专题01 运动与相互作用(期中真题汇编,上海专用)高三物理上学期
2026-09-30
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内容正文:
专题01 运动与相互作用
考点1 匀变速直线运动与运动图像
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】(1)B
(2)D
(3) 900m
(4)(1);(2);(3)
4.【答案】(1)
(2) 108 机械 内 按该耗电水平,总续航里程为,远小于宣传的635公里,因此无法达到宣传续航。
(3)A
(4) A B
(5)72
(6) 顺时针方向
5.【答案】(1) ACD A 0.38 0.72
(2) C bk 偏大
(3) B A 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反
6.【答案】(1)空气阻力
(2)C
(3)B
(4)
(5)A
(6) C B
(7)1.96
7.【答案】(1)C
(2)C
(3)小鸟受到重力与空气对它的作用力的合力提供向心力,
8.【答案】(1) C
(2) B AC A
9.【答案】(1) 能 空间站大小和其绕地球运动的半径相比可以忽略。 (2)92.6 min/5558.7 s/1.54 h
10.【答案】(1)A (2) 0.8211 1.3348 (3) A A B A 1.6
11.【答案】(1) 1:1
(2)B
(3)(1);(2)沙子下落到过程中,由可知,沙子下落到底部的时间为
设空中的沙子质量为,则
解得
则
对沙漏受力分析,可知桌面对沙漏的支持力
即由此刻起桌面对沙漏的支持力保持不变且等于沙漏与沙漏中所有沙子的总重力。
12.【答案】(1)A
(2)C
(3)AC
(4)
(5)会
13.【答案】(1)B
(2)B
(3) B 2.86
(4) 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 两个小球相碰 平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
14.【答案】(1)A (2) 4 4.8
15.【答案】(1)B (2)B (3)BD (4)C (5) 2000N 8s 1050m (6)(1)8m/s2,2.5s;(2)0.3s;(3)1.29
考点2 相互作用与共点力平衡
1.【答案】(1)A (2)D (3)D (4)A
2.【答案】(1)A (2)C (3)75 (4)减小 (5)(1)12 m/s;(2)2900N;(3)2.4 s
3.【答案】(1)
(2)C
(3)
(4) 2、6、10 向下 A
4.【答案】(1)C
(2)AB
(3)AB
(4)
(5)为了避免实验的偶然性,实验时应多次改变O点的位置进行实验,同时本实验只能说明三力平衡的条件是合力为0,若想得到共点力平衡的条件还需对物体受多个力的情况进行验证
5.【答案】(1)弹簧自身重力 (2)C
6.【答案】(1)B (2)D (3)AC (4) C B 0 4.0 1.6
7.【答案】AD
8.【答案】(1) CEBD 弹簧的伸长量超过其弹性限度 200 A
(2) A.稳定均匀 A.正比 B. B.越小
9.【答案】(1)D
(2) 3
(3) A B
(4)B
10.【答案】(1)
(2)C
(3)(1)8N (2)5N (3)2m/s (4)6J
考点3 牛顿运动定律及其应用
1.【答案】4.4
2.【答案】(1) 0.2 22.5 (2)15m (3)BC
3.【答案】(1)超重
(2)不同意,
4.【答案】(1)B
(2)A
(3)BC
(4) 小球半径的负值
5.【答案】B
6.【答案】(1)mgd
(2) C A和B
(3)C
(4)
7.【答案】(1)A (2)C (3) 20.6 20.1
8.【答案】(1)C
(2)B
(3)B
(4) 4 4
(5) 13.2J 偏小 受到空气阻力,阻力做负功
(6)(1);(2)
9.【答案】(1) B A C
(2)C
(3) C
10.【答案】(1)见解析
(2)
(3) 0
(4)A
11.【答案】(1)B
(2)ABC
(3)当时时间有最小值,
12.【答案】(1)AC
(2)C
(3)B
(4)C
(5)D
(6)
试卷第1页,共3页
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专题01 运动与相互作用
3大高频考点
1. 匀变速直线运动与运动图像
2. 相互作用与共点力平衡
3. 牛顿运动定律及其应用
考点1 匀变速直线运动与运动图像
1.(2026·上海·期中)伽利略通过斜面实验研究自由落体运动的规律,下列说法正确的是( )
A.丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得到的结论
B.通过甲图中的实验现象发现,物体的位移和时间成正比
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更易观察和测量
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更易观察和测量
【答案】C
【详解】
A.甲图是实验现象,丁图是经过合力的外推得到的结论,故A错误;
B.通过甲图中的实验现象发现,物体的位移和时间的平方成正比,故B错误;
CD.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使小球沿斜面加速运动的加速度减小,使实验现象更易观察和测量,故C正确,D错误。
故选C。
2.(2026·上海·期中)一石块从二楼自由下落到地面的过程中,设位移中点时刻为t1,速度为v1,时间中点时刻为t2,速度为v2则( )
A.t1=t2,v1=v2 B.t1>t2,v1>v2
C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2
【答案】B
【详解】
根据匀变速直线运动的规律中间位移速度为
中间时刻速度为
可知
根据速度公式
可得
故B正确。
故选B。
3.(2026·上海松江·期中)近年来,我们航天事业发展迅速,神舟系列飞船与“天宫”的对接屡次引发群众关注,天宫课堂在完全失重情况下展开科学研究也吸引了大量师生的观看。
(1)“新华网甘肃酒泉电,随着天宫一号于2011年10月29日21时16分发射升空,中国向空间站时代迈出了坚实的一步;2011年11月1日5时58分10秒,神舟八号在同一发射架上升空,在太空中与天宫一号交会对接——使中国成为世界上第三个掌握空间技术的国家。”对上面材料,下列说法中错误的是( )
A.天宫一号运行一周的位移为零
B.29日21时16分表示时间
C.研究天宫一号的运行姿态时不能把它看成质点
D.从发射到交会对接时间内,天宫一号与神舟八号的位移相等
(2)在神舟十三号任务中,航天员将首次在轨驻留6个月,他们需要加强锻炼来对抗失重环境。那么航天员在空间站中可以采用的健身项目是( )
A.引体向上 B.俯卧撑 C.跳绳 D.拉弹簧拉力器
(3)空间探测器从某一星球表面竖直升空,发动机推力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭,探测器升空到落回星球表面的速度随时间变化的图像如图所示,则该探测器上升的最大高度H m=_______,探测器落回星球表面的速度大小v=__________,探测器从最大高度到落回星球表面所用的时间t=__________。
(4)我国3名航天员搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在着陆阶段,主降落伞打开后主降落伞和返回舱的运动过程简化如下:阶段Ⅰ,主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降:阶段Ⅱ,以速度v0匀速下降;阶段Ⅲ,当返回舱离地面h高时,返回舱的反推发动机启动,返回舱沿竖直方向匀减速下降,着地前瞬间速度恰好为零。已知上述过程中,主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比,忽略其他阻力,主降落伞质量不计,返回舱(含航天员)总质量为m,重力加速度为g。
(1)在阶段Ⅰ中,当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时,求:它们的加速度大小;
(2)若连接降落伞与返回舱间的n根等长轻绳均匀分布,轻绳与竖直方向的夹角均为θ,求:阶段Ⅱ中每根轻绳的拉力大小;
(3)在阶段Ⅲ中,若在反推发动机启动后,降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态,求:反推发动机产生恒定大小的推力。
【答案】(1)B
(2)D
(3) 900m
(4)(1);(2);(3)
【详解】
(1)A.天宫一号运行一周的位移为零,故A正确,不符题意;
B.29日21时16分表示时刻,故B错误,符合题意;
C.研究天宫一号的运行姿态时,天宫一号的形状和大小不能忽略,所以不能把它看成质点,故C正确,不符题意;
D.从发射到交会对接时间内,初位置末、位置相同,所以天宫一号与神舟八号的位移相等,故D正确,不符题意。
故选B。
(2)太空中处于失重状态,因此一切与重力有关的运动和锻炼项目均不能正常进行,所以引体向上、跳绳以及俯卧撑均不能正常进行;但利用弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力,与重力无关,所以可以正常进行。
故选D。
(3)[1]在0~10s内探测器在加速上升,根据v-t图线与坐标轴所围的面积表示位移,则探测器上升的最大高度为
[2]在10s后,探测器关闭发动机,其运动过程中的加速度大小为
根据匀变速直线运动规律
解得
[3]由
解得探测器从最高点下落到星球表面的时间为
(4)(1)在阶段I,对主降落伞和返回舱(含航天员)则有
在阶段II,对主降落伞和返回舱(含航天员)则有
解得
(2)在阶段II,对返回舱(含航天员)根据正交分解,则有
解得
(3)在阶段III,主降落伞和返回舱匀减速至零,由匀变速运动规律可知
对返回舱(含航天员)受力分析可知
联立解得
4.(2026·上海青浦·期中)新能源汽车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者青睐。某国产纯电四驱SUV汽车,其说明书的相关数据如下:重量,搭载了108.8 kWh大容量电池,续航里程(充满电后汽车能行驶的最大路程)635公里,百公里加速最短时间4.4秒,最高时速可达180 km/h。请完成下列问题:
(1)提速快是新能源汽车的一个重要优势。假设该SUV汽车在说明书提供的最短时间内,速度从零提速至的过程是匀加速直线运动,则其平均加速度大小为__________,该过程汽车行驶的距离为__________(结果均保留2位有效数字)。
(2)该款SUV汽车在某次充电过程中,显示充电功率为,电能量剩余为,充电剩余时间为11小时30分钟,如图所示,则该电池的实际最大容量为__________。充满电后,启动汽车,此时电源的电能主要被转化为__________能和__________能。驾驶汽车在某路段实际运行过程中,根据屏幕显示可知汽车近50公里内平均耗电为,据此耗电量请说明该汽车是否能达到宣传的续航里程:________________________________________。
(3)坐垫通体采用新型超疏水材料制成是该款SUV汽车的一大卖点,这项技术表明若将一小水滴滴在水平面的超疏水层上,达到特定条件后小水滴会自发地弹跳起来且越弹越高。以小水滴刚接触水平面超疏水层时的中心位置为轴坐标零点,某段时间内小水滴中心位置随时间变化的关系如图所示,则小水滴中心( )
A.在、时刻的速度为零 B.在、时刻的加速度为零
C.在时间内一直做加速运动 D.在时间内一直做减速运动
(4)小理购买了该款SUV汽车,行驶在平直公路上:
(1)下列哪种情况可以将汽车看作质点( )
A.高速公路上检测车速时 B.行驶过程避让障碍物时 C.发生交通事故核定责任时
(2)从某时刻开始计时,汽车发动机的功率随时间的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小恒定不变,下列描述该汽车的速度随时间变化的图像中(其中,),可能正确的是( )
A. B. C. D.
(5)品牌研发中心工作人员对该款SUV汽车的直流蓄电池进行测试,如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示,其中为该直流蓄电池的输出功率,为总电流,则该蓄电池的最大输出功率为__________。
(6)该款SUV汽车搭载的电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,简化结构如图1.两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,边长为L、总电阻为的单匝正方形线圈abcd竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布如图2,此时永磁铁相对线圈以速度竖直向上运动(永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈),则:
(1)线圈中感应电流的方向为__________;
(2)(计算)线圈所受安培力的大小是多少______?
【答案】(1)
(2) 108 机械 内 按该耗电水平,总续航里程为,远小于宣传的635公里,因此无法达到宣传续航。
(3)A
(4) A B
(5)72
(6) 顺时针方向
【详解】
(1)[1]末速度
根据匀加速加速度定义
[2]匀加速位移公式
(2)[1]剩余需充电量为总容量的
充电总能量
因此实际最大容量
[2][3]汽车启动后电能主要驱动电机转化为机械能,同时电路、电机发热转化为内能。
[4]见答案。
(3)A.y-t图像的斜率代表速度,在、时刻的切线水平,则速度为零,故A正确;
B.波峰波谷处水滴加速度是由重力和弹力的合力产生,此时的加速度最大,不为零,故B错误;
C.是从波谷(y负)到波峰(y正),斜率从0先正增大后正减小到0,速度先增后减,故C错误;
D.是从波峰到波谷,斜率从0先负增大后负减小到0,速度先向下增大后向下减小,不是一直减速,故D错误。
故选A。
(4)[1]A.检测车速时汽车尺寸远小于行驶距离,可视为质点,故A正确;
BC.避让障碍物、定交通事故责任时需要考虑汽车的长度、碰撞位置,不能视为质点,故BC错误。
故选A。
[2]机车以恒定功率启动时,由,
得
速度增大时加速度逐渐减小,v-t图像斜率逐渐变小:功率为,最终最大速度趋近
时刻功率突增为,牵引力瞬间变大,加速度瞬间变大,之后速度继续增大,加速度再次逐渐减小,最终趋近最大速度
故选B。
(5)电源输出功率
两边除以得
结合图像:纵轴截距为,得内阻
斜率
解得电动势
输出功率表达式为开口向下的二次函数,在对称轴处取最大值,即时
(6)[1]永磁铁相对线圈向上运动,线圈上半部分向外的磁通量增加,下半部分向里的磁通量减少,总磁通量向外增加,由楞次定律结合右手定则,感应电流为顺时针方向,即
[2]永磁铁相对线圈向上运动,上下两条水平边(分界线处的上下边)都切割磁感线,产生的感应电动势叠加,总电动势
感应电流
两条边受到的安培力均为
且方向均向下阻碍相对运动,总安培力
5.(2026·上海·期中)物理研究方法是人类认识世界的重要方式,在我们学习中有遇到过类比法、极限法、图像法、归纳法等等
(1)在测量物理平均速度和瞬时速度时,如图甲,将长直木板B支成斜面,挡光片P固定在小车C的前端,光电门G固定在木板的侧面A处。让小车在斜面上的同一位置O由静止释放,分别测得宽度x为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm不同挡光片的挡光时间t(每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐),计算出各次挡光片通过光电门的平均速度,画出图像如图乙。
(1)下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是( )
A.根据速度定义式,当Δt非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想
B.在该实验中,挡光片越窄,图乙中速度越大
C.在图乙中,图线与时间轴t所包围的面积为小车通过的位移,这采用的是微元累加法
D.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如加速度等
(2)实验中最接近小车过A处的瞬时速度的挡光片的宽度是____________;
A.2cm B.6cm C.10cm D.8cm
(3)小车前端过A处的瞬时速度大小为_____m/s,小车的加速度大小为______m/s2。(均保留两位小数)
(2)在用单摆测重力加速度的实验中,某同学使用光电门传感器测量周期如图1。其发现小钢球已变形成图2所示,为减小测量误差采用作图法寻找规律。他改变摆线长度l,测出对应的周期T,作出相应的lT2关系图线,如图3所示。
(1)用光电门传感器测量出变形小球的周期是否准确( )
A.比准确值大 B.比准确值小 C.准确 D.无法判断
(2)若仅根据图3算出图线的斜率k和截距b,则重力加速度g=__________,小钢球重心到摆线下端的高度差h=_____________;(结果均用k、b表示)
(3)同学用3D打印技术制作了一个圆心角等于5、半径已知的圆弧槽,如图4所示。他让未变形的小钢球在槽中运动,若小球在滑动时还存在滚动现象,则利用公式法算出的重力加速度将如何变化?理由是______________________________。
(3)在“探究感应电流方向的规律”实验中:
(1)用试触法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系,结果如图甲所示。用图乙所示的实验装置进行实验,图示时刻,可判断线圈中的电流方向为(俯视)( )
A.顺时针 B.逆时针
(2)将磁铁的不同磁极插入或拔出线圈,观察电流表指针偏转方向,得到如下实验记录:
磁铁的磁场方向
向下
向下
向上
向上
线圈中的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转方向
向右
向左
向左
向右
感应电流的磁场方向
I
Ⅱ
III
IV
根据图乙中线圈绕向和实验记录表中的电流表指针偏转方向,可推断表格中Ⅰ为( )。
A.向上 B.向下
(3)在第(2)问中,根据多次I、III的实验结果可以归纳得到_____________。
【答案】(1) ACD A 0.38 0.72
(2) C bk 偏大
(3) B A 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反
【详解】
(1)[1]A.根据速度定义式,当Δt非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想,故A正确;
B.在该实验中,挡光片越窄,平均速度越接近瞬时速度,而不是速度越大,故B错误;
C.在图乙中,图线与时间轴t所包围的面积为小车通过的位移,采用的是微元累加法,故C正确;
D.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如加速度采用比值定义法,故D正确。
故选ACD。
[2]挡光片的宽度越小,则平均速度越接近瞬时速度。
故选A。
[3][4]根据匀变速直线运动位移与时间关系可得
所以
则图像的纵截距表示小车前端过A处的瞬时速度大小为0.38m/s,图像的斜率大小等于物体的加速度二分之一,所以
解得
(2)[1]用光电门传感器测量周期,即小球每经过最低点遮光一次,相邻两次遮光时间为半个周期,因此从第一次遮光到第n次遮光总时间为t,一共有个周期,则
由此可知,用光电门传感器测量出变形小球的周期准确。
故选C。
[2][3]根据单摆的周期公式可得
所以
结合图像可得,
所以
[4]根据单摆周期公式可得
所以
若小球在滑动时还存在滚动现象,必然导致小球整体运动(平动)动能的减少,即运动至同一位置时的平动速率减小了,那么运动周期自然会变长则周期测量值偏小,所以利用公式法算出的重力加速度将偏大。
(3)[1]由图甲可知,当电流从“+”接线柱流入时指针向右偏转,而图乙中指针向右偏转,说明电流从“+”接线柱流入,所以从上向下看,线圈中的电流为逆时针方向。
故选B。
[2]若电流表指针向右偏转,则线圈中电流方向为逆时针方向,根据右手螺旋定则可知,感应电流的磁场方向向上。
故选A。
[3]根据I、III的实验结果可知,若穿过线圈的磁通量增大,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
6.(2026·上海·期中)频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录运动物体的连续运动过程。如图所示是用每隔时间闪光一次的频闪相机在真空实验室拍摄的羽毛与苹果同时开始下落一段时间后的一张局部频闪照片。图中的是照片中相邻两个苹果的距离。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小_________对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。
(2)关于图中的,关系一定正确的是_________。
A. B. C. D.
(3)利用图片提供的信息和相机闪光周期想求当地的重力加速度值。下列判断正确的是_________。
A. B. C. D.条件不够,无法求
(4)苹果落到点的速度大小为_________(用题中给的字母表示)。
(5)频闪摄影也可用于“探究平抛运动的特点”,如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从点开始运动:A球做初速度为的平抛运动,B球做自由落体运动,C球(穿在水平光滑杆上)以速度做水平匀速运动。则_________
A.甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题
B.甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题
(6)如图是频闪相机某次实验描出的平抛运动轨迹。
(1)如图说明_________
A.小球未从同一位置静止释放
B.小球与斜槽有摩擦
C.斜槽末端未调水平
(2)调整好后再次实验时,小球_________从同一位置静止释放。(选填“A、需要”或“B、不需要”)
(7)某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的所示,图中每个小方格的边长为,则该小球做平抛运动初速度大小_________。(本题取)(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)空气阻力
(2)C
(3)B
(4)
(5)A
(6) C B
(7)1.96
【详解】
(1)真空环境中消除了空气阻力的影响,羽毛与苹果下落快慢相同,说明减小空气阻力的影响后,轻重不同的物体下落的快慢相同。
(2)AB.由于这是局部照片,A点并不一定是起点,故不能根据初速度为零的匀变速直线运动的位移规律求解,即不一定为1∶3∶5,故AB错误;
CD.根据匀变速直线运动规律,可知相邻相等时间内的位移差恒定,故有
整理得,故C正确,D错误。
故选C。
(3)由匀变速直线运动的导出公式
则有
联立解得
故选B。
(4)匀变速直线运动中,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则C点速度
(5)由题可知,图甲中A球做平抛运动,C球在光滑水平杆上以相同的初速度做匀速直线运动,目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动。B球做自由落体运动,目的是为了验证平抛运动的竖直方向运动是否为自由落体运动。对图乙,P球和Q球从相同轨道的同一高度滑下,两球脱离轨道后水平速度相同,Q球在光滑的水平面上做匀速直线运动,而P球做平抛运动,目的是为了验证平抛运动的水平方向运动是否为匀速直线运动。因此甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题。
故选A。
(6)[1]由图可知,小球的初速度方向不是水平的,造成这种现象的原因是斜槽末端未调水平。
故选C。
[2]由于该实验是用传感器和计算机一次性描出做平抛运动物体的轨迹,只需小球做平抛运动即可,因此调整好后再次实验时,不需要让小球从同一位置释放,故填B。
(7)相邻两个小球的时间间隔
则小球做平抛运动初速度大小
7.(2026·上海·期中)鸟类作为生物界中的飞行高手,其飞行机制涉及丰富的物理知识。
(1)如图,一只鸟沿虚线斜向上匀速飞行,空气对其作用力可能是( )
A. B. C. D.
(2)一只鸟由静止起沿直线匀加速飞行,设其位移为,时间为,绘制关系图像如图所示。则其飞行的加速度大小为( )
A. B. C. D.
(3)飞行中的鸟改变飞行方向时,要将其身体倾斜,其转弯所需的向心力由重力和空气对它的作用力的合力来提供。质量为的飞鸟,以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动时,什么力提供了向心力?空气对鸟作用力的大小为多少?(重力加速度为)
【答案】(1)C
(2)C
(3)小鸟受到重力与空气对它的作用力的合力提供向心力,
【详解】
(1)由于鸟在空中匀速飞行,合力为0,即空气对小鸟作用力与小鸟受到的重力平衡,两者大小相等,方向相反,故空气对小鸟作用力的方向竖直向上。故选C。
(2)根据匀变速直线运动位移与时间的关系
整理可得
故在图像中,其斜率
所以
故选C。
(3)
如图所示,小鸟受到重力与空气对它的作用力,两者的合力提供向心力。
由向心力公式得
由几何关系得
8.(2026·上海·期中)喜迎国庆
今年9月30日晚,为庆祝中华人民共和国华诞,一场大型光影烟花秀在上海“吴淞口空中剧场”上演。绚烂的烟花点亮了整个滨江夜空,上海市民群众在震撼人心的光影盛宴中,共同祝愿伟大的祖国生日快乐,祝福祖国繁荣富强。
(1)在本次庆典中,一种新型烟花由地面上的发射器竖直向上射出。该烟花加速上升阶段可视为匀加速直线运动,其加速度大小为,加速过程持续时间为。加速结束后,烟花依靠惯性继续向上运动,在上升到离地面处时发生爆炸。若忽略空气阻力,取重力加速度,则:
①烟花加速结束时离地面的高度为_________米;
②烟花加速结束后( )发生爆炸。
A.2s B.2.4s C.2.8s
③若烟花加速结束后的质量为150g且保持不变,那么烟花从加速结束到爆炸前瞬间合力的冲量_________(以竖直向上为正方向)
(2)正读高二的小贤同学也观看了这场光影盛宴。他由烟花爆炸回忆起了“动量守恒定律”实验。实验前,两小车A、B静置于光滑水平轨道上,车上固定的两弹性圈正对且处于同一高度,两挡光片等宽。用手推小车A使其瞬间获得一个向右的初速度,小车A与B发生碰撞后向左弹回,B向右弹出。测得A上挡光片两次经过光电门1的挡光时间、和B上挡光片经过光电门2的挡光时间。
①为减小实验误差,应选用较_________(选涂:A.宽 B.窄)的挡光片。
②为完成该实验,还需测量的物理量有( )
A.小车A的总质量
B.挡光片的宽度d
C.小车B的总质量
D.光电门1到光电门2的间距L
③在误差允许的范围内,以上所测数据若满足表达式___________________________则表明两小车碰撞过程中动量守恒。
④实验中,小车A碰撞B后向左弹回,可判断出_________。
(选涂:A.小于B.等于C.大于)。
【答案】(1) C
(2) B AC A
【详解】
(1)[1]烟花加速度大小为,加速过程持续时间为,初速度为零,可知加速结束时离地面的高度为
[2]加速结束后,烟花依靠惯性继续向上运动,在上升到离地面处时发生爆炸,加速结束时的速度大小为
减速到最高点的时间为
减速位移为
此时离地面高度为,可知烟花在最高点又下降了,用时
可知烟花加速结束后经过发生爆炸。
故选C。
[3] 加速结束时的速度大小为
爆炸前瞬间的速度大小为
以竖直向上为正方向,可知烟花从加速结束到爆炸前瞬间合力的冲量
(2)[1] 极短时间内的平均速度大小可以近似认为是该时刻的瞬时速度大小,所以应该选择宽度比较窄的挡光板。
故选B。
[2]ABC.本实验需要验证动量守恒定律,所以在实验中必须要测量A、B的总质量和碰撞前后的速度,速度可以根据挡光片的宽度和滑块通过光电门的时间求解,挡光片的宽度可以在数据处理的过程中消去,所以不需要测量挡光片的宽度,故AC正确,B错误;
D.小车在碰撞前后均做匀速直线运动,不需要测量光电门1到光电门2的间距L,故D错误。
故选AC。
[3]碰前A的速度大小为,碰后A的速度大小为,碰后B的速度为
设A碰撞前的运动方向为正方向,若有
则在误差允许的范围内,两小车碰撞过程中动量守恒。
[4]实验中,小车A碰撞B后向左弹回,可判断出小于。
故选A。
9.(2025·上海浦东·期中)(1)在研究空间站围绕地球运动过程中,空间站能否看成质点?答______,(选填“能”或“不能”)简要说明理由:__________。
(2)若地球表面重力加速度为9.8m/s2,地球半径为6400 km,空间站轨道离地高度为400km,则空间站绕地球运动的周期为________。
【答案】(1) 能 空间站大小和其绕地球运动的半径相比可以忽略。 (2)92.6 min/5558.7 s/1.54 h
【详解】
(1)[1][2]空间站可以看成质点,因为空间站大小相对于其运动的轨道半径而言微不足道,可以忽略,对研究的其运动情况没有影响,故可以把空间站看成质点。
(2)空间站受到的万有引力为其圆周运动提供向心力,根据牛顿第二定律
在地球表面,万有引力与重力大小相等
联立解得
10.(2025·上海徐汇·期中)测速
某小组同学利用“光电门传感器”和“位移传感器”测量运动的速度和加速度。首先,他们利用光电门测量挡光片进入光电门时的瞬时速度。将导轨一端垫高,小车上安装挡光片,导轨上安装光电门传感器。通过更换不同宽度的挡光片测量小车挡光片进入光电门时的瞬时速度v。最后,小组同学又采用分体式位移传感器,将发射器安装在小车上,接收器安装在导轨的底部“0cm”处。
(1)在该小组利用“光电门测量小车挡光片进入光电门时的瞬时速度v”中如上图,实验者通过更换挡光片改变,操作方法应该是( )
A.每次从导轨上的同一位置静止释放小车;
B.每次从导轨上的不同位置静止释放小车;
C.每次从导轨上的同一位置轻推释放小车;
D.每次从导轨上的不同位置轻推释放小车;
(2)为了能更加准确的测量瞬时速度,他们将光电门测量的速度v和时间绘制“”图像,其中图线解析式如右图。由图线得出了挡光片进入光电门的瞬时速度,该速度的大小为_________m/s,加速度大小为_________m/s2。
(3)在该小组利用“位移传感器测量瞬时速度”中,测量并绘制出小车下滑x-t图线(如下图):该传感器通过发射红外线和超声波进行测量出小车的相对接收器的位置x.
(1)其中红外线属于__________(选填涂:A“电磁波”、B“机械波”)。
(2)当小车下滑时,接收器接收到的超声波频率__________,波长__________。(选填涂:A.“变大”B.“变小”C.“不变”)
(3)通过x-t图线上标注的数据,小车运动速度__________(选填涂:A.“变大”B.“变小”C.“不变”),小车运动的平均加速度大小为_________m/s2.
【答案】(1)A (2) 0.8211 1.3348 (3) A A B A 1.6
【详解】
(1)为了提高实验精确度,实验操作中必须做到的是更换挡光片时,应使其释放前始终小车处于在轨道上的同一位置,即每次都应从轨道上同一位置由静止释放小车。
故选A。
(2)[1][2]设每次挡光片开始挡光瞬间的速度为,挡光结束的瞬间速度为,因为
则有
根据图线解析式,可得当时,挡光片最前端进入光电门时的瞬时速度为
加速度大小为
(3)(1)[1]红外线属于电磁波。
故选A。
(2)[2]根据多普勒效应,当小车滑向接收器时,理论上接收器接收到的超声波频率应变大。
故选A。
[3]根据可知波长应变小。
故选B。
(3)[4]对图上7个数据点进行数据分析,由图可知:7个点的位置分别为
,,
每隔0.05s,小车的位移分别为
所以在相等时间内,小车的位移增量
符合匀加速直线运动的特点:在相等的时间间隔内,位移的增量相同说明小车是在做匀加速直线运动,即速度变大。
故选A。
[5]根据逐差相等公式可得,加速度大小为
11.(2025·上海金山·期中)沙漏是一种古老而有趣的计时装置。如图所示,一放在水平面上的沙漏由沙子全部集中在上部容器里开始计时,到沙子全部落到下部容器里时计时结束。沙子经沙漏中部细孔时速度很小。可视为零,沙子可近似看作随时间均匀漏下,不计空气阻力和沙子间作用力的影响。
(1)某同学用高速摄像机拍得一张沙漏的照片如图。观察照片发现砂粒在空中时看不出砂粒本身的形状,而是形成条状痕迹,疏密分布也不均匀。则出口下方10cm处的痕迹长度约是5cm处的___________倍,出口下方0~2cm范围内的砂粒数约与2~8cm范围的砂粒数之比为___________。
(2)时刻一,容器底部没有沙子,部分沙子正在空中做自由落体运动,此时桌面对沙漏的支持力大小___________(请选择;
A.大于 B.小于 C.等于)沙漏与所有沙子的总重力大小。
(3)时刻二,容器底部已堆积了部分沙子,还有部分沙子正在空中做自由落体运动。
(1)若已知在极短时间内,撞击容器底部静止沙面的落沙质量为,沙漏中部细孔到底部静止沙面的高度为h,落沙对底部静止沙面的冲击力F1为多大?(重力加速度为g)
(2)试证明,由此刻起桌面对沙漏的支持力保持不变且等于沙漏与沙漏中所有沙子的总重力。
【答案】(1) 1:1
(2)B
(3)(1);(2)沙子下落到过程中,由可知,沙子下落到底部的时间为
设空中的沙子质量为,则
解得
则
对沙漏受力分析,可知桌面对沙漏的支持力
即由此刻起桌面对沙漏的支持力保持不变且等于沙漏与沙漏中所有沙子的总重力。
【详解】
(1)[1]根据可知,出口下方10cm处的速度约是5cm处的倍,出口下方10cm处的痕迹长度约是5cm处的倍;
[2]根据初速度为零的匀变速运动在相邻相等时间内的位移之比为1:3:5:…,可知从出口下落0~2cm与2~8cm的时间是相等的,因砂粒随时间均匀漏下,可知出口下方0~2cm范围内的砂粒数约与2~8cm范围的砂粒数之比为1:1。
(2)容器底部没有沙子,部分沙子正在空中做自由落体运动,对整体分析,有一部分沙子有向下的加速度,则总重力大于支持,合力向下。
故选B。
(3)(1)沙子下落时,由可知,沙子下落到底部的速度为
对落沙,根据动量定理
解得
(2)略
12.(2025·上海静安·期中)汽车刹车和转弯
(1)一汽车在平直的公路上以做匀速直线运动,刹车后,汽车以的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后8s内汽车通过的位移为( )
A.50m B.32m C.90m D.80m
(2)如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B.ma C. D.
(3)刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图中所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦。据此可知,下列说法中正确的是( )
A.以相同的车速开始刹车乙车先停止运动
B.甲、乙两辆汽车相比较乙车的初动能较大
C.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好
D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性能好
(4)一位司机驾车以速度v在宽阔的平地上奔驰。某时刻司机突然发现车前方不远处有一条横沟,设地面与汽车轮胎间的动摩擦因数为,为了安全,如果司机采取急刹车,刹车距离为______如果司机采取转弯,为了安全,转弯半径不能小于______。
(5)某公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为和,轿车在与货车距离时轿车司机才发现前方的货车,此时轿车立即刹车做匀减速直线运动,因路面湿滑,轿车要经过才能停下来。两车可视为质点。若轿车刹车时货车仍以速度匀速行驶,请通过计算说明两车会不会相撞;
【答案】(1)A
(2)C
(3)AC
(4)
(5)会
【详解】
(1)汽车停止所用的时间为
s
刹车后8s内汽车通过的位移为
m
故选A。
(2)根据力的合成与牛顿第二定律,中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小为
故选C。
(3)汽车刹车后做减速运动,根据运动学公式可知
故s和v的图象是抛物线,根据抛物线特点可知,即甲车刹车时加速度小于乙车的,乙车刹车距离随刹车前的车速变化快;因为乙车的加速度大,以相同的车速开始刹车乙车先停止运动,故乙车刹车性能好,乙车与地面间的动摩擦因数较大,根据可知,无法比较动能的大小关系;
故选AC。
(4)[1]根据牛顿第二定律可知
根据运动学规律有
解得
[2]根据牛顿第二定律有
解得
(5)轿车刹车过程,设轿车刹车的加速度大小为a,根据位移—速度关系得
代入数据解得
当两车速度相等时,设时间t,轿车运动的位移为x1,货车运动的位移为x2,则有
代入数据解得
t=3s
轿车的位移为
m
货车的位移为
=37.5m
此过程中,两车行驶的位移差为
m>x0=9.375m
所以两车会相撞。
13.(2025·上海·期中)在日常生活中,落体运动是一个非常重要且常见的运动。伽利略也是通过研究自由落体运动,打开了近代物理学的大门。某班级的同学就对自由落体运动进行了一定的研究。
(1)伽利略对自由落体的研究,是经典物理思想和科学方法的开端,以下正确的是( )
A.伽利略的做法是根据已有的论据凭直觉进行推论,缺乏严密的逻辑论证
B.伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
C.伽利略认为:自由落体运动是最简单的变速运动,其速度随位移变化是均匀的
D.伽利略开创了以严密的数学演算为核心的近代科学
(2)做自由落体运动的甲、乙两物体,所受重力之比为4∶1,下落高度之比为1∶4,下列说法正确的是( )
A.下落时间之比是1∶4 B.下落时间之比是1∶2
C.落地速度之比是1∶4 D.落地速度之比是4∶1
(3)有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零,即图中A点位置),在平行光的照射下,看到水滴好象都“静止”在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示,右边数值的单位是cm)。不计水滴在空中的空气阻力。
(1)从现象可知,该平行光应该是______(选填“A.普通光源”或“B.频闪光源”)发出的。
(2)实际情况是某一滴水滴过C点的速度约为______m/s。
(4)三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片。金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明______。
(2)乙同学采用如图乙装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D、调节电磁铁C、D的高度。使AC=BD从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v同时从轨道M、N的下端射出,实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如题图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。已知图中A、B、C三点间水平距离均为x,竖直高度分别用h,4h,9h表示,重力加速度为g。则由图可求得拍摄时的曝光时间是为______,该小球的初速度大小为______,小球运动到图中位置B时速度大小______。
【答案】(1)B
(2)B
(3) B 2.86
(4) 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 两个小球相碰 平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
【详解】
(1)A.伽利略研究自由落体运动经历了提出问题、猜想与假设、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论等科学步骤,不是凭直觉进行的推论,故A错误;
B.伽利略时代,没有先进的测量手段和工具,为了“减小”重力作用,采用斜面实验,其实就是为了使物体下落时间长些,便于运动时间的测量,减小实验误差,故B正确;
C.伽利略得出结论:自由落体运动是一种最简单的变速运动,其速度变化对于时间是均匀的,故C错误;
D.伽利略开创了逻辑推理和实验验证相结合的近代科学,故D错误。
故选B。
(2)AB.根据可知,下落时间之比是1∶2,故A错误,B正确;
CD.根据可知,落地速度之比是1∶2,故CD错误;
故选B。
(3)(1)[1] 普通光源,光源是持续的,水滴反射光是持续的,人看到的水滴是运动的,故平行光应该是频闪光源。
故选B。
(2)[2] 设光源发光间隔的时间为T,由
得
T=0.14s
一滴水滴过C点的速度为
(4)(1)[1] 两球总是同时落地,说明两球在竖直方向的运动是相同的,即平抛运动在竖直方向为自由落体运动,故填平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
(2)[2]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度,小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,实验可观察到两个小球相碰。
[3] 仅仅改变弧形轨道M的高度,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动。
(3)[4] 设拍摄时间间隔为T,竖直方向
得到
[5]水平方向匀速直线运动,因此有
[6] 位置B竖直方向的速度为
位置B时速度大小为
14.(2025·上海·期中)质量的小球用轻质弹簧竖直悬挂,如图甲所示,把小球向下拉至某位置(未超出弹性限度)由静止释放,小球之后运动的速度时间图像如图乙所示(取竖直向下为正方向,不计空气阻力),。
(1)在0~2s时间内,小球的加速度( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小再增大 D.先增大后减小
(2)在0~2s内,重力的冲量为______,弹簧弹力的冲量为______。
【答案】(1)A (2) 4 4.8
【详解】
(1)根据图像的斜率,可知在0~2s时间内,小球的加速度逐渐减小。
故选A。
(2)[1] 在时间0~2s内,重力的冲量为
N·s
[2] 规定向上为正方向,由动量定理
解得
N·s
15.(2026·上海浦东·期中)汽车已成为人们出行必备的交通工具。汽车的广泛使用加快了商品的运输速度,扩大了人们生活的半径,使出行更加便利,提高了生活质量。
(1)如图所示,“擦玻璃神器”的两部分因为相互间的磁力紧压在汽车玻璃上,移动室内部分,室外部分会随之移动,同时完成玻璃两面的擦拭。当室外部分沿玻璃平面竖直向上匀速移动时,它所受力的示意图中可能正确的是(符号说明∶G重力、F磁场力、FN弹力、Ff摩擦力)( )
A. B.
C. D.
(2)一辆汽车在崎岖道路上匀速率行驶,途中发生了爆胎。道路地形如图所示则爆胎可能性最大的位置是图中的( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.A或B或C处
(3)甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动,其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是( )
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.t1时刻时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
(4)新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶,t1时刻达到发动机额定功率后保持功率不变,t2时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变,则此过程中汽车的加速度a、速度v、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是( )
A. B.
C. D.
(5)额定功率为60kw的汽车,在某条平直公路上从静止开始先做加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动,如果汽车质量2×103kg,在运动过程中阻力不变。汽车行驶最终运动的最大速度是30m/s,则汽车在该路段所受阻力大小为________;汽车匀加速运动的时间是____________∶若汽车从静止开始一直以最大功率加速到最大速度共用时50,则这段时间内汽车的位移大小为____________。
(6)研究表明,一般人的刹车反应时间t=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长、在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=9.8m/s2。求∶
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值(保留三位有效数字)
【答案】(1)B (2)B (3)BD (4)C (5) 2000N 8s 1050m (6)(1)8m/s2,2.5s;(2)0.3s;(3)1.29
【详解】
(1)室外部分沿玻璃竖直向上匀速运动,受重力、玻璃垂直玻璃向外的弹力、竖直向下的滑动摩擦力和磁场力。由平衡条件可知,的水平分力与平衡,竖直分力与、之和平衡,所以斜向上指向室内一侧,故选B。
(2)汽车在A处(凸形路面最高点)有,;在B处(凹形路面最低点)有,;在C处(平直路面)。B处轮胎受到的支持力最大,爆胎可能性最大,故选B。
(3)A、B.图线与时间轴所围面积表示位移,时间内甲的位移大于乙的位移,两车在时刻并排行驶,所以时刻甲车在后、乙车在前,A错误,B正确;
C、D.图线切线斜率的绝对值表示加速度大小,甲、乙两车图线切线斜率的绝对值都是先减小后增大,C错误,D正确。
故选BD。
(4)时间内汽车做匀加速运动,、不变,均匀增大,功率均匀增大;时间内功率不变,由可知,增大时减小,加速度减小;时刻后,,汽车匀速行驶。A图中后加速度不为零,B、D图中时间内的图线应为倾斜直线,故选C。
(5)汽车速度最大时牵引力等于阻力,。
匀加速阶段,由牛顿第二定律,得。匀加速结束时功率达到额定功率,,匀加速运动的时间。
以最大功率从静止加速到最大速度的过程,由动能定理,解得。
(6)(1)汽车初速度,由图可知减速过程位移,由得,所用时间。
(2)反应时间内汽车匀速行驶的距离,志愿者的反应时间,比一般人增加了。
(3)设志愿者质量为,汽车对志愿者作用力的水平分力,竖直分力,则,。
考点2 相互作用与共点力平衡
1.(2026·上海普陀·期中)中午不睡,下午崩溃。午休20分钟的“囊萤映雪”还不如“养精蓄锐”。尽管午睡时间可能并不长,但人们还是想出了多种多样的休息方式
(1)如图1所示,某同学在教室午睡。他趴在了一个午睡枕上进行午休。午睡枕的所受到的压力是由于________的形变
A.人 B.午睡枕
(2)另一同学选择在花园用吊床午睡。如图2所示,当他午睡时,两侧悬挂位置等高,且悬挂绳与竖直方向的夹角都为,若悬挂绳所能承受的最大拉力为,则( )
A.吊床所能承受的最大体重为
B.若增大,则吊床所能承受的最大体重会增大
C.若减小,同一个人睡在吊床上,吊床对人的作用力会增大
D.若保持悬挂点等高,且两悬挂绳与竖直方向夹角始终保持相同,拉开悬挂点间的水平距离,吊床所能承受的最大体重会减小
(3)若图2中,这位同学边躺边晃悠吊床,使其左右做等幅摆动。该过程中,同学受到的重力为,他对吊床的作用力为,吊床对他的作用力为,当他来回摆动时,( )
A.最低点时, B.最低点时,
C.最高点时, D.最高点时,
(4)如图3所示,甚至还有同学想要搬躺椅来午睡。现将躺椅结构简化为右图,躺椅两个板面与水平方向的夹角分别为和,若此时将从缓慢增大为,且保持,则在此过程中左板对人的弹力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
【答案】(1)A (2)D (3)D (4)A
【详解】
(1)午睡枕的所受到的压力是由于施力物体人发生形变产生的。
故选A。
(2)A.人在吊床上受力分析如图
根据平衡条件可得,吊床能承受的最大体重为,A错误;
B.若增大,减小,减小,吊床所能承受的最大体重会减小,B错误;
C.吊床对人的作用力等于人的重力,减小,重力不变,吊床对人的作用力也不变,C错误;
D.若保持悬挂点等高,且两悬挂绳与竖直方向夹角始终保持相同,拉开悬挂点间的水平距离,即增大,减小,减小,D正确。
故选D。
(3)A.最低点时,处于超重状态,所以吊床对他的作用力大于重力,即,故A错误;
BD.他对吊床的作用力与吊床对他的作用力是相互作用力,大小相等,,故B错误D正确;
C.在最高点,速度为零,则沿半径方向吊床对他的作用力等于重力沿绳方向的分力,故C错误。
故选D。
(4)对人进行受力分析如图
根据平衡关系可得,
整理可得
因为从15°缓慢增大为45°,而不变,所以逐渐增大。
故选A。
2.(2026·上海·期中)质量为60kg的消防队员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至距楼顶的窗口,略作停顿后,他蹬玻璃窗荡起,再次到达玻璃窗时用力猛踹,实现破窗而入。
(1)关于自由落体运动,伽利略做了著名的“斜面实验”:他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间,发现位移与时间的平方成正比,增大斜面倾角,该规律仍然成立。于是,他外推到倾角为的情况,得出结论( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.力是使物体产生加速度的原因
C.力不是维持物体运动的原因
D.物体具有保持原来运动状态的惯性
(2)如图,消防员双脚撑在玻璃窗上处于静止状态,不计他和玻璃窗之间的摩擦。消防员此时的受力情况可能是( )
A. B.
C. D.
(3)消防员双手抓绳的位置离开窗的水平距离约为1.5m,重力加速度g取,则窗对人的弹力大小约为__________N。
(4)消防员依靠固定在屋顶的绳子保障安全。不计其与竖直墙面之间的摩擦。当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中,墙面对消防员的作用力变化情况?
(5)在消防训练中,消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下,假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从7楼(即从离地面高18m的高度)抱着直的杆以最短时间滑下,已知杆的质量为200kg,消防队员着地时的速度不能大于,手和腿对杆的最大压力为1800N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不能移动。试求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度;
(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;
(3)消防队员下滑的最短时间。
【答案】(1)A (2)C (3)75 (4)减小 (5)(1)12 m/s;(2)2900N;(3)2.4 s
【详解】
(1)铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,倾角最大的情况就是90°时,这时物体做自由落体运动,由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
(2)消防员此时受到重力竖直向下,玻璃对消防员的支持力水平向右,绳子对消防员的拉力斜向左上方。
故选C。
(3)设绳与竖直方向夹角为,消防员双手抓绳的位置离开窗的水平距离约为1.5m,重力加速度g取10m/s2,则窗对人的弹力大小约为
(4)设绳与竖直方向夹角为,墙面对其作用力
当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中,减小,墙面对消防员的作用力减小。
(5)(1)设消防队员开始阶段有自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm,有
摩擦力
设减速阶段的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
根据匀变速位移时间关系
且
解得
(2)以杆为研究对象得
由牛顿第三定律得杆对地面的最大压力为2900N。
(3)根据速度时间关系可知,最短时间
3.(2026·上海虹口·期中)弦
弦的本义指弓弦,一般以牛筋、麻绳等制成,用来发射箭矢。因为系在琴瑟等乐器上用来弹奏的丝线或钢丝等的形状与弓弦很接近,故把乐器上用于发声的这些线也称为弦。
(1)琴弦的振动频率(即音高),其中为弦长,为张力,为线密度。请用国际单位制中的基本单位表示线密度的单位:______。
(2)演奏前,擦拭弓的松香是( )
A.单晶体 B.多晶体 C.非晶体 D.介晶态
(3)《天工开物》中记录了测量弓弦张力的“试弓定力”情景,如图所示,测量时将弦的中点悬挂于秤钩上,在质量为的弓的中点处悬挂质量为的重物,稳定时弦的张角为之间直线距离为。弦可视作遵循胡克定律的弹性轻绳,且始终在弹性限度内,不计弓的形变和一切摩擦,重力加速度为。此时弦的张力为______,弦上储存的弹性势能为______。
(4)一根弦左端连接音叉,右端在处跨过定滑轮后挂重物,音叉的振动产生向右传播的机械波经处反射后能产生向左传播的机械波,会形成图甲的波形。图甲中、等处的弦始终不振动,称为波节,、等处的弦振幅最大,称为波腹。图乙是其中一段弦中两列机械波在某一时刻的波形,实线表示向右传播的机械波,虚线表示向左传播的机械波,表示弦上平衡位置间距离相等的11个质点。
①其中质点______是波腹的位置,质点6的运动方向为______。
②如果提高音叉频率,之间的波节个数会( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.不确定
【答案】(1)
(2)C
(3)
(4) 2、6、10 向下 A
【详解】
(1)因为
整理可得
则的单位为
(2)演奏前,擦拭弓的松香是非晶体。
故选C。
(3)[1]整体法对弓和重物受力分析如图
竖直方向上由受力平衡可得
解得
[2]根据弓和重物组成的系统机械能守恒可知,弦上储存的弹性势能为重物减小的重力势能,设重物下降的高度为,则
则弦上储存的弹性势能为
(4)①[1]图乙中质点4、8合位移为0,波节中间处对应波腹,故2、6、10是波腹位置;
[2]由图可知,质点6的运动方向为向下;
②[3]提高频率,因为波速不变,根据可知,波长变短,每半个波长对应一个波节,故间波节增多。
故选A。
4.(2026·上海普陀·期中)想要学好物理,亲身实践去做实验是必经之路。小黄同学在完成“力的合成”实验后(实验报告见图1,数据记录见图2),产生诸多思考,并想借鉴“力的合成”实验的方法去探究“共点力平衡的条件”(实验步骤见图3,器材见图4)。
(1)“探究力的合成实验”中,合力与分力体现出的物理思想是( )
A.理想化建模 B.极限 C.等效替代 D.控制变量
(2)图2中,若α未知,则可以判断出F的取值不可能为( )
A.8.7N B.7.5N C.5.2N D.2.6N
(3)图2中,若,则可以判断出F的取值不可能为( )
A.8.7N B.7.5N C.5.2N D.2.6N
(4)通过借鉴“力的合成”实验,小黄设计了探究“共点力平衡的条件”的实验。请结合实验步骤与右图中所记录的数据,帮他完成作图。
(5)小黄同学多次改变夹角后重复上述实验,他经分析后发现、的合力与在误差允许范围内总是等大且反向的,结合二力平衡的知识,得出结论:“共点力平衡的条件是合力为”,但是小陈同学认为他的结论还不够严谨,他的理由是:(至少说出2条)_____________________。
【答案】(1)C
(2)AB
(3)AB
(4)
(5)为了避免实验的偶然性,实验时应多次改变O点的位置进行实验,同时本实验只能说明三力平衡的条件是合力为0,若想得到共点力平衡的条件还需对物体受多个力的情况进行验证
【详解】
(1)本实验两次拉橡皮条的效果相同,即合力与分力作用效果相同,因此本实验采用的科学方法是等效替代法, 故选C。
(2)根据二力的合力范围,代入数据解得
本题选择不可能的选项,故选AB。
(3)图2中,若,令与的夹角为,则有
解得
则
或者
本题选择不可能的选项,故选AB。
(4)用1cm长度代表1N的力作为标度,根据平行四边形定则做出的力的图示,如图所示
量得F1、F2所夹的对角线长度为4.7cm,合力
(5)略。
5.(2025·上海·期中)某次实验用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码验证胡克定律。以弹簧的弹力F(与弹簧下端所挂钩码受到的重力大小相等)为纵轴、弹簧的形变量L为横轴。
(1)上述实验中,使用两根不同的弹簧a和b,得到如图所示的图像。图像不过原点的原因是____________。
(2)下列表述正确的是( )
A.初始时,b的长度比a的长 B.a的劲度系数比b的大
C.施加同样大的力,a的形变量比b的大 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
【答案】(1)弹簧自身重力 (2)C
【详解】
(1)图像不过原点的原因是弹簧自身重力的原因;
(2)A.在F-x图线中,图线与横坐标的交点表示初始时弹簧的长度,则a的长度为比b的长,故A错误;
B.在F-x图线中,斜率表示劲度系数,因此a的劲度系数比b的小,故B错误;
C.由于a的劲度系数比b的小,根据胡克定律,施加同样大的力,a的形变量比b的大,故C正确;
D.测得的弹力与弹簧的伸缩量成正比,故D错误。
故选C。
6.(2025·上海·期中)校园生活
物理从生活中来,也要回到生活中去,让我们来分析校园生活中的物理。
(1)如图所示,小张同学拉着重为的行李箱返校,假设行李箱沿水平地面匀速前进,若拉杆对箱子的拉力为,地面对箱子的摩擦力为,则拉力与摩擦力的合力( )
A.等于,方向竖直向上 B.小于,方向竖直向上
C.大于,方向向右偏上 D.小于,方向向左偏上
(2)小黄同学骑自行车上学,用力蹬脚踏板,使自行车加速前进时,前轮和后轮所受的摩擦力的方向为( )
A.全都向前 B.全都向后
C.前轮向前,后轮向后 D.前轮向后,后轮向前
(3)小李同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球在以下两个位置所受合力的示意图(考虑空气阻力),可能正确的是( )(多选)
A. B. C. D.
(4)拓展课上,物理老师带学生在电梯内进行了一个实验。如图(a),在电梯里固定一力传感器,将重物挂在力传感器的挂钩上。电梯从底楼由静止起竖直上升,最后停在顶楼。在此过程中,重物对传感器拉力大小随时间的变化关系如图(b)所示。(本题取)
(1)设重物对传感器的拉力大小为,传感器对重物的拉力大小为,重物所受重力大小为,在内( )
A. B. C. D.
(2)电梯在时的加速度( )
A.大小约为,方向竖直向上 B.大小约为,方向竖直向下
C.大小约为,方向竖直向上 D.大小约为,方向竖直向下
(3)在内,该重物处于超重状态的时间段是__________;
(4)在内,电梯的最大速度为_____。
【答案】(1)B (2)D (3)AC (4) C B 0 4.0 1.6
【详解】
(1)对行李箱受力分析如图所示
因行李箱匀速前进,受力平衡,所以拉力和摩擦力的合力竖直向上,大小就等于,根据竖直方向平衡有
即
故选B。
(2)小黄同学用力蹬脚踏板,使自行车加速前进时,前轮为从动轮,是在地面的摩擦力作用下转动,所以前轮所受摩擦力向后,后轮为主动轮,后轮给地面的摩擦力向后,受到的摩擦力向前。
故选D。
(3)篮球在运动过程中受到竖直向下的重力和与速度方向相反的空气阻力,二者的合力方向应在这两个方向之间。
故选AC。
(4)[1] 由图(b)可知,重物的重力大小为,内
根据牛顿第三定律得
故选C。
[2] 时
所以,重物所受合力竖直向下,其加速度也竖直向下,设加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
其中
求得
故选B。
[3][4]由图(b)可知,内
重物所受合力竖直向上,加速度竖直向上,处于超重状态。
[5] 分析图(b)可知,时重物速度最大,设最大速度为v,竖直向上为正方向,在内的冲量为,根据动量定理有
F-t图像与横轴所包围的面积(注意图(b)中纵轴不是从0开始的)表示力的冲量大小,而力的冲量与力的冲量大小相等,所以
解得
7.(2025·上海浦东·期中)(多选)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物体N。另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中( )
A.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
B.N受到的水平拉力的大小可能保持变小
C.M所受斜面的摩擦力大小可能不变
D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】AD
【详解】
AB.因为物体N重力是不变量,根据共点力平衡关系知,水平方向绳子的拉力和悬挂细绳的拉力合力不变,再根据矢量平行四边形法则作图如下
由图可得,当悬挂N的细绳与竖直方向的角度增大时,水平拉力在不断增大,悬挂细绳的拉力也不断增大,A正确,B错误;
CD.对M受力分析如图,可知
若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加,则摩擦力f也逐渐增大;若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上,则随着绳子拉力T的增加,摩擦力f可能先减小后增加,C错误,D正确。
故选AD。
8.(2025·上海静安·期中)实验研究
(1)在学习了弹簧的弹力后,一兴趣小组学生用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,如图所示。
①为完成该实验,实验小组设计实验步骤如下:
A.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
B.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组对应的点,并用平滑的曲线连接起来;
C.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度;
D.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;
E.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,记录在表格内,然后取下钩码;
F.解释函数表达式中常数的物理意义;
G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来A______FG。
②小组中某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像。图像上端成为曲线是因为______。
根据上题图中的数据,弹簧B的劲度系数为______N/m(结果保留三位有效数字)。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧______(选填“A”或“B”)。
(2)用如图所示的实验装置来研究滑块沿斜面运动的规律。滑块刚被释放时,打开水箱的阀门,让水流入量筒,滑块与挡板碰撞时关闭水箱的阀门。调整并记录滑块与挡板之间的距离x,然后研究x与运动时间t的关系,并判断滑块的运动状况,水箱中水面下降高度可忽略不计。回答下列问题:
①当滑块开始运动时,水箱中的水开始______(镇“A.稳定均匀”或“B.稳定不均匀”)地流入量筒,滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成______(填“A.正比”或“B.反比”)。
②当滑块做匀加速直线运动时,x与______(填“A.V”或“B.”)成正比,改变斜面的倾角,当斜面的倾角越大,图像的斜率______(填“A.越大”或“B.越小”)。
【答案】(1) CEBD 弹簧的伸长量超过其弹性限度 200 A
(2) A.稳定均匀 A.正比 B. B.越小
【详解】
(1)①[1]实验中要先组装器材,即A,然后记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度,即C,在进行实验,即E,最后数据处理,分析解释表达式,最后整理仪器;即BDFG,所以先后顺序为ACEBDFG。
②[2]在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的伸长量成正比,超过弹簧的弹性限度,则此规律不成立,所以图像上端为曲线是因为弹簧的伸长量超过其弹性限度。
[3]B弹簧的劲度系数分别为
[4]要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选用在一定的外力作用时,弹簧的伸长量大的弹簧,故选弹簧A。
(2)①[1][2]当滑块开始运动时,水箱中的水开始稳定均匀地流入量筒,故填A.稳定均匀。
滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成正比,故填A.正比。
②[3][4]当滑块做匀加速直线运动时,由
可得x与成正比,又与成正比,则x与成比,故填B.。
斜面的倾角越大,滑块的加速度越大,由
可得图像的斜率越大,则图像的斜率越大,所以图像的斜率越小,故填B.越小。
9.(2025·上海闵行·期中)力学知识
实验在高中物理学习中扮演者至关重要的角色,它是理论与实践相结合的桥梁,能够深化理解、验证理论并培养科学探究能力。某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,和为细绳。
(1)关于本实验的操作过程,下列说法正确的是( )
A.为了方便测量,实验时两细绳、必须相互垂直
B.橡皮条必须与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.为了减小误差,两根绳必须等长
D.在同一组实验中,结点O的位置不能改变
(2)根据实验数据,该同学作出实验结果图如图乙所示,则___________(选填:“F”或“”)一定沿方向。图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力,与合力F夹角为,与合力F夹角为,则的大小为___________N。
(3)如图(a)为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间,如图(b)所示O点为轻绳悬挂点且保持固定,脚与竖直墙接触点为A,人的重心在B,A与B中间部分可简化为轻杆。初始时,消防员在缓慢下降过程中长度以及与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是___________,轻绳上拉力大小的变化规律是___________。(均选择:A.“逐渐减小”B.“逐渐增大”C. “先减小后增大”)
(4)消防员从绳上跳下,双脚触地后顺势弯曲双腿,在他的重心下降的过程中,消防员受到地面支持力F随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.时间内消防队员的重心在加速下降
B.时间内消防队员的重心在减速下降
C.时刻加速度为零
D.时刻速度最大
【答案】(1)D
(2) 3
(3) A B
(4)B
【详解】
(1)A.为减小实验误差,用两个弹簧秤拉细绳套时,两根细绳套夹角大小合适,方便实验,并不是相互垂直,故A错误;
B.由于两弹簧测力计的示数不一定相同,橡皮条的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线,故B错误;
C.为了减小误差,两根绳应适当长一些,但不需要等长,故C错误;
D.在同一组实验中,为了保证合力与分力作用效果相同,结点O的位置不能改变,故D正确。
故选D。
(2)[1]F为平行四边形的对角线,是合力的理论值;是单独用一个弹簧测力计测出的合力的实验值,因此的方向一定沿AO的方向。
[2]根据平行四边形定则,可知
(3)[1][2]由分析可知,AB杆提供支持力,否则无法平衡。两种情况相比较,重力大小方向不变,杆的支持力方向不变,作出受力图如图所示
由图可知消防员在缓慢下降过程中,墙对轻杆的弹力大小逐渐减小,故选A;轻绳上拉力大小逐渐增大,故选B。
(4)AD.由图可知,t1时刻消防队员双脚触地,在t1至t2时间内消防员受到的地面的支持力先小于重力后大于重力,其合力先向下后向上,其加速度先向下后向上,所以时间内消防队员的重心先向下加速后向下减速,时刻速度不是最大,故AD错误;
B.由图可知,在t2至t3时间内消防员受到的地面的支持力一直大于重力,他所受的合力向上,则加速度向上,故消防员的重心在减速下降,故B正确;
C.t2时刻支持力大于重力,合力不等于零,则加速度不为零,故C错误。
故选B。
10.(2025·上海·期中)研究雨滴在空气中竖直下落时,可以把雨滴近似看作圆球形,研究表明,雨滴所受的阻力可用f=kSv2表示,式中S是雨滴的横截面积,v是雨滴下落的速度,k是比例系数。若已知雨滴的密度为ρ,重力加速度为g。不考虑浮力作用。
(1)若雨滴从离地面足够高处下落,落到地面前会达到一个稳定速度v0,设雨滴半径为r,
(1)v0为__________(用ρ、g、r、k表示);
(2)当雨滴速度达到稳定速度一半时,雨滴的瞬时加速度大小a为___________。
(2)一雨滴从高空由静止开始沿竖直方向下落,以地面为重力势能零势能面,用Ep、Ek、E、h表示雨滴重力势能、动能、机械能和下落高度,则下列四幅图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
(3)下雨天要撑伞,如图一个类似自动雨伞柄的装置,杆竖直放置于水平桌面上,套有一个滑块,初始时它们都处于静止状态。当滑块从A处以初速度v0=10m/s向上滑动时,受到杆的摩擦力1N,滑块滑到B处碰撞杆的上端,带动杆离开桌面一起竖直向上运动,它们向上运动的最大高度H=0.2m。已知滑块的质量m=0.2kg,杆的质量M=0.6kg,A、B间距L=1.2m,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。问:
(1)初始滑块静止时桌面受到的压力为多大?
(2)滑块在A、B间滑动过程中,桌面对杆的支持力为多大?
(3)滑块带动杆一起向上运动的初速度为多大?
(4)滑块和杆组成的系统在上述过程中机械能损失了多少?
【答案】(1)
(2)C
(3)(1)8N (2)5N (3)2m/s (4)6J
【详解】
(1)[1]雨滴下落稳定时合力为0,则有
其中
联立解得
[2]根据
可知当雨滴速度达到稳定速度一半时,阻力
根据牛顿第二定律有
联立解得
(2)AB.图像斜率表示物体的合力,雨滴合力
可知合力随着速度增大而减小,即图像斜率减小,故AB错误;
C.由于雨滴下落过程,阻力对其做负功,可知雨滴机械能减速,设雨滴初态机械能为,故雨滴下落过程的机械能为
可知随着h增大,E逐渐减小,且图像斜率的绝对值表示阻力大小f,由于雨滴下落过程阻力f变大,故图像斜率变大,故C正确;
D.设雨滴初态重力势能为,则雨滴下落过程雨滴重力势能
可知图像是一条不过原点的倾斜直线,故D错误。
故选C。
(3)(1)对整体,根据平衡条件,可得到桌面对杆的支持力
根据牛顿第三定律,桌面受到的压力大小为8N。
(2)以杆为研究对象,受力如图,
对M,根据平衡条件有
其中
代入解得桌面对杆的支持力
(3)设滑块带动杆一起向上运动的初速度为,滑块带动杆一起向上做竖直上抛运动,以一起开始运动的位置为零势能面,对整体,根据机械能守恒定律
代入题中数据,解得
(4)系统一起竖直上抛过程机械能守恒,所以对整个过程机械能的损失
联立以上解得
考点3 牛顿运动定律及其应用
1.(2026·上海·期中)风洞是人工产生和控制的气流,用以模拟飞行器或物体周围气体的流动,在风力作用的正对面积不变时,风力F=0.06v2(v为风速)。如图1所示,高,直径的透明“垂直风洞”。在本次风洞飞行上升表演中,表演者的质量,为提高表演的观赏性,控制风速与表演者上升的高度间的关系如图2所示,。设想:表演者开始静卧于处,再打开气流,表演者上升达到最大速度时的高度_____;
【答案】4.4
【详解】
表演者上升达到最大速度时有
图2中与的关系式为
故表演者上升达到最大速度时有
联立得
2.(2026·上海松江·期中)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示,比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,冰壶的停止位置越靠近圆心O越好,AB中点P与O相距m。某次训练中,运动员使冰壶从P点以m/s的速度向圆心O滑出,已知冰壶和冰面间的动摩擦因数,g取。
(1)冰壶滑行过程中的加速度大小____,冰壶滑行的总位移大小____m。
(2)若冰壶滑出后,运动员发现冰壶的速度偏小,队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%,最终冰壶恰好停在圆心O处。计算队员们摩擦冰面的长度为多少?
(3)(多选)若从更靠近点的位置开始擦冰,且恰好滑到点停止,则( )
A.需要摩擦冰面的距离更短
B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更短
D.冰壶滑行的总时间一样长
E.冰壶滑行的总时间更长
【答案】(1) 0.2 22.5 (2)15m (3)BC
【详解】
(1)[1] 加速度:冰壶受摩擦力作用,由牛顿第二定律
可得
[2] 由,可得
(2)设摩擦冰面的长度为d,由动能定理
解得
(3)AB.由上面的动能定理表达式可知,摩擦冰面的长度与开始的位置无关,擦冰距离一样长,A 错误,B 正确;
CDE.若从更靠近P点的位置开始擦冰,则前一段位移的平均速度更大,则整段位移的平均速度更大,由于冰壶的总位移不变,则时间越短,即冰壶滑行的总时间更短,C正确,DE错误。
故选BC。
3.(2026·上海徐汇·期中)小明同学观看游乐节目,看到选手借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,如图所示。他对此进行了思考,已知选手质量为,他抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角,绳的悬挂点距水面的高度为。不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。重力加速度取,,
(1)选手摆到最低点时处于_____(选填“超重”或“平衡”或“失重”)状态;
(2)(简答)若选手摆到最低点时松手,同学们讨论绳长和选手在浮台上的落点距岸边水平距离的关系。小明认为绳越长落点距岸边的水平距离越大。请你对小明的看法进行评价;若同意他的看法写出判断依据,若不同意则求出绳长多少时落点距岸边水平距离最远。
【答案】(1)超重
(2)不同意,
【详解】
(1)选手做圆周运动,在最低点时,选手的加速度向上,可知
即
可知选手处于超重状态。
(2)不同意。
根据机械能守恒有
选手从最低点开始做平抛运动,有,
解得
根据数学知识可得当时,水平距离取最大值,即
4.(2026·上海·期中)包粽子、佩香囊、赛龙舟等是端午节的传统习俗。
(1)如图所示,当提着香囊上端向右做匀加速直线运动时(空气阻力不计),香囊在空中呈现的形态最接近( )
A. B. C.
(2)将包好的粽子放置于由四根细绳悬挂的水平圆盘中央,细绳等间隔系在水平圆盘边缘,已知水平圆盘和粽子的总重力为G,细绳长度均为L,圆盘直径为1.2L,每根细线对圆盘的拉力大小为( )
A. B. C. D.
(3)图1是甲、乙两支龙舟队伍的比赛情景。两支队伍同时同地出发,图2是通过比赛全程的图。甲在第一段时间内的加速度是第二段时间内的加速度的一半,则( )
A.甲在时刻的速度为
B.两支队伍比赛的路程为
C.乙到达终点的时刻为
D.当乙到达终点时,甲的速度为
(4)物理兴趣小组利用端午节假期组织物理探究活动“利用单摆测量山顶处的重力加速度”。小组同学用轻质细绳系一个小钢球,竖直悬挂于O点制成一简易单摆,如图甲所示。然后用随身携带的测量工具测出细绳的长度为l,小钢球的直径为d,然后将小钢球拉开一个小角度,由静止释放,使其在竖直平面内摆动,测得从第一次经过最低点到第N次经过最低点的总时间为t。
(1)单摆周期______(用N、t表示);
(2)改变细绳长度,重复以上步骤多次测量和计算,绘制图像如图乙所示,该图线与横轴截距的物理意义是______,已知此图线与纵轴的截距为b,则由图像可求得山顶处的重力加速度______(用b、d表示)。
【答案】(1)B
(2)A
(3)BC
(4) 小球半径的负值
【详解】
(1)手提着上端向右做匀加速直线运动,对整体分析,如图所示
设上端绳子与竖直方向的夹角为,则根据牛顿第二定律有
解得
对下面部分分析,如图所示
设下端绳子与竖直方向的夹角为,则根据牛顿第二定律有
解得
则有
故选B。
(2)设细绳与竖直方向的夹角为,根据几何关系可得
对圆盘,根据平衡条件可得
解得每根细线对圆盘的拉力大小为
故选A。
(3)A.对甲,有
所以甲在时刻的速度为,故A错误;
B.两支队伍比赛的路程为,故B正确;
C.对乙,有
解得,故C正确;
D.当乙到达终点时,甲的速度为,故D错误。
故选BC。
(4)[1]测得从第一次经过最低点到第N次经过最低点的总时间为t,则单摆周期为
[2][3]设小球半径为,根据单摆周期公式可得
整理可得
可知该图线与横轴截距的物理意义是小球半径的负值;已知此图线与纵轴的截距为b,则有
解得山顶处的重力加速度为
5.(2025·上海·期中)电动自行车一般使用锂电池作为电源,锂电池具有安全性高、能量密度大的优点,能量密度的单位是J/kg,若用国际单位制基本单位的符号来表示,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
已知
J = N·m = kg·m2/s2
则能量密度的单位是,若用国际单位制基本单位的符号来表示,为
J/kg = m2/s2
故选B。
6.(2025·上海浦东·期中)如图(a)所示,轻弹簧竖立在地面上,正上方有一质量为m的球从A处自由下落,落到B处时开始与弹簧接触,之后向下压缩弹簧,球运动到C处到达最低点。运动过程中不计空气阻力。
(1)AB距离为d,球刚接触弹簧时的动能Ek=______;
(2)从A运动到C过程中经过A、B、C三点,球超重的是______点,失重的是______点;
(3)当球运动到最低点时,地面对轻弹簧的支持力( )
A.FN<2mg B.FN=2mg C.FN>2mg
(4)取A处为坐标原点O,竖直向下为正方向,建立x轴,在(b)中定性画出从A运动到C的过程中球的加速度a随位移x变化的图像。
【答案】(1)mgd
(2) C A和B
(3)C
(4)
【详解】
(1)根据机械能守恒定律有
(2)[1][2]A运动到B的过程中,小球只受重力,小球处于完全失重状态,B到C过程,小球受到重力、弹簧弹力,当弹力小于重力时,小球的加速度向下,处于失重状态,当弹力大于重力时,小球的加速度向上,处于超重状态,即B到C过程,小球先处于失重状态,后处于超重状态,所以小球在C点时处于超重状态,在A、B两点处于失重状态。
(3)当球运动到最低点时,加速度向上,根据牛顿第二定律有
根据简谐运动的对称性可知
所以
根据牛顿第三定律可得,小球对弹簧的压力大小为,对弹簧,有
故选C。
(4)小球未接触弹簧时,加速度恒定为g,接触弹簧后小球受到重力和弹力,弹簧弹力小于重力时,根据牛顿第二定律可得
随着F增大,加速度减小,当弹力大于重力时,有
随着F增大,加速度反向增大,所以加速度a随位移x变化的图像如图所示
7.(2025·上海闵行·期中)蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。如图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。人重60kg,运动员从距离地面45m的高台子站立着从O点自由下落,到B点弹性绳自然伸直,C点加速度为零,D为最低点,然后弹起。运动员可视为质点,不计弹性绳的质量,整个过程中忽略空气阻力。
(1)关于运动员从B到C的运动,下列说法中正确的是( )
A.加速直线运动 B.减速直线运动 C.匀速直线运动
(2)运动员从B→C→D的过程中( )
A.C→D的过程,运动员处于失重状态
B.B→C的过程,运动员减少的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能
C.C→D的过程,运动员做加速度增加的减速运动
(3)同学蹦极过程中使用的弹性绳不计质量。在误差允许范围内,弹性绳产生的弹力遵循胡克定律。假设弹性绳索长20m,劲度系数为1000N/m。由此可以得到C点与O点的距离是________m,下落到C点的速度大小为________m/s。(结果保留3位有效数字)
【答案】(1)A (2)C (3) 20.6 20.1
【详解】
(1)运动员从B到C的运动中,重力大于弹力,人的加速度向下,可知人做加速直线运动;故选A。
(2)AC.C→D的过程,运动员重力小于弹力,加速度向上,则处于超重状态,且随着弹力增加,向上的加速度逐渐变大,即运动员做加速度增加的减速运动,选项A错误,C正确;
B.B→C的过程,运动员减少的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能和动能,选项B错误;
故选C。
(3)C点时弹性绳的伸长量
由此可以得到C点与O点的距离是
下落到C点时由能量关系可知
解得C点的速度大小为vc=20.1m/s
8.(2025·上海闵行·期中)体育强国是新时期我国体育工作改革和发展的目标与任务,我国要力争实现体育大国向体育强国的转变。2019年9月2日,国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》,其中提出,到2035年,经常参加体育锻炼人数比例达到45%以上,人均体育场地面积达到2.5平方米,《国民体质测定标准》合格以上的人数比例超过92%。体育运动在提高人民身体素质和健康水平、促进人的全面发展等方面有着不可替代的作用。
(1)百米赛跑的冠军,与其他参赛队员相比,其整个赛跑过程中一定最大的物理量是( )
A.位移 B.加速度 C.平均速度 D.速度变化量
(2)运动员站立在水平地面上时,两腿夹角的角平分线与地面垂直。下列说法正确的是( )
A.两条腿分开的角度越大,运动员对地面的压力越小
B.运动员对地面的压力不变,与两条腿间的角度无关
C.两条腿分开的角度越小,运动员越费力
D.两条腿分开的角度越大,运动员受到的合力越大
(3)运动员在助跑过程中,脚用力蹬地面,示意图如图所示。则地面受到脚的作用力方向为( )
A. B. C. D.
(4)滑雪运动员从静止开始做匀加速直线运动,4s内通过的位移为32m,则该运动员的加速度大小为________,通过前四分之一位移的平均速度为________m/s。
(5)一个篮球运动员练习投篮,某人站在旁边观察球在空中的运动发现篮球从离开运动员的手到运动到最高点,篮球的高度上升2m,篮球在最高点的速度为2m/s,已知篮球的质量是0.6kg,根据观察结果估算运动员投篮时对篮球做的功为________J,假设观察者的观察结果是准确的,分析估算值是偏大还是偏小?________,理由是________。
(6)(计算)如图所示,学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度为。已知足球与头部的作用时间为,足球的质量为,不计空气阻力。求:
(1)足球从最高点下落至回到最大高度的过程中,重力的冲量大小。
(2)头部对足球的平均作用力大小。
【答案】(1)C
(2)B
(3)B
(4) 4 4
(5) 13.2J 偏小 受到空气阻力,阻力做负功
(6)(1);(2)
【详解】
(1)A.百米赛跑的位移相同,故A错误;
BD.百米赛跑参赛队员的加速度、速度变化量均无法判断,故BD错误;
C.百米赛跑的位移相同,冠军所用的时间最短,平均速度最大,故C正确。
故选C。
(2)ABD.根据牛顿第三定律可知运动员对地面的压力与地面对人的支持力大小相等,支持力与重力为一对平衡力,所以运动员对地面的压力与重力大小相等,与两条腿间的角度无关,故AD错误,B正确;
C.设两腿对身体作用力为F,F与竖直方向夹角为,根据平衡条件可知
两条腿分开的角度越小,F越小,运动员越省力,故C错误。
故选B。
(3)运动员在助跑过程中,脚用力蹬地面时,脚底有向后的运动趋势,则地面对脚有向前的静摩擦力,地面对脚还有向上的支持力,两个力的合力斜向右上方,根据牛顿第三定律可知地面受到脚的作用力斜向左下方;故选B。
(4)[1]滑雪运动员从静止开始做匀加速直线运动,根据
可得该运动员的加速度大小为
[2]根据位移—速度关系可得
解得通过前四分之一位移时的瞬时速度为
则通过前四分之一位移时的平均速度为
(5)[1]篮球离开手时竖直方向速度为
篮球上升到最高点时具有水平速度,篮球离开手时的速度为
根据动能定理可知运动员投篮时对篮球做的功为
[2][3]篮球向上运动过程受到空气阻力,对篮球做负功,所以估算值偏小。
(6)(1)足球下落和头顶接触时的速度大小为
返回时的速度大小为
足球从最高点下落至重新回到最高点的过程的时间为
则重力的冲量大小为
(2)足球下落的过程,取向上为正,根据动量定理有
解得
9.(2025·上海·期中)无人机
无人机因机动性能好,操纵方便,现在被广泛应用在生产生活中。
(1)如图,一架无人机以汽车中心所在的竖直线为轴,在水平面内做匀速圆周运动。
(1)运动过程中,空气对无人机的作用力方向为( )
A.竖直向上 B.斜向上 C.水平方向 D.斜向下
(2)无人机的雷达系统可以发出激光和超声波信号,其中( )
A.仅激光是横波 B.激光与超声波都是横波
C.仅超声波是横波 D.激光与超声波都不是横波
(3)如图所示,是小明操作无人机在竖直方向运动的速度与时间图像。全程耗时T,最大速度为v,则无人机在全程的平均速度为( )
A. B. C. D.
(2)控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电路中的电流在减少 B.电路中电流沿顺时针方向
C.电容器上的自由电荷在减少 D.电路中磁场能正在向电场能转化
(3)无人机在灾区可以用来投送物资,已知一无人机在距地高为H水平面内以速度v匀速直线运动,某时刻释放一个质量为m的物资(可视为质点)。
(1)物资A在飞行过程中随时间保持不变的物理量是( )
A.位移的变化率 B.路程的变化率 C.动量的变化率 D.动能的变化率
(2)A着地后不反弹,和地面碰撞时间为t,这段时间内A受到地面对其竖直方向的作用力为__________(重力加速度为g)。
【答案】(1) B A C
(2)C
(3) C
【详解】
(1)(1)[1] 运动过程中,空气对无人机的作用力和重力提供向心力,如图
根据力的合成可知,空气对无人机的作用力方向为斜向上。
故选B。
(2)[2] 超声波是机械波,是纵波,激光是电磁波,是横波。
故选A。
(3)[3] 根据速度时间公式有
结合平均速度公式有
故选C。
(2)线圈中磁场方向向上,根据安培定则可知,线圈中电流为自上而下,所以电路中电流方向为逆时针,电容器上极板带正电,所以电容器正在放电,所以电容器上的自由电荷在减少,电路电流在增大,电场能正在向磁场能转化。
故选C。
(3)(1)[1]A.位移的变化率为速度,物资运动过程中,做平抛运动,速度越来越大,故A错误;
B.路程的变化率是速率,物资运动过程中,做平抛运动,速率越来越大,故B错误;
C.由动量定理可知
在任意相等的时间间隔内动量变化率为
则在任意相等的时间间隔内动量变化率为相等,故C正确;
D.根据
可知,动能变化率即单位时间合外力的功在增大,故D错误。
故选C。
(2)[2] 物体水平抛出,物体在竖直方向上
以向上为正方向,由动量定理得:
解得
10.(2025·上海嘉定·期中)研究“蹦极”运动时,安装在运动员身上的传感器可测量他在不同时刻下落的高度s及速度v。如图(a),运动员及所携带装备的总质量为、弹性绳原长为。运动员从蹦极台自由下落,根据传感器测到的数据,得到如图(b)所示的图线。重力加速度。
(1)请根据图像(b)数据分析说明,蹦极运动员所受的空气阻力可以忽略不计_______。(论证)
(2)从蹦台到最低点的过程中,运动员处于完全失重状态的时长为________,有________长的距离处于超重状态。(结果保留3位有效数字)
(3)运动员下落过程中动能最大时,运动员的加速度为________,可估算出此时弹性绳的弹性势能为________。
(4)若取蹦极台面所在水平面为重力零势能面,则处动能、重力势能、弹性势能能量关系可能为________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)见解析
(2)
(3) 0
(4)A
【详解】
(1)根据题意可知,若不计空气阻力,运动员下落距离小于时做自由落体运动,由运动学公式可知,当下落距离时,运动员的速度为
与图(b)图线中时的速度相同,所以可得开始时做自由落体运动,即下落过程中空气阻力可以忽略不计。
(2)[1]加速度为重力加速度时,处于完全失重状态,根据
可得运动员处于完全失重状态的时长为
[2]加速度方向向上时,处于超重状态,根据图像(b)可知,处于超重的距离为
(3)[1]运动员下落过程中动能最大时,即速度最大时,此时加速度为0。
[2]由图像(b)可知,运动员速度最大为时,运动员下落的高度为,则由能量守恒定律可得,弹性绳的弹性势能为
(4)根据题意,由能量守恒定律可知,重力势能的减小量等于动能的增加量与弹性势能的增加量之和。
故选A。
11.(2026·上海普陀·期中)“水到渠成”是军训中常见的团队合作比赛。如图所示同组同学手持相同的水管,交替相连构成一个能够不断向前延伸的斜面管道,让小球落入终点的圆筒中。
某小组共七人,以下是他们的比赛方案及相关信息:
7号同学将其管道水平放置在圆筒上方处,且管道最左侧点与圆筒边缘竖直对齐。
1-6号同学从点开始按顺序连接管道,将小球从点由静止释放,当小球离开1号同学的管道后,该同学立即将其管道与6号同学恰好无缝相连,以此类推,循环往复,直至管道连接到7号同学管道的最右侧点。根据比赛要求,间的水平距离需要恒为s,且已知每根管道长,圆筒半径为,高度为。(过程中不计任何阻力及碰撞能量损失)
(1)若仅在本问中,且小球到达点的速度,则与7号同学相连的应是( )同学。
A.1号 B.2号 C.3号
D.4号 E.5号 F.6号
(2)若小球质量为,与水平面间的夹角为,关于小球从管道中开始下落到运动到7号管道的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球在斜管道中运动的加速度为
B.小球的机械能守恒
C.小球处于失重状态
D.小球重力做功
(3)为了赢得比赛,小组同学一起尝试去调整与水平面间的夹角,请你通过计算分析如何可以让小球在段的运动时间最短,并求出最短时间。
【答案】(1)B
(2)ABC
(3)当时时间有最小值,
【详解】
(1)小球在管道中运动时机械能守恒,设A、B间高度差为,由得,A、B间管道总长,需要20根管道。1~6号同学的管道按顺序循环连接,第19、20根分别是1号和2号同学的管道,所以与7号同学相连的是2号同学,故选B。
(2)A.管道光滑,由牛顿第二定律,小球在斜管道中运动的加速度,A正确;
B.不计阻力及碰撞能量损失,只有重力做功,小球的机械能守恒,B正确;
C.小球的加速度沿斜面向下,有竖直向下的分量,小球处于失重状态,C正确;
D.A、B间高度差为,小球重力做功,D错误。
故选ABC。
(3)A、B间管道长,小球做初速度为零的匀加速直线运动,加速度,由得,当,即时时间最短,。
12.(2026·上海松江·期中)9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会隆重举行。
(1)(多选)关于阅兵式,以下说法正确的是( )
A.研究歼-20通过天安门的速度,可以把歼-20看作质点
B.研究13个徒步方队通过天安门的时间,可以把徒步方队看作质点
C.研究主席检阅车的运行轨迹,可以把检阅车看作质点
D.欣赏三军仪仗队队员铿锵有力的动作,可以把队员看作质点
(2)26架直升机组成“80”字样,飞过天安门上空。直升机的升力来自于机翼推动空气向下运动,这可以用( )来解释
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律
(3)战斗机正沿斜向上做匀加速直线运动,除了所受的重力以外,它还受到其它力的合力F,下图中F的示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
(4)阅兵仪式上,飞机先爬升到一定高度,然后匀速通过天安门广场。假设飞机在竖直方向分运动是向上先做加速直线运动后做减速直线运动,则在爬升过程中下列说法正确的是( )
A.飞行员所受的重力先增加后减小
B.飞行员所受的合力先增加后减小
C.飞行员先处于超重状态,后处于失重状态
D.飞行员一直处于超重状态
(5)阅兵场上,呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器,有如图所示,从地面上A点发射一枚中远程地地导弹,仅在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点,距地面高度为h。已知地球半径为R,地球质量为m,引力常量为G,不计空气阻力。下列结论中正确的是( )
A.导弹在运动过程中只受重力作用,做匀变速曲线运动
B.导弹在C点的加速度等于
C.导弹在A点和B点受到的地球引力相同
D.导弹离开A点时的速度小于第一宇宙速度
(6)一火炮将质量为m的炮弹,以斜向上、与水平面成60°角的初速度v0发射,不计空气阻力对炮弹的影响,在炮弹飞到最高点的过程中重力势能增加了___________。若炮弹在最高点爆炸成两块,其中质量为的一块恰好做自由落体运动,不计质量损失,则爆炸时产生的另一块的速度大小为___________。
【答案】(1)AC
(2)C
(3)B
(4)C
(5)D
(6)
【详解】
(1)A.研究歼-20通过天安门的速度时,飞机的大小和形状可以忽略,可以看作质点,A正确;
B.徒步方队的长度相对天安门不能忽略,研究其通过天安门的时间时不能看作质点,B错误;
C.研究检阅车的运行轨迹时,车的大小和形状可以忽略,可以看作质点,C正确;
D.欣赏队员的动作时,队员的肢体动作不能忽略,不能看作质点,D错误。
故选AC。
(2)机翼推动空气向下运动,空气对机翼产生向上的反作用力,二者是作用力与反作用力,可以用牛顿第三定律解释,故选C。
(3)战斗机沿斜向上做匀加速直线运动,所受合力方向与速度方向相同。重力竖直向下,其它力的合力与重力的合力应沿速度方向,所以斜向上且比速度方向更偏向竖直向上,故选B。
(4)A.飞行员所受的重力不变,A错误;
B.竖直方向加速度大小的变化情况未知,无法判断合力先增加后减小,B错误;
C、D.竖直方向先向上加速,加速度向上,处于超重状态;后向上减速,加速度向下,处于失重状态,C正确,D错误。
故选C。
(5)A.导弹所受地球引力的大小和方向都随位置变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动,A错误;
B.导弹在C点只受地球引力,,加速度,B错误;
C.导弹在A点和B点受到的地球引力大小相等,但方向不同,C错误;
D.若导弹离开A点时的速度大于或等于第一宇宙速度,导弹将绕地球运动而不会落回地面,所以其速度小于第一宇宙速度,D正确。
故选D。
(6)炮弹竖直方向分速度,飞到最高点时竖直分速度减为零,重力势能增加量。
最高点炮弹的速度,爆炸过程水平方向动量守恒,质量为的一块做自由落体运动,爆炸后速度为零,另一块质量为,有,解得。
试卷第1页,共3页
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专题01 运动与相互作用
3大高频考点
1. 匀变速直线运动与运动图像
2. 相互作用与共点力平衡
3. 牛顿运动定律及其应用
考点1 匀变速直线运动与运动图像
1.(2026·上海·期中)伽利略通过斜面实验研究自由落体运动的规律,下列说法正确的是( )
A.丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得到的结论
B.通过甲图中的实验现象发现,物体的位移和时间成正比
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更易观察和测量
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更易观察和测量
2.(2026·上海·期中)一石块从二楼自由下落到地面的过程中,设位移中点时刻为t1,速度为v1,时间中点时刻为t2,速度为v2则( )
A.t1=t2,v1=v2 B.t1>t2,v1>v2
C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2
3.(2026·上海松江·期中)近年来,我们航天事业发展迅速,神舟系列飞船与“天宫”的对接屡次引发群众关注,天宫课堂在完全失重情况下展开科学研究也吸引了大量师生的观看。
(1)“新华网甘肃酒泉电,随着天宫一号于2011年10月29日21时16分发射升空,中国向空间站时代迈出了坚实的一步;2011年11月1日5时58分10秒,神舟八号在同一发射架上升空,在太空中与天宫一号交会对接——使中国成为世界上第三个掌握空间技术的国家。”对上面材料,下列说法中错误的是( )
A.天宫一号运行一周的位移为零
B.29日21时16分表示时间
C.研究天宫一号的运行姿态时不能把它看成质点
D.从发射到交会对接时间内,天宫一号与神舟八号的位移相等
(2)在神舟十三号任务中,航天员将首次在轨驻留6个月,他们需要加强锻炼来对抗失重环境。那么航天员在空间站中可以采用的健身项目是( )
A.引体向上 B.俯卧撑 C.跳绳 D.拉弹簧拉力器
(3)空间探测器从某一星球表面竖直升空,发动机推力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭,探测器升空到落回星球表面的速度随时间变化的图像如图所示,则该探测器上升的最大高度H m=_______,探测器落回星球表面的速度大小v=__________,探测器从最大高度到落回星球表面所用的时间t=__________。
(4)我国3名航天员搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在着陆阶段,主降落伞打开后主降落伞和返回舱的运动过程简化如下:阶段Ⅰ,主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降:阶段Ⅱ,以速度v0匀速下降;阶段Ⅲ,当返回舱离地面h高时,返回舱的反推发动机启动,返回舱沿竖直方向匀减速下降,着地前瞬间速度恰好为零。已知上述过程中,主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比,忽略其他阻力,主降落伞质量不计,返回舱(含航天员)总质量为m,重力加速度为g。
(1)在阶段Ⅰ中,当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时,求:它们的加速度大小;
(2)若连接降落伞与返回舱间的n根等长轻绳均匀分布,轻绳与竖直方向的夹角均为θ,求:阶段Ⅱ中每根轻绳的拉力大小;
(3)在阶段Ⅲ中,若在反推发动机启动后,降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态,求:反推发动机产生恒定大小的推力。
4.(2026·上海青浦·期中)新能源汽车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者青睐。某国产纯电四驱SUV汽车,其说明书的相关数据如下:重量,搭载了108.8 kWh大容量电池,续航里程(充满电后汽车能行驶的最大路程)635公里,百公里加速最短时间4.4秒,最高时速可达180 km/h。请完成下列问题:
(1)提速快是新能源汽车的一个重要优势。假设该SUV汽车在说明书提供的最短时间内,速度从零提速至的过程是匀加速直线运动,则其平均加速度大小为__________,该过程汽车行驶的距离为__________(结果均保留2位有效数字)。
(2)该款SUV汽车在某次充电过程中,显示充电功率为,电能量剩余为,充电剩余时间为11小时30分钟,如图所示,则该电池的实际最大容量为__________。充满电后,启动汽车,此时电源的电能主要被转化为__________能和__________能。驾驶汽车在某路段实际运行过程中,根据屏幕显示可知汽车近50公里内平均耗电为,据此耗电量请说明该汽车是否能达到宣传的续航里程:________________________________________。
(3)坐垫通体采用新型超疏水材料制成是该款SUV汽车的一大卖点,这项技术表明若将一小水滴滴在水平面的超疏水层上,达到特定条件后小水滴会自发地弹跳起来且越弹越高。以小水滴刚接触水平面超疏水层时的中心位置为轴坐标零点,某段时间内小水滴中心位置随时间变化的关系如图所示,则小水滴中心( )
A.在、时刻的速度为零 B.在、时刻的加速度为零
C.在时间内一直做加速运动 D.在时间内一直做减速运动
(4)小理购买了该款SUV汽车,行驶在平直公路上:
(1)下列哪种情况可以将汽车看作质点( )
A.高速公路上检测车速时 B.行驶过程避让障碍物时 C.发生交通事故核定责任时
(2)从某时刻开始计时,汽车发动机的功率随时间的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小恒定不变,下列描述该汽车的速度随时间变化的图像中(其中,),可能正确的是( )
A. B. C. D.
(5)品牌研发中心工作人员对该款SUV汽车的直流蓄电池进行测试,如图1所示。测试过程中系统输出的图像如图2所示,其中为该直流蓄电池的输出功率,为总电流,则该蓄电池的最大输出功率为__________。
(6)该款SUV汽车搭载的电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,简化结构如图1.两对永磁铁可随发动机一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,边长为L、总电阻为的单匝正方形线圈abcd竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布如图2,此时永磁铁相对线圈以速度竖直向上运动(永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈),则:
(1)线圈中感应电流的方向为__________;
(2)(计算)线圈所受安培力的大小是多少______?
5.(2026·上海·期中)物理研究方法是人类认识世界的重要方式,在我们学习中有遇到过类比法、极限法、图像法、归纳法等等
(1)在测量物理平均速度和瞬时速度时,如图甲,将长直木板B支成斜面,挡光片P固定在小车C的前端,光电门G固定在木板的侧面A处。让小车在斜面上的同一位置O由静止释放,分别测得宽度x为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm不同挡光片的挡光时间t(每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐),计算出各次挡光片通过光电门的平均速度,画出图像如图乙。
(1)下列关于物理学研究方法的叙述中正确的是( )
A.根据速度定义式,当Δt非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想
B.在该实验中,挡光片越窄,图乙中速度越大
C.在图乙中,图线与时间轴t所包围的面积为小车通过的位移,这采用的是微元累加法
D.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例,例如加速度等
(2)实验中最接近小车过A处的瞬时速度的挡光片的宽度是____________;
A.2cm B.6cm C.10cm D.8cm
(3)小车前端过A处的瞬时速度大小为_____m/s,小车的加速度大小为______m/s2。(均保留两位小数)
(2)在用单摆测重力加速度的实验中,某同学使用光电门传感器测量周期如图1。其发现小钢球已变形成图2所示,为减小测量误差采用作图法寻找规律。他改变摆线长度l,测出对应的周期T,作出相应的lT2关系图线,如图3所示。
(1)用光电门传感器测量出变形小球的周期是否准确( )
A.比准确值大 B.比准确值小 C.准确 D.无法判断
(2)若仅根据图3算出图线的斜率k和截距b,则重力加速度g=__________,小钢球重心到摆线下端的高度差h=_____________;(结果均用k、b表示)
(3)同学用3D打印技术制作了一个圆心角等于5、半径已知的圆弧槽,如图4所示。他让未变形的小钢球在槽中运动,若小球在滑动时还存在滚动现象,则利用公式法算出的重力加速度将如何变化?理由是______________________________。
(3)在“探究感应电流方向的规律”实验中:
(1)用试触法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系,结果如图甲所示。用图乙所示的实验装置进行实验,图示时刻,可判断线圈中的电流方向为(俯视)( )
A.顺时针 B.逆时针
(2)将磁铁的不同磁极插入或拔出线圈,观察电流表指针偏转方向,得到如下实验记录:
磁铁的磁场方向
向下
向下
向上
向上
线圈中的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转方向
向右
向左
向左
向右
感应电流的磁场方向
I
Ⅱ
III
IV
根据图乙中线圈绕向和实验记录表中的电流表指针偏转方向,可推断表格中Ⅰ为( )。
A.向上 B.向下
(3)在第(2)问中,根据多次I、III的实验结果可以归纳得到_____________。
6.(2026·上海·期中)频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录运动物体的连续运动过程。如图所示是用每隔时间闪光一次的频闪相机在真空实验室拍摄的羽毛与苹果同时开始下落一段时间后的一张局部频闪照片。图中的是照片中相邻两个苹果的距离。
(1)这个实验表明:如果我们可以减小_________对物体下落运动的影响,直至其可以忽略,那么轻重不同的物体下落的快慢程度将会相同。
(2)关于图中的,关系一定正确的是_________。
A. B. C. D.
(3)利用图片提供的信息和相机闪光周期想求当地的重力加速度值。下列判断正确的是_________。
A. B. C. D.条件不够,无法求
(4)苹果落到点的速度大小为_________(用题中给的字母表示)。
(5)频闪摄影也可用于“探究平抛运动的特点”,如图甲是用频闪相机拍下了三个小球同时从点开始运动:A球做初速度为的平抛运动,B球做自由落体运动,C球(穿在水平光滑杆上)以速度做水平匀速运动。则_________
A.甲图A球和C球进行对比与乙图研究的是同一个问题
B.甲图A球和B球进行对比与乙图研究的是同一个问题
(6)如图是频闪相机某次实验描出的平抛运动轨迹。
(1)如图说明_________
A.小球未从同一位置静止释放
B.小球与斜槽有摩擦
C.斜槽末端未调水平
(2)调整好后再次实验时,小球_________从同一位置静止释放。(选填“A、需要”或“B、不需要”)
(7)某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的照片,小球在平抛运动中的几个位置如图中的所示,图中每个小方格的边长为,则该小球做平抛运动初速度大小_________。(本题取)(结果保留三位有效数字)
7.(2026·上海·期中)鸟类作为生物界中的飞行高手,其飞行机制涉及丰富的物理知识。
(1)如图,一只鸟沿虚线斜向上匀速飞行,空气对其作用力可能是( )
A. B. C. D.
(2)一只鸟由静止起沿直线匀加速飞行,设其位移为,时间为,绘制关系图像如图所示。则其飞行的加速度大小为( )
A. B. C. D.
(3)飞行中的鸟改变飞行方向时,要将其身体倾斜,其转弯所需的向心力由重力和空气对它的作用力的合力来提供。质量为的飞鸟,以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动时,什么力提供了向心力?空气对鸟作用力的大小为多少?(重力加速度为)
8.(2026·上海·期中)喜迎国庆
今年9月30日晚,为庆祝中华人民共和国华诞,一场大型光影烟花秀在上海“吴淞口空中剧场”上演。绚烂的烟花点亮了整个滨江夜空,上海市民群众在震撼人心的光影盛宴中,共同祝愿伟大的祖国生日快乐,祝福祖国繁荣富强。
(1)在本次庆典中,一种新型烟花由地面上的发射器竖直向上射出。该烟花加速上升阶段可视为匀加速直线运动,其加速度大小为,加速过程持续时间为。加速结束后,烟花依靠惯性继续向上运动,在上升到离地面处时发生爆炸。若忽略空气阻力,取重力加速度,则:
①烟花加速结束时离地面的高度为_________米;
②烟花加速结束后( )发生爆炸。
A.2s B.2.4s C.2.8s
③若烟花加速结束后的质量为150g且保持不变,那么烟花从加速结束到爆炸前瞬间合力的冲量_________(以竖直向上为正方向)
(2)正读高二的小贤同学也观看了这场光影盛宴。他由烟花爆炸回忆起了“动量守恒定律”实验。实验前,两小车A、B静置于光滑水平轨道上,车上固定的两弹性圈正对且处于同一高度,两挡光片等宽。用手推小车A使其瞬间获得一个向右的初速度,小车A与B发生碰撞后向左弹回,B向右弹出。测得A上挡光片两次经过光电门1的挡光时间、和B上挡光片经过光电门2的挡光时间。
①为减小实验误差,应选用较_________(选涂:A.宽 B.窄)的挡光片。
②为完成该实验,还需测量的物理量有( )
A.小车A的总质量
B.挡光片的宽度d
C.小车B的总质量
D.光电门1到光电门2的间距L
③在误差允许的范围内,以上所测数据若满足表达式___________________________则表明两小车碰撞过程中动量守恒。
④实验中,小车A碰撞B后向左弹回,可判断出_________。
(选涂:A.小于B.等于C.大于)。
9.(2025·上海浦东·期中)(1)在研究空间站围绕地球运动过程中,空间站能否看成质点?答______,(选填“能”或“不能”)简要说明理由:__________。
(2)若地球表面重力加速度为9.8m/s2,地球半径为6400 km,空间站轨道离地高度为400km,则空间站绕地球运动的周期为________。
10.(2025·上海徐汇·期中)测速
某小组同学利用“光电门传感器”和“位移传感器”测量运动的速度和加速度。首先,他们利用光电门测量挡光片进入光电门时的瞬时速度。将导轨一端垫高,小车上安装挡光片,导轨上安装光电门传感器。通过更换不同宽度的挡光片测量小车挡光片进入光电门时的瞬时速度v。最后,小组同学又采用分体式位移传感器,将发射器安装在小车上,接收器安装在导轨的底部“0cm”处。
(1)在该小组利用“光电门测量小车挡光片进入光电门时的瞬时速度v”中如上图,实验者通过更换挡光片改变,操作方法应该是( )
A.每次从导轨上的同一位置静止释放小车;
B.每次从导轨上的不同位置静止释放小车;
C.每次从导轨上的同一位置轻推释放小车;
D.每次从导轨上的不同位置轻推释放小车;
(2)为了能更加准确的测量瞬时速度,他们将光电门测量的速度v和时间绘制“”图像,其中图线解析式如右图。由图线得出了挡光片进入光电门的瞬时速度,该速度的大小为_________m/s,加速度大小为_________m/s2。
(3)在该小组利用“位移传感器测量瞬时速度”中,测量并绘制出小车下滑x-t图线(如下图):该传感器通过发射红外线和超声波进行测量出小车的相对接收器的位置x.
(1)其中红外线属于__________(选填涂:A“电磁波”、B“机械波”)。
(2)当小车下滑时,接收器接收到的超声波频率__________,波长__________。(选填涂:A.“变大”B.“变小”C.“不变”)
(3)通过x-t图线上标注的数据,小车运动速度__________(选填涂:A.“变大”B.“变小”C.“不变”),小车运动的平均加速度大小为_________m/s2.
11.(2025·上海金山·期中)沙漏是一种古老而有趣的计时装置。如图所示,一放在水平面上的沙漏由沙子全部集中在上部容器里开始计时,到沙子全部落到下部容器里时计时结束。沙子经沙漏中部细孔时速度很小。可视为零,沙子可近似看作随时间均匀漏下,不计空气阻力和沙子间作用力的影响。
(1)某同学用高速摄像机拍得一张沙漏的照片如图。观察照片发现砂粒在空中时看不出砂粒本身的形状,而是形成条状痕迹,疏密分布也不均匀。则出口下方10cm处的痕迹长度约是5cm处的___________倍,出口下方0~2cm范围内的砂粒数约与2~8cm范围的砂粒数之比为___________。
(2)时刻一,容器底部没有沙子,部分沙子正在空中做自由落体运动,此时桌面对沙漏的支持力大小___________(请选择;
A.大于 B.小于 C.等于)沙漏与所有沙子的总重力大小。
(3)时刻二,容器底部已堆积了部分沙子,还有部分沙子正在空中做自由落体运动。
(1)若已知在极短时间内,撞击容器底部静止沙面的落沙质量为,沙漏中部细孔到底部静止沙面的高度为h,落沙对底部静止沙面的冲击力F1为多大?(重力加速度为g)
(2)试证明,由此刻起桌面对沙漏的支持力保持不变且等于沙漏与沙漏中所有沙子的总重力。
12.(2025·上海静安·期中)汽车刹车和转弯
(1)一汽车在平直的公路上以做匀速直线运动,刹车后,汽车以的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后8s内汽车通过的位移为( )
A.50m B.32m C.90m D.80m
(2)如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B.ma C. D.
(3)刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图中所示的图线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦。据此可知,下列说法中正确的是( )
A.以相同的车速开始刹车乙车先停止运动
B.甲、乙两辆汽车相比较乙车的初动能较大
C.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好
D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性能好
(4)一位司机驾车以速度v在宽阔的平地上奔驰。某时刻司机突然发现车前方不远处有一条横沟,设地面与汽车轮胎间的动摩擦因数为,为了安全,如果司机采取急刹车,刹车距离为______如果司机采取转弯,为了安全,转弯半径不能小于______。
(5)某公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车,其速度大小分别为和,轿车在与货车距离时轿车司机才发现前方的货车,此时轿车立即刹车做匀减速直线运动,因路面湿滑,轿车要经过才能停下来。两车可视为质点。若轿车刹车时货车仍以速度匀速行驶,请通过计算说明两车会不会相撞;
13.(2025·上海·期中)在日常生活中,落体运动是一个非常重要且常见的运动。伽利略也是通过研究自由落体运动,打开了近代物理学的大门。某班级的同学就对自由落体运动进行了一定的研究。
(1)伽利略对自由落体的研究,是经典物理思想和科学方法的开端,以下正确的是( )
A.伽利略的做法是根据已有的论据凭直觉进行推论,缺乏严密的逻辑论证
B.伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
C.伽利略认为:自由落体运动是最简单的变速运动,其速度随位移变化是均匀的
D.伽利略开创了以严密的数学演算为核心的近代科学
(2)做自由落体运动的甲、乙两物体,所受重力之比为4∶1,下落高度之比为1∶4,下列说法正确的是( )
A.下落时间之比是1∶4 B.下落时间之比是1∶2
C.落地速度之比是1∶4 D.落地速度之比是4∶1
(3)有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零,即图中A点位置),在平行光的照射下,看到水滴好象都“静止”在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示,右边数值的单位是cm)。不计水滴在空中的空气阻力。
(1)从现象可知,该平行光应该是______(选填“A.普通光源”或“B.频闪光源”)发出的。
(2)实际情况是某一滴水滴过C点的速度约为______m/s。
(4)三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片。金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明______。
(2)乙同学采用如图乙装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D、调节电磁铁C、D的高度。使AC=BD从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v同时从轨道M、N的下端射出,实验可观察到的现象应是______。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如题图丙所示的“小球做平抛运动”的照片。已知图中A、B、C三点间水平距离均为x,竖直高度分别用h,4h,9h表示,重力加速度为g。则由图可求得拍摄时的曝光时间是为______,该小球的初速度大小为______,小球运动到图中位置B时速度大小______。
14.(2025·上海·期中)质量的小球用轻质弹簧竖直悬挂,如图甲所示,把小球向下拉至某位置(未超出弹性限度)由静止释放,小球之后运动的速度时间图像如图乙所示(取竖直向下为正方向,不计空气阻力),。
(1)在0~2s时间内,小球的加速度( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小再增大 D.先增大后减小
(2)在0~2s内,重力的冲量为______,弹簧弹力的冲量为______。
15.(2026·上海浦东·期中)汽车已成为人们出行必备的交通工具。汽车的广泛使用加快了商品的运输速度,扩大了人们生活的半径,使出行更加便利,提高了生活质量。
(1)如图所示,“擦玻璃神器”的两部分因为相互间的磁力紧压在汽车玻璃上,移动室内部分,室外部分会随之移动,同时完成玻璃两面的擦拭。当室外部分沿玻璃平面竖直向上匀速移动时,它所受力的示意图中可能正确的是(符号说明∶G重力、F磁场力、FN弹力、Ff摩擦力)( )
A. B.
C. D.
(2)一辆汽车在崎岖道路上匀速率行驶,途中发生了爆胎。道路地形如图所示则爆胎可能性最大的位置是图中的( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.A或B或C处
(3)甲、乙两汽车同一条平直公路上同向运动,其速度一时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是( )
A.两车在t1时刻也并排行驶
B.t1时刻时刻甲车在后,乙车在前
C.甲车的加速度大小先增大后减小
D.乙车的加速度大小先减小后增大
(4)新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶,t1时刻达到发动机额定功率后保持功率不变,t2时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变,则此过程中汽车的加速度a、速度v、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是( )
A. B.
C. D.
(5)额定功率为60kw的汽车,在某条平直公路上从静止开始先做加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动,如果汽车质量2×103kg,在运动过程中阻力不变。汽车行驶最终运动的最大速度是30m/s,则汽车在该路段所受阻力大小为________;汽车匀加速运动的时间是____________∶若汽车从静止开始一直以最大功率加速到最大速度共用时50,则这段时间内汽车的位移大小为____________。
(6)研究表明,一般人的刹车反应时间t=0.4s,但饮酒会导致反应时间延长、在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m,减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=9.8m/s2。求∶
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值(保留三位有效数字)
考点2 相互作用与共点力平衡
1.(2026·上海普陀·期中)中午不睡,下午崩溃。午休20分钟的“囊萤映雪”还不如“养精蓄锐”。尽管午睡时间可能并不长,但人们还是想出了多种多样的休息方式
(1)如图1所示,某同学在教室午睡。他趴在了一个午睡枕上进行午休。午睡枕的所受到的压力是由于________的形变
A.人 B.午睡枕
(2)另一同学选择在花园用吊床午睡。如图2所示,当他午睡时,两侧悬挂位置等高,且悬挂绳与竖直方向的夹角都为,若悬挂绳所能承受的最大拉力为,则( )
A.吊床所能承受的最大体重为
B.若增大,则吊床所能承受的最大体重会增大
C.若减小,同一个人睡在吊床上,吊床对人的作用力会增大
D.若保持悬挂点等高,且两悬挂绳与竖直方向夹角始终保持相同,拉开悬挂点间的水平距离,吊床所能承受的最大体重会减小
(3)若图2中,这位同学边躺边晃悠吊床,使其左右做等幅摆动。该过程中,同学受到的重力为,他对吊床的作用力为,吊床对他的作用力为,当他来回摆动时,( )
A.最低点时, B.最低点时,
C.最高点时, D.最高点时,
(4)如图3所示,甚至还有同学想要搬躺椅来午睡。现将躺椅结构简化为右图,躺椅两个板面与水平方向的夹角分别为和,若此时将从缓慢增大为,且保持,则在此过程中左板对人的弹力( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
2.(2026·上海·期中)质量为60kg的消防队员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至距楼顶的窗口,略作停顿后,他蹬玻璃窗荡起,再次到达玻璃窗时用力猛踹,实现破窗而入。
(1)关于自由落体运动,伽利略做了著名的“斜面实验”:他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间,发现位移与时间的平方成正比,增大斜面倾角,该规律仍然成立。于是,他外推到倾角为的情况,得出结论( )
A.自由落体运动是一种匀变速直线运动
B.力是使物体产生加速度的原因
C.力不是维持物体运动的原因
D.物体具有保持原来运动状态的惯性
(2)如图,消防员双脚撑在玻璃窗上处于静止状态,不计他和玻璃窗之间的摩擦。消防员此时的受力情况可能是( )
A. B.
C. D.
(3)消防员双手抓绳的位置离开窗的水平距离约为1.5m,重力加速度g取,则窗对人的弹力大小约为__________N。
(4)消防员依靠固定在屋顶的绳子保障安全。不计其与竖直墙面之间的摩擦。当他保持同样的姿势缓慢下滑过程中,墙面对消防员的作用力变化情况?
(5)在消防训练中,消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下,假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从7楼(即从离地面高18m的高度)抱着直的杆以最短时间滑下,已知杆的质量为200kg,消防队员着地时的速度不能大于,手和腿对杆的最大压力为1800N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,假设杆是搁在地面上的,杆在水平方向不能移动。试求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度;
(2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力;
(3)消防队员下滑的最短时间。
3.(2026·上海虹口·期中)弦
弦的本义指弓弦,一般以牛筋、麻绳等制成,用来发射箭矢。因为系在琴瑟等乐器上用来弹奏的丝线或钢丝等的形状与弓弦很接近,故把乐器上用于发声的这些线也称为弦。
(1)琴弦的振动频率(即音高),其中为弦长,为张力,为线密度。请用国际单位制中的基本单位表示线密度的单位:______。
(2)演奏前,擦拭弓的松香是( )
A.单晶体 B.多晶体 C.非晶体 D.介晶态
(3)《天工开物》中记录了测量弓弦张力的“试弓定力”情景,如图所示,测量时将弦的中点悬挂于秤钩上,在质量为的弓的中点处悬挂质量为的重物,稳定时弦的张角为之间直线距离为。弦可视作遵循胡克定律的弹性轻绳,且始终在弹性限度内,不计弓的形变和一切摩擦,重力加速度为。此时弦的张力为______,弦上储存的弹性势能为______。
(4)一根弦左端连接音叉,右端在处跨过定滑轮后挂重物,音叉的振动产生向右传播的机械波经处反射后能产生向左传播的机械波,会形成图甲的波形。图甲中、等处的弦始终不振动,称为波节,、等处的弦振幅最大,称为波腹。图乙是其中一段弦中两列机械波在某一时刻的波形,实线表示向右传播的机械波,虚线表示向左传播的机械波,表示弦上平衡位置间距离相等的11个质点。
①其中质点______是波腹的位置,质点6的运动方向为______。
②如果提高音叉频率,之间的波节个数会( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.不确定
4.(2026·上海普陀·期中)想要学好物理,亲身实践去做实验是必经之路。小黄同学在完成“力的合成”实验后(实验报告见图1,数据记录见图2),产生诸多思考,并想借鉴“力的合成”实验的方法去探究“共点力平衡的条件”(实验步骤见图3,器材见图4)。
(1)“探究力的合成实验”中,合力与分力体现出的物理思想是( )
A.理想化建模 B.极限 C.等效替代 D.控制变量
(2)图2中,若α未知,则可以判断出F的取值不可能为( )
A.8.7N B.7.5N C.5.2N D.2.6N
(3)图2中,若,则可以判断出F的取值不可能为( )
A.8.7N B.7.5N C.5.2N D.2.6N
(4)通过借鉴“力的合成”实验,小黄设计了探究“共点力平衡的条件”的实验。请结合实验步骤与右图中所记录的数据,帮他完成作图。
(5)小黄同学多次改变夹角后重复上述实验,他经分析后发现、的合力与在误差允许范围内总是等大且反向的,结合二力平衡的知识,得出结论:“共点力平衡的条件是合力为”,但是小陈同学认为他的结论还不够严谨,他的理由是:(至少说出2条)_____________________。
5.(2025·上海·期中)某次实验用铁架台、刻度尺、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码验证胡克定律。以弹簧的弹力F(与弹簧下端所挂钩码受到的重力大小相等)为纵轴、弹簧的形变量L为横轴。
(1)上述实验中,使用两根不同的弹簧a和b,得到如图所示的图像。图像不过原点的原因是____________。
(2)下列表述正确的是( )
A.初始时,b的长度比a的长 B.a的劲度系数比b的大
C.施加同样大的力,a的形变量比b的大 D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
6.(2025·上海·期中)校园生活
物理从生活中来,也要回到生活中去,让我们来分析校园生活中的物理。
(1)如图所示,小张同学拉着重为的行李箱返校,假设行李箱沿水平地面匀速前进,若拉杆对箱子的拉力为,地面对箱子的摩擦力为,则拉力与摩擦力的合力( )
A.等于,方向竖直向上 B.小于,方向竖直向上
C.大于,方向向右偏上 D.小于,方向向左偏上
(2)小黄同学骑自行车上学,用力蹬脚踏板,使自行车加速前进时,前轮和后轮所受的摩擦力的方向为( )
A.全都向前 B.全都向后
C.前轮向前,后轮向后 D.前轮向后,后轮向前
(3)小李同学在练习投篮,篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示,篮球在以下两个位置所受合力的示意图(考虑空气阻力),可能正确的是( )(多选)
A. B. C. D.
(4)拓展课上,物理老师带学生在电梯内进行了一个实验。如图(a),在电梯里固定一力传感器,将重物挂在力传感器的挂钩上。电梯从底楼由静止起竖直上升,最后停在顶楼。在此过程中,重物对传感器拉力大小随时间的变化关系如图(b)所示。(本题取)
(1)设重物对传感器的拉力大小为,传感器对重物的拉力大小为,重物所受重力大小为,在内( )
A. B. C. D.
(2)电梯在时的加速度( )
A.大小约为,方向竖直向上 B.大小约为,方向竖直向下
C.大小约为,方向竖直向上 D.大小约为,方向竖直向下
(3)在内,该重物处于超重状态的时间段是__________;
(4)在内,电梯的最大速度为_____。
7.(2025·上海浦东·期中)(多选)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物体N。另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N至细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止,则在此过程中( )
A.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
B.N受到的水平拉力的大小可能保持变小
C.M所受斜面的摩擦力大小可能不变
D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
8.(2025·上海静安·期中)实验研究
(1)在学习了弹簧的弹力后,一兴趣小组学生用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系,如图所示。
①为完成该实验,实验小组设计实验步骤如下:
A.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺;
B.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组对应的点,并用平滑的曲线连接起来;
C.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度;
D.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;
E.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,记录在表格内,然后取下钩码;
F.解释函数表达式中常数的物理意义;
G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来A______FG。
②小组中某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像。图像上端成为曲线是因为______。
根据上题图中的数据,弹簧B的劲度系数为______N/m(结果保留三位有效数字)。若要制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧______(选填“A”或“B”)。
(2)用如图所示的实验装置来研究滑块沿斜面运动的规律。滑块刚被释放时,打开水箱的阀门,让水流入量筒,滑块与挡板碰撞时关闭水箱的阀门。调整并记录滑块与挡板之间的距离x,然后研究x与运动时间t的关系,并判断滑块的运动状况,水箱中水面下降高度可忽略不计。回答下列问题:
①当滑块开始运动时,水箱中的水开始______(镇“A.稳定均匀”或“B.稳定不均匀”)地流入量筒,滑块下滑过程所用的时间t与量筒中的水的体积V成______(填“A.正比”或“B.反比”)。
②当滑块做匀加速直线运动时,x与______(填“A.V”或“B.”)成正比,改变斜面的倾角,当斜面的倾角越大,图像的斜率______(填“A.越大”或“B.越小”)。
9.(2025·上海闵行·期中)力学知识
实验在高中物理学习中扮演者至关重要的角色,它是理论与实践相结合的桥梁,能够深化理解、验证理论并培养科学探究能力。某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,和为细绳。
(1)关于本实验的操作过程,下列说法正确的是( )
A.为了方便测量,实验时两细绳、必须相互垂直
B.橡皮条必须与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.为了减小误差,两根绳必须等长
D.在同一组实验中,结点O的位置不能改变
(2)根据实验数据,该同学作出实验结果图如图乙所示,则___________(选填:“F”或“”)一定沿方向。图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力,与合力F夹角为,与合力F夹角为,则的大小为___________N。
(3)如图(a)为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间,如图(b)所示O点为轻绳悬挂点且保持固定,脚与竖直墙接触点为A,人的重心在B,A与B中间部分可简化为轻杆。初始时,消防员在缓慢下降过程中长度以及与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是___________,轻绳上拉力大小的变化规律是___________。(均选择:A.“逐渐减小”B.“逐渐增大”C. “先减小后增大”)
(4)消防员从绳上跳下,双脚触地后顺势弯曲双腿,在他的重心下降的过程中,消防员受到地面支持力F随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.时间内消防队员的重心在加速下降
B.时间内消防队员的重心在减速下降
C.时刻加速度为零
D.时刻速度最大
10.(2025·上海·期中)研究雨滴在空气中竖直下落时,可以把雨滴近似看作圆球形,研究表明,雨滴所受的阻力可用f=kSv2表示,式中S是雨滴的横截面积,v是雨滴下落的速度,k是比例系数。若已知雨滴的密度为ρ,重力加速度为g。不考虑浮力作用。
(1)若雨滴从离地面足够高处下落,落到地面前会达到一个稳定速度v0,设雨滴半径为r,
(1)v0为__________(用ρ、g、r、k表示);
(2)当雨滴速度达到稳定速度一半时,雨滴的瞬时加速度大小a为___________。
(2)一雨滴从高空由静止开始沿竖直方向下落,以地面为重力势能零势能面,用Ep、Ek、E、h表示雨滴重力势能、动能、机械能和下落高度,则下列四幅图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
(3)下雨天要撑伞,如图一个类似自动雨伞柄的装置,杆竖直放置于水平桌面上,套有一个滑块,初始时它们都处于静止状态。当滑块从A处以初速度v0=10m/s向上滑动时,受到杆的摩擦力1N,滑块滑到B处碰撞杆的上端,带动杆离开桌面一起竖直向上运动,它们向上运动的最大高度H=0.2m。已知滑块的质量m=0.2kg,杆的质量M=0.6kg,A、B间距L=1.2m,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。问:
(1)初始滑块静止时桌面受到的压力为多大?
(2)滑块在A、B间滑动过程中,桌面对杆的支持力为多大?
(3)滑块带动杆一起向上运动的初速度为多大?
(4)滑块和杆组成的系统在上述过程中机械能损失了多少?
考点3 牛顿运动定律及其应用
1.(2026·上海·期中)风洞是人工产生和控制的气流,用以模拟飞行器或物体周围气体的流动,在风力作用的正对面积不变时,风力F=0.06v2(v为风速)。如图1所示,高,直径的透明“垂直风洞”。在本次风洞飞行上升表演中,表演者的质量,为提高表演的观赏性,控制风速与表演者上升的高度间的关系如图2所示,。设想:表演者开始静卧于处,再打开气流,表演者上升达到最大速度时的高度_____;
2.(2026·上海松江·期中)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示,比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出,冰壶的停止位置越靠近圆心O越好,AB中点P与O相距m。某次训练中,运动员使冰壶从P点以m/s的速度向圆心O滑出,已知冰壶和冰面间的动摩擦因数,g取。
(1)冰壶滑行过程中的加速度大小____,冰壶滑行的总位移大小____m。
(2)若冰壶滑出后,运动员发现冰壶的速度偏小,队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面,使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%,最终冰壶恰好停在圆心O处。计算队员们摩擦冰面的长度为多少?
(3)(多选)若从更靠近点的位置开始擦冰,且恰好滑到点停止,则( )
A.需要摩擦冰面的距离更短
B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更短
D.冰壶滑行的总时间一样长
E.冰壶滑行的总时间更长
3.(2026·上海徐汇·期中)小明同学观看游乐节目,看到选手借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,如图所示。他对此进行了思考,已知选手质量为,他抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角,绳的悬挂点距水面的高度为。不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。重力加速度取,,
(1)选手摆到最低点时处于_____(选填“超重”或“平衡”或“失重”)状态;
(2)(简答)若选手摆到最低点时松手,同学们讨论绳长和选手在浮台上的落点距岸边水平距离的关系。小明认为绳越长落点距岸边的水平距离越大。请你对小明的看法进行评价;若同意他的看法写出判断依据,若不同意则求出绳长多少时落点距岸边水平距离最远。
4.(2026·上海·期中)包粽子、佩香囊、赛龙舟等是端午节的传统习俗。
(1)如图所示,当提着香囊上端向右做匀加速直线运动时(空气阻力不计),香囊在空中呈现的形态最接近( )
A. B. C.
(2)将包好的粽子放置于由四根细绳悬挂的水平圆盘中央,细绳等间隔系在水平圆盘边缘,已知水平圆盘和粽子的总重力为G,细绳长度均为L,圆盘直径为1.2L,每根细线对圆盘的拉力大小为( )
A. B. C. D.
(3)图1是甲、乙两支龙舟队伍的比赛情景。两支队伍同时同地出发,图2是通过比赛全程的图。甲在第一段时间内的加速度是第二段时间内的加速度的一半,则( )
A.甲在时刻的速度为
B.两支队伍比赛的路程为
C.乙到达终点的时刻为
D.当乙到达终点时,甲的速度为
(4)物理兴趣小组利用端午节假期组织物理探究活动“利用单摆测量山顶处的重力加速度”。小组同学用轻质细绳系一个小钢球,竖直悬挂于O点制成一简易单摆,如图甲所示。然后用随身携带的测量工具测出细绳的长度为l,小钢球的直径为d,然后将小钢球拉开一个小角度,由静止释放,使其在竖直平面内摆动,测得从第一次经过最低点到第N次经过最低点的总时间为t。
(1)单摆周期______(用N、t表示);
(2)改变细绳长度,重复以上步骤多次测量和计算,绘制图像如图乙所示,该图线与横轴截距的物理意义是______,已知此图线与纵轴的截距为b,则由图像可求得山顶处的重力加速度______(用b、d表示)。
5.(2025·上海·期中)电动自行车一般使用锂电池作为电源,锂电池具有安全性高、能量密度大的优点,能量密度的单位是J/kg,若用国际单位制基本单位的符号来表示,则为( )
A. B. C. D.
6.(2025·上海浦东·期中)如图(a)所示,轻弹簧竖立在地面上,正上方有一质量为m的球从A处自由下落,落到B处时开始与弹簧接触,之后向下压缩弹簧,球运动到C处到达最低点。运动过程中不计空气阻力。
(1)AB距离为d,球刚接触弹簧时的动能Ek=______;
(2)从A运动到C过程中经过A、B、C三点,球超重的是______点,失重的是______点;
(3)当球运动到最低点时,地面对轻弹簧的支持力( )
A.FN<2mg B.FN=2mg C.FN>2mg
(4)取A处为坐标原点O,竖直向下为正方向,建立x轴,在(b)中定性画出从A运动到C的过程中球的加速度a随位移x变化的图像。
7.(2025·上海闵行·期中)蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。如图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。人重60kg,运动员从距离地面45m的高台子站立着从O点自由下落,到B点弹性绳自然伸直,C点加速度为零,D为最低点,然后弹起。运动员可视为质点,不计弹性绳的质量,整个过程中忽略空气阻力。
(1)关于运动员从B到C的运动,下列说法中正确的是( )
A.加速直线运动 B.减速直线运动 C.匀速直线运动
(2)运动员从B→C→D的过程中( )
A.C→D的过程,运动员处于失重状态
B.B→C的过程,运动员减少的重力势能等于弹性绳增加的弹性势能
C.C→D的过程,运动员做加速度增加的减速运动
(3)同学蹦极过程中使用的弹性绳不计质量。在误差允许范围内,弹性绳产生的弹力遵循胡克定律。假设弹性绳索长20m,劲度系数为1000N/m。由此可以得到C点与O点的距离是________m,下落到C点的速度大小为________m/s。(结果保留3位有效数字)
8.(2025·上海闵行·期中)体育强国是新时期我国体育工作改革和发展的目标与任务,我国要力争实现体育大国向体育强国的转变。2019年9月2日,国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》,其中提出,到2035年,经常参加体育锻炼人数比例达到45%以上,人均体育场地面积达到2.5平方米,《国民体质测定标准》合格以上的人数比例超过92%。体育运动在提高人民身体素质和健康水平、促进人的全面发展等方面有着不可替代的作用。
(1)百米赛跑的冠军,与其他参赛队员相比,其整个赛跑过程中一定最大的物理量是( )
A.位移 B.加速度 C.平均速度 D.速度变化量
(2)运动员站立在水平地面上时,两腿夹角的角平分线与地面垂直。下列说法正确的是( )
A.两条腿分开的角度越大,运动员对地面的压力越小
B.运动员对地面的压力不变,与两条腿间的角度无关
C.两条腿分开的角度越小,运动员越费力
D.两条腿分开的角度越大,运动员受到的合力越大
(3)运动员在助跑过程中,脚用力蹬地面,示意图如图所示。则地面受到脚的作用力方向为( )
A. B. C. D.
(4)滑雪运动员从静止开始做匀加速直线运动,4s内通过的位移为32m,则该运动员的加速度大小为________,通过前四分之一位移的平均速度为________m/s。
(5)一个篮球运动员练习投篮,某人站在旁边观察球在空中的运动发现篮球从离开运动员的手到运动到最高点,篮球的高度上升2m,篮球在最高点的速度为2m/s,已知篮球的质量是0.6kg,根据观察结果估算运动员投篮时对篮球做的功为________J,假设观察者的观察结果是准确的,分析估算值是偏大还是偏小?________,理由是________。
(6)(计算)如图所示,学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度为。已知足球与头部的作用时间为,足球的质量为,不计空气阻力。求:
(1)足球从最高点下落至回到最大高度的过程中,重力的冲量大小。
(2)头部对足球的平均作用力大小。
9.(2025·上海·期中)无人机
无人机因机动性能好,操纵方便,现在被广泛应用在生产生活中。
(1)如图,一架无人机以汽车中心所在的竖直线为轴,在水平面内做匀速圆周运动。
(1)运动过程中,空气对无人机的作用力方向为( )
A.竖直向上 B.斜向上 C.水平方向 D.斜向下
(2)无人机的雷达系统可以发出激光和超声波信号,其中( )
A.仅激光是横波 B.激光与超声波都是横波
C.仅超声波是横波 D.激光与超声波都不是横波
(3)如图所示,是小明操作无人机在竖直方向运动的速度与时间图像。全程耗时T,最大速度为v,则无人机在全程的平均速度为( )
A. B. C. D.
(2)控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是( )
A.电路中的电流在减少 B.电路中电流沿顺时针方向
C.电容器上的自由电荷在减少 D.电路中磁场能正在向电场能转化
(3)无人机在灾区可以用来投送物资,已知一无人机在距地高为H水平面内以速度v匀速直线运动,某时刻释放一个质量为m的物资(可视为质点)。
(1)物资A在飞行过程中随时间保持不变的物理量是( )
A.位移的变化率 B.路程的变化率 C.动量的变化率 D.动能的变化率
(2)A着地后不反弹,和地面碰撞时间为t,这段时间内A受到地面对其竖直方向的作用力为__________(重力加速度为g)。
10.(2025·上海嘉定·期中)研究“蹦极”运动时,安装在运动员身上的传感器可测量他在不同时刻下落的高度s及速度v。如图(a),运动员及所携带装备的总质量为、弹性绳原长为。运动员从蹦极台自由下落,根据传感器测到的数据,得到如图(b)所示的图线。重力加速度。
(1)请根据图像(b)数据分析说明,蹦极运动员所受的空气阻力可以忽略不计_______。(论证)
(2)从蹦台到最低点的过程中,运动员处于完全失重状态的时长为________,有________长的距离处于超重状态。(结果保留3位有效数字)
(3)运动员下落过程中动能最大时,运动员的加速度为________,可估算出此时弹性绳的弹性势能为________。
(4)若取蹦极台面所在水平面为重力零势能面,则处动能、重力势能、弹性势能能量关系可能为________。
A. B.
C. D.
11.(2026·上海普陀·期中)“水到渠成”是军训中常见的团队合作比赛。如图所示同组同学手持相同的水管,交替相连构成一个能够不断向前延伸的斜面管道,让小球落入终点的圆筒中。
某小组共七人,以下是他们的比赛方案及相关信息:
7号同学将其管道水平放置在圆筒上方处,且管道最左侧点与圆筒边缘竖直对齐。
1-6号同学从点开始按顺序连接管道,将小球从点由静止释放,当小球离开1号同学的管道后,该同学立即将其管道与6号同学恰好无缝相连,以此类推,循环往复,直至管道连接到7号同学管道的最右侧点。根据比赛要求,间的水平距离需要恒为s,且已知每根管道长,圆筒半径为,高度为。(过程中不计任何阻力及碰撞能量损失)
(1)若仅在本问中,且小球到达点的速度,则与7号同学相连的应是( )同学。
A.1号 B.2号 C.3号
D.4号 E.5号 F.6号
(2)若小球质量为,与水平面间的夹角为,关于小球从管道中开始下落到运动到7号管道的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球在斜管道中运动的加速度为
B.小球的机械能守恒
C.小球处于失重状态
D.小球重力做功
(3)为了赢得比赛,小组同学一起尝试去调整与水平面间的夹角,请你通过计算分析如何可以让小球在段的运动时间最短,并求出最短时间。
12.(2026·上海松江·期中)9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会隆重举行。
(1)(多选)关于阅兵式,以下说法正确的是( )
A.研究歼-20通过天安门的速度,可以把歼-20看作质点
B.研究13个徒步方队通过天安门的时间,可以把徒步方队看作质点
C.研究主席检阅车的运行轨迹,可以把检阅车看作质点
D.欣赏三军仪仗队队员铿锵有力的动作,可以把队员看作质点
(2)26架直升机组成“80”字样,飞过天安门上空。直升机的升力来自于机翼推动空气向下运动,这可以用( )来解释
A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律
(3)战斗机正沿斜向上做匀加速直线运动,除了所受的重力以外,它还受到其它力的合力F,下图中F的示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
(4)阅兵仪式上,飞机先爬升到一定高度,然后匀速通过天安门广场。假设飞机在竖直方向分运动是向上先做加速直线运动后做减速直线运动,则在爬升过程中下列说法正确的是( )
A.飞行员所受的重力先增加后减小
B.飞行员所受的合力先增加后减小
C.飞行员先处于超重状态,后处于失重状态
D.飞行员一直处于超重状态
(5)阅兵场上,呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器,有如图所示,从地面上A点发射一枚中远程地地导弹,仅在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点,距地面高度为h。已知地球半径为R,地球质量为m,引力常量为G,不计空气阻力。下列结论中正确的是( )
A.导弹在运动过程中只受重力作用,做匀变速曲线运动
B.导弹在C点的加速度等于
C.导弹在A点和B点受到的地球引力相同
D.导弹离开A点时的速度小于第一宇宙速度
(6)一火炮将质量为m的炮弹,以斜向上、与水平面成60°角的初速度v0发射,不计空气阻力对炮弹的影响,在炮弹飞到最高点的过程中重力势能增加了___________。若炮弹在最高点爆炸成两块,其中质量为的一块恰好做自由落体运动,不计质量损失,则爆炸时产生的另一块的速度大小为___________。
试卷第1页,共3页
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