精品解析:四川成都市郫都区第一中学2025—2026学年上学期高一物理期末试卷
2026-09-09
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内容正文:
2025—2026学年度郫都一中高2025级上期高一物理期末试卷
满分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
2. 一辆公共汽车以初速度14m/s进站后开始刹车,做匀减速直线运动直到停下。刹车后3s内的位移与最后3s内的位移之比是,则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为( )
A. B. C. D.
3. 如图甲所示,一轻弹簧左端与墙壁相连于O点。作用于右端A点的水平外力F变化时弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,测得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长为5cm
B. 弹簧的劲度系数为400N/m
C. 当l=10cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
D. 当l=20cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向左
4. 如图所示,A和B两个物体通过一轻弹簧固定连接,两物体的质量均为2kg,开始时,系统静止,弹簧的劲度系数为100N/m,在竖直向上的拉力F作用下,B物体缓慢向上运动,取重力加速度大小g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内。当B物体缓慢上升0.4m时,地面对A物体的支持力大小为( )
A. 0 B. 50N C. 100N D. 150N
5. 风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力Ff与物体相对空气的速度v满足Ff=kv2(其中系数k与物体迎风面积有关)。图甲中风洞竖直向上匀速送风,一质量为m的物体从A处由静止下落,一段时间后在B处打开降落伞,整个运动过程相对速度的平方v2与加速度大小a的关系图像如图乙所示,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 打开伞前加速度的方向向下,大小越来越小
B. 打开伞后加速度的方向向上,大小越来越大
C. 打开伞前物体v2与a的关系图线为图乙中的①
D. 打开伞后物体迎风面积变大,所以Ff=kv2中的系数k变小
6. 如图甲所示,物块a、b用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平地面上,开始时两物块均静止,弹簧处于原长。t=0时对物块b施加一水平向右的恒力F,在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示,则物块a、b的质量之比为( )
A. 4:3 B. 3:4 C. 3:2 D. 2:3
7. 如图所示为机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李的传送带模型,传送带与水平面的夹角为,传送带逆时针运行速率为,从A处到B处的长度为。将一个质量为m的行李箱无初速度地放在传送带上端A处,已知行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 行李箱下滑至与传送带速度相等时所用时间为1s
B. 行李箱下滑7m后与传送带速度相等
C. 行李箱先加速下滑后减速下滑
D. 行李箱从A处到B处的时间为2.1s
二、多选题:本大题共3小题,共18分(全选对得6分,选对但不全得3分,选错或不选得0分)。
8. 关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( )
A. 做竖直上抛运动的物体先后两次经过同一位置时速度相同
B. 做竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点所用的时间相等
C. 以初速度做竖直上抛运动的物体上升的最大高度为(g为重力加速度)
D. 做竖直上抛运动的物体上升阶段与下降阶段加速度相同
9. 如图甲,质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 0~6s内物块所受弹簧秤的示数先增大后减小
B. 2s~6s内物块先失重后超重
C. 4s末物块开始向下运动
D. 物块在2s末和6s末速度等大同向
10. 粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形物体C,斜面上有一个质量为2m的物块B,B与一轻绳连接,且绕过一固定在天花板上的定滑轮,另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A,右上方有一拉力F,初始夹角α=135°,如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动90°且保持α大小不变,转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. B、C间的摩擦力一直减小
B. 绳上拉力FT先增大再减小
C. 地面对物体C的支持力先减小再增大
D. 物体C对地面的摩擦力方向水平向右
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学用如图所示的装置做“用打点计时器测速度”的实验。该同学在规范操作下,用打点计时器在纸带上打出一系列的点,记录下小车的运动信息。改变斜面的倾斜程度,重复实验。图是实验得到的三条清晰的纸带,已知该电火花计时器的打点周期为T,回答下列问题:
(1)以下操作中正确的有 。
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B. 打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端
C. 应先接通电源,后释放小车
D. 电火花计时器应使用左右的交流电源
(2)在处理纸带、时,均用D、F两点间的平均速度来代替E点的瞬时速度,若不考虑测量误差,则纸带__________(选填“”或“”)更精确些。
(3)对纸带,b、e两点间的平均速度大小为__________(用T和图中物理量符号表示)。
12. 某实验小组利用图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放在水平桌面上,力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行。
(1)实验过程中,下列说法正确的是 。
A. 若使用电火花计时器,应选用交流8V电源
B. 实验中沙和沙桶质量要远小于小车质量
C. 实验中因为使用了力传感器,所以不需要平衡阻力
D. 实验中必须先启动电源,再释放小车
(2)实验得到图乙所示的纸带,电源频率为50Hz,纸带上各点均为计时点,则打点计时器打出B点时小车速度大小__________,小车加速度大小__________ 最终结果均保留3位有效数字。
13. 实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板上的定滑轮,挂上钩码。
(1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,则在实验过程中,___________(选填“需要”或“不需要”)满足钩码质量远小于小车质量,细线需要调节至与长木板平行,长木板要调节至下列选项中的___________(填选项字母)状态。
A.保持水平 B.倾斜一特定角度
C.倾斜任意一小角度 D.倾斜任意一大角度
(2)光电门安装在长木板的位置A,在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数,让小车每次都从位置B开始运动,记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比,若用图像法验证他的猜想,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的___________(填选项符号)。
A. B. C. D.
(3)若作出(2)中正确选项的图像为一条过原点的直线,图像斜率为k,并测出遮光条的宽度为d,AB间距为x,则小钢球的质量m=___________(用字母k、d、x表示)。
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
14. 为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。在某次测量中,如图甲所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号,每次间隔时间相同。根据信号的时间差,测出车速。如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况,s表示超声波与测速仪之间的距离,超声波在空气中速度为340m/s。求:
(1)汽车遇到第一次信号时,距测速仪的距离;
(2)汽车的速度;
(3)根据图像分析:当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离。
15. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。已知,,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA、OB中的张力大小。
(2)求人受到的摩擦力。
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,g取,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量最大不能超过多少
16. 如图所示,是课堂上常见的惯性演示实验,将小物块放在桌面上的薄木板上,用水平向右的拉力将木板迅速抽出,物块的移动很小,几乎观察不到。若物块和木板的质量分别为,,物块与木板间的动摩擦因数为,物块、木板与桌面间的动摩擦因数均为,取。
(1)当时,求物块和木板受到的摩擦力大小;
(2)当时,求物块和木板的加速度大小;
(3)若本实验中,物块与木板左端距离,当物块移动的距离超过,人眼就能察觉,为确保实验成功,求所需拉力的最小值;
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2025—2026学年度郫都一中高2025级上期高一物理期末试卷
满分:100分
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 书法课上,某同学临摹“力”字时,笔尖的轨迹如图中带箭头的实线所示。笔尖由a点经b点回到a点,则( )
A. 该过程位移为0 B. 该过程路程为0
C. 两次过a点时速度方向相同 D. 两次过a点时摩擦力方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.笔尖由a点经b点回到a点过程,初位置和末位置相同,位移为零,故A正确;
B.笔尖由a点经b点回到a点过程,轨迹长度不为零,则路程不为零,故B错误;
C.两次过a点时轨迹的切线方向不同,则速度方向不同,故C错误;
D.摩擦力方向与笔尖的速度方向相反,则两次过a点时摩擦力方向不同,故D错误。
故选A 。
2. 一辆公共汽车以初速度14m/s进站后开始刹车,做匀减速直线运动直到停下。刹车后3s内的位移与最后3s内的位移之比是,则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知
可得a=4m/s2
汽车停止运动需要时间
则刹车后4s内通过的距离
刹车后3s内通过的距离
则刹车后4s内通过的距离与刹车后3s内通过的距离之比为49:48。
故选D。
3. 如图甲所示,一轻弹簧左端与墙壁相连于O点。作用于右端A点的水平外力F变化时弹簧长度不断变化,取水平向左为正方向,测得外力F与弹簧长度的关系如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧原长为5cm
B. 弹簧的劲度系数为400N/m
C. 当l=10cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向右
D. 当l=20cm时,弹簧对墙壁的弹力方向水平向左
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像可知,当时,弹簧处于自然伸长状态,即自然长度为,A错误;
B.由胡克定律可得
B正确;
C.由题意知,弹簧长度为时F为正,则F方向向左,弹簧处于压缩状态,弹簧对墙壁的弹力水平向左,C错误;
D.由题意知,弹簧长度为时F为负,则F方向向右,弹簧处于伸长状态,弹簧对墙壁的弹力水平向右,D错误。
故选B。
4. 如图所示,A和B两个物体通过一轻弹簧固定连接,两物体的质量均为2kg,开始时,系统静止,弹簧的劲度系数为100N/m,在竖直向上的拉力F作用下,B物体缓慢向上运动,取重力加速度大小g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内。当B物体缓慢上升0.4m时,地面对A物体的支持力大小为( )
A. 0 B. 50N C. 100N D. 150N
【答案】A
【解析】
【详解】设初始时弹簧的压缩量为,以B为对象,根据受力平衡可得
解得
当B物体缓慢上升0.4m时,可知此时弹簧的伸长量为
此时弹簧的弹力大小为
由于
以A为对象,可知此时弹簧弹力与A的重力平衡,则地面对A物体的支持力大小为0。
故选A。
5. 风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力Ff与物体相对空气的速度v满足Ff=kv2(其中系数k与物体迎风面积有关)。图甲中风洞竖直向上匀速送风,一质量为m的物体从A处由静止下落,一段时间后在B处打开降落伞,整个运动过程相对速度的平方v2与加速度大小a的关系图像如图乙所示,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 打开伞前加速度的方向向下,大小越来越小
B. 打开伞后加速度的方向向上,大小越来越大
C. 打开伞前物体v2与a的关系图线为图乙中的①
D. 打开伞后物体迎风面积变大,所以Ff=kv2中的系数k变小
【答案】A
【解析】
【详解】AC.物体从处由静止下落,打开伞前加速度向下,与物体速度同向,物体做加速运动,增大,物体所受合力为,
不断增大,加速度减小,图乙中右侧图线②与此过程相符合,故A正确,C错误;
BD.左侧图线①为打开伞后的图线,迎风面积变大,使系数变大,超过重力,物体加速度方向变为向上,开始减速,则有,
且当减小时,减小,故BD错误。
故选A。
6. 如图甲所示,物块a、b用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平地面上,开始时两物块均静止,弹簧处于原长。t=0时对物块b施加一水平向右的恒力F,在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示,则物块a、b的质量之比为( )
A. 4:3 B. 3:4 C. 3:2 D. 2:3
【答案】A
【解析】
【详解】0s时刻,对b进行分析,根据牛顿第二定律有
其中大小等于1.0m/s2。在1s时刻,对b进行分析,根据牛顿第二定律有
其中大小等于0.6m/s2。在1s时刻,对a进行分析,根据牛顿第二定律有
其中大小等于0.3m/s2。结合上述解得
故选A。
7. 如图所示为机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李的传送带模型,传送带与水平面的夹角为,传送带逆时针运行速率为,从A处到B处的长度为。将一个质量为m的行李箱无初速度地放在传送带上端A处,已知行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 行李箱下滑至与传送带速度相等时所用时间为1s
B. 行李箱下滑7m后与传送带速度相等
C. 行李箱先加速下滑后减速下滑
D. 行李箱从A处到B处的时间为2.1s
【答案】A
【解析】
【详解】A.开始时物块的加速度
行李箱下滑至与传送带速度相等时所用时间为
选项A正确;
B.行李箱与传送带速度相等时下滑的距离
选项B错误;
C.共速后因为
可知行李箱将继续加速下滑,选项C错误;
D.共速后的加速度
则下滑到底端时
解得
t2=0.5s
行李箱从A处到B处的时间为1.5s,选项D错误。
故选A。
二、多选题:本大题共3小题,共18分(全选对得6分,选对但不全得3分,选错或不选得0分)。
8. 关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( )
A. 做竖直上抛运动的物体先后两次经过同一位置时速度相同
B. 做竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点所用的时间相等
C. 以初速度做竖直上抛运动的物体上升的最大高度为(g为重力加速度)
D. 做竖直上抛运动的物体上升阶段与下降阶段加速度相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.物体仅受重力作用,取竖直向上为正方向,同一位置处上升速度与下降速度大小相等、方向相反,即
因此两次经过同一位置时速度不相同,故A错误;
B.设物体上升经过某点时速度大小为,从该点到最高点所用时间为,根据速度公式有
解得
设该点到最高点的高度为,根据速度与位移的关系有
解得
设物体从最高点回到该点所用时间为,根据自由落体运动规律有
解得
因此,故B正确;
C.物体到达最高点时速度为零,根据速度与位移的关系有
解得
故C正确;
D.物体上升和下降过程中均只受竖直向下的重力,取竖直向上为正方向,根据牛顿第二定律有
解得
因此物体在上升阶段与下降阶段的加速度大小和方向均相同,故D正确。
故选BCD。
9. 如图甲,质量为m=2kg的物块挂在弹簧秤的下端,在弹簧秤的拉力作用下沿竖直方向从静止开始做直线运动。取竖直向上为正方向,物块的加速度随时间的变化关系如图乙所示,弹簧秤始终在弹性限度内。重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 0~6s内物块所受弹簧秤的示数先增大后减小
B. 2s~6s内物块先失重后超重
C. 4s末物块开始向下运动
D. 物块在2s末和6s末速度等大同向
【答案】AD
【解析】
【详解】A.0~2s内加速度向上增大,根据牛顿第二定律则有
可知弹簧秤示数增大,2s~4s加速度向上减小,弹簧秤示数减小,4s~6s内加速度向下增大,根据牛顿第二定律则有
解得
可知弹簧秤示数减小,因此0~6s内物块所受弹簧秤的示数先增大后减小,故A正确;
B.2s~6s内加速度先向上,后向下,则物块先超重后失重,故B错误;
C.4s末物块的速度向上最大,依然向上运动,故C错误;
D.根据a-t图像与坐标轴围成的面积代表物块的速度变化,可知物块在2s末和6s末速度相同,故D正确。
故选AD。
10. 粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形物体C,斜面上有一个质量为2m的物块B,B与一轻绳连接,且绕过一固定在天花板上的定滑轮,另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A,右上方有一拉力F,初始夹角α=135°,如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动90°且保持α大小不变,转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. B、C间的摩擦力一直减小
B. 绳上拉力FT先增大再减小
C. 地面对物体C的支持力先减小再增大
D. 物体C对地面的摩擦力方向水平向右
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.对题图右侧结点处受力分析,α角大小不变,可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况,如图所示
通过分析可得FT先增大再减小,F一直减小,初始状态,对A分析可得绳子拉力为
对B分析,有
即一开始B与C间的静摩擦力为零,故当绳子拉力FT从mg先增大再减小到mg,B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小,故A错误,B正确;
C.将B、C看成整体,竖直方向有
由于FT先增大再减小,故FN先减小再增大,故物体C对地面的压力先减小再增大,故C正确;
D.由于绳的拉力,B和C有整体向右移的趋势,因此地面对物体C的摩擦力水平向左,根据牛顿第三定律,物体C对地面的摩擦力方向水平向右,故D正确。
故选BCD。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 某同学用如图所示的装置做“用打点计时器测速度”的实验。该同学在规范操作下,用打点计时器在纸带上打出一系列的点,记录下小车的运动信息。改变斜面的倾斜程度,重复实验。图是实验得到的三条清晰的纸带,已知该电火花计时器的打点周期为T,回答下列问题:
(1)以下操作中正确的有 。
A. 在释放小车前,小车要靠近打点计时器
B. 打点计时器应固定在长木板有滑轮的一端
C. 应先接通电源,后释放小车
D. 电火花计时器应使用左右的交流电源
(2)在处理纸带、时,均用D、F两点间的平均速度来代替E点的瞬时速度,若不考虑测量误差,则纸带__________(选填“”或“”)更精确些。
(3)对纸带,b、e两点间的平均速度大小为__________(用T和图中物理量符号表示)。
【答案】(1)AC (2)2
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.在释放小车前,要让小车靠近打点计时器,能够充分利用纸带,故A正确
B.打点计时器要固定在没有定滑轮的一端,故B错误
C.在实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,故 C正确
D.电火花计时器接的是交流电源,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
用包含某点在内的一段位移的平均速度来代替该点的瞬时速度,位移越短,平均速度越接近该点的瞬时速度,所以纸带更精确些。
【小问3详解】
对纸带,、两点间的距离为,时间间隔为,故、两点间的平均速度大小为。
【点睛】
12. 某实验小组利用图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放在水平桌面上,力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行。
(1)实验过程中,下列说法正确的是 。
A. 若使用电火花计时器,应选用交流8V电源
B. 实验中沙和沙桶质量要远小于小车质量
C. 实验中因为使用了力传感器,所以不需要平衡阻力
D. 实验中必须先启动电源,再释放小车
(2)实验得到图乙所示的纸带,电源频率为50Hz,纸带上各点均为计时点,则打点计时器打出B点时小车速度大小__________,小车加速度大小__________ 最终结果均保留3位有效数字。
【答案】(1)D (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.电火花计时器使用的是220V的交流电源,故A错误;
B.实验中由于有力传感器可以直接测得拉力,所以不需要沙和沙桶质量远小于小车质量,故B错误;
C.实验中虽然使用了力传感器可以直接测拉力,但仍然需要平衡阻力,故C错误;
D.为了充分利用纸带,实验中必须先启动电源,再释放小车,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]由图乙可知相邻计数点时间间隔为
则打点计时器打出B点时小车速度大小
[2]由逐差法可得加速度大小
13. 实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内,车内后壁装有压力传感器,车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上,另一端跨过固定在长木板上的定滑轮,挂上钩码。
(1)若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小,则在实验过程中,___________(选填“需要”或“不需要”)满足钩码质量远小于小车质量,细线需要调节至与长木板平行,长木板要调节至下列选项中的___________(填选项字母)状态。
A.保持水平 B.倾斜一特定角度
C.倾斜任意一小角度 D.倾斜任意一大角度
(2)光电门安装在长木板的位置A,在长木板上标记另一位置B。改变钩码个数,让小车每次都从位置B开始运动,记录多组压力传感器示数F和光电门测量的遮光时间t。某同学猜想小球的加速度与F成正比,若用图像法验证他的猜想,则最直观、合理的关系图像是下列选项中的___________(填选项符号)。
A. B. C. D.
(3)若作出(2)中正确选项的图像为一条过原点的直线,图像斜率为k,并测出遮光条的宽度为d,AB间距为x,则小钢球的质量m=___________(用字母k、d、x表示)。
【答案】(1) ①. 不需要 ②. A (2)D
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由于本实验采用了压力传感器,不需要用钩码的总重力代替绳子的拉力,因此不需要满足钩码质量远小于小车质量;
[2]为了使小球所受压力传感器的力在水平方向,因此长木板要调至水平状态,故选A。
【小问2详解】
遮光条通过光电门的瞬时速度
设AB间距为x,根据运动学公式,有v2=2ax
对小球,根据牛顿第二定律,有F=ma
联立解得
因此为了直观第反映小球的加速度与F成正比,需要建立图像,故选D。
【小问3详解】
根据(2)分析,图像的斜率
解得小钢球的质量
四、计算题:本大题共3小题,共38分。
14. 为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。在某次测量中,如图甲所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号,每次间隔时间相同。根据信号的时间差,测出车速。如图乙所示是测速仪前两次发出与接收超声波的情况,s表示超声波与测速仪之间的距离,超声波在空气中速度为340m/s。求:
(1)汽车遇到第一次信号时,距测速仪的距离;
(2)汽车的速度;
(3)根据图像分析:当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离。
【答案】(1)170m;(2);(3)102m
【解析】
【详解】(1)有图乙可知,测速仪向汽车发出信号到汽车遇到第一次信号的时间为0.5s,则汽车遇到第一次信号时,距测速仪的距离为
(2)有图乙可知,测速仪第二次向汽车发出信号到汽车遇到第二次信号的时间为0.4s,则汽车遇到第二次信号时,距测速仪的距离为
汽车在两次信号的间隔过程中,行驶的距离为
由图可知,汽车在受到两次信号之间的间隔时间是
则汽车的速度为
(3)测速仪向汽车发出三次短促的(超声波)信号,每次间隔时间相同为1.8s,则第三次发出信号的时间为第3.6s,则汽车从遇到第二次信号到测速仪向汽车发出第三次信号之间,汽车运动的距离为
此时汽车到测速仪的距离为
设当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离为,则有关系式
解得
即当汽车遇到第三次超声波信号时,汽车距测速仪的距离为102m。
15. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。已知,,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA、OB中的张力大小。
(2)求人受到的摩擦力。
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,g取,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量最大不能超过多少
【答案】(1),
(2),方向水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
以结点O为研究对象,进行受力分析如图所示
根据共点力的平衡条件有与的合力与甲的重力等大反向,由几何关系得,
【小问2详解】
人在水平方向仅受绳OB的拉力和水平面的摩擦力作用,根据平衡条件有
方向水平向左。
【小问3详解】
人在竖直方向上受重力和水平面的支持力作用,因此有
则
要使人在水平面上不滑动,需满足
解得
可知物体甲的质量最大不能超过。
16. 如图所示,是课堂上常见的惯性演示实验,将小物块放在桌面上的薄木板上,用水平向右的拉力将木板迅速抽出,物块的移动很小,几乎观察不到。若物块和木板的质量分别为,,物块与木板间的动摩擦因数为,物块、木板与桌面间的动摩擦因数均为,取。
(1)当时,求物块和木板受到的摩擦力大小;
(2)当时,求物块和木板的加速度大小;
(3)若本实验中,物块与木板左端距离,当物块移动的距离超过,人眼就能察觉,为确保实验成功,求所需拉力的最小值;
【答案】(1);
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
木板和桌面间的最大静摩擦力
由于,物块和木板保持静止
物块受到摩擦力
木板受到摩擦力
【小问2详解】
物块和木板保持相对静止的最大拉力
由物块和木板发生滑动
对物块
解得
对木板
解得
【小问3详解】
物块在木板上滑动时,加速运动,设滑动时间为
当物块离开木板时
物块速度
物块在桌面上滑动时,减速运动,
为确保实验成功需要满足
又
联立得
拉力最小值为
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