精品解析:江西师范大学附属中学2025-2026学年高一上学期期末测试物理试卷
2026-09-07
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内容正文:
江西师大附中高一年级物理期末测试卷
时间:2026年2月
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,28分。每题给出的四个选项中,只有一个正确)
1. 在学校运动会中,某同学以12.21s获得高一年级组的100m比赛的第一名,下列位移s随时间t变化的图像和速度v随时间t变化的图像可能反映该同学比赛过程的是( )
A. B. C. D.
2. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,桌面上的实验装置采用了微元法
B. 图2中,速度的变化量的方向与加速度a的方向始终相同
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了等效替代法
D. 图4中,伽利略用实验验证了小球做自由落体运动的速度与经过路程成正比
3. 如图所示是自行车传动结构的示意图,其中a,b,c分别是小齿轮,大齿轮和后轮边缘上的点。已知,则在正常传动过程中,b、c的线速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,竖直平面内有一固定的光滑支架,一质量为的小球穿在支架的竖直杆上,一轻弹簧的一端与小球相连接,另一端固定在支架斜杆的点。初始时刻小球静止在点,现给小球施加竖直向上的作用力使小球缓慢上升,直到小球到达与点等高的点,此时弹簧恰好恢复到原长。从小球离开点运动到点过程中(弹簧在弹性限度内)( )
A. 一直变小 B. 一直变大
C. 杆对球的弹力一直变大 D. 小球可能受三个力作用
5. 如图所示,站在向左减速运动汽车上的人与车保持相对静止,记用手向左推车的力为,脚对车的摩擦力为。下列说法中正确的是( )
A. 脚对车的摩擦力一定向右 B. 脚对车的摩擦力一定向左
C. 车对人的合力一定向右 D. 人受到的合力一定向右
6. 如图所示,轻质不可伸长的细绳,绕过光滑定滑轮,与质量为的物体连接,放在倾角为的光滑固定斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体连接。现、间细绳恰沿水平方向,从当前位置开始,在外力作用下以速度匀速下滑。设绳子的张力为,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A做匀加速运动
B. 物体A做匀速运动
C. 可能小于
D. 一定大于
7. 一可视为质点的物块在t=0时刻以一定的初速度从底端冲上倾斜传送带,传送带始终保持匀速传动但传送方向未知,一段时间后物块离开传送带。关于物块在传送带上运动的过程中,速度随时间变化的图像不可能是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每题给出的四个选项中,至少有两个符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是( )
A. 图1:小球在水平面做匀速圆周运动时,向心力由细线拉力的水平分力提供
B. 图2:物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时,摩擦力提供向心力
C. 图3:汽车过拱桥最高点时,处于超重状态
D. 图4:轿车在水平路面上转弯时由支持力和摩擦力的合力提供向心力
9. 如图所示,一质量为的物体受水平面内恒力作用,在光滑水平面上运动。从点经一段时间运动到点,速度大小分别为和,方向分别与虚线成和。则下列说法中正确的是( )
A. 物体从点运动到点做匀变速曲线运动
B. 物体从点运动到点速度变化量大小为
C. 该恒力沿方向
D. 从点到点的过程中,物体速率的最小值为
10. 如图,光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为,杆与竖直方向的夹角为,杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零,则
B. 若推力向左,且,则的最大值为
C. 若推力向左,且,则的最大值为
D. 若推力向右,且,则的范围为
三、实验题(本题共2小题,共16分。将正确答案填写在答题卡相应的空白位置上。)
11. 实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验。将长木板置于水平桌面上,滑块置于木板上,滑块左侧与纸带连接,右侧与细线连接,细线跨过木板右侧的定滑轮后与力传感器连接。实验时保持滑块质量不变,在沙桶中添加细沙来改变滑块受到的拉力,同时利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力对应的滑块的加速度大小。已知当地重力加速度为,据此回答下列问题:
(1)关于本实验,下列操作正确的是___________。
A. 必须保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量
B. 定滑轮左侧细线与长木板平行
C. 先放开滑块再接通打点计时器的电源
(2)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,在纸带上选取相邻的3个计时点、、,它们之间的距离如图乙所示,已知打点计时器所用交流电源的频率为,则滑块的加速度大小___________。
(3)往沙桶中加入细沙,记录力传感器示数,并计算对应的滑块加速度大小,作出图像如图丙所示,已知图像的斜率为,横轴截距为。图像不过原点的原因是___________;由图丙可知滑块与长木板之间的动摩擦因数为___________。(用表示)
12. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有___________。(填选项前的字母)
A. 斜槽轨道末端水平
B. 挡板高度等间距变化
C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验___________。(填选项前的字母)
A. 钢球释放的高度偏低 B. 钢球释放的高度偏高 C. 钢球没有被静止释放
(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的三点,于是就取点为坐标原点,建立了如图3a所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
a.根据图中数据判断,钢球平抛的初速度为___________(取,计算结果保留两位有效数字)。
b.由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向(图3b中虚线所示)稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度___________(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
四、计算题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的验算步骤。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)
13. 一辆货车以的速度匀速行驶在平直公路上,其前方有一辆出租车以的速度同向匀速行驶,当货车司机发现两车相距时,货车司机经的思考时间后,立即紧急制动开始做匀减速直线运动,加速度大小为。
(1)若货车经历了的刹车时间,求此时两车间的距离;
(2)试判断两车是否会相撞
14. 第九届亚洲冬季运动会于2025年2月7日至14日在黑龙江哈尔滨举行。现将大跳台比赛某段过程简化成如图可视为质点小球的运动,小球从倾角为的斜面顶端点以飞出,已知,且与斜面夹角为。图中虚线为小球在空中的运动轨迹,且为轨迹上离斜面最远的点,为小球在斜面上的落点,是过作竖直线与斜面的交点,不计空气阻力,重力加速度取
。求:
(1)小球从运动到点所用时间;
(2)小球离斜面最远的距离;
(3)两点间距离。
15. 如图所示,在足够大的水平地面上有一质量M=2kg 的静止长木板,木板的左端放置一质量m =1kg 的物体A,距木板的右端=3m处放置质量与物体A 相等的另一物体B(物体B底面光滑)。在t=0时刻对物体A施加一水平向右的推力F=6N,物体A开始相对长木板滑动,同时给物体B一向右的瞬时初速度=2m/s,木板与水平地面间的动摩擦因数=0.05,物体A与木板间的动摩擦因数=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2,物体A、B均可视为质点。求:
(1)t=0时刻长木板的加速度大小;
(2)若=3s时物体A、B在木板上相撞,木板的长度L;
(3)若在=2.4s 时撤去推力F,试分析物体A、B能否相撞?若能,求A、B两物体从撤去推力F到相撞所用的时间t;若不能,求A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间t。
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江西师大附中高一年级物理期末测试卷
时间:2026年2月
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,28分。每题给出的四个选项中,只有一个正确)
1. 在学校运动会中,某同学以12.21s获得高一年级组的100m比赛的第一名,下列位移s随时间t变化的图像和速度v随时间t变化的图像可能反映该同学比赛过程的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.该同学的位移一直是正向增大的,不可能到终点时位移为零,A项错误;
B.该同学在比赛途中不可能有段时间静止不动还能拿到第一名,B项错误;
C.该同学有可能先匀加速后匀速最后匀加速冲刺,C项正确;
D.该同学比赛中初速度为零,冲刺到终点时末速度不可能为零,D项错误。
故选C。
2. 关于物理必修1教材中的四幅插图,下列说法正确的是( )
A. 图1中,桌面上的实验装置采用了微元法
B. 图2中,速度的变化量的方向与加速度a的方向始终相同
C. 图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了等效替代法
D. 图4中,伽利略用实验验证了小球做自由落体运动的速度与经过路程成正比
【答案】B
【解析】
【详解】A.图丁中桌面上的实验装置采用了放大法,故A错误;
B.图2中,速度的变化量的方向与加速度a的方向始终相同,故B正确;
C.图3中,把变速运动过程细分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后将这些小段的位移相加,得到总位移,这种方法运用了微元法,故C错误;
D.图4中,伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略只是通过实验验证了位移与时间的平方成正比,然后通过数学推导间接证明速度与时间成正比,故D错误。
故选B。
3. 如图所示是自行车传动结构的示意图,其中a,b,c分别是小齿轮,大齿轮和后轮边缘上的点。已知,则在正常传动过程中,b、c的线速度大小之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】a、c同轴转动,角速度相等,则有
根据角速度与线速度的关系有
,
根据题意有
a、b通过皮带传动,线速度大小相等,则有
解得
故选B。
4. 如图所示,竖直平面内有一固定的光滑支架,一质量为的小球穿在支架的竖直杆上,一轻弹簧的一端与小球相连接,另一端固定在支架斜杆的点。初始时刻小球静止在点,现给小球施加竖直向上的作用力使小球缓慢上升,直到小球到达与点等高的点,此时弹簧恰好恢复到原长。从小球离开点运动到点过程中(弹簧在弹性限度内)( )
A. 一直变小 B. 一直变大
C. 杆对球的弹力一直变大 D. 小球可能受三个力作用
【答案】B
【解析】
【详解】AB.设弹簧与竖直杆的夹角为θ,则对小球分析,竖直方向
当小球缓慢向上运动时减小,θ变大,可知F变大,故A错误,B正确;
C.水平方向
则θ变大时,一直减小,故C错误;
D.小球离开B点运动到C点过程中,小球受重力、力F、弹簧的拉力以及细杆的弹力,共4个力作用;到达C点时受力F和重力作用,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,站在向左减速运动汽车上的人与车保持相对静止,记用手向左推车的力为,脚对车的摩擦力为。下列说法中正确的是( )
A. 脚对车的摩擦力一定向右 B. 脚对车的摩擦力一定向左
C. 车对人的合力一定向右 D. 人受到的合力一定向右
【答案】D
【解析】
【详解】判断加速度与合力方向: 汽车向左减速,速度向左,加速度与速度反向,因此加速度向右;人与车相对静止,人的加速度也向右。根据牛顿第二定律,人的合力方向与加速度方向一致,因此人受到的合力一定向右,故D正确;
分析车对人的合力: 人竖直方向上重力和车的支持力相互平衡,水平方向的作用力全部来自车,因此人的合力就是车对人的合力,故车对人的合力是向右上的,故C错误;
对人水平方向受力分析:人向左推车,因此车对人有向右的弹力;设车对人的摩擦力为,取向右为正方向,由牛顿第二定律得:
即
的方向由和的大小关系决定,可向右也可向左;脚对车的摩擦力是的反作用力,因此方向也不确定,故A、B错误。
故选D。
6. 如图所示,轻质不可伸长的细绳,绕过光滑定滑轮,与质量为的物体连接,放在倾角为的光滑固定斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体连接。现、间细绳恰沿水平方向,从当前位置开始,在外力作用下以速度匀速下滑。设绳子的张力为,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A做匀加速运动
B. 物体A做匀速运动
C. 可能小于
D. 一定大于
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,将B的实际运动分解成两个分运动,如图所示
根据平行四边形定则,可知;因B以速度匀速下滑,又增大,所以增大,则物体A做变加速运动;对A进行受力分析,结合牛顿第二定律,则有。
故选D。
7. 一可视为质点的物块在t=0时刻以一定的初速度从底端冲上倾斜传送带,传送带始终保持匀速传动但传送方向未知,一段时间后物块离开传送带。关于物块在传送带上运动的过程中,速度随时间变化的图像不可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设传送带的倾角,物体质量为,物体与传送带间的动摩擦因数为。规定物体初速度方向为正方向。
B.传送带速度向下时,物块向上运动时,滑动摩擦力沿传送带向下,加速度大小为,由牛顿第二定律
得
物体速度减为零后,反方向加速,滑动摩擦力沿传送带向下,加速度大小为,由牛顿第二定律
得
减速阶段,速度为正值,反方向加速阶段,速度为负值。两阶段加速度相同,对应图像斜率不变。且时刻,物体的速度仍小于传送带的速度,故速度方向后到时刻之前速度一直增大。若物块从底端离开传送带,图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故B可能正确;
D.传送带速度向下时,物块向上运动时,滑动摩擦力沿传送带向下,加速度大小为,由牛顿第二定律
得
物体速度减为零后,反方向加速,滑动摩擦力沿传送带向下,加速度大小为,由牛顿第二定律
得
减速阶段,速度为正值,反方向加速阶段,速度为负值。两阶段加速度相同,对应图像斜率不变。且时刻之前,物体的速度等于传送带的速度,之后满足最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力,物体和传送带保持相对静止,一起向下匀速运动。物块从底端离开传送带,若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故D可能正确。
C.传送带速度向上时,物块的初速度大于传送带的速度,开始物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力的作用,设物块的加速度大小为,由牛顿第二定律得
得
当物块的速度减小到和传送带的速度相等后,滑动摩擦力的方向反向,沿传送带向上,且滑动摩擦力小于重力沿传送带向下的分力,物块继续向上做减速运动,物块的加速度大小为,由牛顿第二定律得
得
图像的斜率减小。当物块的速度减为零后,物块向下做加速运动,滑动摩擦力沿传送带向上,设物块的加速度大小为,由牛顿第二定律得
得
即与第二个减速阶段的加速度相同。物块从底端离开传送带,若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故C可能正确;
A.由C项分析,物块的减速阶段的加速度和反向加速加速度相同,故A错误。
选不正确的,故选A。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每题给出的四个选项中,至少有两个符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是( )
A. 图1:小球在水平面做匀速圆周运动时,向心力由细线拉力的水平分力提供
B. 图2:物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时,摩擦力提供向心力
C. 图3:汽车过拱桥最高点时,处于超重状态
D. 图4:轿车在水平路面上转弯时由支持力和摩擦力的合力提供向心力
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球受重力和细线的拉力作用,细线拉力竖直向上的分力与重力平衡,水平分力提供向心力,故A正确;
B.物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用,重力和支持力平衡,摩擦力提供向心力,故B正确;
C.汽车过凸形桥最高点时,加速度向下,处于失重状态,故C错误;
D.汽车在水平路面转弯时,受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用,重力和支持力平衡,摩擦力提供向心力,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,一质量为的物体受水平面内恒力作用,在光滑水平面上运动。从点经一段时间运动到点,速度大小分别为和,方向分别与虚线成和。则下列说法中正确的是( )
A. 物体从点运动到点做匀变速曲线运动
B. 物体从点运动到点速度变化量大小为
C. 该恒力沿方向
D. 从点到点的过程中,物体速率的最小值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物体受恒力作用,加速度恒定,因此是匀变速运动;初速度方向与合力方向不共线,因此轨迹为曲线,故物体做匀变速曲线运动,故A正确;
BC.速度为矢量,则根据题意可知初速度的方向与末速度的方向之间的夹角为,做出其矢量图,如图所示
根据矢量的合成法则可得速度的变化量为
其速度变化量的方向与AB成60°角,则物体从A点运动到B点动量变化量为
而根据题意可知,该恒力即为物体所受合外力,则由动量定理可知,恒力方向与速度变化量方向相同,故BC错误;
D.根据以上分析,将初速度分解为垂直恒力方向的运动和沿着恒力方向的运动,其分解图如图所示
可知,当分速度减为零时速率最小,此时只有垂直恒力方向的分速度,根据几何关系可得最小速率,故D正确。
故选AD。
10. 如图,光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为,杆与竖直方向的夹角为,杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 若B球受到的摩擦力为零,则
B. 若推力向左,且,则的最大值为
C. 若推力向左,且,则的最大值为
D. 若推力向右,且,则的范围为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设杆所受的弹力为,对小球A为研究对象,竖直方向受力平衡,则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足
竖直方向
则
若B球受到的摩擦力为零,对B根据牛顿第二定律,有
可得
对小球A、B和小车整体根据牛顿第二定律,有,故A错误;
B.若推力F向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,所以小球A所受向左的合力的最大值为
对小球B,由于
小球B受到向左的合力的最大值
则对小球A,根据牛顿第二定律,有
对系统整体根据牛顿第二定律
解得,故B正确;
C.若推力F向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,则小球A所受向左的合力的最大值为
小球B所受向左的合力的最大值
由于可知,
则对小球B,根据牛顿第二定律
对系统根据牛顿第二定律
联立可得F的最大值为,故C正确;
D.若推力F向右,根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,理论上向右的合力可以无限大,因此只需要讨论小球B即可,当小球B所受的摩擦力最大且向左时,小球B向右的合力最小,此时
当小球B所受摩擦力最大且向右时,小球B向右的合力最大,此时
对小球B根据牛顿第二定律有,
对系统整体根据牛顿第二定律
代入小球B所受合力范围可得,故D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共16分。将正确答案填写在答题卡相应的空白位置上。)
11. 实验小组用图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验。将长木板置于水平桌面上,滑块置于木板上,滑块左侧与纸带连接,右侧与细线连接,细线跨过木板右侧的定滑轮后与力传感器连接。实验时保持滑块质量不变,在沙桶中添加细沙来改变滑块受到的拉力,同时利用打点计时器打出的纸带求出不同拉力对应的滑块的加速度大小。已知当地重力加速度为,据此回答下列问题:
(1)关于本实验,下列操作正确的是___________。
A. 必须保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量
B. 定滑轮左侧细线与长木板平行
C. 先放开滑块再接通打点计时器的电源
(2)某次实验得到一条点迹清晰的纸带,在纸带上选取相邻的3个计时点、、,它们之间的距离如图乙所示,已知打点计时器所用交流电源的频率为,则滑块的加速度大小___________。
(3)往沙桶中加入细沙,记录力传感器示数,并计算对应的滑块加速度大小,作出图像如图丙所示,已知图像的斜率为,横轴截距为。图像不过原点的原因是___________;由图丙可知滑块与长木板之间的动摩擦因数为___________。(用表示)
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 没有平衡滑块与长木板之间的摩擦力 ②.
【解析】
【小问1详解】
(1)[1]A.实验中利用力传感器直接测出滑块所受拉力大小,不需要保证沙桶和沙的总质量远远小于滑块的质量,A错误;
B.当定滑轮左侧细线与长木板平行,才能保证滑块运动过程中加速度保持不变,B正确;
C.实验时,应先接通电源后释放滑块,C错误;
故选B。
【小问2详解】
(2)[2]由匀变速直线运动的规律可得
其中
解得
【小问3详解】
(3)[3]图像不过原点的原因是没有平衡滑块与长木板之间的摩擦力;
[4]设滑块质量为,对滑块由牛顿第二定律可得
整理得
根据丙图可得,
解得
12. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有___________。(填选项前的字母)
A. 斜槽轨道末端水平
B. 挡板高度等间距变化
C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验___________。(填选项前的字母)
A. 钢球释放的高度偏低 B. 钢球释放的高度偏高 C. 钢球没有被静止释放
(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的三点,于是就取点为坐标原点,建立了如图3a所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
a.根据图中数据判断,钢球平抛的初速度为___________(取,计算结果保留两位有效数字)。
b.由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向(图3b中虚线所示)稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度___________(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
【答案】(1)AC (2)A
(3) ①. 1.5 ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道末端水平,才能保证钢球抛出时初速度水平,做平抛运动,是必须满足的条件,故A正确;
B.挡板高度不需要等间距变化,只要多次移动挡板得到多个轨迹点即可,因此不是必须满足,故B错误;
C.每次从斜槽相同位置无初速释放钢球,才能保证钢球每次平抛初速度相同,轨迹一致,是必须满足的条件,故C正确。
故选AC。
【小问2详解】
偏差较大的点位置偏左,说明相同竖直下落距离下,该次钢球的水平位移更小,即平抛初速度更小。
释放高度偏低会导致钢球平抛初速度更小,水平位移更小,符合偏差特点;释放高度偏高/未静止释放都会让初速度更大,点偏右,不符合。故选A。
【小问3详解】
[1]由图可知:、水平位移差
说明两点时间间隔相等,设为。竖直方向位移差:
由匀变速直线运动推论
代入
得:
平抛初速度
[2]y轴向左倾斜(过原点偏左),y轴与真实竖直方向有夹角:
竖直方向真实位移差为,测量得到的y方向位移差
由
计算得到的时间间隔
水平方向真实位移差为,测量得到的x方向位移差
最终测得初速度
大于真实初速度。
四、计算题(本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的验算步骤。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)
13. 一辆货车以的速度匀速行驶在平直公路上,其前方有一辆出租车以的速度同向匀速行驶,当货车司机发现两车相距时,货车司机经的思考时间后,立即紧急制动开始做匀减速直线运动,加速度大小为。
(1)若货车经历了的刹车时间,求此时两车间的距离;
(2)试判断两车是否会相撞
【答案】(1)7 m (2)不会相撞
【解析】
【小问1详解】
货车经历了后的速度
货车运动距离
出租车运动的距离
两车间的距离
【小问2详解】
货车减速至的时间
货车减速至的位移
货车减速至时,出租车运动的距离
由于
可知,两车不会相撞。
14. 第九届亚洲冬季运动会于2025年2月7日至14日在黑龙江哈尔滨举行。现将大跳台比赛某段过程简化成如图可视为质点小球的运动,小球从倾角为的斜面顶端点以飞出,已知,且与斜面夹角为。图中虚线为小球在空中的运动轨迹,且为轨迹上离斜面最远的点,为小球在斜面上的落点,是过作竖直线与斜面的交点,不计空气阻力,重力加速度取
。求:
(1)小球从运动到点所用时间;
(2)小球离斜面最远的距离;
(3)两点间距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
将小球的速度和加速度沿着斜面和垂直于斜面方向分解,如图所示
可知在垂直斜面方向上小球的速度
垂直斜面方向上小球的加速度
到点时小球垂直斜面的速度为0,所用时间满足
【小问2详解】
当垂直斜面方向速度减为0时,小球离斜面最远,垂直斜面方向小球做匀减速直线运动,有
【小问3详解】
平行斜面方向上小球的速度
平行斜面方向上小球的加速度
平行斜面方向
小球在水平方向做匀速直线运动,由垂直斜面方向运动对称性可得小球从O到A与A到B所用时间相等,故C为OB中点,则
15. 如图所示,在足够大的水平地面上有一质量M=2kg 的静止长木板,木板的左端放置一质量m =1kg 的物体A,距木板的右端=3m处放置质量与物体A 相等的另一物体B(物体B底面光滑)。在t=0时刻对物体A施加一水平向右的推力F=6N,物体A开始相对长木板滑动,同时给物体B一向右的瞬时初速度=2m/s,木板与水平地面间的动摩擦因数=0.05,物体A与木板间的动摩擦因数=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2,物体A、B均可视为质点。求:
(1)t=0时刻长木板的加速度大小;
(2)若=3s时物体A、B在木板上相撞,木板的长度L;
(3)若在=2.4s 时撤去推力F,试分析物体A、B能否相撞?若能,求A、B两物体从撤去推力F到相撞所用的时间t;若不能,求A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间t。
【答案】(1);(2);(3)物体A、B不能相撞,A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间为1.8s;
【解析】
【详解】(1)设时长木板的加速度大小为,则对木板,根据牛顿第二定律有
解得
(2)设内,物体A的加速度大小为,位移大小为x1,物体B的位移大小为x2,根据牛顿第二定律有
物体A的位移大小为
物体B的位移大小为
解得
(3)时,物块A的速度为
物体A的位移为
长木板的速度为
长木板的位移为
物体B的位移为
时,A、B之间距离为
撤去推力F后物体A的加速度大小为,根据牛顿第二定律得
解得
撤去外力F后木板在与A共速前仍以加速度加速运动,假设A与木板共速前AB没有发生碰撞,设物体A与木板的共同速度设为,则
解得
此时A的位移
B的位移
在A与B共速时,A、B间距为
故假设成立;分析可知,此后A与木板相对静止一起做匀减速直线运动,设加速度为,则有
解得
假设A、B、木板共速前AB未发生碰撞,设三者共速所需时间为,则有
解得
此过程A的位移
B的位移
故三者共速时,A、B间距为
可见假设成立,此后A与木板做匀减速直线运动的速度始终小于B的速度,不会碰撞;则A、B从撤去外力F到A、B间距达到最小时所用时间
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