精品解析:海南师范大学附属中学2025-2026学年高一上学期期末物理试卷
2026-09-07
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内容正文:
海师附中2025-2026学年度第一学期期末考试试题
高一物理
满分:100分 时间:90分钟
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A. 位移一定相同
B. 路程一定相同
C. 平均速度一定相同
D. 经过点时速度相同
2. 2025年,中国高铁即将迎来又一里程碑——成渝中线高铁计划以400公里时速开通运营,将成都与重庆之间的通行时间从目前的1.5小时大幅缩短至50分钟。这一速度不仅刷新了国内高铁运营纪录,更标志着中国高铁技术正式迈入全球领先行列,成为世界商业运营速度最快的高铁之一。在某次测试中,C450动车组从起步到提速至时速360公里仅需5分钟,则这次测试中,列车的平均加速度接近( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为探究加速度与力、质量的关系的实验装置图,槽码通过轻绳牵引小车运动的过程中,受力情况的表述正确的是( )
A. 由于轻绳的形变,轻绳对小车产生了拉力
B. 小车受到的重力与轨道对小车的支持力是一对相互作用力
C. 小车加速前进时,轻绳对小车的拉力大于小车对轻绳的拉力
D. 小车加速前进时,槽码受到的重力与轻绳对槽码的拉力是一对平衡力
4. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,快到十字路口时遇上红灯进行制动刹车,做匀减速直线运动,某摄像爱好者在路旁利用相机对汽车从制动开始每隔1s持续拍照,结束后按一定比例测出了在和两段时间内汽车运动的位移分别为,合成后的照片如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 汽车制动后加速度大小为
B. 汽车制动后第4s内的平均速度为3m/s
C. 汽车制动前匀速运动的速度为10m/s
D. 汽车制动后6s内的位移为24m
5. 升降机以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机外侧底板松脱,再经过2s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 螺钉落到井底时的速度大小为20m/s
C. 井的深度为20m
D. 螺钉运动到最高点时到井底的距离为10m
6. 如图甲所示,用弹簧测力计将一滑块竖直悬吊,静止时弹簧测力计的示数为,图乙中将弹簧测力计固定在左侧挡板上,弹簧测力计的右端用轻绳与图甲中滑块相连接,然后将滑块放在置于水平面的长木板的上表面,调节轻绳与长木板平行,现用一向右的外力作用长木板上;外力较小时,系统静止,缓慢地增大外力,当外力时,长木板刚好从滑块下匀速抽出,这个状态的弹簧测力计示数记为。忽略长木板与水平面间的摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 滑块与长木板间的动摩擦因数为0.25
B. F=2N时,F2=2.45N
C. F=3N时,F2=3N
D. F<2.45N时,滑块受滑动摩擦力的作用
7. 如图所示,某工厂流水线上长度为10m的传送带AB以4m/s的速度顺时针运行,工件与传送带间的动摩擦因数为0.2。将不计大小的工件轻放在传送带左端的A点,重力加速度g取,则工件从A点运动到传送带右端的B点需要的时间为( )
A. 1.0s B. 1.5s C. 2.5s D. 3.5s
8. 如图所示,轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上,B端与水平桌面上的物块乙相连,C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为,OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F,在保持O点位置不变的情况下,使物块甲缓慢向右上方移动少许,在移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块乙所受合力逐渐增大 B. 细线OA上的弹力变大
C. 物块乙所受摩擦力逐渐增大 D. 细线OC上的弹力逐渐减小
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下面关于物理教材上的说法正确的是( )
A. 伽利略利用图1斜面实验直接证明了重的物体比轻的物体下落得快
B. 伽利略利用图1斜面实验间接证明了自由落体是匀加速直线运动
C. 伽利略利用图2理想实验证明了力不是维持物体运动状态的原因
D. 图3说明弹簧的弹力就是地球对物体的吸引力,重力的方向总是和支持面垂直
10. 如图所示为跳伞者在竖直下降过程中速度v随时间t变化的图像,则跳伞者( )
A. 时间内,处于失重状态
B. 时间内,所受阻力变大
C. 时间内,加速度变大
D. 时间内,处于失重状态
11. 汽车正以20m/s的速度在平直公路上行驶,突然发现正前方有一辆电动车正以5m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭发动机做匀减速直线运动,两车运动的图像如图所示,若关闭发动机时车载雷达测得汽车离电动车25m,则以下说法正确的是( )
A. 汽车刹车的加速度大小为
B. 汽车会撞上电动车
C. 两车相距最近的距离为2.5m
D. 汽车关闭发动机后行驶的最远距离为40m
12. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为m。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为2m B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力 D. 轻绳2上的张力
13. 如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在地面,另一端与质量为的物体A连接,另有一个与A完全相同的物体B放在A上,两物体均处于静止状态。现用竖直向下的恒力推动物体B到最低点后,撤去力,物体A、B开始向上运动。已知B到达最高点前已与A分离,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 施加恒力瞬间,物体B的加速度为2g
B. 施加恒力瞬间,物体A受到物体B的压力大小为2mg
C. 物体A、B分离的位置与初始位置的距离为
D. 撤去力后,物体B达到最高点前,物体B向上先做加速运动,然后做减速运动
三、实验题:本题共2小题,第14题6分,第15题12分,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 如图所示,实验课上一同学利用图示装置探究物块在长木板上的运动规律。测出物块和遮光条的总质量为,然后将宽度为的遮光条安装到物块的最左端,一端带光滑定滑轮的长木板放置到水平桌面上,在长木板上安装两个相距为的光电门和,将带有遮光条的物块锁定于光电门的右侧某一位置,然后用细线一端连接物块,另一端连接一个力传感器,传感器下部用细绳悬挂一个砂桶,通过在砂桶中添加细砂可以改变细线对物块的拉力。在一次实验中,由静止释放物块后,遮光条通过光电门的时间分别为,重力加速度为。
(1)物块运动的加速度为_____,物块释放时其左端到光电门A的距离为_____。(从L、d、中选取合适的物理量的字母表示)
(2)若力传感器显示的是绕过光滑定滑轮的细线上的拉力,显示的数值是,则物块与木板之间的动摩擦因数为_____(用、、、、、表示)。
15. 某实验小组为探究平抛运动的特点设计了如下实验方案。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验装置,用小锤击打弹性金属片,球沿水平方向抛出,同时b球由静止开始自由下落,可观察到的现象是与b球相比,a球_________(填“先”“后”或“几乎同时”)落地;改变两小球距地面的高度或击打的力度,多次实验,都能观察到相同的现象,由此可判断出a球在竖直方向做_________运动。
(2)小强同学设计了如图乙所示的实验方案,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽PQ滑下后从Q点飞出,落在挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,因此钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。多次移动挡板,重新释放钢球,重复以上实验步骤,白纸上将留下一系列痕迹点。为定量研究,以水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系。调节装置时,应使斜槽PQ末端_________,小强正确操作后得到钢球运动轨迹的部分图像如图丙所示,A、B、C是轨迹上的三点,AB和BC的水平间距均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则钢球从A点运动到B点的时间为_________,钢球在B点时竖直方向上的分速度大小为_________,钢球平抛的初速度大小为_________(当地重力加速度大小为g,后两空结果均用上述字母表示)。
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,如图所示。测得ab间的距离为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,g取。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t。
(2)运动员从跳台a处沿水平方向飞出的速度大小。
(3)运动员什么时候离坡面的距离最大。
17. 布置考场时,同学们总要把自己的收纳箱推到指定的位置放置。如图所示,一质量为的收纳箱静止在水平地面上,在一个水平向右的推力的作用下向右运动了,然后将水平向右的推力变成水平向左的拉力,大小变成,收纳箱与水平地面间的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力(g取)。求:
(1)8s末的速度;
(2)内物体在地面上运动的总位移x。
18. 如图所示,水平工作台上的木板P通过细线跨过光滑定滑轮与重物Q相连,物块K(可视为质点)放在木板的右端。物块K与木板P的质量均为,木板P的长度为,物块K与木板P间的动摩擦因数为,木板P与工作台面间的动摩擦因数,,由静止释放重物Q,P到滑轮足够远,Q到地面足够高。则:
(1)若使木板P发生滑动,Q的质量至少为多少?
(2)若使物块K与木板P发生相对滑动,Q的质量至少为多少?
(3)若Q的质量为,时由静止释放,时,细线断裂,之后在运动中物块K恰好没有从木板P的左端滑落,求最终物块K距木板P的左端的距离为多少?
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海师附中2025-2026学年度第一学期期末考试试题
高一物理
满分:100分 时间:90分钟
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年9月的长春航展中,“红鹰”飞行表演队使用两架教练机上演“双机比心”的经典一幕。如图所示,两架飞机分别沿各自轨迹从点运动到点,则两架飞机( )
A. 位移一定相同
B. 路程一定相同
C. 平均速度一定相同
D. 经过点时速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.位移是从初位置指向末位置的有向线段。两架飞机都从点运动到点,它们的初位置和末位置相同,所以位移一定相同,故A正确;
B.路程是物体运动轨迹的长度。两架飞机分别沿不同的轨迹运动,不能保证两段轨迹的长度一定相同,即路程不一定相同,故B错误;
C.平均速度是位移与所用时间的比值,即
两架飞机的位移相同,所用的时间不一定相同,因此平均速度不一定相同,故C错误;
D.速度是矢量,既有大小又有方向。在点时,两架飞机沿各自轨迹的切线方向运动,从图中可以看出,两者的运动方向不同,速度也一定不同。故D错误。
故选A。
2. 2025年,中国高铁即将迎来又一里程碑——成渝中线高铁计划以400公里时速开通运营,将成都与重庆之间的通行时间从目前的1.5小时大幅缩短至50分钟。这一速度不仅刷新了国内高铁运营纪录,更标志着中国高铁技术正式迈入全球领先行列,成为世界商业运营速度最快的高铁之一。在某次测试中,C450动车组从起步到提速至时速360公里仅需5分钟,则这次测试中,列车的平均加速度接近( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,由加速度定义式
其中,
解得
故选A。
3. 如图所示为探究加速度与力、质量的关系的实验装置图,槽码通过轻绳牵引小车运动的过程中,受力情况的表述正确的是( )
A. 由于轻绳的形变,轻绳对小车产生了拉力
B. 小车受到的重力与轨道对小车的支持力是一对相互作用力
C. 小车加速前进时,轻绳对小车的拉力大于小车对轻绳的拉力
D. 小车加速前进时,槽码受到的重力与轻绳对槽码的拉力是一对平衡力
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据弹力的产生可知,由于轻绳的形变,轻绳对小车产生了拉力,故A正确;
B.小车受到的重力的施力物体是地球,轨道对小车的支持力的施力物体是轨道,不是一对相互作用力,故B错误;
C.小车运动时,轻绳对小车的拉力与小车对轻绳的拉力是一对相互作用力,等大反向,故C错误;
D.小车加速前进时,槽码受到的重力大于轻绳对槽码的拉力,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
4. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,快到十字路口时遇上红灯进行制动刹车,做匀减速直线运动,某摄像爱好者在路旁利用相机对汽车从制动开始每隔1s持续拍照,结束后按一定比例测出了在和两段时间内汽车运动的位移分别为,合成后的照片如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 汽车制动后加速度大小为
B. 汽车制动后第4s内的平均速度为3m/s
C. 汽车制动前匀速运动的速度为10m/s
D. 汽车制动后6s内的位移为24m
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意,由逐差法有
代入数据解得,故A正确;
BCD.根据题意,由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得,刹车时的速度为
由运动学公式有
解得
由运动学公式可得,刹车停止的时间为
则由逐差法有
汽车第内运动的位移为
则汽车制动后第4s内的平均速度为
汽车制动后6s内的位移为,故BC正确,D错误。
本题选择不正确的,故选D。
5. 升降机以5m/s的速度向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机外侧底板松脱,再经过2s升降机底板上升至井口,此时螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 螺钉落到井底时的速度大小为20m/s
C. 井的深度为20m
D. 螺钉运动到最高点时到井底的距离为10m
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,螺钉松脱后有向上的初速度,做竖直上抛运动,故A错误;
B.取向下为正方向,根据运动学公式可得,螺钉落到井底时的速度大小为,故B错误;
C.根据运动学公式可得,螺钉松脱处到井底的距离为
螺钉松脱处到井口的距离为
则井的深度为,故C正确;
D.根据公式可得,螺钉松脱后上升的最大距离
则螺钉运动到最高点时到井底的距离为,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,用弹簧测力计将一滑块竖直悬吊,静止时弹簧测力计的示数为,图乙中将弹簧测力计固定在左侧挡板上,弹簧测力计的右端用轻绳与图甲中滑块相连接,然后将滑块放在置于水平面的长木板的上表面,调节轻绳与长木板平行,现用一向右的外力作用长木板上;外力较小时,系统静止,缓慢地增大外力,当外力时,长木板刚好从滑块下匀速抽出,这个状态的弹簧测力计示数记为。忽略长木板与水平面间的摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 滑块与长木板间的动摩擦因数为0.25
B. F=2N时,F2=2.45N
C. F=3N时,F2=3N
D. F<2.45N时,滑块受滑动摩擦力的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.当外力时,长木板刚好从滑块下匀速抽出,对木板,根据平衡条件可得
又
解得滑块与长木板间的动摩擦因数为,故A正确;
B.当时,由于F小于最大静摩擦力,长木板不能抽出,滑块与长木板间的摩擦力为静摩擦力,则,故B错误;
C.当时,长木板能抽出,滑块与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力,则,故C错误;
D.当时,则长木板不能抽出,则滑块与长木板间的摩擦力为静摩擦力,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,某工厂流水线上长度为10m的传送带AB以4m/s的速度顺时针运行,工件与传送带间的动摩擦因数为0.2。将不计大小的工件轻放在传送带左端的A点,重力加速度g取,则工件从A点运动到传送带右端的B点需要的时间为( )
A. 1.0s B. 1.5s C. 2.5s D. 3.5s
【答案】D
【解析】
【详解】工件轻放在传送带左端后,先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,共速后改为匀速运动,分两步计算时间:
求匀加速阶段的加速度、时间和位移滑动摩擦力提供加速度:
得加速度
工件加速到与传送带共速时,加速时间:
匀加速的位移:
由于(传送带总长),因此工件共速后做匀速运动。
求匀速阶段的时间和总时间匀速运动的位移:
匀速时间:
总时间:
因此工件从A到B的总时间为
故选D。
8. 如图所示,轻质细线OA、OB、OC系于O点。A端固定于天花板上,B端与水平桌面上的物块乙相连,C端系有物块甲。初始时OA与竖直方向的夹角为,OB与水平方向平行。现对物块甲施加水平向右的外力F,在保持O点位置不变的情况下,使物块甲缓慢向右上方移动少许,在移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块乙所受合力逐渐增大 B. 细线OA上的弹力变大
C. 物块乙所受摩擦力逐渐增大 D. 细线OC上的弹力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,物块乙始终静止不动,即处于平衡状态,则物块乙所受合力为零不变,故A错误;
BD.设物块甲缓慢向右上方移动使得细线与竖直方向的夹角为,对节点O受力分析,在竖直方向上,根据平衡条件可得
对物块甲受力分析,在竖直方向上,根据平衡条件可得
解得,
由于不变,则细线OA上的弹力不变,增大,则细线OC上的弹力逐渐增大,故BD错误;
C.对节点O受力分析,水平方向上,由平衡条件有
由于和不变,和增大,则增大,对乙受力分析,由平衡条件可知,物块乙所受摩擦力逐渐增大,故C正确。
故选C。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下面关于物理教材上的说法正确的是( )
A. 伽利略利用图1斜面实验直接证明了重的物体比轻的物体下落得快
B. 伽利略利用图1斜面实验间接证明了自由落体是匀加速直线运动
C. 伽利略利用图2理想实验证明了力不是维持物体运动状态的原因
D. 图3说明弹簧的弹力就是地球对物体的吸引力,重力的方向总是和支持面垂直
【答案】BC
【解析】
【详解】A.伽利略的斜面实验推翻了亚里士多德“重的物体比轻的物体下落得快”的错误观点,并非证明该结论,故A错误;
B.受限于当时的测量条件,伽利略无法直接研究自由落体运动,因此通过斜面实验“冲淡重力”,验证了小球沿斜面做匀加速直线运动,再通过合理外推到斜面倾角90°的情况,间接证明了自由落体是匀加速直线运动,故B正确;
C.图2是伽利略的理想斜面实验,通过推理得出:不受阻力时物体将一直保持运动状态,直接证明了力不是维持物体运动状态的原因,故C正确;
D.弹簧的弹力是弹簧形变产生的对物体的作用力,不是地球对物体的吸引力,此处弹力仅大小等于物体重力;重力方向始终竖直向下,并不总是和支持面垂直,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示为跳伞者在竖直下降过程中速度v随时间t变化的图像,则跳伞者( )
A. 时间内,处于失重状态
B. 时间内,所受阻力变大
C. 时间内,加速度变大
D. 时间内,处于失重状态
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据图像的斜率表示加速度,由图可知,时间内,跳伞者加速下降,加速度向下,处于失重状态,且加速度越来越小,由牛顿第二定律有
可知,阻力变大,故AB正确;
CD.根据图像的斜率表示加速度,由图可知,时间内,跳伞者向下做加速度减小的减速运动,加速度向上,处于超重状态,故CD错误。
故选AB。
11. 汽车正以20m/s的速度在平直公路上行驶,突然发现正前方有一辆电动车正以5m/s的速度做同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭发动机做匀减速直线运动,两车运动的图像如图所示,若关闭发动机时车载雷达测得汽车离电动车25m,则以下说法正确的是( )
A. 汽车刹车的加速度大小为
B. 汽车会撞上电动车
C. 两车相距最近的距离为2.5m
D. 汽车关闭发动机后行驶的最远距离为40m
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据图像中斜率表示加速度,由图可知,汽车刹车的加速度大小为,故A正确;
BC.刹车时汽车速度大于电动车的速度,二者距离逐渐变近,由图像与坐标轴围成面积表示位移,可知汽车关闭发动机时,两者速度相等时距离最近,二者相对地面的位移之差为
可知,汽车不会撞上电动车,两车相距最近的距离为,故B错误,C正确;
D.根据图像与坐标轴围成面积表示位移,由图可知,汽车关闭发动机后行驶的最远距离为,故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为m。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为2m B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力 D. 轻绳2上的张力
【答案】AD
【解析】
【详解】对B受力分析,如图所示
根据平衡条件:
竖直方向:,代入,得:
水平方向:,代入、,得:
步骤2:对小球A受力分析
对A受力分析,如图所示
根据平衡条件:
水平方向:,代入得:,得,因此B错误。
竖直方向:,代入化简得: ,即,得
故选AD。
13. 如图所示,劲度系数为的轻弹簧的一端固定在地面,另一端与质量为的物体A连接,另有一个与A完全相同的物体B放在A上,两物体均处于静止状态。现用竖直向下的恒力推动物体B到最低点后,撤去力,物体A、B开始向上运动。已知B到达最高点前已与A分离,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 施加恒力瞬间,物体B的加速度为2g
B. 施加恒力瞬间,物体A受到物体B的压力大小为2mg
C. 物体A、B分离的位置与初始位置的距离为
D. 撤去力后,物体B达到最高点前,物体B向上先做加速运动,然后做减速运动
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.施加恒力瞬间,以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
解得A、B的加速度为
以B为对象,根据牛顿第二定律可得
解得A对B的支持力大小为
则物体A受到物体B的压力大小为,故A错误,B正确;
C.施加力前,两物体均处于静止状态,根据平衡条件可得
解得弹簧的压缩量为
物体A、B分离时,弹簧处于原长状态,则物体A、B分离的位置与初始位置的距离为,故C正确;
D.撤去力后,一开始弹簧弹力大于A、B的重力,A、B一起向上加速运动,当弹簧弹力等于A、B的重力时,A、B的速度达到最大,之后弹簧弹力小于A、B的重力,A、B一起向上减速运动,在弹簧处于原长时,A、B分离,之后弹簧处于伸长状态,B继续向上减速运动;所以物体B达到最高点前,物体B向上先做加速运动,然后做减速运动,故D正确。
故选BCD。
三、实验题:本题共2小题,第14题6分,第15题12分,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
14. 如图所示,实验课上一同学利用图示装置探究物块在长木板上的运动规律。测出物块和遮光条的总质量为,然后将宽度为的遮光条安装到物块的最左端,一端带光滑定滑轮的长木板放置到水平桌面上,在长木板上安装两个相距为的光电门和,将带有遮光条的物块锁定于光电门的右侧某一位置,然后用细线一端连接物块,另一端连接一个力传感器,传感器下部用细绳悬挂一个砂桶,通过在砂桶中添加细砂可以改变细线对物块的拉力。在一次实验中,由静止释放物块后,遮光条通过光电门的时间分别为,重力加速度为。
(1)物块运动的加速度为_____,物块释放时其左端到光电门A的距离为_____。(从L、d、中选取合适的物理量的字母表示)
(2)若力传感器显示的是绕过光滑定滑轮的细线上的拉力,显示的数值是,则物块与木板之间的动摩擦因数为_____(用、、、、、表示)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]物块经过两光电门时的速度为,
则物块的加速度为
[2]物块释放时其左端到光电门A的距离为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律
解得
15. 某实验小组为探究平抛运动的特点设计了如下实验方案。
(1)小明同学设计了如图甲所示的实验装置,用小锤击打弹性金属片,球沿水平方向抛出,同时b球由静止开始自由下落,可观察到的现象是与b球相比,a球_________(填“先”“后”或“几乎同时”)落地;改变两小球距地面的高度或击打的力度,多次实验,都能观察到相同的现象,由此可判断出a球在竖直方向做_________运动。
(2)小强同学设计了如图乙所示的实验方案,将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽PQ滑下后从Q点飞出,落在挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,因此钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。多次移动挡板,重新释放钢球,重复以上实验步骤,白纸上将留下一系列痕迹点。为定量研究,以水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系。调节装置时,应使斜槽PQ末端_________,小强正确操作后得到钢球运动轨迹的部分图像如图丙所示,A、B、C是轨迹上的三点,AB和BC的水平间距均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则钢球从A点运动到B点的时间为_________,钢球在B点时竖直方向上的分速度大小为_________,钢球平抛的初速度大小为_________(当地重力加速度大小为g,后两空结果均用上述字母表示)。
【答案】(1) ①. 几乎同时 ②. 自由落体
(2) ①. 水平 ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]实验中观察到a小球和b小球几乎同时落地,且改变两小球距地面的高度或击打的力度,依然能观察到相同现象,则由此可推断a球在竖直方向上的运动与b球相同,即做自由落体运动。
【小问2详解】
[1]为保证小球做平抛运动,水平飞出,则应使斜槽末端水平。
[2]A、B、C水平距离相等,则A到B和B到C的时间相同,设为,竖直方向为匀变速,根据相同时间间隔位移之差公式可得
解得。
[3]钢球在B点时竖直方向上的分速度大小。
[4]水平方向上做匀速直线运动,则钢球平抛的初速度大小为。
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出,在斜坡b处着陆,如图所示。测得ab间的距离为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,g取。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t。
(2)运动员从跳台a处沿水平方向飞出的速度大小。
(3)运动员什么时候离坡面的距离最大。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,运动员做平抛运动,竖直方向上有
解得
【小问2详解】
水平方向上有
解得
【小问3详解】
当运动员的速度方向与坡面平行时离坡面最远,由平抛运动规律有
解得
17. 布置考场时,同学们总要把自己的收纳箱推到指定的位置放置。如图所示,一质量为的收纳箱静止在水平地面上,在一个水平向右的推力的作用下向右运动了,然后将水平向右的推力变成水平向左的拉力,大小变成,收纳箱与水平地面间的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力(g取)。求:
(1)8s末的速度;
(2)内物体在地面上运动的总位移x。
【答案】(1),方向水平向右
(2),方向水平向右
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式有
解得
方向水平向右。
【小问2详解】
收纳箱前的位移为
由牛顿第二定律有
解得
设收纳箱减速到停止的时间为,由运动学公式有
解得
运动的位移为
因为,故收纳箱不能被拉回
所以内物体在地面上运动的总位移为
方向水平向右。
18. 如图所示,水平工作台上的木板P通过细线跨过光滑定滑轮与重物Q相连,物块K(可视为质点)放在木板的右端。物块K与木板P的质量均为,木板P的长度为,物块K与木板P间的动摩擦因数为,木板P与工作台面间的动摩擦因数,,由静止释放重物Q,P到滑轮足够远,Q到地面足够高。则:
(1)若使木板P发生滑动,Q的质量至少为多少?
(2)若使物块K与木板P发生相对滑动,Q的质量至少为多少?
(3)若Q的质量为,时由静止释放,时,细线断裂,之后在运动中物块K恰好没有从木板P的左端滑落,求最终物块K距木板P的左端的距离为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
木板P刚要滑动时,受到拉力大小等于最大静摩擦力,有
而绳子拉力大小为
解得
【小问2详解】
物块K的最大加速度大小为
当P、K恰好未相对滑动,对重物Q,由牛顿第二定律有
对木板P,由牛顿第二定律有
联立解得
故Q的质量至少为。
【小问3详解】
若Q的质量为,由(2)问中结论可知K、P间发生相对滑动,设细线断开前P的加速度大小为,K的加速度大小为,对P受力分析有
对Q受力分析有
解得
设细线断开后P的加速度大小为,二者共速前K继续加速的加速度不变,直到共速,对P有
解得
设K在P的左端时二者速度相等且为,则有
解得
达到共同速度后,假设K、P一起运动(相对静止),则有
解得
假设不成立,二者各自做减速运动,此时设P的加速度大小为,对P有
解得
则此后二者间的相对位移大小,即K距P左端的距离为
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