精品解析:辽宁省大连市第二十高级中学2025-2026学年高一上学期期末物理试卷
2026-09-24
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内容正文:
2025-2026学年辽宁省大连市第二十高级中学高一(上)期末
物理试卷
一.单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列属于力的单位是( )
A. B. C. D.
2. “祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A. 从O处行驶到N处的路程为697米
B. 从O处行驶到N处的位移大小为889米
C. 从O处行驶到M处的平均速率约为10米/天
D. 从M处行驶到N处的平均速度大小约为12米/天
3. 一物体做匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为( )
A. B. C. D.
4. 铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻弹簧2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为m。轻绳1与竖直方向、轻弹簧2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为m
B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力
D. 剪断轻绳1的瞬间,小球A的加速度大小为
6. 如图所示,绳子通过固定在天花板上的定滑轮,左端与套在固定竖直杆上的物体A连接,右端与放在水平面上的物体B相连,到达如图所示位置时,两段绳与水平面的夹角分别为、,两物体的速率分别为、,且此时,,,则的大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球以水平抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则的大小为( )
A. B. C. D.
二.多选题:本大题共3小题,共18分。
8. “魔幻”重庆的立体交通层叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半径为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点,则( )
A. 汽车到O点时,列车行驶距离为s
B. 汽车到O点时,列车行驶距离为
C. 汽车在OP段向心加速度大小为
D. 汽车在OP段向心加速度大小为
9. 如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块;木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为
A. 加速下降 B. 加速上升
C. 减速上升 D. 减速下降
10. 用如图所示的实验装置来探究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球做匀速圆周运动。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 该实验使用了控制变量法
B. 左图中皮带左右塔轮在第一层实验过程中,且,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,则左边标尺刻度小于右边标尺刻度
C. 左图中皮带左右塔轮在第一层实验过程中,且,左边小球位于挡板B位置,右边小球位于挡板C位置,则左右两边标尺刻度之比为2:1
D. 左图中皮带左右塔轮在第二层实验过程中,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,且,左右两边标尺刻度比为
三.实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线,如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得,由图(b)可知,该芒果的质量_________结果保留到个位。若杯中放入芒果后,绳1与橡皮筋仍垂直但与竖直方向的夹角变为,由图像读出的芒果质量与相比_____________(填“偏大”或“偏小”)
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是______
A. 水杯质量过小
B. 绳套长度过大
C. 橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比
12. 某实验小组利用图(a)所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系,实验过程如下:
(1)首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上,然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
(2)用垫块将木板一端垫高,调整垫块位置,平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图(b)所示纸带上的点由右至左依次打出,则垫块应该______________(填“往左移”“往右移”或“固定不动”)。
(3)在细绳一端挂上钩码,另一端通过定滑轮系在小车前端。
(4)把小车靠近打点计时器,接通电源,将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图(c)所示。已知打点计时器所用交流电的频率为,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出点时小车的速度大小为______________。加速度为_______________(结果均保留2位小数)。
(5)保持小车和钩码的质量不变,在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车图像如图(d)所示,由图像可知小车加速度大小__________________(填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”)。
四.计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动,段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率v随时间t变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在:
(1)段的平均速度大小
(2)段的加速度大小;(结果保留两位有效数字)
(3)段的位移大小
14. 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速直线运动。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中,甲在接力区前处作了标记,并以的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离
(3)若计划在接力区末端完成交接棒,甲应在距离接力区前多远做好标记(甲保持原速度,乙一直匀加速直线运动,且速度达到与甲相同时恰好完成交接棒)
15. 如图,一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数,重力加速度大小。求:
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间
(2)平台距地面的高度
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2025-2026学年辽宁省大连市第二十高级中学高一(上)期末
物理试卷
一.单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列属于力的单位是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可知,力的单位由质量、加速度的基本单位推导,由于质量m的单位为kg,加速度a的单位为m/s2,所以力的单位为kg·m/s2,即kg·m·s-2。
故选B。
2. “祝融号”火星车沿如图所示路线行驶,在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构,该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发,经过61天到达M处,行驶路程为585米;又经过23天,到达N处,行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米,则火星车( )
A. 从O处行驶到N处的路程为697米
B. 从O处行驶到N处的位移大小为889米
C. 从O处行驶到M处的平均速率约为10米/天
D. 从M处行驶到N处的平均速度大小约为12米/天
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知从O到N处的路程为,故A错误;
B.位移的大小为两点之间的直线距离,O、M、N三点大致在一条直线上,则从O到N处的位移大小为(真实的位移略小于),故B错误;
C.平均速率为路程与时间的比值,故从O行驶到M处的平均速率为米/天米/天,接近10米/天,故C正确;
D.平均速度大小为位移与时间的比值,则从M行驶到N处的平均速度为米/天米/天,故D错误。
故选C。
3. 一物体做匀加速直线运动,通过一段位移所用的时间为,紧接着通过下一段位移所用时间为。则物体运动的加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】物体通过第一段位移的总时间为,这段过程的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,即
同理,下一段过程的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,即
两个中间时刻的时间间隔为
故物体运动的加速度为
故选C。
4. 铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中,可视为质点的铯原子团在激光的推动下,获得一定的初速度。随后激光关闭,铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动,到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.铯原子团仅在重力的作用,加速度g竖直向下,大小恒定,在图像中,斜率为加速度,故斜率不变,所以图像应该是一条倾斜的直线,故选项AB错误;
CD.因为加速度恒定,且方向竖直向下,故为负值,故选项C错误,选项D正确。
故选D。
5. 如图所示,轻绳1一端连接小球A,另一端悬挂在天花板上。轻弹簧2连接小球A、B,轻绳3一端连接小球B,另一端固定在竖直墙壁上,两小球均处于静止状态,已知小球B的质量为m。轻绳1与竖直方向、轻弹簧2与水平方向的夹角均为,轻绳3沿水平方向,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球A的质量为m
B. 轻绳1上的张力
C. 轻绳3上的张力
D. 剪断轻绳1的瞬间,小球A的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对小球B进行受力分析,设轻弹簧2的弹力大小为。根据平衡条件,竖直方向有,解得
对小球A进行受力分析,根据平衡条件,水平方向有
解得轻绳1上的张力
竖直方向有
解得小球A的质量,故AB错误;
C.对小球B进行受力分析,根据水平方向平衡条件有
解得轻绳3上的张力,故C错误;
D.剪断轻绳1的瞬间,由于轻弹簧2的弹力不能发生突变,小球A受到的重力和弹力保持不变。这两个力的合力与剪断前轻绳1的张力等大反向,即此时小球A受到的合外力大小
由牛顿第二定律有,解得小球A的加速度大小,故D正确。
故选D。
【点睛】先分析小球B的受力平衡,由竖直方向条件确定弹簧2的弹力,再由水平方向条件确定轻绳3的张力。接着分析小球A的受力平衡,利用水平方向条件将弹簧2弹力与轻绳1张力关联,得出轻绳1的张力,再由竖直方向条件求出小球A的质量。最后分析剪断轻绳1瞬间,抓住弹簧弹力不能突变的特征,明确小球A此时所受合外力与剪断前轻绳1的张力等大反向,结合牛顿第二定律判断加速度大小。
本题以共点力平衡与瞬时加速度为核心,综合考查受力分析、正交分解及弹簧弹力不可突变的特性。题目通过两球连接体和角度约束构建多对象平衡问题,计算量适中但思维链条完整。解题关键在于隔离法依次分析小球B和小球A的平衡方程,并利用弹簧弹力瞬间不变的特点求剪断轻绳1后的合力。选项设置覆盖质量、张力及加速度,能有效锻炼学生的模型建构与逻辑推理能力,属于中等偏上难度的典型好题。
6. 如图所示,绳子通过固定在天花板上的定滑轮,左端与套在固定竖直杆上的物体A连接,右端与放在水平面上的物体B相连,到达如图所示位置时,两段绳与水平面的夹角分别为、,两物体的速率分别为、,且此时,,,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将物体A的竖直速度沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解,由图可知,左侧绳子与水平面的夹角为,而物体A只能沿竖直杆运动,因此其速度的方向与绳子之间的夹角为,物体A沿绳子方向的分速度大小即为绳子的收缩速度,即有
同理,右侧绳子与水平面的夹角为,物体B沿水平面运动,其速度的方向与绳子的夹角为,物体B沿绳子方向的分速度也等于绳子的速度,即有
由于同一根轻绳不可伸长,其两端沿绳方向的线速度大小必然相等,因此可得方程
化简解得
结合题意已知的约束条件
联立可得
故选B。
7. 如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球以水平抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球被水平抛出后做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动。设小球飞行时间为t,竖直方向有
代入数据解得
在此时间内,小球在水平方向上的位移为
小孩的水平位移大小为
要使小孩能接到球,两者在水平方向的位移之和必须等于初始水平距离,即
联立解得机器人抛球初速度
故选A。
二.多选题:本大题共3小题,共18分。
8. “魔幻”重庆的立体交通层叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半径为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点,则( )
A. 汽车到O点时,列车行驶距离为s
B. 汽车到O点时,列车行驶距离为
C. 汽车在OP段向心加速度大小为
D. 汽车在OP段向心加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动,根据匀变速直线运动规律
运动时间
列车做匀速直线运动,行驶的距离,故A错误,B正确;
CD.根据向心加速度公式,汽车在OP段向心加速度大小,故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如右图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块;木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为
A. 加速下降 B. 加速上升
C. 减速上升 D. 减速下降
【答案】BD
【解析】
【详解】木箱静止时物块对箱顶有压力,则物块受到箱顶向下的压力,当物块对箱顶刚好无压力时,物体受到的合力向上,所以系统应该有向上的加速度,是超重,物体可能是向上加速,也可能是向下减速,所以B正确.
【点睛】当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;
10. 用如图所示的实验装置来探究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球做匀速圆周运动。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 该实验使用了控制变量法
B. 左图中皮带左右塔轮在第一层实验过程中,且,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,则左边标尺刻度小于右边标尺刻度
C. 左图中皮带左右塔轮在第一层实验过程中,且,左边小球位于挡板B位置,右边小球位于挡板C位置,则左右两边标尺刻度之比为2:1
D. 左图中皮带左右塔轮在第二层实验过程中,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,且,左右两边标尺刻度比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.探究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系,使用了控制变量法,故A正确;
B.由图1所示可知,左右塔轮在第一层,塔轮半径相等,塔轮边缘线速度v大小相等,由可知,左右两边的角速度相等,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,两小球的运动半径r相等,两球质量,根据向心力公式可知,,则实验过程中左边标尺刻度大于右边标尺刻度,故B错误;
C.由图所示可知,左右塔轮在第一层,塔轮半径相等,塔轮边缘线速度v大小相等,由可知,左右两边的角速度相等,左边小球位于挡板B位置,右边小球位于挡板C位置,两小球的运动半径,两球质量,根据向心力公式可知,,则实验过程中左右两边标尺刻度之比为2:1,故C正确;
D.由图所示可知,左右塔轮在第二层,左塔轮半径为,右塔轮半径为,塔轮边缘线速度v大小相等,由可知,左右两边的角速度,左边小球位于挡板A位置,右边小球位于挡板C位置,两小球的运动半径r相等,两球质量,根据向心力公式可知,,则实验过程中左右两边标尺刻度之比为4:1,故D错误。
故选AC。
【点睛】探究向心力大小与质量、角速度、半径间关系实验采用控制变量法;根据线速度与角速度的关系求出小球做圆周运动的角速度关系,然后应用向心力公式分析答题。本题考查了探究向心力大小与质量、角速度和半径关系实验,分析清楚图示情景,根据线速度与角速度的关系,应用向心力公式即可解题。
三.实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 某兴趣小组设计了一个可以测量质量的装置。如图(a),细绳1、2和橡皮筋相连于一点,绳1上端固定在A点,绳2下端与水杯相连,橡皮筋的另一端与绳套相连。为确定杯中物体质量m与橡皮筋长度x的关系,该小组逐次加入等质量的水,拉动绳套,使绳1每次与竖直方向夹角均为且橡皮筋与绳1垂直,待装置稳定后测量对应的橡皮筋长度。根据测得数据作出关系图线,如图(b)所示。
回答下列问题:
(1)将一芒果放入此空杯,按上述操作测得,由图(b)可知,该芒果的质量_________结果保留到个位。若杯中放入芒果后,绳1与橡皮筋仍垂直但与竖直方向的夹角变为,由图像读出的芒果质量与相比_____________(填“偏大”或“偏小”)
(2)另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,下列原因可能的是______
A. 水杯质量过小
B. 绳套长度过大
C. 橡皮筋伸长量过大,弹力与其伸长量不成正比
【答案】(1) ①. 49##48##50 ②. 偏小 (2)C
【解析】
【小问1详解】
[1]由图(b)可知,对应该芒果的质量为
[2]对连接点进行受力分析,由三角形合成法则可知,当细绳2竖直向下的弹力保持不变,绳1与橡皮筋保持垂直不变,则橡皮条的拉力变小,导致橡皮筋的长度偏小,若仍然根据图像读出芒果的质量与相比偏小。
【小问2详解】
另一组同学利用同样方法得到的图像在后半部分弯曲,可能是所测物体的质量过大,导致橡皮筋所受的弹力过大超过了其弹性限度,从而使橡皮筋弹力与其伸长量不成正比,故A错误,B错误,C正确。
故选C。
12. 某实验小组利用图(a)所示的实验装置探究空气阻力与速度的关系,实验过程如下:
(1)首先将未安装薄板的小车置于带有定滑轮的木板上,然后将纸带穿过打点计时器与小车相连。
(2)用垫块将木板一端垫高,调整垫块位置,平衡小车所受摩擦力及其他阻力。若某次调整过程中打出的纸带如图(b)所示纸带上的点由右至左依次打出,则垫块应该______________(填“往左移”“往右移”或“固定不动”)。
(3)在细绳一端挂上钩码,另一端通过定滑轮系在小车前端。
(4)把小车靠近打点计时器,接通电源,将小车由静止释放。小车拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图(c)所示。已知打点计时器所用交流电的频率为,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出。打出点时小车的速度大小为______________。加速度为_______________(结果均保留2位小数)。
(5)保持小车和钩码的质量不变,在小车上安装一薄板。实验近似得到的某时刻起小车图像如图(d)所示,由图像可知小车加速度大小__________________(填“逐渐变大”“逐渐变小”或“保持不变”)。
【答案】 ①. 往左移 ②. ③. ④. 逐渐变小
【解析】
【详解】(2)[1]纸带上的点由右至左依次打出,由图(b)纸带可知,小车做减速运动,平衡阻力不足,故应增大木板倾角,垫块应该往左移。
(4)[2]打点计时器所用交流电的频率为,纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有4个打出的点未画出,相邻计数点间的时间间隔
打出点时小车的速度大小
[3]由逐差法可知,小车的加速度
(5)[4]图像的斜率表示加速度,由图(d)所示图像可知,图像的斜率逐渐减小,则小车的加速度大小逐渐变小。
四.计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 在2024年巴黎奥运会上,我国游泳运动员创造了男子百米自由泳新的世界纪录。在此次比赛中,运动员起跳后于时刻入水。入水后的运动过程可近似分为三个阶段:段的前程游为匀减速直线运动,段为匀速游,段的冲刺游为匀加速直线运动;速率v随时间t变化的图像如图所示。已知,,,,求该运动员在:
(1)段的平均速度大小
(2)段的加速度大小;(结果保留两位有效数字)
(3)段的位移大小
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,时刻运动员的速度为,时刻运动员的速度为
根据平均速度公式可得,段的平均速度大小为
【小问2详解】
根据加速度公式可得,段的加速度大小为
【小问3详解】
段运动员的加速度为
根据位移速度公式可得,段的位移大小为
14. 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速直线运动。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中,甲在接力区前处作了标记,并以的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒。已知接力区的长度为。求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离
(3)若计划在接力区末端完成交接棒,甲应在距离接力区前多远做好标记(甲保持原速度,乙一直匀加速直线运动,且速度达到与甲相同时恰好完成交接棒)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设交接棒位置距接力区前端的距离为。甲从标记处到交接棒位置的距离为,甲匀速运动,所用时间
乙从接力区前端起跑,做匀加速直线运动,速度达到时所用时间
乙的位移
将代入,得
整理得
【小问2详解】
由(1)知交接棒位置距接力区前端
接力区总长,故乙离接力区末端的距离
【小问3详解】
若在接力区末端完成交接棒,则交接棒位置距接力区前端为。乙从起跑到速度达到的位移
解得乙的加速度
乙加速到所用时间
甲从标记处到接力区末端的距离为,甲匀速运动,所用时间
由得
故甲应在距离接力区前处做好标记。
15. 如图,一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数,重力加速度大小。求:
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间
(2)平台距地面的高度
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
物块与薄板的质量相等,设物块与薄板的质量都是m
对物块,由牛顿第二定律可得
对薄板,由牛顿第二定律得
代入数据解得
薄板的位移
物块的位移
代入数据解得,
【小问2详解】
物块离开薄板时薄板的速度
薄板中心运动到O点过程的位移
物块离开薄板后物块做平抛运动,竖直方向
代入数据解得
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