精品解析：陕西西安高新第一中学2025-2026学年第一学期期末考试高一物理试题

2025-2026学年第一学期期末考试 2028届高一物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每题只有一个选项符合题目要求，每题4分，共32分） 1. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒进行了长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒三大行星运动定律 B. 牛顿发现了万有引力定律被认为是第一个称出地球质量的人 C. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 D. 英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”较准确的测定了万有引力常量 2. 如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便，以下说法正确的是（　　） A. 墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上 B. 大气压变大，吸盘受到的摩擦力不变 C. 吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力 D. 空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对作用力和反作用力 3. 倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。A、B受力的个数分别为（　　） A. 3和5 B. 3和6 C. 2和5 D. 2和6 5. 如图甲所示为佩戴的防晒口罩，图乙为一侧口罩佩戴的示意图。假如口罩带可认为是劲度系数为的弹性轻绳，弹性绳由直线段AB、CD和曲线段BD组成，AB和CD两段弹性绳与水平方向的夹角分别为和。在佩戴好口罩后弹性绳被拉长了0.8cm，弹性绳涉及的受力均在同一平面内，忽略一切摩擦，则耳朵受到口罩带的作用力（　　） A. 与水平方向夹角为30°，大小为 B. 与水平方向夹角为30°，大小为0.8N C. 与水平方向夹角为45°，大小为 D. 与水平方向夹角为45°，大小为0.8N 6. 如图所示，竖直面内固定一大圆环③，三个小环套在三根长度不同的光滑杆上，从上至下杆长之比为1∶4∶9，杆的上端固定在圆的顶点O，下端分别固定在圆①②③的圆周A、B、C点上。圆①②③共用顶点O，半径之比为2∶3∶4，三个小环从顶点O由静止开始沿杆自由下滑至A、B、C三点经过的时间之比为（　　） A. B. 1∶1∶1 C. D. 7. 蹦床运动中，运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小与时间的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，取。下列说法正确的是（　　） A. 运动员的加速度一直减小 B. 0.15s时运动员处于失重状态 C. 0.30s时运动员的速度大小为10m/s D. 运动员距蹦床的最大高度为20m 8. 如图所示，倾角的足够长光滑斜面体固定在水平地面上。一轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮连接A、B两个小球。初始时使A球静止在斜面上，B球竖直悬挂在空中，且两球距地面的高度相同。某时刻释放A球，A球沿斜面下滑，B球竖直上升。已知A球质量，B球质量，重力加速度取。两小球均可视为质点，不计一切摩擦。求A球运动的加速度大小（两球始终未到达定滑轮处且A、B未落地）为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每题至少有两个选项符合题目要求，选全得4分，选对但不全得2分，有错选项得0分） 9. 如图所示，用完全相同的轻质弹簧P、Q拴接小球A，固定在竖直平面内处于静止状态，此时两弹簧的总长度恰好等于两弹簧的原长之和。已知弹簧的劲度系数为，小球的质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧P的伸长量为 B. 剪断弹簧P的瞬间，小球A的加速度大小为 C. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为 D. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为 10. 我国某探测器在距地球表面高度为的轨道绕地球飞行过程中，在时间内探测器转过的角度为，观察地球表面时的最大视角，探测器运行轨道为圆形，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 探测器运行的速度大小是 B. 探测器运行的速度大小是 C. 地球的质量 D. 地球的质量 11. 如图所示，某同学手握一段硬质细塑料管，一根不可伸长的细线穿过塑料管，细线一端连接小球，另一端连接物块。现该同学通过摇动手中塑料管，使小球在水平面内做匀速圆周运动，物块处于静止状态。初始时刻小球的速度大小为，细线与竖直方向的夹角为，塑料管口与小球之间的细线长为。改变物块的高度后，再次让小球在水平面内做匀速圆周运动，物块仍处于静止状态，此时小球的速度大小为，且，细线与竖直方向的夹角为，塑料管口与小球之间的细线长为，不计空气阻力，忽略细线与塑料管之间的摩擦，小球在做匀速圆周运动时，可认为塑料管静止。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图是一种升降系统示意图，轻弹簧上端固定质量为的平台，站在上面的人手握轻质横杆，绳子的一端与横杆相连，另一端与定滑轮相连，初始时绳子刚好伸直，人和平台处于静止状态。启动电动机，让其带动定滑轮向上收绳子，使人和平台一起做加速度为的匀加速直线运动，直至人离开平台。已知弹簧劲度系数为，人的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 电动机启动前，弹簧的形变量为 B. 电动机启动瞬间，绳子拉力大小为 C. 当平台速度达到最大时，弹簧恢复原长 D. 人与平台分离瞬间，平台上升的高度 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13. 某兴趣小组“探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示。为小车（质量为），为打点计时器，为装有沙的沙桶（沙和沙桶的总质量为m），为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为。 （1）下列实验操作中，正确的是（　　） A. 不需要使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B. 每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器 C. 改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 D. 平衡摩擦力时，应将小车后面的纸带连接好 E. 平衡摩擦力时，应将小木板适当垫高，直到轻推小车，纸带上点迹均匀分布 （2）为使细绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，需满足的条件是______（填“远大于”或“远小于”或“等于”）； （3）在本实验中认为细绳的拉力等于沙和沙桶的总重力，已知三位同学利用实验数据作出的图像如图乙中的1、2、3所示。下列分析正确的是（　　） A. 出现图线1的原因可能是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 B. 出现图线2弯曲的原因可能是沙和沙桶的质量太小 C. 出现图线3的原因可能是在平衡摩擦时长木板的倾斜度过大 （4）胡同学改进实验方案，采用图丙的实验装置探究“小车加速度与合外力的关系”时，是否需要平衡摩擦力？______（填“需要”或“不需要”）。 14. 用如图甲所示的传感器来研究平抛运动，将小球P自倾斜轨道上某点由静止释放，当小球自斜槽末端抛出后，传感器Q可实时追踪定位小球的位置，并将数据传输给计算机，计算机则会通过软件描绘出小球的轨迹。已知当地的重力加速度为，请回答下列问题： （1）为确保小球离开斜槽后做平抛运动，应该在实验前先调节斜槽末端至水平。具体做法是什么？________。 （2）实验时先后两次将小球于斜槽上不同位置由静止释放，结果得到两条不同的运动轨迹，如图乙所示。由图可知释放小球时，位置相对较低的一次小球对应的轨迹是图线______（填“1”或“2”）。 （3）依据图乙所示轨迹获得的数据，分别绘制得到如图丙所示的图像，其中与图乙中图线“2”所对应的图线是______（填“A”或“B”）；若测得图线的斜率为，则该小球做平抛运动的初速度大小为______（用、表示）。 四、计算题（本题共4小题，共36分，15题6分，16题8分，17题10分，18题12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。） 15. 挂灯笼是我国年俗文化的重要组成，用三根细线、、将重力为的灯笼1和重力为的灯笼2连接并悬挂，如图所示。两灯笼可视为质点，处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为。细线水平，，。求： （1）细线、分别对灯笼1和2的拉力大小； （2）细线对灯笼2的拉力大小。 16. 为确保校园道路安全，某中学门外路段设置了如图所示的橡胶减速带。一汽车正以16m/s的速度行驶在该路段，在离减速带22m处该车开始做匀减速直线运动，结果以6m/s的速度通过减速带，通过后立即以2.5m/s2的加速度加速到原来的速度。汽车可视为质点，减速带的宽度忽略不计。求： （1）汽车减速时的加速度大小； （2）减速阶段所用的时间； （3）由于减速带的存在，该汽车通过这段距离多用的时间。 17. 如图，两个半径均为的四分之一圆弧管道（管道内径很小）及轨道对接后竖直固定在水平面的上方，其圆心分别为、，管道下端与水平面相切。在轨道的右侧竖直固定一半径为的四分之一圆弧轨道，其圆心恰好在点，下端与水平面相切，、、在同一竖直线上，在水平面上与管道下端左侧距离为处有一质量为、可视为质点的物块，以初速度沿水平面向右运动，从处进入管道，恰好能从轨道的最高点飞出，并打在轨道上。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。求： （1）物块通过点时的速度大小； （2）物块刚进入管道的下端时对管道的压力； （3）物块从轨道的点飞出后打在轨道上时下落的高度。 18. 如图所示，粗糙斜面倾角，斜面底端放置质量的足够长木板，木板与斜面平滑连接但不粘连，在木板右端有一挡板，挡板与木板右端的距离。将质量、可视为质点的物块从斜面某点由静止释放，释放点到斜面底端的高度，物块滑离斜面时速度大小。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求物块与斜面间的动摩擦因数。 （2）求木板与挡板第一次碰撞前，物块与木板的相对位移大小。 （3）若木板与挡板碰撞前后速度大小不变，判断木板与挡板是否会发生第二次碰撞。若不会发生碰撞，求最终木板右端与挡板的距离；若会发生碰撞，求碰撞前木板的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第一学期期末考试 2028届高一物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每题只有一个选项符合题目要求，每题4分，共32分） 1. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒进行了长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒三大行星运动定律 B. 牛顿发现了万有引力定律被认为是第一个称出地球质量的人 C. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 D. 英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”较准确的测定了万有引力常量 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒并未亲自进行长期观测和记录数据，而是基于其导师第谷的观测数据研究总结得出了开普勒行星运动定律，故A错误； BD．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验准确测定了万有引力常量，由此第一个称出地球质量的是卡文迪许，故B错误，D正确； C．“月—地检验”是由牛顿完成的，用以证实万有引力定律的正确性，伽利略并未进行此检验，故C错误。 故选D。 2. 如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便，以下说法正确的是（　　） A. 墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上 B. 大气压变大，吸盘受到的摩擦力不变 C. 吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力 D. 空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对作用力和反作用力 【答案】B 【解析】 【详解】A．墙壁对吸盘的作用力是支持力N和摩擦力f的合力。由于支持力N是水平的，摩擦力f是竖直的，它们的合力方向是斜向右上方，而不是竖直向上，故A项错误； B．吸盘受到的摩擦力是静摩擦力，其大小与总重力G相平衡，即。只要吸盘和悬挂的厨具不变，总重力G就不变，因此静摩擦力f的大小也不变，故B项正确； C．吸盘与墙壁之间存在两对作用力与反作用力：一是墙壁对吸盘的支持力与吸盘对墙壁的压力；二是墙壁对吸盘的摩擦力与吸盘对墙壁的摩擦力，故C项错误； D．空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力，而不是相互作用力，故D项错误。 故选B。 3. 倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】时间内：物体轻放在传送带上，做加速运动。受力分析可知，物体受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦力大于重力的下滑分力，合力不变，故做匀加速运动。 之后：当物块速度与传送带相同时，静摩擦力与重力的下滑分力相等，加速度突变为零，物块做匀速直线运动。 C正确，ABD错误。 故选C。 4. 如图所示，长方体物块A、B叠放在斜面上，B受到一个沿斜面方向的拉力F，两物块保持静止。A、B受力的个数分别为（　　） A. 3和5 B. 3和6 C. 2和5 D. 2和6 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意，对A受力分析可知，A受重力、B的支持力，由于A静止，则A还受B沿斜面向上的静摩擦力，即A受到3个力作用；对B受力分析可知，B受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力F、A对B沿斜面向下的摩擦力，由于AB整体静止，则B受沿斜面向上的摩擦力，即B受6个力作用。 故选B。 5. 如图甲所示为佩戴的防晒口罩，图乙为一侧口罩佩戴的示意图。假如口罩带可认为是劲度系数为的弹性轻绳，弹性绳由直线段AB、CD和曲线段BD组成，AB和CD两段弹性绳与水平方向的夹角分别为和。在佩戴好口罩后弹性绳被拉长了0.8cm，弹性绳涉及的受力均在同一平面内，忽略一切摩擦，则耳朵受到口罩带的作用力（　　） A. 与水平方向夹角为30°，大小为 B. 与水平方向夹角为30°，大小为0.8N C. 与水平方向夹角为45°，大小为 D. 与水平方向夹角为45°，大小为0.8N 【答案】C 【解析】 【详解】分析可知，耳朵分别受到AB、CD段口罩带的拉力，如图所示 由于口罩带为弹性轻绳，弹力处处相等，所以 由于与的夹角为，根据几何关系可得合力 合力F与水平方向成的夹角为 故选C。 6. 如图所示，竖直面内固定一大圆环③，三个小环套在三根长度不同的光滑杆上，从上至下杆长之比为1∶4∶9，杆的上端固定在圆的顶点O，下端分别固定在圆①②③的圆周A、B、C点上。圆①②③共用顶点O，半径之比为2∶3∶4，三个小环从顶点O由静止开始沿杆自由下滑至A、B、C三点经过的时间之比为（　　） A. B. 1∶1∶1 C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设光滑杆与竖直直径的夹角为，圆环的半径为R，对小环受力分析可得，小环所受的支持力大小为 所受合外力大小为 根据牛顿第二定律可得小环的加速度大小为 小环沿光滑杆运动的位移为 根据位移时间关系有 可得小环沿光滑杆运动的时间为 三个小环运动时间之比为 故选A。 7. 蹦床运动中，运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小与时间的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，取。下列说法正确的是（　　） A. 运动员的加速度一直减小 B. 0.15s时运动员处于失重状态 C. 0.30s时运动员的速度大小为10m/s D. 运动员距蹦床的最大高度为20m 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意以及题图可知，0.15s时运动员受到的蹦床的力最大，此时蹦床的形变量最大，即运动员到达了蹦床的最低点，此时运动员的加速度最大，在0.15s之前某时刻，运动员受到的蹦床的力与其自身重力大小相等，所以在0到0.15s过程中，运动员的加速度先减小后增大，0.15s达到最大。在0.15s之后同样存在某时刻，运动员受到的蹦床的力与其自身重力大小相等，在0.15s到0.3s运动员的加速度大小同样先变小后变大，故A项错误； B．由上述分析可知，在0.15s时，运动员受到蹦床的力大于其自身的重力，所以其处于超重，故B项错误； C．从图像可知，运动员在空中运动的时间为。运动员在空中的运动是竖直上抛运动，根据对称性，上升时间和下降时间相等，均为。 在0.30s时，运动员离开蹦床，其速度大小等于上升到最高点所需时间内的速度变化量，即，故C项正确； D．运动员离开蹦床后上升的最大高度为 ，故D项错误。 故选C。 8. 如图所示，倾角的足够长光滑斜面体固定在水平地面上。一轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮连接A、B两个小球。初始时使A球静止在斜面上，B球竖直悬挂在空中，且两球距地面的高度相同。某时刻释放A球，A球沿斜面下滑，B球竖直上升。已知A球质量，B球质量，重力加速度取。两小球均可视为质点，不计一切摩擦。求A球运动的加速度大小（两球始终未到达定滑轮处且A、B未落地）为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对小球A有 对B球有 解得 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，共16分，每题至少有两个选项符合题目要求，选全得4分，选对但不全得2分，有错选项得0分） 9. 如图所示，用完全相同的轻质弹簧P、Q拴接小球A，固定在竖直平面内处于静止状态，此时两弹簧的总长度恰好等于两弹簧的原长之和。已知弹簧的劲度系数为，小球的质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 弹簧P的伸长量为 B. 剪断弹簧P的瞬间，小球A的加速度大小为 C. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为 D. 剪断弹簧Q的瞬间，小球A的加速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两弹簧总长度等于原长之和，说明上方弹簧P伸长，下方弹簧Q压缩。以小球为研究对象，由平衡条件和胡克定律，可得 解得 即弹簧P的伸长量为，故A正确； B．剪断弹簧P瞬间，P弹力消失，Q弹力不变，合力 由牛顿第二定律，得加速度，故B错误； CD．剪断弹簧Q瞬间，Q弹力消失，P弹力不变，合力 由牛顿第二定律，得加速度，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 我国某探测器在距地球表面高度为的轨道绕地球飞行过程中，在时间内探测器转过的角度为，观察地球表面时的最大视角，探测器运行轨道为圆形，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A. 探测器运行的速度大小是 B. 探测器运行的速度大小是 C. 地球的质量 D. 地球的质量 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．已知，即， 由几何关系，过探测器作地球的两条切线，构成直角三角形，可得 解得地球半径 因此探测器的轨道半径 时间内探测器转过角度，因此角速度 线速度，故A错误，B正确； CD．探测器做圆周运动，万有引力提供向心力，有 整理得地球质量 代入、，得，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，某同学手握一段硬质细塑料管，一根不可伸长的细线穿过塑料管，细线一端连接小球，另一端连接物块。现该同学通过摇动手中塑料管，使小球在水平面内做匀速圆周运动，物块处于静止状态。初始时刻小球的速度大小为，细线与竖直方向的夹角为，塑料管口与小球之间的细线长为。改变物块的高度后，再次让小球在水平面内做匀速圆周运动，物块仍处于静止状态，此时小球的速度大小为，且，细线与竖直方向的夹角为，塑料管口与小球之间的细线长为，不计空气阻力，忽略细线与塑料管之间的摩擦，小球在做匀速圆周运动时，可认为塑料管静止。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．对物块B进行分析，根据平衡条件有 小球A做匀速圆周运动，对小球A进行分析，小球竖直方向上所受外力合力为零，则有， 解得，故A正确，B错误； CD．小球A做匀速圆周运动，由沿半径方向的合力提供向心力，则， 由于， 结合上述有，故C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图是一种升降系统示意图，轻弹簧上端固定质量为的平台，站在上面的人手握轻质横杆，绳子的一端与横杆相连，另一端与定滑轮相连，初始时绳子刚好伸直，人和平台处于静止状态。启动电动机，让其带动定滑轮向上收绳子，使人和平台一起做加速度为的匀加速直线运动，直至人离开平台。已知弹簧劲度系数为，人的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 电动机启动前，弹簧的形变量为 B. 电动机启动瞬间，绳子拉力大小为 C. 当平台速度达到最大时，弹簧恢复原长 D. 人与平台分离瞬间，平台上升的高度 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电动机启动前，人和平台静止，弹簧弹力等于总重力 解得， A 正确； B．启动瞬间，弹簧形变量不变，弹力仍为。以整体为研究对象，根据牛顿第二定律 解得，B正确； C．平台速度最大时，加速度为 0，此时合力为 0，此时弹力等于整体的重力，弹簧仍处于压缩状态并未恢复原长， C 错误； D．人与平台分离瞬间，人和平台间弹力，研究平台，根据牛顿第二定律  解得。 平台上升高度等于弹簧压缩量的减少量 ，D正确。 故选 ABD。 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13. 某兴趣小组“探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示。为小车（质量为），为打点计时器，为装有沙的沙桶（沙和沙桶的总质量为m），为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为。 （1）下列实验操作中，正确的是（　　） A. 不需要使牵引小车的细绳与长木板保持平行 B. 每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器 C. 改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力 D. 平衡摩擦力时，应将小车后面的纸带连接好 E. 平衡摩擦力时，应将小木板适当垫高，直到轻推小车，纸带上点迹均匀分布 （2）为使细绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，需满足的条件是______（填“远大于”或“远小于”或“等于”）； （3）在本实验中认为细绳的拉力等于沙和沙桶的总重力，已知三位同学利用实验数据作出的图像如图乙中的1、2、3所示。下列分析正确的是（　　） A. 出现图线1的原因可能是平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 B. 出现图线2弯曲的原因可能是沙和沙桶的质量太小 C. 出现图线3的原因可能是在平衡摩擦时长木板的倾斜度过大 （4）胡同学改进实验方案，采用图丙的实验装置探究“小车加速度与合外力的关系”时，是否需要平衡摩擦力？______（填“需要”或“不需要”）。 【答案】（1）DE （2）远大于 （3）A （4）需要 【解析】 【小问1详解】 A．牵引小车的细绳必须与长木板平行，才能保证小车合力恒定，故A错误； B．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，应该先接通电源，后放开小车，故B错误； C．平衡摩擦力的原理为 小车质量会被约去，改变小车质量后不需要重新平衡摩擦力，故C错误； D．平衡摩擦力时需要连接纸带，将纸带与打点计时器的摩擦也一同平衡，故D正确； E．平衡摩擦力时垫高长木板，轻推小车后纸带上点迹均匀，说明小车做匀速运动，摩擦力已平衡，故E正确。 故选DE。 【小问2详解】 对沙桶、小车整体分析，由牛顿第二定律，得加速度 对小车得拉力 只有当 时，，拉力近似等于沙和沙桶的总重力。 【小问3详解】 A．图线1在时就已经有加速度，说明平衡摩擦力过度，长木板倾斜度过大，重力分力大于摩擦力，故A正确； B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量没有远小于小车的质量，导致小车的合外力不等于砝码和砝码盘的重力，故B错误； C．图线3在不为零时加速度仍为零，说明摩擦力未平衡充分，原因是长木板倾斜度过小，故C错误。 故选A。 【小问4详解】 本实验探究加速度与合外力的关系，即使弹簧测力计可以直接测出拉力，仍然需要平衡摩擦力，才能让细绳拉力等于小车的合外力，因此需要平衡摩擦力。 14. 用如图甲所示的传感器来研究平抛运动，将小球P自倾斜轨道上某点由静止释放，当小球自斜槽末端抛出后，传感器Q可实时追踪定位小球的位置，并将数据传输给计算机，计算机则会通过软件描绘出小球的轨迹。已知当地的重力加速度为，请回答下列问题： （1）为确保小球离开斜槽后做平抛运动，应该在实验前先调节斜槽末端至水平。具体做法是什么？________。 （2）实验时先后两次将小球于斜槽上不同位置由静止释放，结果得到两条不同的运动轨迹，如图乙所示。由图可知释放小球时，位置相对较低的一次小球对应的轨迹是图线______（填“1”或“2”）。 （3）依据图乙所示轨迹获得的数据，分别绘制得到如图丙所示的图像，其中与图乙中图线“2”所对应的图线是______（填“A”或“B”）；若测得图线的斜率为，则该小球做平抛运动的初速度大小为______（用、表示）。 【答案】（1）将小球放置于斜槽末端时小球可保持静止 （2）1 （3） ①. B ②. 【解析】 【小问1详解】 将小球轻放在斜槽末端的水平部分，若小球能保持静止不滚动，说明斜槽末端已调节至水平。 【小问2详解】 实验时先后两次将小球于斜槽上不同位置由静止释放，释放小球位置越高，小球做平抛运动的初速度越大，根据平抛运动规律，有， 可知下落高度相同时，所用时间相同，则初速度越大，对应的水平位移越大；由图2可知释放小球时，位置相对较低的一次小球对应的轨迹是图线1。 【小问3详解】 [1]根据平抛运动规律，有， 联立得 因此图像的斜率 图线2对应更大的初速度，因此斜率更小，对应图丙中的图线B。 [2]若图线A的斜率为，则 整理得初速度 四、计算题（本题共4小题，共36分，15题6分，16题8分，17题10分，18题12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。） 15. 挂灯笼是我国年俗文化的重要组成，用三根细线、、将重力为的灯笼1和重力为的灯笼2连接并悬挂，如图所示。两灯笼可视为质点，处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为。细线水平，，。求： （1）细线、分别对灯笼1和2的拉力大小； （2）细线对灯笼2的拉力大小。 【答案】（1）25N，15N （2）17N 【解析】 【小问1详解】 对两个灯笼整体受力分析，整体受总重力、的拉力、的拉力，根据平衡条件，竖直方向，有 解得 在水平方向，有 解得 【小问2详解】 对灯笼2受力分析，灯笼2受重力、的拉力、的拉力，根据平衡条件，大小等于与的合力大小，即 解得 16. 为确保校园道路安全，某中学门外路段设置了如图所示的橡胶减速带。一汽车正以16m/s的速度行驶在该路段，在离减速带22m处该车开始做匀减速直线运动，结果以6m/s的速度通过减速带，通过后立即以2.5m/s2的加速度加速到原来的速度。汽车可视为质点，减速带的宽度忽略不计。求： （1）汽车减速时的加速度大小； （2）减速阶段所用的时间； （3）由于减速带的存在，该汽车通过这段距离多用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初速度，末速度，减速位移 根据匀变速直线运动公式 解得，加速度大小为 【小问2详解】 根据匀变速直线运动的速度时间关系 解得 【小问3详解】 加速阶段所用时间 加速阶段位移 实际总时间 匀速通过时间 多用的时间 17. 如图，两个半径均为的四分之一圆弧管道（管道内径很小）及轨道对接后竖直固定在水平面的上方，其圆心分别为、，管道下端与水平面相切。在轨道的右侧竖直固定一半径为的四分之一圆弧轨道，其圆心恰好在点，下端与水平面相切，、、在同一竖直线上，在水平面上与管道下端左侧距离为处有一质量为、可视为质点的物块，以初速度沿水平面向右运动，从处进入管道，恰好能从轨道的最高点飞出，并打在轨道上。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。求： （1）物块通过点时的速度大小； （2）物块刚进入管道的下端时对管道的压力； （3）物块从轨道的点飞出后打在轨道上时下落的高度。 【答案】（1） （2），方向竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 物块恰好能从轨道的最高点飞出，在D点由重力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 对A到B过程由动能定理，得 解得 B点是圆弧管道最低点，向心力由支持力和重力合力提供 解得 根据牛顿第三定律，物块对管道的压力大小为，方向竖直向下。 【小问3详解】 物块从D点水平抛出做平抛运动，设下落高度为，运动时间为，则水平位移 竖直方向可分解为自由落体运动，有 可得 EFG轨道圆心在D点，半径，轨迹满足几何关系 将、代入，得 解得 18. 如图所示，粗糙斜面倾角，斜面底端放置质量的足够长木板，木板与斜面平滑连接但不粘连，在木板右端有一挡板，挡板与木板右端的距离。将质量、可视为质点的物块从斜面某点由静止释放，释放点到斜面底端的高度，物块滑离斜面时速度大小。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，，，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求物块与斜面间的动摩擦因数。 （2）求木板与挡板第一次碰撞前，物块与木板的相对位移大小。 （3）若木板与挡板碰撞前后速度大小不变，判断木板与挡板是否会发生第二次碰撞。若不会发生碰撞，求最终木板右端与挡板的距离；若会发生碰撞，求碰撞前木板的速度大小。 【答案】（1） （2） （3）不会发生第二次碰撞，最终木板右端与挡板距离为0.24 m 【解析】 【小问1详解】 物块从斜面下滑过程，根据动能定理 解得 【小问2详解】 物块滑上木板后，物块减速，设加速度大小为，根据牛顿第二定律 木板加速，对木板应用牛顿第二定律 木板从静止开始运动位移 �� = 1 m 后碰撞挡板，根据位移时间关系 这段时间内，物块位移， 木板位移 相对位移， (碰撞前物块速度 ，木板速度 ，刚好共速) 【小问3详解】 木板与挡板碰撞后速度反向，大小不变，即碰撞后木板速度（向右为正），物块速度。 碰撞后，物块加速度仍为 （向左）；对木板根据牛顿第二定律： 解得， 设经过时间两者共速， 可得，共速速度 此过程木板相对于碰撞位置的位移大小（向左） 因，共速后两者一起运动，根据牛顿第二定律 一起向右减速到0，向右运动位移 最终木板右端距离挡板的距离 结论：不会发生第二次碰撞，最终木板右端与挡板距离为 0.24 m 。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $