙实验结合逻辑推理可以得出结论:力不是维持物体运动的原因
C. 图乙实验是为了归纳小球做自由落体运动的规律
D. 图甲实验利用斜面是为了缩短小球下滑的时间以便测量
【答案】B
【解析】
【详解】图甲实验是为了归纳小球做自由落体运动的规律,利用斜面是为了延长小球下滑的时间以便测量。图乙实验结合逻辑推理可以得出结论:力不是维持物体运动的原因,故B正确;ACD错误。
故选B。
6. 某校把跳长绳作为一项常规运动项目,其中一种运动方式为:由12人一起进长绳,计算同步一起跳的个数,跳绳的过程中,下列说法正确的是( )
A. 起跳离开地面前,学生对地面的压力是由于地面发生了形变
B. 起跳离开地面的瞬间,学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等
C. 起跳加速离开地面时,学生对地面的压力与地面对学生的支持力大小相等
D. 学生从最高点开始下落至速度为零的过程中,先处于完全失重状态,再处于超重状态,最后处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.起跳离开地面的瞬间,学生对地面的压力是由于学生发生了形变,A错误;
B.起跳离开地面的瞬间,地面对学生的支持力大小为零,而学生受到的重力不为零,故学生受到的重力与地面对学生的支持力大小不相等,B错误;
C.起跳离开地面前的瞬间,学生对地面的压力与地面对学生支持力互为相互作用力,故二者大小相等,C正确;
D.学生从最高点开始下落的过程中,在空中时,先处于完全失重,从刚接触地面到地面给学生的支持力等于学生的重力时,学生处于失重状态,从地面给学生的支持力等于学生的重力到最后向下运动的速度为零时,处于超重状态。D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,订书机是一种常见的文具,其底座前端有弧形凹槽。压下订书钉使其穿过纸张后进入弧形凹槽,订书钉在凹槽的作用下向内弯曲后,即可完成装订。如图乙所示,当订书钉末端被压到弧形凹槽上的A点时,凹槽在A点对订书钉末端的( )
A. 弹力方向竖直向上 B. 弹力方向水平向右
C. 摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上 D. 摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向下
【答案】C
【解析】
【详解】AB.接触面的弹力方向垂直于接触面指向受力物体,故A点的弹力方向垂直于过A点的切线指向订书钉,故AB错误;
CD.摩擦力的方向于相对运动趋势方向相反,故A点对订书钉的摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示的小岛是某市国家4A级旅游景区,某乘客乘坐快艇登岛游玩。已知一艘快艇以的加速度在海面上由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到15m/s时开始做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 快艇在第2s末的瞬时速度大小为4m/s
B. 快艇的加速时间为8s
C. 快艇的加速距离为7.5m
D. 快艇前8s内的位移大小为64m
【答案】A
【解析】
【详解】AB.快艇在海面上由静止开始做匀加速直线运动,根据速度时间关系可知,快艇在第2s末的瞬时速度大小为
当速度达到15m/s时开始做匀速直线运动,则快艇的加速时间为
故A正确,B错误;
C.快艇的加速距离为
故C错误;
D.快艇前内做匀加速直线运动,内做匀速直线运动,匀速运动的位移大小为
则快艇前内的位移大小为
故D错误。
故选A。
9. 在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧(如图甲所示)。把玻璃管倒置(如图乙所示),蜡块A沿玻璃管匀速上升,经时间t运动到玻璃管顶部。若在红蜡块上升过程中的某时刻,将玻璃管水平向右移动(如图丙所示),下列说法中正确的是( )
A. 玻璃管匀速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
B. 玻璃管匀速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
C. 玻璃管加速移动时,蜡块做直线运动,运动到顶部时间大于t
D. 玻璃管加速移动时,蜡块做曲线运动,运动到顶部时间等于t
【答案】D
【解析】
【详解】AB.玻璃管匀速移动时,则蜡块水平方向和竖直方向都做匀速运动,则合运动为直线运动,根据运动的独立性原理可知,运动到顶部时间仍等于t,选项AB错误;
CD.玻璃管加速移动时,则蜡块水平方向做加速运动,竖直方向做匀速运动,合运动为曲线运动,即蜡块做曲线运动,运动到顶部时间仍等于t,选项C错误,D正确。
故选D。
10. 一只小蜜蜂从A点飞到B点,速度越来越快,轨迹如图中曲线所示,关于小蜜蜂在C点受到的合外力及在D点的加速度,下列说法正确的是( )
A. 在C点合外力可能为 B. 在C点合外力可能为
C. 在D点加速度可能为 D. 在D点加速度可能为
【答案】B
【解析】
【详解】C D.物体做曲线运动时,合外力及加速度指向运动轨迹凹的一侧,故CD错误;
A B.小蜜蜂从A点飞到B点经过C点时速度方向沿切线方向,如图所示
由于速度越来越快,因此合外力与速度夹角小于90°,故A错误,B正确。
故选B。
11. a、b两车在同一平直公路上行驶,a做匀速直线运动,两车的位置x随时间t的变化如图所示.下列说法正确的是
A. b车运动方向始终不变
B. a、b两车相遇两次
C. t1到t2时间内,a车的平均速度小于b车的平均速度
D. t1时刻,a车的速度大于b车的速度
【答案】B
【解析】
【详解】因x-t图像的斜率等于速度,则b的斜率先正后负,可知b车先向正方向运动后向负方向运动,运动方向发生改变,选项A错误;图像a与b有两个交点,说明两车相遇两次,选项B正确;t1到t2时间内,两车的位移和时间均相同,则a车的平均速度等于b车的平均速度,选项C错误;因x-t图像的斜率等于速度,由图像可知t1时刻,a车的速度小于b车的速度,选项D错误;故选B.
【点睛】解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义,知道图线的切线斜率表示瞬时速度,结合位移和时间的大小比较平均速度.
12. 如图甲所示,用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一、铺设瓦片时,屋顶结构可简化为图乙所示,建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间,若瓦片能静止在檩条上。已知檩条与水平面夹角均为θ,瓦片质量为m,檩条间距离为d,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 瓦片共受到4个力的作用
B. 檩条对瓦片作用力方向垂直檩条向上
C. 减小檩条的倾斜角度θ时,瓦片与檩条间的摩擦力变大
D. 增大檩条间的距离d时,两根檩条对瓦片的弹力都增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.瓦片受重力,两侧的支持力和摩擦力,共5个力,A错误;
B.檩条对瓦片作用力应为支持力与摩擦力的合力,方向竖直向上,B错误;
C.摩擦力等于mgsinθ,减小檩条的倾斜角度θ时,摩擦力减小,C错误;
D.檩条对瓦片的两个弹力等大,合力等于 mgcosθ,当增大檩条间的距离 d时,两弹力夹角增大,则两弹力增大,D正确。
故选D。
13. 如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物块受到的摩擦力的最大值大于4N
B. 后物块受静摩擦力
C. 时物块离出发点最远
D. 物块对墙壁的压力大于F
【答案】A
【解析】
【详解】A.开始时力F较小,则摩擦力较小,物块向下做加速运动,随着F的增大,物块的加速度减小,当加速度减到零时速度最大,此时
然后摩擦力将大于重力,物块做加速度增加的减速运动直到停止,可知物块受到的摩擦力的最大值大于4N,选项A正确;
BC.根据牛顿第二定律可知
其中
可得
a=10-5t(m/s2)
则当a=0时t=2s,此时物块的速度最大,后物块做减速运动,仍受滑动摩擦力,且此时离出发点还不是最远,选项BC错误;
D.由水平方向受力平衡可知,墙壁对物块的支持力为F,则物块对墙壁的压力等于F,选项D错误。
故选A。
14. 如图所示,在汽车车厢中悬挂一小球,实验表明,当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一稳定角度。若在车厢底板上还有一个照其相对静止的物体,则关于汽车的运动情况和物体的受力情况正确的是( )
A. 汽车一定向右做匀加速运动
B. 汽车一定向左做匀加速运动
C. 只受到重力和底板的支持力作用
D. 除受到重力、底板的支持力作用外,还受到水平向右的摩擦力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析可知
得
方向向右,汽车的加速度和小球加速度相同,汽车可能向右做加速运动或向左做减速运动,故AB错误;
CD.所受合力方向应向右。除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,故C错误,D正确;
故选D。
15. 如图所示,水平传送带以1m/s的速度逆时针匀速运行,现将一小滑块(视为质点)从A处由静止开始沿光滑固定斜面滑下,结果滑块以1m/s的速度滑上传送带的右端。若滑块从图示位置B(比A处低)由静止开始沿斜面滑下,则滑块在传送带上运动的过程中( )
A. 可能一直做加速运动 B. 可能一直做减速运动
C. 可能先做匀速运动后做加速运动 D. 可能先做减速运动后做匀速运动
【答案】A
【解析】
【详解】根据
v2=2aL
在滑块从A位置下滑的情况下,滑块通过斜面底端时的速度等于1m/s,B比A处低,则在滑块从B位置下滑的情况下,滑块通过斜面底端时的速度小于1m/s,若传送带足够长,则滑块在传送带上先做加速运动后做匀速运动;若传送带不够长,则滑块在传送带上一直做加速运动,A正确,BCD错误。
故选A。
16. 如图所示,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向左的拉力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的两倍。已知P、Q两物块的质量分别为mP=2kg、mQ=1kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度。则拉力F的大小为( )
A. 60N B. 50N C. 40N D. 30N
【答案】B
【解析】
【详解】开始时细绳的张力为
T1= mQg=10N
则当加一个水平向左的拉力F作用在P上后,轻绳的张力变为
T2= 20N
则由牛顿第二定律对Q
对P
解得
F=50N
故选B。
二、实验题(本题共2小题,共22分。)
17. 某同学在家利用身边器材做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。他找了木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、一个弹簧测力计和一根弹簧。为完成实验,他进行了如下步骤的操作:
(1)先测量找来的那根弹簧的劲度系数。他通过实验得到如图甲所示的弹力大小F与弹簧的伸长量x的关系图像,由此图像求得该弹簧的劲度系数________N/m(保留两位有效数字)。
(2)将木板放在水平桌面上,再用图钉把一张白纸钉在木板上,将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的A点,另一端拴两个细绳套,分别被弹簧测力计和弹簧钩住,将结点拉到某一合适位置。弹簧测力计的指针位置如图乙所示,其读数为________N;同时利用上一问中的结果获得弹簧上的弹力值,记下这两个力的大小及两细绳套的方向,同时记下结点O的位置。撤去弹簧,只用弹簧测力计,把橡皮筋的结点拉到与刚才相同的位置,并记下此时弹簧测力计的读数为,同时记下此细绳套的方向OD,如图丙所示。
(3)该同学选择合适的标度利用尺规作图,画出F1、F2与F这三个力的图示,并把三个力的图示的箭头端用直虚线相连,如图丁所示,观察构成的四边形的特点。
(4)改变拉力F1和F2的大小及方向,多次重做上述实验。该同学归纳出:在两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作________,这两个邻边之间的________就代表合力的大小和方向。
(5)某次实验中已知OB与OC的夹角略大于90°,若保持结点O的位置及OB方向不变,而将弹簧OC顺时针缓慢转动一小角度,其他操作均正确,则________。
A.弹簧的长度可能先变长后变短
B.弹簧的长度可能先变短后变长
C.弹簧测力计的示数一直增大
D.弹簧测力计的示数可能先减小后增大
【答案】 ①. 60 ②. 2.00 ③. 平行四边形 ④. 对角线 ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]根据胡克定律有
图像的斜率表示弹簧的劲度系数,由图可知
(2)[2]由图乙可知,弹簧测力计的最小分度为,其读数为。
(4)[3][4]在两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
(5)[5]某次实验中已知OB与OC的夹角略大于,若保持结点O的位置及OB方向不变,而将弹簧OC顺时针缓慢转动一小角度,如图所示
可知与都逐渐增大,弹簧的弹力逐渐增大,弹簧的长度逐渐变长;弹簧测力计的示数一直增大。
故选C。
18. 某实验小组利用图甲所示实验装置探究加速度与力、质量的关系,打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)下列做法正确的是________。
A. 调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 每次改变小桶及桶内砂子的总重力后,都需要重新补偿阻力
C. 实验时,先放开木块,再接通打点计时器的电源
(2)通过正确的操作,打出一条纸带如图所示,可求得“2”点的速度为___________m/s,小车的加速度为___________m/s2。(结果保留2位有效数字)
(3)实验中,沙和沙桶的总重力________(填“大于”“小于”或“等于”)绳子对小车的拉力,为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量________(填“远大于”或“远小于”)小车的质量。
(4)某同学在用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中忘记补偿阻力,轨道水平放置,得到如图丙所示直线,直线在纵轴上的截距为-a0。则由图像求得该木块与木板间的动摩擦因数为________。(重力加速度为g,结果用a0与g表示)
【答案】(1)A (2) ①. 0.36 ②. 0.16
(3) ①. 大于 ②. 远小于
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,从而减小实验误差,故A正确;
B.平衡摩擦力只需平衡一次即可,故B错误;
C.实验时,先接通打点计时器,再放开木块,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]由题可知,相邻计数点之间的时间间隔为
由运动学规律可知,打“2”点时小车的速度大小为
[2]根据运动学规律
可得,小车的加速度大小为
【小问3详解】
[1]对沙及沙桶,根据牛顿第二定律可得
解得
因此,实际上绳子拉力小于沙及沙桶的总重力。
[2]对沙、沙桶及小车整体受力分析,则有
结合上述结论
联立解得
只有当时,方有
即为了让沙和沙桶的总重力大小更接近绳子对小车的拉力,应让沙和沙桶的总质量远小于小车的质量。
【小问4详解】
当没有平衡摩擦力时,对小车则有
又因为
联立解得
结合图像可得
解得
三、计算题(本题共3小题,共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
19. 一小球从离地面高h=0.8m的水平桌面边缘无初速度掉落,最终静止在厚度不计的地毯上。假设整个过程中无反弹,小球可看成质点,空气阻力不计,取g=10m/s2。已知小球质量m=0.8kg。
(1)求小球的下落时间;
(2)求小球与地毯接触前瞬间的速度v的大小;
(3)若小球与地毯撞击过程用时Δt=0.1s后静止,求此过程中小球的加速度。
【答案】(1)0.4s
(2)4m/s (3)40m/s2,方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
由自由落体运动规律有h=gt2
解得t=0.4s
【小问2详解】
由自由落体运动规律有v2=2gh
解得v=4m/s
【小问3详解】
选竖直向下为正方向,则有
即此过程中小球的加速度大小为40m/s2,方向竖直向上。
20. 如图所示,倾角α=30°的粗糙斜面固定在地面,平行于斜面的轻绳通过定滑轮连接斜面上的物块A与物块B,轻质弹簧的右端与轻绳上的O点相连。系统静止时,轻质弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=60°,物块A和B的质量分别为mA=4kg,mB=2kg,弹簧的伸长量为,重力加速度取10m/s2。求:
(1)弹簧的弹力和劲度系数;
(2)物块A受到轻绳的拉力的大小;
(3)物块A受到斜面静摩擦力的大小和方向。
【答案】(1),200N/m
(2)40N (3)20N,方向沿斜面向下
【解析】
【小问1详解】
对OB绳与物块B整体进行受力分析,如图甲所示
根据平衡条件有kx-Fsin60°=0,Fcos60°-mBg=0
解得,F=40N,k=200N/m
【小问2详解】
同一根轻绳上弹力大小处处相等,结合上述可知,物块A受到轻绳的拉力的大小为F=40N
【小问3详解】
对物块A进行受力分析如图乙所示
根据平衡条件有F-mAgsin30°-Ff=0
解得Ff=20N
方向沿斜面向下。
21. 如图所示一足够长的斜面倾角为,斜面BC与水平面AB平滑连接,质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为。现使物体受到一水平向右的恒力作用,运动至B点时撤去该力(,,取)。求:
(1)物体在恒力作用下运动时的加速度大小;
(2)物体到达B点时的速度大小;
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离和物体返回到斜面底端时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)在水平面上,以物体为研究对象,根据牛顿第二定律可得
解得
(2)由M到B,根据速度位移公式可得
解得
(3)物体沿斜面向上滑行过程,根据牛顿第二定律可得
解得
根据速度位移公式可得
解得物体沿斜面向上滑行的最远距离为
物体沿斜面下滑过程,根据牛顿第二定律可得
解得
根据速度位移公式可得
解得物体返回到斜面底端时的速度大小为
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