精品解析:湖北武汉外国语学校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:
武汉外国语学校2025-2026学年度第一学期期末考试高一物理试卷
考试时间:2026年2月4日 考试时长:75分钟 试卷满分:100分
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 现代交通工具性能持续升级,高铁提速、电车增程、航速优化皆蕴物理巧思。“C919”飞机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,航程,最大起飞重量约为,巡航速度约960km/h,截至2025年底,“C919”已交付使用30架。下列说法正确的是( )
A. 信息中的单位“km”、“kg”、“h”属于国际单位制中的基本单位
B. 无论什么单位制,力学范围内的三个基本量都是长度、质量、时间
C. 国际单位制的七个基本物理量分别是:N、kg、s、A、K、mol、cd
D. 公式中,F的单位是牛顿(N),是国际单位制中的导出单位
【答案】D
【解析】
【详解】A.信息中的单位“km”、“h”不属于国际单位制中的基本单位,力学中的单位“m”、“kg”、“s” 属于国际单位制中的基本单位,故A错误;
B.单位制可自定义基本量,并非所有单位制均以长度、质量、时间为力学基本量(如某些工程单位制以力为基本量),故B错误;
C.国际单位制的七个基本物理量分别是:长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度,故C错误;
D.公式中,F的单位是牛顿(N),是国际单位制中的导出单位,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,一正方形物块内挖有一光滑竖直圆槽,O为圆心。现将一小球置于槽内,并将整个装置放在倾角为的足够长的光滑斜面上,小球与物块一起沿斜面下滑,不计空气阻力。稳定后,下列选项中小球与物块的相对位置正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知小球与物块沿着斜面一起向下做匀加速直线运动,加速度相等,根据
可得,小球的加速度沿着斜面向下,在垂直斜面方向上,受重力沿垂直斜面的分量和槽的支持力而合力为零,沿斜面方向上,则不受槽的力的作用,即小球与圆的切线与斜面平行。
故选A。
3. 如图所示,轻绳一端P固定在水平墙面和竖直墙面的交界处,轻绳绕过悬挂有重物A的轻质光滑动滑轮,另一端固定在水平墙面上,轻绳与水平方向的夹角为,整个系统处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 若将绳子的P端向右移动少许,变小
B. 若将绳子的P端向右移动少许,绳中张力变大
C. 若将绳子的P端向下移动少许,不变
D. 若将绳子的P端向下移动少许,绳中张力变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设两绳子夹角为,如图
若将绳子的端向右移动少许,减小,增大;对滑轮和节点,由平衡条件有
整理得绳子张力
因为减小,则T变小,故AB错误;
CD.设绳子两端点的水平距离为d,几何关系有
整理得
若将绳子的端向下移动少许,、均不变,则不变,不变,不变;由
可知绳中张力不变,故C正确,D错误。
故选C。
4. 如图所示,1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端,其运动时间分别为、、、,已知竖直固定的圆环的半径为r,O为圆心,固定在水平面上的斜面水平底端的长度为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球沿光滑斜面下滑,设斜面与竖直方向为,斜面长度为,下滑所用时间为
根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动的位移时间关系
解得
小球从圆环上的斜面下滑,设斜面与竖直方向夹角为,由几何关系可知斜面长度
下滑所用时间,可得
小球从右侧的斜面下滑,设斜面与竖直方向夹角为,由几何关系可知斜面长度
下滑所用时间
把分别代入上式,可得
故选B。
5. 2025年7月15日,天舟九号货运飞船搭载长征七号遥感运载火箭发射升空,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。图1为天舟九号在变轨过程中的两个不同的椭圆轨道P、Q,图2为天舟九号在两个轨道上所受引力大小随时间的变化情况。下列说法正确的是( )
A. P轨道近地点和远地点离地心的距离之比为
B. P轨道与Q轨道半长轴之比为
C. 天舟九号在P轨道与Q轨道运行的周期之比为
D. 天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时,在切点处速度大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图2,可知天舟九号在P轨道近地点和远地点受到的引力大小分别为,根据
可知P轨道近地点和远地点离地心的距离之比为1∶3,故A错误;
B.根据图2,可知天舟九号在Q轨道近地点和远地点受到的引力大小分别为,根据
可知Q轨道近地点和远地点离地心的距离之比为3∶5,又因为P轨道远地点与Q轨道近地点离地心的距离相同,P轨道与Q轨道半长轴之比为,故B错误;
C.根据开普勒第三定律,可知
联立解得,故C正确;
D.切点处为两轨道交点,从P轨道变轨到Q轨道需加速,故切点处Q轨道速度大于P轨道速度,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,足够长的固定斜面倾角为37°,在斜面上方的P点以沿平行斜面向上的初速度将一小球抛出,不计空气阻力,取,,,已知P点距离斜面的距离为4m,下列说法正确的是( )
A. 若小球抛出的速度大小为8m/s,小球将会垂直击中斜面
B. 若小球抛出的速度大小为6m/s,小球将会垂直击中斜面
C. 无论小球向上抛出的速度是多大,都不可能垂直击中斜面
D. 若将小球沿斜面向下抛出,只要取合适的速度,小球就有可能垂直击中斜面
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.小球从P点沿平行斜面向上运动,可以看作两个分运动:沿平行斜面方向初速度为,加速度为的匀减速运动;垂直斜面方向初速度为0,加速度为的匀加速运动,当小球将会垂直击中斜面时,沿斜面方向速度为0,则有,
联立解得,故AC错误,B正确;
D.若将小球沿斜面向下抛出,无论如何取速度,小球击中斜面时沿斜面的分速度不可能为0,故小球不可能垂直击中斜面,故D错误。
故选B。
7. 一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上,两固定点位于同一竖直线上,相距为h。一质量为m的小球固定在绳上某点,当小球两边的绳均被拉直时,两绳与铅垂线的夹角分别为和,如图所示。当小球以一定的速度在水平面内做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A. 若小球的速度大小为,则小球下方绳子拉力为0
B. 若小球的速度大小为,则小球上方绳子拉力为
C. 若小球的速度大小为,则小球下方绳子拉力为
D. 若小球的速度大小为,则小球上方绳子拉力为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球下方绳子拉力为零时,此时上方绳中弹力为F,小球做圆周运动的轨道半径为,运动速度为v,由几何关系有
对小球受力分析有,
联立解得,故A错误;
B.若小球的速度大小为,此时上方和下方绳中弹力分别为和,对小球受力分析有,
联立求解得,,故B错误;
CD.若小球的速度大小为,此时上方和下方绳中弹力分别为和,对小球受力分析有,
联立求解得,,故C正确,D错误;
故选C。
8. 如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( )
A. 土星的公转周期大于一年
B. 太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
C. 火星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
D. 开普勒第三定律,其中k的大小与行星的质量有关
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律,由于土星的轨道半长轴大于地球的轨道半长轴,则土星的公转周期大于一年,故A正确;
B.根据开普勒第一定律,太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上,故B正确;
C.根据开普勒第一定律,同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等,但火星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等,故C错误;
D.开普勒第三定律,其中k的大小与中心天体的质量有关,与行星的质量无关,故D错误。
故选AB。
9. 图甲为学校旁建筑工地的吊装设备——塔吊。某次吊运货物的过程中,起重小车从某位置开始沿水平吊臂匀速远离塔体,同时吊臂绕塔体中心以角速度匀速转动,起重小车运动过程中离塔体中心的距离r和吊臂转过的角度间关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 吊臂转动2rad时,需要的时间为10s
B. 起重小车相对于吊臂的速度大小为0.5m/s
C. 时,起重小车的向心加速度大小为0.12m/s2
D. 时,起重小车对地速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.吊臂绕塔体中心以角速度匀速转动,根据可得吊臂转动2rad时,需要的时间为20s,故A错误;
B.根据
由图像可知
解得起重小车相对于吊臂的速度大小为,故B正确;
CD.时,起重小车对地速度大小为
起重小车的向心加速度大小为,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,一竖直轻弹簧一端固定在水平地面上,另一端与物体A拴接,A上叠放物体B,A、B质量分别为m、2m,系统开始处于静止状态。现对B施加一个竖直向上的外力F,使B向上运动,两个物体可视为质点,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 若B向上以加速度做匀加速运动,则拉力F的最大值为
B. 若B向上以加速度做匀加速运动,则拉力F的最小值为
C. 若B向上以加速度做匀加速运动,则经过时间,A、B分离
D. 若拉力,则A、B立即分离
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.系统初始静止,弹簧弹力等于总重力,设弹簧压缩量为,由胡克定律
解得
对AB整体受力分析,由牛顿第二定律
向上运动过程中,弹簧压缩量逐渐减小,因此逐渐增大;
初始时刻,最小,代入得
AB分离时,AB间弹力,对B受力分析
,分离后AB不再一起运动,因此最大值为,故A正确,B错误;
C.分离时对A(),由牛顿第二定律
解得
AB向上的位移
匀加速运动满足
代入得 ,故C错误;
D.假设初始时AB仍接触,对整体得加速度,对A受力分析得AB间弹力
解得
若,则,AB只能相互挤压、不能提供拉力,说明初始时AB间就没有相互作用力,立即分离,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,下列操作描述正确的是( )
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 因绳的拉力可由力传感器读出,所以细绳不需要保持和木板平行
C. 小车靠近打点计时器,先接通电源再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D. 为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),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的加速度为________(结果保留3位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图线是一条直线,如图所示,求得图线的斜率为k,则小车的质量( )
A. B. C. D.
【答案】(1)AC (2)3.00 (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.本实验需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故A正确;
B.为了保证小车运动过程,细绳拉力恒定不变,细绳需要保持和木板平行,故B错误;
C.为获得更多的点迹,小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数,故C正确。
D.由于细绳拉力可以通过力传感器测得,所以不需要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
两计数点间还有四个点没有画出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度为
【小问3详解】
对小车与滑轮组成的系统,由牛顿第二定律得
可得
可知图像的斜率为
解得小车的质量为
故选C。
12. 某实验小组的同学利用气垫导轨和光电计时系统研究直线运动的一些规律,如图甲所示。如图乙,在滑块上安装宽度d为1.00cm的遮光条,滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门,配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。
(1)遮光条通过光电门的平均速度____m/s(保留两位有效数字)。
(2)为减小用光电门和数字计时器测瞬时速度的误差,使平均速度更接近瞬时速度,下列举措正确的是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.减小滑块距光电门的距离
C.减小光电门的宽度
(3)实际上遮光条总是有一定的宽度,导致所测的速度只是平均速度,与瞬时速度总是存在差异,为解决此问题,该实验小组设计了一块可调节宽度的U形遮光片,并利用该遮光片更精确的测量了滑块的瞬时速度。方法如下:
①将U形遮光片固定在滑块前端,测出第一、第二前沿的距离;
②释放滑块,在滑块通过光电门时,从光电计时器上读出两次遮光的起始时间间隔t;
③改变遮光片宽度,重复上述步骤,测量多组数据
④用所测数据画出图像,并根据图像求出滑块的初速度
(4)每次测量时,________(填需要、不需要)从同一位置释放滑块,改变遮光片宽度时________(填可以、不可以)改变第一前沿相对滑块的位置;
(5)测量多组数据后,为了精确得出瞬时速度,应画出什么图像________;
A.图像 B.图像 C.图像
(6)若测出图像的的斜率为k,截距为b,则所测初速度为________
【答案】 ①. 2.5 ②. A ③. 需要 ④. 不可以 ⑤. C ⑥. b
【解析】
【详解】[1]遮光条通过光电门的平均速度
[2] 这儿是用平均速度来近似计算瞬时速度
减小的措施①是换用宽度更窄的遮光条;②增大滑块距光电门的距离,使遮光条通过光电门时有较大的速度
故选A。
[3] [4]此实验研究的是同一个匀变速直线运动,每次测量时,需要从同一位置释放滑块,改变遮光片宽度时不可以改变第一前沿相对滑块的位置,因为若改变了,则其位移发生变化,其速度也随着发生变化,即测出的不是遮光片通过该位置时的速度
[5] 要用所测数据画出图像,根据图像求出滑块的初速度,应作出v-t图,应画出图像
故选C。
[6]由
图像的斜率k表示加速度,截距b表示初速度
13. 如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m的顶部水平高台,接着以4m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧轨道的两端点,其连线水平。已知圆弧轨道的半径为2m,人和车的总质量为100kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计。(计算中a取)求:
(1)从平台飞出到达A点时速度的大小及圆弧对应的圆心角;
(2)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O的速度为6m/s,此时人和车对轨道的压力大小。
【答案】(1),90°
(2)2800N
【解析】
【小问1详解】
人和车从平台飞出后做平抛运动,根据平抛运动的规律可得,竖直方向上有
摩托车落至A点时其竖直方向的分速度
到达A点时的速度
设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α,则
即α=45°,所以θ=2α=90°
【小问2详解】
在最低点O,对人和车受力分析可知,人和车受到的指向圆心方向的合力提供其做圆周运动的向心力,所以有
当时,解得N=2800N
由牛顿第三定律可知人和车在最低点O时对轨道的压力大小为2800N
14. 如图所示,水平传送带长度,以的速率沿顺时针方向匀速转动,左、右端各与一足够长的水平光滑轨道平滑对接,左端轨道固定一轻质弹簧,可将滑块A以作用前的速率弹回。现有一滑块A位于右侧轨道上,已知A的质量,与传送带之间的动摩擦因数,现给物体A一水平向左的瞬时速度,大小为5m/s,g取,求:
(1)滑块A到达传送带左端时的速度大小;
(2)滑块A从左往右滑过传送带的过程中,在传送带上留下的划痕长度。
【答案】(1)3m/s
(2)0.4m
【解析】
【小问1详解】
对物体A,根据牛顿第二定律可得
可得加速度大小为
假设物体A一直做减速运动,根据,
可得滑块A到达传送带左端时的速度大小为,速度大于零,假设成立,即滑块A到达传送带左端时的速度大小为。
【小问2详解】
滑块A从左往右滑过传送带的过程中,初速度变为,根据牛顿第二定律可得
可得
物体A与传送带共速时,有
可得
物体A的位移为
说明刚好在传送带右端共速,这段时间传送带的位移为
可得在传送带上留下的划痕长度
15. 如图所示,在倾角为的足够长的光滑斜面上,放一质量为的薄板A,A板上、下段由不同材料构成,下段表面光滑,长度,上段表面粗糙,长度;质量为的金属块B(视为质点)位于A的最下端,B与A上段间的动摩擦因数;质量为的物块C通过轻线绕过定滑轮与B相连。忽略滑轮质量及轴间的摩擦,A、B间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时,整个系统在外力作用下,处于静止状态,轻线被拉直。(,,)求:
(1)撤去外力的瞬间,A、B、C的加速度分别是多大;
(2)B刚到达A的粗糙部分时,A、B、C的加速度分别是多大;
(3)设绳足够长,试判断金属块B能否从薄板A上滑下。若能滑下,求滑下时A、B各自的速度;若不能滑下,求B最终离板A左端的距离。
【答案】(1),
(2),
(3)不能滑下,2m
【解析】
【小问1详解】
因为
所以撤去外力的瞬间有
对薄板A,根据牛顿第二定律,有
解得
【小问2详解】
当B刚到达A的粗糙部分时,A相对B 向下运动,A受到向上的滑动摩擦力,摩擦力的大小为
对A分析,根据牛顿第二定律可得
解得,负号表示加速度方向沿斜面向上
对BC这个整体,根据牛顿第二定律可得
解得,方向沿斜面向下。
【小问3详解】
因为斜面和A板下段表面都光滑,撤去外力后,A板从静止开始向下做匀加速运动,只要金属块B在A板下段表面上,B.C就保持静止不动。A板运动到金属块B在其上段表面上后,B和C受滑动摩擦力作用将一起以相同大小的加速度做加速运动,设A板上段刚滑到B下方时速度为vA,则
解得vA=6m/s
B在A板上端表面时,由上面可知此时,沿斜面向上;,方向沿斜面向下;故A开始沿斜面向下减速运动,BC开始沿斜面向下加速运动。A、B、C最终达到速度相等。假设速度相等后A、B相对静止一起向下加速,则此时A、B之间的摩擦力为,A、B、C三者加速度大小相同,设为a0,则以整体为对象,根据牛顿第二定律,有
解得
以A为对象,根据牛顿第二定律,有
解得
所以A、B之间是静摩擦力,即AB保持相对静止,设A、B、C三者达到相等速度v1,所用的时间为t,则
解得,
设在时间t内,A通过的距离是xA,B、C通过的距离是xB,则A运动的位移为
B运动的位移为
B最终离板A左端的距离
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武汉外国语学校2025-2026学年度第一学期期末考试高一物理试卷
考试时间:2026年2月4日 考试时长:75分钟 试卷满分:100分
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 现代交通工具性能持续升级,高铁提速、电车增程、航速优化皆蕴物理巧思。“C919”飞机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机,航程,最大起飞重量约为,巡航速度约960km/h,截至2025年底,“C919”已交付使用30架。下列说法正确的是( )
A. 信息中的单位“km”、“kg”、“h”属于国际单位制中的基本单位
B. 无论什么单位制,力学范围内的三个基本量都是长度、质量、时间
C. 国际单位制的七个基本物理量分别是:N、kg、s、A、K、mol、cd
D. 公式中,F的单位是牛顿(N),是国际单位制中的导出单位
2. 如图所示,一正方形物块内挖有一光滑竖直圆槽,O为圆心。现将一小球置于槽内,并将整个装置放在倾角为的足够长的光滑斜面上,小球与物块一起沿斜面下滑,不计空气阻力。稳定后,下列选项中小球与物块的相对位置正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,轻绳一端P固定在水平墙面和竖直墙面的交界处,轻绳绕过悬挂有重物A的轻质光滑动滑轮,另一端固定在水平墙面上,轻绳与水平方向的夹角为,整个系统处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 若将绳子的P端向右移动少许,变小
B. 若将绳子的P端向右移动少许,绳中张力变大
C. 若将绳子的P端向下移动少许,不变
D. 若将绳子的P端向下移动少许,绳中张力变大
4. 如图所示,1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端,其运动时间分别为、、、,已知竖直固定的圆环的半径为r,O为圆心,固定在水平面上的斜面水平底端的长度为,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5. 2025年7月15日,天舟九号货运飞船搭载长征七号遥感运载火箭发射升空,成功对接于空间站天和核心舱后向端口。图1为天舟九号在变轨过程中的两个不同的椭圆轨道P、Q,图2为天舟九号在两个轨道上所受引力大小随时间的变化情况。下列说法正确的是( )
A. P轨道近地点和远地点离地心的距离之比为
B. P轨道与Q轨道半长轴之比为
C. 天舟九号在P轨道与Q轨道运行的周期之比为
D. 天舟九号沿P轨道与Q轨道运行时,在切点处速度大小相等
6. 如图所示,足够长的固定斜面倾角为37°,在斜面上方的P点以沿平行斜面向上的初速度将一小球抛出,不计空气阻力,取,,,已知P点距离斜面的距离为4m,下列说法正确的是( )
A. 若小球抛出的速度大小为8m/s,小球将会垂直击中斜面
B. 若小球抛出的速度大小为6m/s,小球将会垂直击中斜面
C. 无论小球向上抛出的速度是多大,都不可能垂直击中斜面
D. 若将小球沿斜面向下抛出,只要取合适的速度,小球就有可能垂直击中斜面
7. 一根绳子的两端分别固定在顶板和底板上,两固定点位于同一竖直线上,相距为h。一质量为m的小球固定在绳上某点,当小球两边的绳均被拉直时,两绳与铅垂线的夹角分别为和,如图所示。当小球以一定的速度在水平面内做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A. 若小球的速度大小为,则小球下方绳子拉力为0
B. 若小球的速度大小为,则小球上方绳子拉力为
C. 若小球的速度大小为,则小球下方绳子拉力为
D. 若小球的速度大小为,则小球上方绳子拉力为
8. 如图所示,八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转,下列说法中正确的是( )
A. 土星的公转周期大于一年
B. 太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上
C. 火星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
D. 开普勒第三定律,其中k的大小与行星的质量有关
9. 图甲为学校旁建筑工地的吊装设备——塔吊。某次吊运货物的过程中,起重小车从某位置开始沿水平吊臂匀速远离塔体,同时吊臂绕塔体中心以角速度匀速转动,起重小车运动过程中离塔体中心的距离r和吊臂转过的角度间关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 吊臂转动2rad时,需要的时间为10s
B. 起重小车相对于吊臂的速度大小为0.5m/s
C. 时,起重小车的向心加速度大小为0.12m/s2
D. 时,起重小车对地速度大小为
10. 如图所示,一竖直轻弹簧一端固定在水平地面上,另一端与物体A拴接,A上叠放物体B,A、B质量分别为m、2m,系统开始处于静止状态。现对B施加一个竖直向上的外力F,使B向上运动,两个物体可视为质点,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 若B向上以加速度做匀加速运动,则拉力F的最大值为
B. 若B向上以加速度做匀加速运动,则拉力F的最小值为
C. 若B向上以加速度做匀加速运动,则经过时间,A、B分离
D. 若拉力,则A、B立即分离
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,下列操作描述正确的是( )
A. 将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
B. 因绳的拉力可由力传感器读出,所以细绳不需要保持和木板平行
C. 小车靠近打点计时器,先接通电源再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D. 为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
(2)甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),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的加速度为________(结果保留3位有效数字)。
(3)甲同学以力传感器的示数F为横轴,加速度a为纵轴,画出的a-F图线是一条直线,如图所示,求得图线的斜率为k,则小车的质量( )
A. B. C. D.
12. 某实验小组的同学利用气垫导轨和光电计时系统研究直线运动的一些规律,如图甲所示。如图乙,在滑块上安装宽度d为1.00cm的遮光条,滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门,配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。
(1)遮光条通过光电门的平均速度____m/s(保留两位有效数字)。
(2)为减小用光电门和数字计时器测瞬时速度的误差,使平均速度更接近瞬时速度,下列举措正确的是( )
A.换用宽度更窄的遮光条
B.减小滑块距光电门的距离
C.减小光电门的宽度
(3)实际上遮光条总是有一定的宽度,导致所测的速度只是平均速度,与瞬时速度总是存在差异,为解决此问题,该实验小组设计了一块可调节宽度的U形遮光片,并利用该遮光片更精确的测量了滑块的瞬时速度。方法如下:
①将U形遮光片固定在滑块前端,测出第一、第二前沿的距离;
②释放滑块,在滑块通过光电门时,从光电计时器上读出两次遮光的起始时间间隔t;
③改变遮光片宽度,重复上述步骤,测量多组数据
④用所测数据画出图像,并根据图像求出滑块的初速度
(4)每次测量时,________(填需要、不需要)从同一位置释放滑块,改变遮光片宽度时________(填可以、不可以)改变第一前沿相对滑块的位置;
(5)测量多组数据后,为了精确得出瞬时速度,应画出什么图像________;
A.图像 B.图像 C.图像
(6)若测出图像的的斜率为k,截距为b,则所测初速度为________
13. 如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m的顶部水平高台,接着以4m/s水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧轨道的两端点,其连线水平。已知圆弧轨道的半径为2m,人和车的总质量为100kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计。(计算中a取)求:
(1)从平台飞出到达A点时速度的大小及圆弧对应的圆心角;
(2)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O的速度为6m/s,此时人和车对轨道的压力大小。
14. 如图所示,水平传送带长度,以的速率沿顺时针方向匀速转动,左、右端各与一足够长的水平光滑轨道平滑对接,左端轨道固定一轻质弹簧,可将滑块A以作用前的速率弹回。现有一滑块A位于右侧轨道上,已知A的质量,与传送带之间的动摩擦因数,现给物体A一水平向左的瞬时速度,大小为5m/s,g取,求:
(1)滑块A到达传送带左端时的速度大小;
(2)滑块A从左往右滑过传送带的过程中,在传送带上留下的划痕长度。
15. 如图所示,在倾角为的足够长的光滑斜面上,放一质量为的薄板A,A板上、下段由不同材料构成,下段表面光滑,长度,上段表面粗糙,长度;质量为的金属块B(视为质点)位于A的最下端,B与A上段间的动摩擦因数;质量为的物块C通过轻线绕过定滑轮与B相连。忽略滑轮质量及轴间的摩擦,A、B间最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时,整个系统在外力作用下,处于静止状态,轻线被拉直。(,,)求:
(1)撤去外力的瞬间,A、B、C的加速度分别是多大;
(2)B刚到达A的粗糙部分时,A、B、C的加速度分别是多大;
(3)设绳足够长,试判断金属块B能否从薄板A上滑下。若能滑下,求滑下时A、B各自的速度;若不能滑下,求B最终离板A左端的距离。
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