精品解析:北京市第三十五中学2026-2027学年高三上学期9月月考物理试题
2026-09-07
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内容正文:
北京市第三十五中学2026-2027学年第一学期9月测试
高三物理
试卷说明:试卷分值100,考试时间90分钟,请用铅笔作图,签字笔书写,Ⅰ卷为选择题,共13个小题,Ⅱ卷为主观题,包括第14至20题
Ⅰ卷
一.不定项选择题(共13个小题,每题3分,共39分。每小题给出的四个选项中,至少有一个正确选项,全部选对得3分,选对但不全得2分,错选不得分。请选择正确答案填在机读卡相应的题号处)
1. 智能手机上装载的众多app给我们的生活带来了很多的便利,如图所示为百度地图app的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,20分钟,14公里,关于这两个数据,下列说法正确的是( )
A. 研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
B. 20分钟表示的是某个时刻
C. 14公里表示了此次行程的位移的大小
D. 根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
2. 一个质量为的小球以的速度水平向右运动,碰到墙壁后以的速度沿同一直线反弹,取水平向右为正方向,则碰撞前后小球速度的变化量( )
A. B. C. D.
3. 质量为的汽车在水平直道上进行刹车性能测试。汽车速度为时开始刹车直至停止,刹车过程中所受合力为,则刹车距离为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,一个质量为m的均匀光滑球放在倾角的斜面上,并被斜面上一个竖直挡板挡住,处于平衡状态,则( )
A. 球对斜面的压力大小为 B. 球对斜面的压力大小为2mg
C. 球对挡板的压力大小为 D. 球对挡板的压力大小为
5. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
6. 如图为某运动物体的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A. 物体在0~2 s内的加速度是,4~6 s内加速度是
B. 物体在0~5 s内始终向同一方向运动
C. 物体在前内的位移为
D. 物体在内的平均速度为
7. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段,下图是小球做自由落体运动的频闪照片示意图。某同学以下落过程中的某一点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标。根据频闪仪每间隔时间发出一次闪光,计算出各点从原点开始下落所对应的时间。为了利用该频闪照片测量物体做自由落体运动的加速度,已知重力加速度为g。下列方案中可行的是( )
A. 利用,根据位置坐标和时间,求g
B. 根据位置坐标得出小球在位置的速度,利用求g
C. 由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v,利用图像的斜率求g
D. 用公式,求g
8. 如图所示,制作一把“反应时间测量尺”。乙同学用手捏住直尺的顶端,甲同学用手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。在乙同学放手让直尺下落时,甲同学立刻捏住直尺。读出甲同学捏住直尺的刻度,就可以粗略确定甲同学的反应时间。若把刻度尺的长度刻度对应标注为“时间”刻度,使它变为“反应时间测量尺”,下列说法正确的有( )
A. 捏住直尺的刻度越大,反应时间越短
B. 刻度所对应的时间刻度约为
C. 与刻线间的距离,比和刻线间的距离短
D. 在北京做好的“反应时间测量尺”拿到赤道处使用,测量出的反应时间会比实际值略大
9. 如图所示,倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块在斜面体上匀速下滑。重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B. 木块对斜面体的压力大小是mgcosα
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinα
D. 桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
10. 在公路上行驶的国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b,其位置随时间变化的图像分别为图中直线a和曲线b,已知比亚迪电动轿车的加速度恒定,在时速度为,在时直线a和曲线b相切,则( )
A. a做匀速直线运动,速度大小为
B. 时国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b相遇但速度不同
C. 比亚迪电动轿车做匀减速直线运动且加速度大小为
D. 时两车的距离为
11. 如图所示,用水平力向右推原来静止在斜面上的物块,力由零开始逐渐缓慢增大,直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块( )
A. 所受合力逐渐增大
B. 所受斜面弹力逐渐增大
C. 所受斜面摩擦力逐渐增大
D. 所受斜面摩擦力先减小后增大
12. 将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大小与速度大小成正比,则下列说法正确的是( )
A. 上升过程的时间小于下落过程的时间
B. 上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度
C. 上升过程空气阻力做的功的大小大于下落过程空气阻力做的功的大小
D. 上升和下降过程中,经过同一位置时重力的功率相同
13. “蛟龙号”深海载人潜水器展现了我国海洋科技的硬实力。某同学了解到潜水器在完成深海作业后,会抛掉部分压载铁(一种配重装置)来减轻潜水器的自重以实现上浮。已知在海平面1000m以下时,海水的密度ρ随深度h的关系近似为ρ=ρ0+k(h-1000)(其中ρ0为海平面以下1000m处海水的密度,k>0且为常量)。为了研究卸掉压载铁后的潜水器上浮的过程,该同学作出如下假设:
①潜水器体积为V;
②卸掉压载铁后的潜水器的质量为m;
③潜水器受到的海水阻力恒定;
④不考虑重力加速度g的变化;
⑤初始时潜水器处于悬浮状态,卸掉部分压载铁后,潜水器由静止开始上浮一段距离(始终位于海平面1000m以下)后速度减为0。
在该同学假设的基础上进行分析,下列判断合理的是( )
A. 潜水器速度减为0时一定处于悬浮状态
B. 上浮过程中,浮力对潜水器先做正功,后做负功
C. 竖直上浮过程中,潜水器运动的时间为
D. 竖直上浮过程中,潜水器做简谐运动,其所受合力的大小与它离开“平衡位置”的距离的比为kgV
Ⅱ卷
二.实验题(共2个小题,每空2分,共20分。请将正确答案填写在答题卡相应位置处。)
14. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时,由两个测力计的示数得到拉力和的大小,此外还必须__________。
A. 记录小圆环的位置
B. 记录两细线的方向
C. 测量两细线的夹角
D. 测量橡皮条的伸长量
(2)用如图所示装置来探究弹簧弹力与形变量的关系,关于该实验,下列说法正确的是__________。
A. 实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B. 弹簧自由下垂时的长度就是其形变量
C. 钩码所受弹力与钩码所受重力是一对作用力和反作用力
D. 数据处理时认为钩码所受弹力大小等于钩码所受重力大小的依据是共点力平衡条件
(3)图乙是弹簧弹力与弹簧伸长量的图线,由此可求出弹簧的劲度系数为__________。图线不过原点的原因可能是_____________________________________。(写出一条即可)
15. 利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,实验装置如图1所示。
(1)除上图中所示装置外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有__________。
A. 电压可调的直流电源 B. 电压合适的交流电源
C. 秒表 D. 刻度尺
(2)按照图1安装好器材,下列实验步骤正确的操作顺序为__________(填各实验步骤前的字母)。
A. 释放小车
B. 接通打点计时器的电源
C. 调整滑轮位置,使细线与木板平行
(3)实验中打出的一条纸带如图2所示,A、B、C为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出),可以判断纸带的__________(填“左端”或“右端”)与小车相连。
(4)图2中相邻计数点间的时间间隔为,则打点时小车的速度__________。
(5)某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图3所示,将纸带的一端固定在圆盘边缘处的点,另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动,选取部分纸带如图4所示。相邻计数点间的时间间隔为,圆盘半径。则这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为__________;打点计时器打点时圆盘上点的向心加速度大小为__________。(结果均保留两位有效数字)
三.解答题(共5个小题,共41分。请将正确答案填写在答题卡相应位置处。)
16. 某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外由该楼的楼顶自由落下的一个小石子拍摄在照片中,测得照片中石子运动痕迹的长度为。已知本次摄影的曝光时间是,实际长度为的窗框在照片中的长度为。重力加速度取,不计空气阻力。
(1)根据照片计算曝光时间内石子下落的实际距离;
(2)求曝光时间内,小石子运动的平均速度的大小;
(3)估算小石子从楼顶至拍照时,下落的距离。
17. 一个气球以的速度匀速上升到距离地面处时,从气球脱落一个小球,重力加速度取,不计空气阻力。求
(1)小球从脱落气球到刚落地的运动时间;
(2)小球刚落到地面时速度的大小。
18. 关于飞机的运动,研究下列问题。
(1)飞机准备起飞,在跑道起点由静止开始做匀加速直线运动。跑道上存在这样一个位置,飞机一旦超过该位置就不能放弃起飞,否则将会冲出跑道。已知跑道的长度为,飞机加速时加速度大小为,减速时最大加速度大小为。求该位置距起点的距离__________。
(2)质量为的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动,当位移为时速度为。在此过程中,飞机受到的平均阻力大小为,求牵引力对飞机做的功。
19. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李箱放到传送带上时,传送带对行李箱的滑动摩擦力使行李箱开始运动,随后它们保持相对静止,行李箱随传送带一起前进。若传送带匀速前进的速度v为2 m/s,行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ为 0.2,忽略行李箱的初速度,g取10m/s 2 。求:
(1)行李箱从放到传送带上到与传送带相对静止所用的时间t
(2)行李箱放在传送带上后,传送带上留下摩擦痕迹的长度L
20. 如图1所示为跳台滑雪赛道的简化示意图,助滑道与起跳平台平滑连接,长直着陆坡与水平面的夹角。质量的运动员(含装备)沿助滑道从点下滑,到达起跳平台末端点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的点。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度,,。
(1)不考虑空气对运动员的作用。运动员从点运动到点的过程中,、两点之间的距离。求:
a.运动员从点沿水平方向飞出时速度的大小。
b.运动员从点运动到点的过程,动量变化量的大小和方向。
(2)考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中,假设空气对运动员的作用力的方向与竖直方向夹角恒为,如图2所示,力的大小恒为运动员所受重力的。取,。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角,对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时,运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为,通过计算比较与的大小关系。
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北京市第三十五中学2026-2027学年第一学期9月测试
高三物理
试卷说明:试卷分值100,考试时间90分钟,请用铅笔作图,签字笔书写,Ⅰ卷为选择题,共13个小题,Ⅱ卷为主观题,包括第14至20题
Ⅰ卷
一.不定项选择题(共13个小题,每题3分,共39分。每小题给出的四个选项中,至少有一个正确选项,全部选对得3分,选对但不全得2分,错选不得分。请选择正确答案填在机读卡相应的题号处)
1. 智能手机上装载的众多app给我们的生活带来了很多的便利,如图所示为百度地图app的一张截图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据,20分钟,14公里,关于这两个数据,下列说法正确的是( )
A. 研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点
B. 20分钟表示的是某个时刻
C. 14公里表示了此次行程的位移的大小
D. 根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小
【答案】A
【解析】
【详解】A.研究汽车在导航图中的位置时,汽车的大小和形状远小于导航路径的尺度,对位置的研究影响可以忽略,因此可以把汽车看作质点,故A正确;
B.20分钟对应一段行程的过程,是时间间隔(时间),不是某一瞬时的时刻,故B错误;
C.14公里是导航推荐路径的轨迹总长度,代表此次行程的路程,不是初末位置间直线距离的位移大小,故C错误;
D.平均速度的定义是位移与时间的比值,仅知道路程和时间,无法得到位移大小,因此不能算出平均速度,只能得到平均速率,故D错误。
故选A。
2. 一个质量为的小球以的速度水平向右运动,碰到墙壁后以的速度沿同一直线反弹,取水平向右为正方向,则碰撞前后小球速度的变化量( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】题目规定水平向右为正方向,因此碰撞前小球的初速度
碰撞后小球向左反弹,末速度
根据速度变化量的定义
代入得,负号表示速度变化量方向水平向左。
故选C。
3. 质量为的汽车在水平直道上进行刹车性能测试。汽车速度为时开始刹车直至停止,刹车过程中所受合力为,则刹车距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】以初速度方向为正方向,汽车从开始刹车到停止,取汽车为研究对象设合力为,位移为。合力对汽车做的功等于汽车动能的变化量,由动能定理
所以
代入数据,得
故选B。
4. 如图所示,一个质量为m的均匀光滑球放在倾角的斜面上,并被斜面上一个竖直挡板挡住,处于平衡状态,则( )
A. 球对斜面的压力大小为 B. 球对斜面的压力大小为2mg
C. 球对挡板的压力大小为 D. 球对挡板的压力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】球受三个力:重力G、挡板对球的支持力F1、斜面对球的支持力F2。如图
根据平衡条件得
由牛顿第三定律,球体对挡板的压力大小
方向水平向左;球体对斜面的压力的大小
方向垂直斜面向下。故C正确,ABD错误。
故选C。
5. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对A受力分析可知,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,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
6. 如图为某运动物体的速度—时间图像,下列说法正确的是( )
A. 物体在0~2 s内的加速度是,4~6 s内加速度是
B. 物体在0~5 s内始终向同一方向运动
C. 物体在前内的位移为
D. 物体在内的平均速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.在内,根据速度—时间图像的斜率表示加速度,有
在内,物体的速度由变为,有,故A错误;
B.在内,物体的速度均为非负值,且在内速度方向没有发生改变,故物体始终向同一方向运动,故B正确;
C.速度—时间图像与时间轴所围面积表示位移,前内物体的位移为
解得,故C正确;
D.在内图线关于对应点对称,正、负位移大小相等,因此前内的总位移仍为,平均速度为
解得,故D错误。
故选BC。
7. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段,下图是小球做自由落体运动的频闪照片示意图。某同学以下落过程中的某一点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标。根据频闪仪每间隔时间发出一次闪光,计算出各点从原点开始下落所对应的时间。为了利用该频闪照片测量物体做自由落体运动的加速度,已知重力加速度为g。下列方案中可行的是( )
A. 利用,根据位置坐标和时间,求g
B. 根据位置坐标得出小球在位置的速度,利用求g
C. 由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v,利用图像的斜率求g
D. 用公式,求g
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.坐标原点不是自由落体的起点,所以,,故AB错误;
C.根据匀变速直线任一段时间的平均速度等于该段时间的中间时刻瞬时速度,故可由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v,根据,图像的斜率可求g,故C正确;
D.根据匀变速直线运动的推论
则,可求g,故D正确。
故选CD。
8. 如图所示,制作一把“反应时间测量尺”。乙同学用手捏住直尺的顶端,甲同学用手在直尺0刻度位置做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺。在乙同学放手让直尺下落时,甲同学立刻捏住直尺。读出甲同学捏住直尺的刻度,就可以粗略确定甲同学的反应时间。若把刻度尺的长度刻度对应标注为“时间”刻度,使它变为“反应时间测量尺”,下列说法正确的有( )
A. 捏住直尺的刻度越大,反应时间越短
B. 刻度所对应的时间刻度约为
C. 与刻线间的距离,比和刻线间的距离短
D. 在北京做好的“反应时间测量尺”拿到赤道处使用,测量出的反应时间会比实际值略大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.该测量尺的原理是利用自由落体位移公式
解得反应时间
故直尺从静止开始下落的位移对应甲同学的反应时间;捏住的刻度越大,说明直尺下落的位移越大,对应反应时间越长,故A错误;
B.将代入,取北京的重力加速度,解得,故B正确;
C.在内,直尺通过的距离
在内,直尺通过的距离
因此与刻线间的距离,比和刻线间的距离短,故C正确;
D.赤道处的重力加速度比北京更小,将“反应时间测量尺”拿到赤道处使用,同样的反应时间,尺下落的高度为
根据捏住直尺的刻度越大,反应时间越长可知,赤道上测得的反应时间会比实际值略小,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块在斜面体上匀速下滑。重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B. 木块对斜面体的压力大小是mgcosα
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinα
D. 桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.先对木块m受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,如图所示
根据平衡条件,可得摩擦力为
支持力为
根据牛顿第三定律得木块对斜面体的压力,故A错误,B正确;
CD.对M和m整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡,故桌面对斜面体的支持力为
桌面对斜面体的摩擦力为零,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 在公路上行驶的国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b,其位置随时间变化的图像分别为图中直线a和曲线b,已知比亚迪电动轿车的加速度恒定,在时速度为,在时直线a和曲线b相切,则( )
A. a做匀速直线运动,速度大小为
B. 时国产红旗轿车a和比亚迪电动轿车b相遇但速度不同
C. 比亚迪电动轿车做匀减速直线运动且加速度大小为
D. 时两车的距离为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,a车做匀速直线运动,速度大小为,故A错误;
B.时a车和b车到达同一位置而相遇,两车的图像刚好在时相切,说明两者的速度相等,故B错误;
C.两车的图像刚好在时相切,即此时b车的速度
由题意知b车加速度恒定,根据加速度定义式得b车加速度为
负号表示加速度与速度方向相反,故b做匀减速直线运动,加速度大小为,故C正确;
D.由图可知,时a车在处;时,根据匀变速直线运动速度随时间变化的规律可知时b车的速度大小满足
代入数据解得
故内,b车的位移为
因此时b在位置,此时两车的距离为,故D正确。
故选CD。
11. 如图所示,用水平力向右推原来静止在斜面上的物块,力由零开始逐渐缓慢增大,直到物块刚要发生滑动。则在此过程中物块( )
A. 所受合力逐渐增大
B. 所受斜面弹力逐渐增大
C. 所受斜面摩擦力逐渐增大
D. 所受斜面摩擦力先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题可知,物块一直处于静止状态,所以合力不变。故A错误;
B.水平力作用之前,物块所受斜面弹力为
水平力作用之后,物块所受斜面弹力为
力由零开始逐渐缓慢增大,所以弹力逐渐增大。故B正确;
CD.水平力作用之前,物块所受斜面摩擦力为
水平力作用之后,物块所受斜面摩擦力分为两个阶段,当
时
力由零开始逐渐缓慢增大过程中,摩擦力先逐渐减小。
当
时
力逐渐缓慢增大过程中,摩擦力逐渐增大。故C错误;D正确。
故选BD。
12. 将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大小与速度大小成正比,则下列说法正确的是( )
A. 上升过程的时间小于下落过程的时间
B. 上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度
C. 上升过程空气阻力做的功的大小大于下落过程空气阻力做的功的大小
D. 上升和下降过程中,经过同一位置时重力的功率相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.上升过程中,同一高度速度大于下降过程中同一高度的速度,故上升平均速度更大,位移相同,上升时间更短,故A正确;
B.上升加速度
下降加速度
任意相同高度处,故;故B错误;
C.阻力做功与速度有关,上升阶段同一高度速度更大,阻力平均值更大,上升过程阻力做功的绝对值更大,故C正确;
D.同一位置上升和下降速度大小不同,重力功率不同,故D错误;
故选AC。
13. “蛟龙号”深海载人潜水器展现了我国海洋科技的硬实力。某同学了解到潜水器在完成深海作业后,会抛掉部分压载铁(一种配重装置)来减轻潜水器的自重以实现上浮。已知在海平面1000m以下时,海水的密度ρ随深度h的关系近似为ρ=ρ0+k(h-1000)(其中ρ0为海平面以下1000m处海水的密度,k>0且为常量)。为了研究卸掉压载铁后的潜水器上浮的过程,该同学作出如下假设:
①潜水器体积为V;
②卸掉压载铁后的潜水器的质量为m;
③潜水器受到的海水阻力恒定;
④不考虑重力加速度g的变化;
⑤初始时潜水器处于悬浮状态,卸掉部分压载铁后,潜水器由静止开始上浮一段距离(始终位于海平面1000m以下)后速度减为0。
在该同学假设的基础上进行分析,下列判断合理的是( )
A. 潜水器速度减为0时一定处于悬浮状态
B. 上浮过程中,浮力对潜水器先做正功,后做负功
C. 竖直上浮过程中,潜水器运动的时间为
D. 竖直上浮过程中,潜水器做简谐运动,其所受合力的大小与它离开“平衡位置”的距离的比为kgV
【答案】CD
【解析】
【详解】A.潜水器由静止开始上浮,第一次速度减为0时到达上方最大位移处,不在“平衡位置”,此时合力仍指向“平衡位置”,故A错误;
B.上浮过程中,浮力方向与潜水器的位移方向始终相同,因此浮力始终做正功,故B错误;
C.设上浮阶段海水阻力大小为,合力为零处的深度为。以该处为原点、竖直向上为轴,则潜水器位移为时的深度为
在平衡位置,由受力平衡得
在位移为处,沿轴的合力为
由牛顿第二定律得
因此潜水器做简谐运动,其角频率为
潜水器由静止开始上浮,初始位置为一个最大位移处;到速度再次为0经历半个周期,因此,故C正确;
D.设潜水器相对上浮阶段“平衡位置”的竖直向上位移为,则深度变化量为,浮力变化量为;重力和海水阻力均不随位移变化,所以合力为
因此,故D正确。
故选CD。
Ⅱ卷
二.实验题(共2个小题,每空2分,共20分。请将正确答案填写在答题卡相应位置处。)
14. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如:
(1)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时,由两个测力计的示数得到拉力和的大小,此外还必须__________。
A. 记录小圆环的位置
B. 记录两细线的方向
C. 测量两细线的夹角
D. 测量橡皮条的伸长量
(2)用如图所示装置来探究弹簧弹力与形变量的关系,关于该实验,下列说法正确的是__________。
A. 实验前,必须先把弹簧水平放置测量其原长
B. 弹簧自由下垂时的长度就是其形变量
C. 钩码所受弹力与钩码所受重力是一对作用力和反作用力
D. 数据处理时认为钩码所受弹力大小等于钩码所受重力大小的依据是共点力平衡条件
(3)图乙是弹簧弹力与弹簧伸长量的图线,由此可求出弹簧的劲度系数为__________。图线不过原点的原因可能是_____________________________________。(写出一条即可)
【答案】(1)AB (2)D
(3) ①. 200 ②. 弹簧自身存在重力
【解析】
【小问1详解】
AB.力是矢量,合成时不仅需要大小,还必须记录方向,同时要记录小圆环的位置,确保两次拉橡皮条的作用效果相同(将结点拉到同一位置),故AB正确;
C.该实验无需测量夹角,通过记录方向即可在图中体现角度,故C错误;
D.本实验只需保证橡皮条结点位置一致,无需测量伸长量,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
A.实验前应竖直悬挂弹簧测原长,抵消弹簧自身重力的影响,水平测量会导致后续形变量计算错误,故A错误;
B.形变量是弹簧受力后的长度与原长的差值,自由下垂的长度是原长,不是形变量,故B错误;
C.钩码所受弹力与钩码所受重力是一对平衡力(作用在同一物体上),而非作用力与反作用力(作用在两个物体上),故C错误;
D.钩码静止时,根据共点力平衡条件,弹力大小等于重力大小,故D正确。
故选D。
【小问3详解】
[1]根据胡克定律可知,图线的斜率表示弹簧的劲度系数,则
[2]图线不过原点说明没有力时就有了形变量,故说明弹簧有自身的重力存在。
15. 利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,实验装置如图1所示。
(1)除上图中所示装置外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有__________。
A. 电压可调的直流电源 B. 电压合适的交流电源
C. 秒表 D. 刻度尺
(2)按照图1安装好器材,下列实验步骤正确的操作顺序为__________(填各实验步骤前的字母)。
A. 释放小车
B. 接通打点计时器的电源
C. 调整滑轮位置,使细线与木板平行
(3)实验中打出的一条纸带如图2所示,A、B、C为依次选取的三个计数点(相邻计数点间有4个点未画出),可以判断纸带的__________(填“左端”或“右端”)与小车相连。
(4)图2中相邻计数点间的时间间隔为,则打点时小车的速度__________。
(5)某同学用打点计时器来研究圆周运动。如图3所示,将纸带的一端固定在圆盘边缘处的点,另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动,选取部分纸带如图4所示。相邻计数点间的时间间隔为,圆盘半径。则这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为__________;打点计时器打点时圆盘上点的向心加速度大小为__________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)BD (2)CBA
(3)左端 (4)
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.打点计时器不能使用电压可调的直流电源,故A错误;
B.打点计时器工作时必须接电压合适的交流电源,故B正确;
C.打点计时器能够记录时间,不需要秒表,故C错误;
D.处理纸带时需要用刻度尺测量计数点间的距离,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
实验时应先调整滑轮位置,使细线与木板平行;再接通打点计时器的电源,待其稳定工作后释放小车。因此操作顺序为CBA。
【小问3详解】
小车做匀加速直线运动,相等时间内运动位移逐渐增大。图2中从到的距离大于从到的距离,说明纸带上的打点时序为,和,纸带向左通过打点计时器,因此纸带的左端与小车相连。
【小问4详解】
匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度。和两点间的位移为,所用时间为两个相邻时间间隔,因此打点时小车的速度为
【小问5详解】
[1]图4给出了纸带上各计数点相对点的累计距离。读取数据并换算后,相邻四段位移分别为,,和。由匀变速直线运动位移公式,连续相等时间内相隔两段的位移差满足和
由逐差法方程
两组相邻位移之和的差为
由逐差法得
[2]纸带从点运动到点时,点对应中间时刻。由中间时刻速度规律,点时的速度方程为
代入数据得
纸带张紧时,圆盘边缘处质点的线速度大小等于纸带速度。由向心加速度公式
代入数据得
三.解答题(共5个小题,共41分。请将正确答案填写在答题卡相应位置处。)
16. 某人在室内以窗户为背景摄影时,恰好把窗外由该楼的楼顶自由落下的一个小石子拍摄在照片中,测得照片中石子运动痕迹的长度为。已知本次摄影的曝光时间是,实际长度为的窗框在照片中的长度为。重力加速度取,不计空气阻力。
(1)根据照片计算曝光时间内石子下落的实际距离;
(2)求曝光时间内,小石子运动的平均速度的大小;
(3)估算小石子从楼顶至拍照时,下落的距离。
【答案】(1)20cm或0.2m
(2)20m/s (3)20m
【解析】
【小问1详解】
照片成像的缩放比例为定值,满足比例关系
代入数据解得
【小问2详解】
根据平均速度的定义式可得曝光时间内小石子运动的平均速度
【小问3详解】
由于曝光时间Δt极短,平均速度可近似为石子曝光时刻的瞬时速度。石子做自由落体运动,由速度-位移关系得小石子从楼顶至拍照时下落的距离
17. 一个气球以的速度匀速上升到距离地面处时,从气球脱落一个小球,重力加速度取,不计空气阻力。求
(1)小球从脱落气球到刚落地的运动时间;
(2)小球刚落到地面时速度的大小。
【答案】(1)6s (2)50m/s
【解析】
【小问1详解】
取竖直向上为正方向,小球脱落后做匀变速直线运动,落地时相对脱落点的位移x=−120m,根据匀变速直线运动位移公式
解得t=6s
【小问2详解】
根据匀变速直线运动速度公式
解得刚落到地面时速度
负号表示速度方向向下,故速度大小为50m/s。
18. 关于飞机的运动,研究下列问题。
(1)飞机准备起飞,在跑道起点由静止开始做匀加速直线运动。跑道上存在这样一个位置,飞机一旦超过该位置就不能放弃起飞,否则将会冲出跑道。已知跑道的长度为,飞机加速时加速度大小为,减速时最大加速度大小为。求该位置距起点的距离__________。
(2)质量为的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动,当位移为时速度为。在此过程中,飞机受到的平均阻力大小为,求牵引力对飞机做的功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
飞机匀加速时的加速度大小为,匀减速时的最大加速度大小为。设飞机从起点由静止加速到该临界位置时速度为,之后若紧急放弃起飞,以最大加速度做匀减速直线运动,到跑道末端时速度恰好减为0,刚好不冲出跑道。 加速阶段根据运动学公式
减速阶段满足运动学公式
联立解得该位置距起点的距离
【小问2详解】
对飞机从静止到位移为的过程,合外力做的总功等于飞机动能的变化量。过程中牵引力做功为,阻力做负功为,初动能为0,末动能为,根据动能定理有
整理得牵引力对飞机做的功。
19. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李箱放到传送带上时,传送带对行李箱的滑动摩擦力使行李箱开始运动,随后它们保持相对静止,行李箱随传送带一起前进。若传送带匀速前进的速度v为2 m/s,行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ为 0.2,忽略行李箱的初速度,g取10m/s 2 。求:
(1)行李箱从放到传送带上到与传送带相对静止所用的时间t
(2)行李箱放在传送带上后,传送带上留下摩擦痕迹的长度L
【答案】(1)1s;(2)1m
【解析】
【详解】(1)根据牛顿第二定律得:行李箱的加速度大小
行李箱由静止开始运动达到传送带速度所需的时间
(2) t时间内木箱的位移为
传送带的位移
x2=vt=2m
所以摩擦痕迹的长度为
L=x2-x1=1m
20. 如图1所示为跳台滑雪赛道的简化示意图,助滑道与起跳平台平滑连接,长直着陆坡与水平面的夹角。质量的运动员(含装备)沿助滑道从点下滑,到达起跳平台末端点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的点。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度,,。
(1)不考虑空气对运动员的作用。运动员从点运动到点的过程中,、两点之间的距离。求:
a.运动员从点沿水平方向飞出时速度的大小。
b.运动员从点运动到点的过程,动量变化量的大小和方向。
(2)考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中,假设空气对运动员的作用力的方向与竖直方向夹角恒为,如图2所示,力的大小恒为运动员所受重力的。取,。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角,对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时,运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为,通过计算比较与的大小关系。
【答案】(1)a.;b.,方向竖直向下。
(2)将空气作用力沿水平、竖直方向分解:水平方向的水平分量向左,由牛顿第二定律可得
竖直方向:取向下为正,由牛顿第二定律可得
设飞行总时间为,落到着陆坡上时满足位移关系
其中,
由位移关系得
整理得
代入、可解得
速度的分量为,
因此
代入数据可得
计算得
结论
【解析】
【小问1详解】
a.运动员从B点水平飞出后做平抛运动,将BC间距分解为水平、竖直分量。竖直方向下落高度
可得
水平方向位移
联立解得
b.根据动量定理:合外力的冲量等于动量变化,平抛过程合外力为重力,因此
动量变化方向与重力冲量方向一致,为竖直向下。
【小问2详解】
见答案
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