内容正文:
广州市第二中学2025学年第一学期期末考试
高一物理
本试卷共7页,15小题,满分为100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必用2B铅笔在“考生号”处填涂考生号。用黑色字迹的钢笔或签字笔填写个人信息;
2、选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;
3、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(共7题,每题4分,共28分。每题所给的四个选项中,只有一个正确答案,选错或多选均不得分。)
1. 北京时间2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,飞船入轨后采用自主快速交会对接模式,约3.5小时后与空间站天和核心舱前向端口完成对接。下列说法正确的是( )
A. 研究飞船与空间站进行对接时可将其视为质点
B. 运载火箭点火发射瞬间的速度为零,故加速度也为零
C. 飞船绕地球飞行一周,平均速度为0
D. 进入既定轨道后,航天员用台秤测量某物体质量,台秤示数与地面测量值相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究飞船与空间站对接时,需考虑其形状、尺寸和相对位置(如对接端口),这些因素对问题有显著影响,因此不能忽略其大小而视为质点,故A错误;
B.运载火箭点火发射瞬间,速度为零,点火时推力远大于重力,加速度不为零,故B错误;
C.飞船绕地球飞行一周,位移为零。平均速度定义为位移与时间的比值(),位移为零时平均速度必为零,故C正确;
D.在轨道上,飞船处于失重状态,台秤测量的是物体对台秤的压力(即视重),而视重为零或极小,地面测量值基于重力作用下的重量,故D错误。
故选C。
2. 深圳10后“小孩姐”吴童雨在2025全国骑射巡回赛暨环球骑射大师赛上火力全开,12秒内五连射皆精准命中靶心助力中国队晋级。如图甲所示在某次骑马射箭比赛中,吴童雨骑马沿直线匀速前进,速度大小为,射出的箭做匀速直线运动,速度大小为,靶中心P距离为d,垂足为A,如图乙所示。不计重力与空气阻力,关于此次射箭过程,下列说法正确的是( )
A. 选手想要射中靶心,则应瞄准靶心放箭
B. 选手想要射中靶心,必须在到达A点之前某处把箭射出
C. 为保证箭能命中靶心,则箭射中靶心的最短时间为
D. 为保证箭能命中靶心,则箭射中靶心的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.箭射出后,有沿方向的分速度,若选手瞄准靶心放箭,则箭的合速度不会指向靶心,箭不会射中靶心,故A错误;
B.箭射出后有沿直线匀速前进的速度和沿射出方向的匀速运动的速度,根据运动的合成可知,只要箭的合速度方向指向P点,均能射中靶心,不一定必须在到达A点之前某处把箭射出,故B错误;
CD.当箭垂直方向射出后命中靶心时所用时间最短,则箭运动的最短时间为,故C错误,D正确。
故选D。
3. 某蹦床运动员在训练过程中与网接触后,竖直向上弹离,经过时间,又重新落回网上。以运动员离开网的时刻作为计时起点,以离开的位置作为位移起点,规定竖直向上为正方向,忽略空气阻力,下列描述运动员位移x、速度v、加速度a、所受合力F随时间t变化的图像中,与上述过程相符的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由对称性可知,运动员上升、下降时间相等均为,取向上为正方向
A.根据公式可得
运动员运动的位移与时间的关系式为
则图像为开口向下的抛物线,故A错误;
B.根据公式可得
运动员运动的速度与时间的关系式为
则图像为一条向下倾斜的直线,故B正确;
C D.整个运动过程中,运动员只受重力作用,加速度一直为重力加速度,则合力F和加速度a不随时间变化,故C、D均错误;
故选B。
4. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其双手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学在1~2s内先超重后失重
B. 1~2s内,该同学正在进行放下身体的动作
C. 0~8s内,该同学进行了两次完整的拉起和放下的动作
D. 该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.从传感器的示数可知该同学1~2s内先失重再超重,故A错误;
BC.人在进行放下身体的动作过程中,先向下加速运动,此时加速度的方向向下,故人处于失重状态,最后人处于静止状态,所以后半段人向下做减速运动,加速度的方向向上,此过程人处于超重状态,结合图像可以看出,1s时人放下身体,2s时过程结束。0~8s内,该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体,故B正确,C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,该同学拉起身体过程中人对单杠压力等于单杠对人的支持力,故D错误。
故选B。
5. 某同学设计的一个小实验如图所示,他将轻绳AB的一端系在手指上,另一端系在轻杆的A端,杆的左端顶在掌心上C点,组成一个“三角支架”,在杆的A端用另一轻绳AD悬挂一重物,并保持静止,轻杆AC水平,则( )
A. 轻绳AB和轻绳AD拉力大小相等
B. 杆对A端施加的弹力方向不沿杆方向
C. 所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大
D. 杆对手掌施加的弹力是由于手掌形变产生
【答案】C
【解析】
【详解】A.轻绳AB和轻绳AD是两根绳,其弹力大小不一定相同,A错误;
B.以C为轴分析,杆不转动,A对轻杆的力一定沿杆方向,所以杆对A端施加的力方向沿杆方向,B错误;
C.细绳和杆对手的作用力与物体所受的重力相平衡,即
当物体质量增大时,增大,所以细绳和杆对手的作用力增大,C正确;
D.杆对手掌施加的弹力是由杆(施力物体)的形变产生的,D错误。
故选C。
6. 消毒碗柜的金属碗架可以将半圆形碗竖直放置于两条金属杆之间,如图所示。取某个碗的正视图如图所示,其中、分别为两光滑水平金属杆,碗始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 若减小a、b间距,碗的合力减小
B. 若减小a、b间距,杆受到的弹力不变
C. 若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于、杆之间,碗受到杆的作用力变大
D. 若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,碗受到杆的作用力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.若减小a、b间距,碗仍保持竖直静止,碗的合力仍为零,即碗的合力不变,故A错误;
B.对碗受力分析,如图所示
设b杆对碗的弹力F2与竖直方向的夹角为,则有
若减小a、b间距,则减小,减小,即a杆受到的弹力减小,故B错误;
C.若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,则减小,根据
可知碗受到杆的作用力变小,故C错误;
D.若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,碗受到杆的作用力与碗的重力等大反向,则碗受到杆的作用力不变,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时,2号突然两手一滑没抓稳,3、4号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为m,重力加速度为g,忽略空气阻力,那么在2号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0
B. 2号猴子的加速度大小为g,方向竖直向上
C. 杨树所受的弹力变为2mg
D. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为3mg
【答案】B
【解析】
【详解】A.在2号猴子手滑后的一瞬间,3、4号猴子整体瞬时速度为0,只受重力作用,运动状态相同,由牛顿第二定律可知,整体加速度为g,故A错误;
BC.设杨树的弹力为,松手前4只猴子处于受力平衡状态,满足,松手的瞬间杨树所受弹力不变,1、2号猴子整体运动状态相同,根据牛顿第二定律,1、2号猴子整体满足
解得,方向竖直向上,故B正确,C错误;
D.设1号猴子对2号猴子的作用力为,对2号猴子单独分析有
得,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(共3题,每题6分,共18分。每题所给的四个选项中,有多个正确答案,全部选对得6分,错选得0分,选对但不全得3分。)
8. 航空事业的发展离不开风洞试验,其简化模型如图a所示。在光滑的水平轨道上停放相距x0=8m的甲、乙两车,其中乙车是风力驱动车。弹射装置使甲车获得v0=30m/s的瞬时速度,向乙车运动的同时,乙车的风洞开始工作,将风吹向固定在甲车上的挡风板,从而使乙车获得了速度,测绘装置得到了甲、乙两车的v—t图像如图乙所示,设两车始终未相撞。则( )
A. 在t1时刻两车相遇
B. 图中t1对应的时刻为0.2s
C. 乙车的加速度为50m/s2
D. 两车相距最近时的距离为3m
【答案】BC
【解析】
【详解】ABD.由图可得甲车的加速度大小为
设时刻两车速度相等为,
图像的面积表示物体的位移,由图像可知时间内甲车的位移为
同理,乙车的位移为
由于,可得两车相距最近时的距离,所以时刻两车不相遇,故AD错误,B正确;
C.由图可得乙车的加速度大小为,故C正确。
故选BC。
9. 工厂流水线上,工件从水平平台边缘以水平抛出(视为质点),恰好无碰撞沿着切线从顶端A进入倾角为的倾斜传送带,传送带以恒定速率v=6m/s顺时针匀速转动,两端A、B的距离为6.55m,工件与传送带间动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,已知,,g =10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 工件从A点进入传送带的速度大小为5m/s
B. 工件进入传送带前在空中运动时间为0.3s
C. 工件在传送带上所受摩擦力方向先沿斜面向上,再沿斜面向下
D. 工件在传送带上运动时间为1.1s
【答案】AB
【解析】
【详解】A.设工件在A点的速度为。由题知,工件做平抛运动,且恰好无碰撞沿着切线从顶端A进入倾角为的倾斜传送带,说明工件在A点的速度方向与斜面平行,即工件在A点的速度与水平速度的夹角为,根据速度的合成与分解,可得
解得,故A正确;
B.设工件进入传送带前在空中运动时间为,根据平抛运动的规律,可知工件到A点时竖直方向的速度为
解得,故B正确;
CD.当时,工件相对传送带沿斜面向上运动,所受的滑动摩擦力沿斜面向下,工件所受合力向下,工件向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
解得
设工件加到与传送带共速的时间为,则有
下滑的位移为
当工件的速度与传送带的速度相同时,因
故工件继续向下做匀加速直线运动,由于工件的速度大于传送带的速度,故工件相对传送带沿斜面向下,所以工件所受的滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律有
解得
又下滑的位移为
代入数据解得,另一负值舍弃
故工件在传送带上运动时间为,故CD错误。
故选AB。
10. 如图(a)所示,在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端与小滑块A相连,小滑块B在斜面上紧靠着A但不粘连,A、B的质量均为m,初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F拉动B,使B沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,A、B的v-t图像如图(b)所示,已知重力加速度大小为g,则( )
A. 施加力F的瞬间,力和加速度关系满足
B. A、B刚刚分离时弹簧弹力大小为
C. 弹簧恢复到原长时,A的速度达到最大值
D. 从初始时刻到A速度最大的过程,A沿斜面运动的距离为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.弹簧的弹力不能突变,施加拉力瞬间,A、B整体所受合力等于拉力,A、B系统沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,由牛顿第二定律得,故A正确;
B.小滑块A、B分离时两者间的弹力为零,且两者在这一瞬间加速度相同,设此时弹簧弹力为,对A由牛顿第二定律得
解得,故B正确;
C.当A加速上升过程中所受合力为零时,A的速度最大,可知此时弹簧处于压缩状态,弹簧的弹力与A的重力沿斜面向下的分量大小相等,故C错误;
D.当A所受合力为零时速度最大,此时
可知弹簧的压缩量
初始时刻,A、B系统受力平衡,弹簧压缩量为
可知A沿斜面上升距离为,故D正确。
故选ABD。
三、实验题(共14分)
11. 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)实验中正确的做法是 (填正确答案标号);
A. 本实验采用的方法是等效替代法
B. 应使细绳与木板平行
C. 开始实验时,应先接通电源,再释放纸带
D. 电火花打点计时器接约8V的交流电源
(2)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成θ角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”);
(3)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车在C点的速度为__________m/s,加速度为__________m/s2;(结果均保留到小数点后两位)。
(4)另一同学在木板水平的情况下做了该实验,用槽码的重力作为绳子的拉力F,得到了如图丙所示的a-F图线。则小车的质量M =______kg,小车所受的阻力为__________N,图像末端弯曲的原因是__________
【答案】(1)BC (2)偏小
(3) ①. 0.64 ②. 0.81
(4) ①. 1 ②. ③. 不满足槽码质量远小于小车质量
【解析】
【小问1详解】
A.本实验采用的方法是控制变量法,故A错误;
B.应使细绳与木板平行,这样细绳的拉力为小车的合力,故B正确;
C.开始实验时,应先接通电源,再释放纸带,可以提高纸带的利用率,故C正确;
D.电火花打点计时器接220V的交流电源,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明相同时间内位移变小,速度变慢,说明平衡摩擦力不足,可知θ角偏小。
【小问3详解】
[1]打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,可知打点周期为,相邻两计数点间还有四个计时点没有画出,可知相邻两计数点间的时间为
小车在C点的速度为
[2]根据逐差公式有
可得加速度为
【小问4详解】
[1][2]对小车,根据牛顿第二定律有
其中,联立解得
由图像可知,其中,
联立解得,
[3]根据牛顿第二定律有,
联立解得
可得当时,有,故图像末端弯曲的原因是不满足槽码质量远小于小车质量。
12. 某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数,设计了如下实验:
甲 乙 丙
(1)如图甲,将轻弹簧竖直悬挂,用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度;
(2)如图乙,在弹簧的下端悬挂小木块,用刻度尺测出稳定时弹簧的长度______cm;
(3)将一长木板平放在水平面上,小木块放置于木板上表面,如图丙,将图乙中的弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端拴接小木块,使弹簧水平,用力F向右拉动长木板,长木板与小木块发生相对运动,当小木块稳定时,测出此时弹簧的长度;若认为弹簧的原长仍为,根据上面的操作,可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数______。(结果保留两位有效数字);
(4)若考虑弹簧自身重力,动摩擦因数的测量值将______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. 8.63##8.64##8.65##8.66##8.67 ②. 0.44##0.45 ③. 偏小
【解析】
【详解】(2)[1]如图乙,用刻度尺测出稳定时弹簧的长度8.65cm;
(3)[2]小木块竖直悬挂时
当放在长木板上时由
联立可得
(4)[3]若考虑弹簧自身重力,则表达式,则分子中的L1取值偏大,则动摩擦因数的测量值将偏小。
四、计算题(共40分)
13. 航拍仪是一种拍摄仪器,具有体积小、使用灵活、机动性强等优点。在一次拍摄中,航拍仪从地面由静止启动,获得竖直向上、大小恒定的升力F,开始匀加速起飞,经过一段时间后航拍仪突然出现故障而失去动力,航拍仪在上升过程的速度随时间变化图像如图所示。已知航拍仪的质量,它在竖直运动过程中受到的空气阻力不变,方向与速度方向相反。求:
(1)航拍仪上升的最大高度;
(2)航拍仪在上升过程中受到的空气阻力大小;
(3)航拍仪匀加速起飞时升力的大小。
【答案】(1)34m;(2)12N;(3)34N
【解析】
【详解】(1)当航拍仪速度减为零时上升的高度达到最大,高度为图像所围成的面积
(2)设减速阶段加速度大小为,v-t图像的斜率表示物体的加速度
根据牛顿第二定律可知
即,
(3)设加速阶段加速度大小为,根据v-t图像可知
利用牛顿第二定律
得
14. (13 分)广州机场某货物传送装置简化图如图甲所示,该装置由传送带及固定挡板组成,挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平地面的夹角,与水平面平行。传送带始终匀速转动,工作人员将质量分布均匀的正方体货物从点由静止释放,货物对地发生位移后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图乙所示。已知传送带速率,货物质量,货物与传送带的动摩擦因数,与挡板的动摩擦因数。,, 重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)传送带对货物的支持力和挡板对货物的支持力分别多大;
(2)货物在传送带上经历的时间,以及相对于传送带的位移大小。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
由图乙,对货物的重力分解为垂直和平行方向,可知
【小问2详解】
(2) 假设货物能与传送带共速,物体受挡板的摩擦力为阻力,大小为
物体受传送带的摩擦力为动力,大小为
货物的加速度为
货物达到与传送带共速所需要的时间
货物发生的位移为
可知货物能实现与传送带共速,考虑到,所以货物与传送带共速后可以相对传送带静止一起匀速运动,货物在传送带上经历的时间
仅在时间间隔内,物体与传送带有发生相对位移,满足
15. 如图,高为h=0.8m、质量为M =3kg的木箱静止在粗糙水平面上,其左端放置一质量为m =1kg的小木块(视为质点)。距离木箱右端为处固定一足够高的竖直挡板。已知木块与木箱、木箱与地面之间的动摩擦因数分别为和。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。现用水平向右的恒力F推木箱,若木箱与挡板碰撞时立刻原速率反向,同时撤去外力F,木块一旦落地立即停止运动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求木块在木箱上的最大加速度;
(2)要使木箱与木块保持相对静止,求水平推力最大值;
(3)若推力F=16N,木箱长为L。求L取不同值时,从木箱撞挡板到木块停下来所用时间t。
【答案】(1)4m/s2
(2)20N (3)见解析
【解析】
【小问1详解】
若木块相对木箱恰好没滑动,则对木块有
【小问2详解】
对木块和木箱组成的整体,有
解得
【小问3详解】
因F=16N<20N,故木块相对木箱静止。设撞挡板前加速度大小为a,撞挡板时速度为,对木块和木箱组成的整体有,
解得,
撞后反弹,设木块与木箱加速度大小分别为a1和a2,对木块和木箱分别有,
得,
因,故木块先减速至零。木块减速至零的位移大小为
用时
此阶段木箱的位移大小为
相对位移大小为
此时木箱速度大小为
设再经二者共速,则有
得t2=0.2s,
此阶段相对位移为
故相对滑行的总距离为
共速后,因,故一起向左减速至零,有
得
故减速时间为
讨论:①若L≥4.8m,则木块未脱离木箱,则在木板上滑行的时间为
②若0<L<4.8m,木块脱离木箱,设经木块脱离木箱,则有
求得
此后,木块做平抛运动,设运动时间为,则有
求得
则木块运动时间为
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高一物理
本试卷共7页,15小题,满分为100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答卷前,考生务必用2B铅笔在“考生号”处填涂考生号。用黑色字迹的钢笔或签字笔填写个人信息;
2、选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;
3、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题(共7题,每题4分,共28分。每题所给的四个选项中,只有一个正确答案,选错或多选均不得分。)
1. 北京时间2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,飞船入轨后采用自主快速交会对接模式,约3.5小时后与空间站天和核心舱前向端口完成对接。下列说法正确的是( )
A. 研究飞船与空间站进行对接时可将其视为质点
B. 运载火箭点火发射瞬间的速度为零,故加速度也为零
C. 飞船绕地球飞行一周,平均速度为0
D. 进入既定轨道后,航天员用台秤测量某物体质量,台秤示数与地面测量值相同
2. 深圳10后“小孩姐”吴童雨在2025全国骑射巡回赛暨环球骑射大师赛上火力全开,12秒内五连射皆精准命中靶心助力中国队晋级。如图甲所示在某次骑马射箭比赛中,吴童雨骑马沿直线匀速前进,速度大小为,射出的箭做匀速直线运动,速度大小为,靶中心P距离为d,垂足为A,如图乙所示。不计重力与空气阻力,关于此次射箭过程,下列说法正确的是( )
A. 选手想要射中靶心,则应瞄准靶心放箭
B. 选手想要射中靶心,必须在到达A点之前某处把箭射出
C. 为保证箭能命中靶心,则箭射中靶心的最短时间为
D. 为保证箭能命中靶心,则箭射中靶心的最短时间为
3. 某蹦床运动员在训练过程中与网接触后,竖直向上弹离,经过时间,又重新落回网上。以运动员离开网的时刻作为计时起点,以离开的位置作为位移起点,规定竖直向上为正方向,忽略空气阻力,下列描述运动员位移x、速度v、加速度a、所受合力F随时间t变化的图像中,与上述过程相符的是( )
A. B.
C. D.
4. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其双手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学在1~2s内先超重后失重
B. 1~2s内,该同学正在进行放下身体的动作
C. 0~8s内,该同学进行了两次完整的拉起和放下的动作
D. 该同学拉起身体过程中人对单杠压力大于单杠对人的支持力
5. 某同学设计的一个小实验如图所示,他将轻绳AB的一端系在手指上,另一端系在轻杆的A端,杆的左端顶在掌心上C点,组成一个“三角支架”,在杆的A端用另一轻绳AD悬挂一重物,并保持静止,轻杆AC水平,则( )
A. 轻绳AB和轻绳AD拉力大小相等
B. 杆对A端施加的弹力方向不沿杆方向
C. 所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大
D. 杆对手掌施加的弹力是由于手掌形变产生
6. 消毒碗柜的金属碗架可以将半圆形碗竖直放置于两条金属杆之间,如图所示。取某个碗的正视图如图所示,其中、分别为两光滑水平金属杆,碗始终处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 若减小a、b间距,碗的合力减小
B. 若减小a、b间距,杆受到的弹力不变
C. 若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于、杆之间,碗受到杆的作用力变大
D. 若将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,碗受到杆的作用力不变
7. 如图所示,四只猴子水中捞月,它们将一颗又直又高的杨树压弯,竖直倒挂在树梢上,从上到下依次为1、2、3、4号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时,2号突然两手一滑没抓稳,3、4号扑通一声掉进了水里。假设2号手滑前四只猴子都处于静止状态,四只猴子的质量都相等且为m,重力加速度为g,忽略空气阻力,那么在2号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0
B. 2号猴子的加速度大小为g,方向竖直向上
C. 杨树所受的弹力变为2mg
D. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为3mg
二、多项选择题(共3题,每题6分,共18分。每题所给的四个选项中,有多个正确答案,全部选对得6分,错选得0分,选对但不全得3分。)
8. 航空事业的发展离不开风洞试验,其简化模型如图a所示。在光滑的水平轨道上停放相距x0=8m的甲、乙两车,其中乙车是风力驱动车。弹射装置使甲车获得v0=30m/s的瞬时速度,向乙车运动的同时,乙车的风洞开始工作,将风吹向固定在甲车上的挡风板,从而使乙车获得了速度,测绘装置得到了甲、乙两车的v—t图像如图乙所示,设两车始终未相撞。则( )
A. 在t1时刻两车相遇
B. 图中t1对应的时刻为0.2s
C. 乙车的加速度为50m/s2
D. 两车相距最近时的距离为3m
9. 工厂流水线上,工件从水平平台边缘以水平抛出(视为质点),恰好无碰撞沿着切线从顶端A进入倾角为的倾斜传送带,传送带以恒定速率v=6m/s顺时针匀速转动,两端A、B的距离为6.55m,工件与传送带间动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,已知,,g =10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 工件从A点进入传送带的速度大小为5m/s
B. 工件进入传送带前在空中运动时间为0.3s
C. 工件在传送带上所受摩擦力方向先沿斜面向上,再沿斜面向下
D. 工件在传送带上运动时间为1.1s
10. 如图(a)所示,在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧下端固定在斜面底端的挡板上,上端与小滑块A相连,小滑块B在斜面上紧靠着A但不粘连,A、B的质量均为m,初始时小滑块均处于静止状态。现用沿斜面向上的拉力F拉动B,使B沿斜面向上做加速度大小为a的匀加速运动,A、B的v-t图像如图(b)所示,已知重力加速度大小为g,则( )
A. 施加力F的瞬间,力和加速度关系满足
B. A、B刚刚分离时弹簧弹力大小为
C. 弹簧恢复到原长时,A的速度达到最大值
D. 从初始时刻到A速度最大的过程,A沿斜面运动的距离为
三、实验题(共14分)
11. 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)实验中正确的做法是 (填正确答案标号);
A. 本实验采用的方法是等效替代法
B. 应使细绳与木板平行
C. 开始实验时,应先接通电源,再释放纸带
D. 电火花打点计时器接约8V的交流电源
(2)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成θ角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”);
(3)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车在C点的速度为__________m/s,加速度为__________m/s2;(结果均保留到小数点后两位)。
(4)另一同学在木板水平的情况下做了该实验,用槽码的重力作为绳子的拉力F,得到了如图丙所示的a-F图线。则小车的质量M =______kg,小车所受的阻力为__________N,图像末端弯曲的原因是__________
12. 某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数,设计了如下实验:
甲 乙 丙
(1)如图甲,将轻弹簧竖直悬挂,用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度;
(2)如图乙,在弹簧的下端悬挂小木块,用刻度尺测出稳定时弹簧的长度______cm;
(3)将一长木板平放在水平面上,小木块放置于木板上表面,如图丙,将图乙中的弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端拴接小木块,使弹簧水平,用力F向右拉动长木板,长木板与小木块发生相对运动,当小木块稳定时,测出此时弹簧的长度;若认为弹簧的原长仍为,根据上面的操作,可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数______。(结果保留两位有效数字);
(4)若考虑弹簧自身重力,动摩擦因数的测量值将______(填“偏大”或“偏小”)。
四、计算题(共40分)
13. 航拍仪是一种拍摄仪器,具有体积小、使用灵活、机动性强等优点。在一次拍摄中,航拍仪从地面由静止启动,获得竖直向上、大小恒定的升力F,开始匀加速起飞,经过一段时间后航拍仪突然出现故障而失去动力,航拍仪在上升过程的速度随时间变化图像如图所示。已知航拍仪的质量,它在竖直运动过程中受到的空气阻力不变,方向与速度方向相反。求:
(1)航拍仪上升的最大高度;
(2)航拍仪在上升过程中受到的空气阻力大小;
(3)航拍仪匀加速起飞时升力的大小。
14. (13 分)广州机场某货物传送装置简化图如图甲所示,该装置由传送带及固定挡板组成,挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平地面的夹角,与水平面平行。传送带始终匀速转动,工作人员将质量分布均匀的正方体货物从点由静止释放,货物对地发生位移后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图乙所示。已知传送带速率,货物质量,货物与传送带的动摩擦因数,与挡板的动摩擦因数。,, 重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)传送带对货物的支持力和挡板对货物的支持力分别多大;
(2)货物在传送带上经历的时间,以及相对于传送带的位移大小。
15. 如图,高为h=0.8m、质量为M =3kg的木箱静止在粗糙水平面上,其左端放置一质量为m =1kg的小木块(视为质点)。距离木箱右端为处固定一足够高的竖直挡板。已知木块与木箱、木箱与地面之间的动摩擦因数分别为和。已知重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。现用水平向右的恒力F推木箱,若木箱与挡板碰撞时立刻原速率反向,同时撤去外力F,木块一旦落地立即停止运动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求木块在木箱上的最大加速度;
(2)要使木箱与木块保持相对静止,求水平推力最大值;
(3)若推力F=16N,木箱长为L。求L取不同值时,从木箱撞挡板到木块停下来所用时间t。
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