精品解析:山东省烟台市招远市第二中学2025-2026学年高一上学期12月阶段检测物理试题
2026-09-02
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内容正文:
2025—2026学年度第一学期阶段检测
高一物理
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,时间90分钟。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑:第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内;写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。考试结束只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求,第10~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 以下描述了四个不同的运动过程,下列说法正确的是( )
①一架波音客机由静止经过20s加速达到起飞速度80m/s
②一辆自行车以3m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过4s到达坡路底端时,速度变为8m/s
③乒乓球以1.5m/s的速度垂直撞击墙壁,经过0.08s后,以1.3m/s的速度反向弹回
④一列动车在离开车站加速行驶中,用了100s使速度由72km/h增加到144km/h
A. 以上四个运动过程,速度变化量最大的是动车
B. 以上四个运动过程,速度变化率最大的是乒乓球
C. 以上四个运动过程,动车的末速度最大
D. 以上四个运动过程,加速度最大的是自行车
2. 小蔡同学在水平篮球场上拍篮球,如图所示,试分析篮球与地面作用时,篮球给地面的弹力的方向为( )
A. 斜左下 B. 斜右上 C. 竖直向上 D. 竖直向下
3. 如图所示,在固定的粗糙斜面体上,物体A恰好处于静止状态。轻触物体A后,物体A刚好能够沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 运动过程中物体A受重力、摩擦力、下滑力
B. 运动过程中物体A对斜面体的作用力竖直向下
C. 运动过程中斜面体对物体A的作用力沿斜面向上
D. 物体A最初静止和匀速运动过程中所受摩擦力大小相等,方向相反
4. 如图所示,图甲为质点a和b做直线运动的位移时间(x-t)图像,图乙为质点c和d做直线运动的速度时间(v-t)图像,由图可知( )
A. t1到t2时间内,b和d两个质点的运动方向均发生了改变
B. t1到t2时间内,b和d两个质点的速度一直减少
C. 若t1时刻a、b两质点第一次相遇,则t2时刻a、b两质点第二次相遇
D. 若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t2时刻c、d两质点第二次相遇
5. 如图所示,在竖直平面内固定一半圆形轨道,O为圆心,AB为水平直径。 有一小球从A点以不同的初速度向右水平抛出,不计空气阻力,则小球( )
A. 初速度越大,运动时间越长
B. 初速度不同,运动时间一定不同
C. 落到轨道的瞬间,速度方向可能沿半径方向
D. 落到轨道的瞬间,速度方向的反向延长线与水平直径的交点在O点的左侧
6. 如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面上P点以速度水平抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α。若把水平抛出的初速度变为2,仍落在斜面上,则下列说法正确的是( )
A. 夹角α将变大
B. 夹角α将变小
C. 小球在空中的运动时间变为原来的倍
D. 小球在空中运动的水平距离一定变为原来的4倍
7. 飞镖扎气球是一种民间娱乐游戏项目,其示意图如图甲所示,靶面竖直固定,O点为镖靶中心,OP水平、OQ竖直,靶面图如图乙所示。若每次都在空中同一位置M点水平射出飞镖,且M、O、Q三点在同一竖直平面,忽略空气阻力。关于分别射中靶面O、P、Q三点的飞镖,下列说法正确的是( )
A. 射中O点的飞镖射出时的速度最小
B. 射中P点的飞镖射出时的速度最大
C. 射中Q点的飞镖速度变化量最小
D. 射中O、P两点的飞镖空中飞行位移相等
8. 如图所示,用轻绳系住一质量为的匀质大球,大球和竖直墙壁之间放置一质量为的匀质小球,各接触面均光滑。系统处于静止状态时,轻绳与竖直墙壁之间的夹角为,两球心连线与轻绳之间的夹角为,则两球的质量、的关系为( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳的一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2),下列说法中正确的是( )
A. 小球的受力个数不变
B. 若剪断的是弹簧,剪断瞬间小球的加速度向左
C. 小球立即向左运动,且a=10m/s2
D. 小球立即向左运动,且a=8m/s2
10. 图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度。根据图像分析可知( )
A. 到的过程中,人先处于失重状态再处于超重状态
B. 人的重力可由点读出,约为
C. 点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D. 人上升的最大高度约为
11. 如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示,以下说法正确的是( )
A. 0~2秒物体受到的摩擦力是2N
B. 物体的质量为0.5kg
C. 4~6s,物体受到的摩擦力为2N
D. 2~6s,物体与地面间的摩擦因数为0.5
12. 如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则在此过程中( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
13. 如图所示,小滑块P套在竖直固定的光滑长杆上,小物块Q与P用跨过定滑轮的足够长无弹性轻绳连接。将P从位置a由静止释放,经过位置b时,左边轻绳刚好水平,图中ab=bc(忽略所有摩擦),则( )
A. 滑块P从a到b的过程,物块Q先做加速运动后做减速运动
B. 滑块P运动到b位置时,物块Q的速度不为零
C. 滑块P运动到b位置时,滑块P的加速度为重力加速度
D. 滑块P从b到c的过程,物块Q的速度大小可能大于滑块P的速度大小
14. 如图所示,小车板面上的物体质量为m=8kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1,随即以1的加速度做匀加速直线运动。下列说法中正确的是( )
A. 此过程,物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化
B. 此过程,物体受到的摩擦力先减小后不变
C. 当小车加速度(向右)为0.75时,物体不受摩擦力作用
D. 小车以1的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为2N
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、本题共2小题,共14分。其中15小题5分,16小题9分。把答案填写在答题卡中的相应位置上。
15. 某同学想做“验证力的平行四边形定则”的实验,现有如下实验器材:一重物、木板、白纸、图钉、刻度尺、细绳套和一只弹簧测力计A。
(1)为了完成实验,他找来一根轻弹簧B,用刻度尺和弹簧秤测量轻弹簧的长度l和弹力F,作出如图甲所示图像,根据图像,求得该弹簧的劲度系数________(计算结果保留两位有效数字)。
(2)为“验证力的平行四边形定则”,又进行了如下实验:
①将贴有白纸的木板竖直固定,弹簧测力计A上端悬挂于固定点P,下端用细线挂重物Q,测出重物Q的重力G,如图乙所示;
②将轻弹簧B的右端用细线系于O点,手拉轻弹簧的左端,使结点O静止在某位置,如图丙所示。测量轻弹簧B的________和读出弹簧测力计A的示数,并在白纸上记录O点的位置和三条细线的方向;
③根据图甲求出轻弹簧B的弹力,在白纸上作出各力的图示,验证力的平行四边形定则是否成立;
④改变弹簧的拉力,进行多次实验。
下列操作正确的是________。
A.细线方向应与木板平面平行
B.弹簧可以贴在木板上
C.改变拉力进行多次实验时,每次都要使O点静止在同一位置
⑤改变弹簧的拉力时,发现两次结点O的位置与P刚好在同一直线上,如图丁所示,则相比第一次,弹簧B的长度变化情况是________。(选填“变长”“变短”“不变”或“都有可能”)
16. 某学校实验小组采用教材中提供的两种参考案例完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)参考案例一如图甲,两个小车放在已平衡摩擦力的长木板上,前端各系一条细线,细线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。两个小车后端各系一条细线,用一个黑板擦把两条细线同时按在木板上,使小车静止。抬起黑板擦,两小车同时开始运动,按下黑板擦,两小车同时停下来。若用刻度尺测出两小车通过的位移大小分别为、,则它们的加速度大小之比为_____。
(2)参考案例二如图乙。
①在实验操作中,下列说法正确的是_____。
A.平衡摩擦力时,需要在跨过定滑轮的细线上挂上槽码
B.实验时,应先接通打点计时器的电源,再放开小车
C.每改变一次小车的质量,都需要重新平衡摩擦力
D.为了减小误差,一定要保证槽码的总质量远小于小车的质量
②图丙给出了打点计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用的交流电频率为。根据纸带可知,小车的加速度大小为_____。(结果保留三位有效数字)
③图丁为某同学利用实验数据画出的小车加速度与小车质量倒数的关系图像。该同学发现做实验时忘记了平衡摩擦力,也没有记下槽码的总质量,但在实验中满足槽码的总质量远小于小车的质量,重力加速度取。根据图像可求出小车与长木板间的动摩擦因数约为_____;槽码的总质量约为_____。
三、本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
17. 如图所示,轻绳的一端与氦气球连接,另一端与放在粗糙地面上的重物相连,由于水平风力作用,轻绳与竖直方向的夹角,重物保持静止不动。已知氦气球飘浮在空中,受到竖直向上的浮力大小为,重物的质量为,不计气球重力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。求:
(1)水平风力的大小F、轻绳的拉力大小;
(2)重物对地面的压力大小;
(3)重物与地面间的动摩擦因数至少为多大。
18. 将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度和之比为3:7。重力加速度大小取,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
19. 如图所示,倾角的足够长固定斜面底端有质量的物体,在沿斜面向上的拉力F作用下由静止开始运动,一段时间后撤去拉力F。已知拉力大小,物体沿斜面向上运动的时间,物体与斜面间的动摩擦因数,重力加速度大小取。求:
(1)物体沿斜面上滑的位移大小;
(2)物体沿斜面向下运动的时间。
20. 如图所示,在光滑的水平面上有一长、质量的木板,在木板右端有一质量的小物块(视为质点),小物块与木板间的动摩擦因数,开始时木板与小物块均静止。现用水平恒力向右拉木板,取重力加速度大小。
(1)在力的作用下,木板与小物块要保持相对静止,求的最大值;
(2)若力为,且一直作用在木板右端,求小物块从木板左端脱离所需的时间;
(3)若力为,小物块最终没有从木板上脱离,求力作用在木板上的最长时间。
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2025—2026学年度第一学期阶段检测
高一物理
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,时间90分钟。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑:第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内;写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。考试结束只交答题卡。
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~9题只有一项符合题目要求,第10~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 以下描述了四个不同的运动过程,下列说法正确的是( )
①一架波音客机由静止经过20s加速达到起飞速度80m/s
②一辆自行车以3m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过4s到达坡路底端时,速度变为8m/s
③乒乓球以1.5m/s的速度垂直撞击墙壁,经过0.08s后,以1.3m/s的速度反向弹回
④一列动车在离开车站加速行驶中,用了100s使速度由72km/h增加到144km/h
A. 以上四个运动过程,速度变化量最大的是动车
B. 以上四个运动过程,速度变化率最大的是乒乓球
C. 以上四个运动过程,动车的末速度最大
D. 以上四个运动过程,加速度最大的是自行车
【答案】B
【解析】
【详解】速度变化量是矢量,比较大小取绝对值,速度变化率等于加速度,比较大小取绝对值
统一单位可得,
客机速度变化量和速度变化率分别为,
自行车速度变化量和速度变化率分别为,
设初速度方向为正,则乒乓球速度变化量和速度变化率分别为,
动车速度变化量和速度变化率分别为,
A.速度变化量最大的是客机(),不是动车,故A错误;
B.速度变化率即加速度大小,乒乓球加速度最大,故B正确;
C.客机末速度大于动车的,故C错误;
D.加速度最大的是乒乓球,不是自行车,故D错误。
故选B。
2. 小蔡同学在水平篮球场上拍篮球,如图所示,试分析篮球与地面作用时,篮球给地面的弹力的方向为( )
A. 斜左下 B. 斜右上 C. 竖直向上 D. 竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】弹力方向总垂直于接触面指向受力物体,所以篮球给地面的弹力的方向为竖直向下。
故选D。
3. 如图所示,在固定的粗糙斜面体上,物体A恰好处于静止状态。轻触物体A后,物体A刚好能够沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 运动过程中物体A受重力、摩擦力、下滑力
B. 运动过程中物体A对斜面体的作用力竖直向下
C. 运动过程中斜面体对物体A的作用力沿斜面向上
D. 物体A最初静止和匀速运动过程中所受摩擦力大小相等,方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.运动过程中物体A受重力、摩擦力和斜面的支持力作用,A错误;
BC.运动过程中物体处于平衡状态,斜面体对物体A的作用力与物体的重力等大反向,则斜面体对物体的作用力竖直向上,由牛顿第三定律可知物体A对斜面体的作用力竖直向下,B正确,C错误;
D.物体A最初静止和匀速运动过程中所受摩擦力大小相等,均为mgsinθ,方向相同,均沿斜面向上,D错误。
故选B。
4. 如图所示,图甲为质点a和b做直线运动的位移时间(x-t)图像,图乙为质点c和d做直线运动的速度时间(v-t)图像,由图可知( )
A. t1到t2时间内,b和d两个质点的运动方向均发生了改变
B. t1到t2时间内,b和d两个质点的速度一直减少
C. 若t1时刻a、b两质点第一次相遇,则t2时刻a、b两质点第二次相遇
D. 若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t2时刻c、d两质点第二次相遇
【答案】C
【解析】
【详解】A.x-t图线切线的斜率表示速度,由甲图可知,t1到t2时间内,b质点图线的斜率先负后正,即其速度先沿负方向后沿正方向,速度方向发生变化,由乙图可知,t1到t2时间内,d质点的速度始终为正值,即质点的运动方向沿正方向,没有改变,故A错误;
B.t1到t2时间内,b质点速度先减小后增大,d质点的速度先减少后增大,故B错误;
C.x-t图线的交点表示相遇,所以若t1时刻a、b两质点第一次相遇,则t2时刻a、b两质点第二次相遇,故C正确;
D.v-t图线的交点表示速度相同,图线与横轴所围区域的面积表示位移,若t1时刻c、d两质点第一次相遇,则t1到t2时间内,c质点的位移大于d质点的位移,所以t2时刻c质点在前d质点在后,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,在竖直平面内固定一半圆形轨道,O为圆心,AB为水平直径。 有一小球从A点以不同的初速度向右水平抛出,不计空气阻力,则小球( )
A. 初速度越大,运动时间越长
B. 初速度不同,运动时间一定不同
C. 落到轨道的瞬间,速度方向可能沿半径方向
D. 落到轨道的瞬间,速度方向的反向延长线与水平直径的交点在O点的左侧
【答案】D
【解析】
【详解】AB.平抛运动的时间由高度决定,与水平初速度无关,初速度大时,与半圆接触时下落的距离不一定比速度小时下落的距离大;初速度大小不同的小球下落的高度也可能相等,如碰撞点是关于半圆过O点的竖直轴对称的两个点,它们运动的时间却相等,故AB错误;
C.若小球落到半圆形轨道的瞬间垂直撞击半圆形轨道,即速度方向沿半径方向,则此时速度方向与水平方向的夹角是此时位移方向与水平方向夹角的2倍,但根据平抛运动推论可知:同一位置速度方向与水平方向夹角的正切值是此时位移与水平方向夹角正切值的两倍。由数学知识可知两者相互矛盾,则小球的速度方向不会沿半径方向,故C错误;
D.小球做平抛运动,根据平抛运动推论可知,落到轨道的瞬间,此时速度方向的反向延长线交于此时小球水平位移的中点,由于小球落在轨道上的水平位移小于水平直径AB,所以可推知速度方向的反向延长线与水平直径的交点一定在O点的左侧,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面上P点以速度水平抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α。若把水平抛出的初速度变为2,仍落在斜面上,则下列说法正确的是( )
A. 夹角α将变大
B. 夹角α将变小
C. 小球在空中的运动时间变为原来的倍
D. 小球在空中运动的水平距离一定变为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】C.根据
可得小球在空中运动的时间为
所以当初速度变为原来的2倍,则小球运动的时间变为原来的2倍,故C错误;
AB.小球落在斜面上时,小球速度与水平方向的夹角的正切值为,
因为θ不变,则速度与水平方向的夹角β不变,则由α=β-θ可知α不变,与初速度无关,故AB错误;
D.小球在空中运动的水平距离为
所以当速度变为原来的2倍,小球在空中运动的水平距离一定变为原来的4倍,故D正确。
故选D。
7. 飞镖扎气球是一种民间娱乐游戏项目,其示意图如图甲所示,靶面竖直固定,O点为镖靶中心,OP水平、OQ竖直,靶面图如图乙所示。若每次都在空中同一位置M点水平射出飞镖,且M、O、Q三点在同一竖直平面,忽略空气阻力。关于分别射中靶面O、P、Q三点的飞镖,下列说法正确的是( )
A. 射中O点的飞镖射出时的速度最小
B. 射中P点的飞镖射出时的速度最大
C. 射中Q点的飞镖速度变化量最小
D. 射中O、P两点的飞镖空中飞行位移相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.飞镖做平抛运动,由平抛运动的规律有,x=v0t
解得飞镖飞行时间,飞镖初速度
对于射中靶面O、P、Q三点的飞镖,有hO=hP<hQ,则tO=tP<tQ
即射中O、P两点的飞镖空中飞行时间相等,射中Q点的飞镖在空中飞行时间最长。
在水平方向上有xQ=xO<xP,可得vQ<vO<vP
即射中Q点的飞镖射出时的速度最小,射中P点的飞镖射出时的速度最大,故A错误,B正确;
C.射中Q点的飞镖在空中飞行运动最长,加速度为g,根据Δv=gt可知速度变化量最大,故C错误。
D.射中O点和P点的飞镖竖直位移相同,但水平位移不同,射中P点的飞镖水平位移更大,所以射中O点和P点的飞镖的位移大小不同,故D错误。
故选B。
8. 如图所示,用轻绳系住一质量为的匀质大球,大球和竖直墙壁之间放置一质量为的匀质小球,各接触面均光滑。系统处于静止状态时,轻绳与竖直墙壁之间的夹角为,两球心连线与轻绳之间的夹角为,则两球的质量、的关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设绳子拉力为,墙壁支持力为,两球之间的弹力为,将两个球作为一个整体进行受力分析,如图所示
根据平衡条件有
对小球进行受力分析,如图所示
根据平衡条件有
解得
故选C。
9. 如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳的一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2),下列说法中正确的是( )
A. 小球的受力个数不变
B. 若剪断的是弹簧,剪断瞬间小球的加速度向左
C. 小球立即向左运动,且a=10m/s2
D. 小球立即向左运动,且a=8m/s2
【答案】D
【解析】
【详解】A.在剪断轻绳前,小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡,根据共点力平衡得,弹簧的弹力大小为
剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力仍然为10N,小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用,小球的受力个数发生改变,故A错误;
CD.小球所受的最大静摩擦力为
根据牛顿第二定律得小球的加速度为
合力方向向左,所以小球向左运动,故C错误,D正确;
B.剪断弹簧的瞬间,轻绳对小球的拉力瞬间为零,此时小球所受的合力为零,则小球的加速度为零,故B错误。
故选D。
10. 图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图,图中的小黑点表示人的重心,图乙是地板所受压力随时间变化的图像,取重力加速度。根据图像分析可知( )
A. 到的过程中,人先处于失重状态再处于超重状态
B. 人的重力可由点读出,约为
C. 点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点
D. 人上升的最大高度约为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.人的重力从a点读出约为1000N,质量约为100kg;b到c的过程中,压力从400N增加到2000N,压力先小于重力后大于重力,所以人先处于失重状态再处于超重状态,故A正确,B错误;
C.从d点到e点压力等于零,表明在d点是人双脚离开地板的一瞬间,从d点到e点人在空中运动,e点是人落回地板的一瞬间,故C错误;
D.从d点到e点人在空中运动,人在空中运动的时间
人上升的最大高度约为
故D正确。
故选AD。
11. 如图甲所示,水平地面上的一个物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示,以下说法正确的是( )
A. 0~2秒物体受到的摩擦力是2N
B. 物体的质量为0.5kg
C. 4~6s,物体受到的摩擦力为2N
D. 2~6s,物体与地面间的摩擦因数为0.5
【答案】BC
【解析】
【详解】A.0~2秒物体静止不动,受到的静摩擦力大小等于拉力F1,即f1=F1=1N,A错误;
C.4~6秒,物体匀速运动,则受到的摩擦力为f=F3=2N,C正确;
B.2~4秒,物体加速运动的加速度
根据牛顿第二定律
解得物体的质量为m=0.5kg,B正确;
D.2~6秒,物体与地面间的摩擦因数为,D错误。
故选BC。
12. 如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则在此过程中( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】BD
【解析】
【详解】如图所示,以物块N为研究对象,它在水平向左拉力F作用下,缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中,水平拉力F逐渐增大,绳子拉力T逐渐增大;
对M受力分析可知,若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加,则摩擦力f也逐渐增大;若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上,则随着绳子拉力T的增加,摩擦力f可能先减小后增加.故本题选BD.
13. 如图所示,小滑块P套在竖直固定的光滑长杆上,小物块Q与P用跨过定滑轮的足够长无弹性轻绳连接。将P从位置a由静止释放,经过位置b时,左边轻绳刚好水平,图中ab=bc(忽略所有摩擦),则( )
A. 滑块P从a到b的过程,物块Q先做加速运动后做减速运动
B. 滑块P运动到b位置时,物块Q的速度不为零
C. 滑块P运动到b位置时,滑块P的加速度为重力加速度
D. 滑块P从b到c的过程,物块Q的速度大小可能大于滑块P的速度大小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.将P从位置a由静止释放,刚释放的瞬间,Q向下加速运动,当P经过位置b时,根据运动的分解可知,b点P速度沿绳子方向的分速度为0,则此时Q速度也为0,由此可知,滑块P从a到b的过程,物块Q先做加速运动后做减速运动,故A正确,B错误;
C.滑块P运动到b位置时,滑块P竖直方向只受重力作用,则加速度为重力加速度,C正确;
D.滑块P从b到c的过程,物块Q的速度大小等于滑块P的速度沿绳子方向的分速度,(θ为细绳与杆的夹角)可知物块Q的速度一定小于滑块P的速度大小,D错误。
故选AC。
14. 如图所示,小车板面上的物体质量为m=8kg,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1,随即以1的加速度做匀加速直线运动。下列说法中正确的是( )
A. 此过程,物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化
B. 此过程,物体受到的摩擦力先减小后不变
C. 当小车加速度(向右)为0.75时,物体不受摩擦力作用
D. 小车以1的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为2N
【答案】ACD
【解析】
【详解】ABD.物体静止时,弹簧弹力与静摩擦力平衡,此时静摩擦力方向水平向左,大小为6N
当小车的加速度a=1m/s2时,假设此时物体相对小车静止,根据牛顿第二定律有
解得小车对物体的摩擦力大小,方向水平向右
可知在整个过程中,物体相对小车始终保持静止,则弹簧弹力不变,物体所受摩擦力先减小后增大,最后不变。故AD正确,B错误;
C. 当小车加速度(向右)为a1=0.75时,根据牛顿第二定律有
解得,故C正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、本题共2小题,共14分。其中15小题5分,16小题9分。把答案填写在答题卡中的相应位置上。
15. 某同学想做“验证力的平行四边形定则”的实验,现有如下实验器材:一重物、木板、白纸、图钉、刻度尺、细绳套和一只弹簧测力计A。
(1)为了完成实验,他找来一根轻弹簧B,用刻度尺和弹簧秤测量轻弹簧的长度l和弹力F,作出如图甲所示图像,根据图像,求得该弹簧的劲度系数________(计算结果保留两位有效数字)。
(2)为“验证力的平行四边形定则”,又进行了如下实验:
①将贴有白纸的木板竖直固定,弹簧测力计A上端悬挂于固定点P,下端用细线挂重物Q,测出重物Q的重力G,如图乙所示;
②将轻弹簧B的右端用细线系于O点,手拉轻弹簧的左端,使结点O静止在某位置,如图丙所示。测量轻弹簧B的________和读出弹簧测力计A的示数,并在白纸上记录O点的位置和三条细线的方向;
③根据图甲求出轻弹簧B的弹力,在白纸上作出各力的图示,验证力的平行四边形定则是否成立;
④改变弹簧的拉力,进行多次实验。
下列操作正确的是________。
A.细线方向应与木板平面平行
B.弹簧可以贴在木板上
C.改变拉力进行多次实验时,每次都要使O点静止在同一位置
⑤改变弹簧的拉力时,发现两次结点O的位置与P刚好在同一直线上,如图丁所示,则相比第一次,弹簧B的长度变化情况是________。(选填“变长”“变短”“不变”或“都有可能”)
【答案】(1)15 (2) ①. 长度(或伸长量) ②. A ③. 都有可能
【解析】
【小问1详解】
根据胡克定律可知图像的斜率表示劲度系数,则有
【小问2详解】
[1]步骤②中,为了获得轻弹簧B的拉力,则需要测量其长度(或伸长量)。
[2]A.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故A正确;
B.弹簧如果贴在木板上,弹簧和木板之间存在摩擦等因素的干扰,影响弹簧弹力的测量结果,故B错误;
C.改变拉力,进行多次实验时,两弹簧测力计的拉力合成后的合力,其大小和方向总是与重物的重力等大反向,则不需要使O点静止在同一位置,故C错误。
故选A。
[3]对两次平衡时的结点O受力分析,重物的重力恒定,弹簧测力计A的方向不变,力的大小变大,两者的合力可能变大,也可能变小,即轻弹簧B的弹力可能变大,也可能变小或不变,即长度可能更长、更短或不变。
16. 某学校实验小组采用教材中提供的两种参考案例完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)参考案例一如图甲,两个小车放在已平衡摩擦力的长木板上,前端各系一条细线,细线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可放砝码。两个小车后端各系一条细线,用一个黑板擦把两条细线同时按在木板上,使小车静止。抬起黑板擦,两小车同时开始运动,按下黑板擦,两小车同时停下来。若用刻度尺测出两小车通过的位移大小分别为、,则它们的加速度大小之比为_____。
(2)参考案例二如图乙。
①在实验操作中,下列说法正确的是_____。
A.平衡摩擦力时,需要在跨过定滑轮的细线上挂上槽码
B.实验时,应先接通打点计时器的电源,再放开小车
C.每改变一次小车的质量,都需要重新平衡摩擦力
D.为了减小误差,一定要保证槽码的总质量远小于小车的质量
②图丙给出了打点计时器在纸带上打出的一些计数点,相邻的两个计数点间还有4个点未画出,打点计时器所用的交流电频率为。根据纸带可知,小车的加速度大小为_____。(结果保留三位有效数字)
③图丁为某同学利用实验数据画出的小车加速度与小车质量倒数的关系图像。该同学发现做实验时忘记了平衡摩擦力,也没有记下槽码的总质量,但在实验中满足槽码的总质量远小于小车的质量,重力加速度取。根据图像可求出小车与长木板间的动摩擦因数约为_____;槽码的总质量约为_____。
【答案】(1)
(2) ①. BD##DB ②. 1.80 ③. 0.1 ④. 0.025
【解析】
【小问1详解】
根据位移时间关系,时间相等情况下,位移比等于加速度之比,即它们的加速度大小之比为。
【小问2详解】
①[1] AC.补偿阻力时,不能在跨过定滑轮的细线上挂上槽码,需要靠小车自身重力沿斜面向下的分力作用平衡阻力,改变小车质量后,不需要再重新平衡摩擦力,故AC错误;
B.为了节约纸带同时获取更多的数据点,则应先接通电源再释放小车,故B正确;
D.为了使槽码的重力为小车所受的合外力,需要槽码总质量远小于小车的质量,故D正确。
故选BD。
②[2]根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得加速度
③[3][4]根据牛顿第二定律
可得
结合图像可得,
可得,
三、本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
17. 如图所示,轻绳的一端与氦气球连接,另一端与放在粗糙地面上的重物相连,由于水平风力作用,轻绳与竖直方向的夹角,重物保持静止不动。已知氦气球飘浮在空中,受到竖直向上的浮力大小为,重物的质量为,不计气球重力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。求:
(1)水平风力的大小F、轻绳的拉力大小;
(2)重物对地面的压力大小;
(3)重物与地面间的动摩擦因数至少为多大。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对气球受力分析,将沿水平方向和竖直方向分解,如图所示
根据平衡条件,水平方向
竖直方向
联立可得
,
【小问2详解】
重物受到地面的支持力
由牛顿第三定律得重物对地面的压力
【小问3详解】
根据平衡条件,地面对重物的摩擦力与风力大小相等方向相反
解得动摩擦因数最小为
18. 将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度和之比为3:7。重力加速度大小取,忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。
【答案】
【解析】
【详解】频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,每相邻两个球之间被删去3个影像,故相邻两球的时间间隔为
设抛出瞬间小球的速度为,每相邻两球间的水平方向上位移为x,竖直方向上的位移分别为、,根据平抛运动位移公式有,,
令,则有
已标注的线段、分别为,
则有
整理得
故在抛出瞬间小球的速度大小为
19. 如图所示,倾角的足够长固定斜面底端有质量的物体,在沿斜面向上的拉力F作用下由静止开始运动,一段时间后撤去拉力F。已知拉力大小,物体沿斜面向上运动的时间,物体与斜面间的动摩擦因数,重力加速度大小取。求:
(1)物体沿斜面上滑的位移大小;
(2)物体沿斜面向下运动的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物体在拉力作用下向上运动,受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
又
解得加速度大小为
撤去拉力,物体受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
设向上加速时间为,向上减速时间为,则有,
解得,
则物体沿斜面上滑的位移大小为
解得
【小问2详解】
物体沿斜面向下运动,物体受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据
解得
20. 如图所示,在光滑的水平面上有一长、质量的木板,在木板右端有一质量的小物块(视为质点),小物块与木板间的动摩擦因数,开始时木板与小物块均静止。现用水平恒力向右拉木板,取重力加速度大小。
(1)在力的作用下,木板与小物块要保持相对静止,求的最大值;
(2)若力为,且一直作用在木板右端,求小物块从木板左端脱离所需的时间;
(3)若力为,小物块最终没有从木板上脱离,求力作用在木板上的最长时间。
【答案】(1)
(2)
(3)或写为
【解析】
【小问1详解】
根据题意取最大值时,小物块与木板之间为最大静摩擦力,对于小物块由牛顿第二定律可得
此时二者仍保持相对静止,对于整体由牛顿第二定律可得
代入数据解得
【小问2详解】
根据题意,此时小物块与木板之间已经发生相对滑动,对于小物块由牛顿第二定律可得
对于木板由牛顿第二定律可得
当小物块从木板上脱离时,木板比小物块多运动
由运动学公式可得
代入数据解得
【小问3详解】
根据题意,力应在小物块运动至木板中间某一位置撤去,设作用的时间为时,小物块恰好从右端脱离,则小物块在时的速度位移
木板在时的速度
位移
小物块运动至木板的左端时,恰好与其共速。设从力撤去到共速的时间为。在此过程中,小物块的加速度不变。对于木板有由牛顿第二定律可得
由运动学公式及速度关系可得
木板的总位移比小物块的总位移多
由位移关系可得
代入数据解得或写为
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